Что такое мехатроника: Мехатроника — что это такое? Области применения

Мехатроника | это… Что такое Мехатроника?

Мехатроника — это название для частных случаев построения электрических приводов (см. электрический привод), где основной упор делается на обеспечение требуемого движения, прежде всего, высокоточного, а не на его энергетические характеристики. Для мехатроники характерно стремление к полной интеграции механики, электрических машин, силовой электроники, микропроцессорной техники и программного обеспечения.

Содержание 1 О термине 2 Связанные понятия 3 Мехатроника сегодня 4 Примеры мехатронных систем 5 См. также 6 Литература 7 Ссылки

О термине

В СССР, современной России начиная c 30-х годов 20 века и некоторых зарубежных странах (см. департамент Drive Technology фирмы Siemens) для названия систем обеспечения требуемых движений посредством электричества применяется термин электрический привод (сокращенно электропривод).

С развитием электрических приводов и возможностей их применения в станках, в первую очередь с ЧПУ и обрабатывающих центрах, а также в робототехнике, стала очевидна необходимость полной интеграции составляющих элементов электропривода: механики, электрических машин, силовой электроники, микропроцессорной техники и программного обеспечения для наиболее полного использования возможностей электропривода и обеспечения им прецизионного движения.

Так как наиболее полное развитие данные тенденции получили в Японии, а с термином «электрический привод» как самостоятельной технической системой там знакомы не были, для описания данных систем в Японии был введен термин «мехатроника». Непосредственным автором является японец Тецуро Мориа (Tetsuro Moria), старший инженер компании Yaskawa Electric, а сам термин появился в 1969 году.

Термин состоит из двух частей — «меха», от слова механика, и «троника», от слова электроника. Сначала данный термин был торговой маркой (зарегистрирована в 1972 году), но после его широкого распространения компания отказалась от его использования в качестве зарегистрированного торгового знака.

Из Японии мехатроника распространилась по всему миру. Из иностранных изданий термин «мехатроника» попал в Россию и стал широкоизвестен.

Сейчас под мехатроникой понимают системы электропривода с исполнительными органами относительно небольшой мощности, обеспечивающие прецизионные движения и имеющие развитую систему управления. Сам термин «мехатроника» используется, прежде всего, для отделения от общепромышленных систем электропривода и подчеркивания особых требований к мехатронным системам. Именно в таком смысле мехатроника как область техники известна в мире.

Связанные понятия

Стандартное определение (1995):

Мехатронный модуль — это функционально и конструктивно самостоятельное изделие для реализации движений с взаимопроникновением и синергетической аппаратно-программной интеграцией составляющих его элементов, имеющих различную физическую природу.

К элементам различной физической природы относят механические, электротехнические, электронные, цифровые, пневматические, гидравлические, информационные и т.  д. компоненты.

Мехатронная система — совокупность нескольких мехатронных модулей и узлов, синергетически связанных между собой, для выполнения конкретной функциональной задачи.

Обычно мехатронная система является объединением собственно электромеханических компонентов с силовой электроникой, которые управляются с помощью различных микроконтроллеров, ПК или других вычислительных устройств. При этом система в истинно мехатронном подходе, несмотря на использование стандартных компонентов, строится как можно более монолитно, конструкторы стараются объединить все части системы воедино без использования лишних интерфейсов между модулями. В частности, применяя встроенные непосредственно в микроконтроллеры АЦП, интеллектуальные силовые преобразователи и т. п. Это уменьшает массу и размеры системы, повышает ее надёжность и дает некоторые другие преимущества. Любая система, управляющая группой приводов может считаться мехатронной.

Иногда система содержит принципиально новые с конструкторской точки зрения узлы, такие как электромагнитные подвесы, заменяющие обычные подшипниковые узлы. К сожалению, такие подвесы дороги и сложны в управлении и в нашей стране применяются редко (на 2005 г.). Одной из областей применения электромагнитных подвесов являются турбины, перекачивающие газ по трубопроводам. Обычные подшипники здесь плохи тем, что в смазку проникают газы — она теряет свои свойства.

Мехатроника сегодня

Многие современные системы являются мехатронными или используют элементы мехатроники, поэтому постепенно мехатроника становится «наукой обо всём». Мехатроника применяется во многих отраслях и направлениях, например: робототехника, автомобильная, авиационная и космическая техника, медицинское и спортивное оборудование, бытовая техника.

Примеры мехатронных систем

Учебная мехатронная система: учебный робот SCORBOT-ER 4u обслуживает настольные станки с ЧПУ

Типичная мехатронная система — тормозная система автомобиля с АБС (антиблокировочной системой).

Персональный компьютер также является мехатронной системой: ЭВМ содержит много мехатронных составляющих: жёсткие диски, оптические приводы.

• роботы
• станки c ЧПУ

См. также

• Синергия

Литература

• Мехатроника: Пер с япон. / Исии Х., Иноуэ Х., Симояма И. и др. — М.: Мир, 1988. — С. 318. — ISBN 5-03-000059-3
• Подураев Ю. В. Мехатроника. Основы, методы, применение. — 2-е изд., перераб и доп. — М.: Машиностроение, 2007. — 256 с. — ISBN 978-5-217-03388-1
• Введение в мехатронику: В 2-х кн. Учебное пособие / А. К. Тугенгольд, И. В. Богуславский, Е. А. Лукьянов и др. Под ред. А. К. Тугенгольда. — Ростов н/Д: Издательский центр ДГТУ, 2004. — ISBN 5-7890-0294-3
• Карнаухов Н. Ф. Электромеханические и мехатронные системы. — Ростов н/Д: Феникс, 2006. — 320 с. — (Высшее образование). — 3000 экз. — ISBN 5-222-08228-8
• Егоров О. Д., Подураев Ю. В. Конструирование мехатронных модулей. — М.: Издательство МГТУ «Станкин», 2004. — 368 с.

Ссылки

• «Теоретические и практические проблемы развития мехатроники»

Мехатроника | это.

.. Что такое Мехатроника?

Мехатроника — это название для частных случаев построения электрических приводов (см. электрический привод), где основной упор делается на обеспечение требуемого движения, прежде всего, высокоточного, а не на его энергетические характеристики. Для мехатроники характерно стремление к полной интеграции механики, электрических машин, силовой электроники, микропроцессорной техники и программного обеспечения.

Содержание 1 О термине 2 Связанные понятия 3 Мехатроника сегодня 4 Примеры мехатронных систем 5 См. также 6 Литература 7 Ссылки

О термине

В СССР, современной России начиная c 30-х годов 20 века и некоторых зарубежных странах (см. департамент Drive Technology фирмы Siemens) для названия систем обеспечения требуемых движений посредством электричества применяется термин электрический привод (сокращенно электропривод).

С развитием электрических приводов и возможностей их применения в станках, в первую очередь с ЧПУ и обрабатывающих центрах, а также в робототехнике, стала очевидна необходимость полной интеграции составляющих элементов электропривода: механики, электрических машин, силовой электроники, микропроцессорной техники и программного обеспечения для наиболее полного использования возможностей электропривода и обеспечения им прецизионного движения.

Так как наиболее полное развитие данные тенденции получили в Японии, а с термином «электрический привод» как самостоятельной технической системой там знакомы не были, для описания данных систем в Японии был введен термин «мехатроника». Непосредственным автором является японец Тецуро Мориа (Tetsuro Moria), старший инженер компании Yaskawa Electric, а сам термин появился в 1969 году.

Термин состоит из двух частей — «меха», от слова механика, и «троника», от слова электроника. Сначала данный термин был торговой маркой (зарегистрирована в 1972 году), но после его широкого распространения компания отказалась от его использования в качестве зарегистрированного торгового знака.

Из Японии мехатроника распространилась по всему миру. Из иностранных изданий термин «мехатроника» попал в Россию и стал широкоизвестен.

Сейчас под мехатроникой понимают системы электропривода с исполнительными органами относительно небольшой мощности, обеспечивающие прецизионные движения и имеющие развитую систему управления. Сам термин «мехатроника» используется, прежде всего, для отделения от общепромышленных систем электропривода и подчеркивания особых требований к мехатронным системам. Именно в таком смысле мехатроника как область техники известна в мире.

Связанные понятия

Стандартное определение (1995):

Мехатронный модуль — это функционально и конструктивно самостоятельное изделие для реализации движений с взаимопроникновением и синергетической аппаратно-программной интеграцией составляющих его элементов, имеющих различную физическую природу.

К элементам различной физической природы относят механические, электротехнические, электронные, цифровые, пневматические, гидравлические, информационные и т.  д. компоненты.

Мехатронная система — совокупность нескольких мехатронных модулей и узлов, синергетически связанных между собой, для выполнения конкретной функциональной задачи.

Обычно мехатронная система является объединением собственно электромеханических компонентов с силовой электроникой, которые управляются с помощью различных микроконтроллеров, ПК или других вычислительных устройств. При этом система в истинно мехатронном подходе, несмотря на использование стандартных компонентов, строится как можно более монолитно, конструкторы стараются объединить все части системы воедино без использования лишних интерфейсов между модулями. В частности, применяя встроенные непосредственно в микроконтроллеры АЦП, интеллектуальные силовые преобразователи и т. п. Это уменьшает массу и размеры системы, повышает ее надёжность и дает некоторые другие преимущества. Любая система, управляющая группой приводов может считаться мехатронной.

Иногда система содержит принципиально новые с конструкторской точки зрения узлы, такие как электромагнитные подвесы, заменяющие обычные подшипниковые узлы. К сожалению, такие подвесы дороги и сложны в управлении и в нашей стране применяются редко (на 2005 г.). Одной из областей применения электромагнитных подвесов являются турбины, перекачивающие газ по трубопроводам. Обычные подшипники здесь плохи тем, что в смазку проникают газы — она теряет свои свойства.

Мехатроника сегодня

Многие современные системы являются мехатронными или используют элементы мехатроники, поэтому постепенно мехатроника становится «наукой обо всём». Мехатроника применяется во многих отраслях и направлениях, например: робототехника, автомобильная, авиационная и космическая техника, медицинское и спортивное оборудование, бытовая техника.

Примеры мехатронных систем

Учебная мехатронная система: учебный робот SCORBOT-ER 4u обслуживает настольные станки с ЧПУ

Типичная мехатронная система — тормозная система автомобиля с АБС (антиблокировочной системой).

Персональный компьютер также является мехатронной системой: ЭВМ содержит много мехатронных составляющих: жёсткие диски, оптические приводы.

• роботы
• станки c ЧПУ

См. также

• Синергия

Литература

• Мехатроника: Пер с япон. / Исии Х., Иноуэ Х., Симояма И. и др. — М.: Мир, 1988. — С. 318. — ISBN 5-03-000059-3
• Подураев Ю. В. Мехатроника. Основы, методы, применение. — 2-е изд., перераб и доп. — М.: Машиностроение, 2007. — 256 с. — ISBN 978-5-217-03388-1
• Введение в мехатронику: В 2-х кн. Учебное пособие / А. К. Тугенгольд, И. В. Богуславский, Е. А. Лукьянов и др. Под ред. А. К. Тугенгольда. — Ростов н/Д: Издательский центр ДГТУ, 2004. — ISBN 5-7890-0294-3
• Карнаухов Н. Ф. Электромеханические и мехатронные системы. — Ростов н/Д: Феникс, 2006. — 320 с. — (Высшее образование). — 3000 экз. — ISBN 5-222-08228-8
• Егоров О. Д., Подураев Ю. В. Конструирование мехатронных модулей. — М.: Издательство МГТУ «Станкин», 2004. — 368 с.

Ссылки

• «Теоретические и практические проблемы развития мехатроники»

Что такое мехатроника? | Определение из TechTarget

К

• Участник TechTarget

Мехатроника — это отрасль техники, которая занимается проектированием, производством и обслуживанием продуктов, включающих как механические, так и электронные компоненты.

Этот термин был придуман в 1969 году инженером Тетсуро Мори для описания синергии, существующей между электрическими системами управления и механическими машинами, которые они регулируют. С тех пор значение этого термина расширилось и теперь включает в себя интеграцию множества других дисциплин, включая компьютерную инженерию, системную инженерию и программирование.

Как философия проектирования мехатроника ценит системное мышление и междисциплинарный подход к решению проблем. Совсем недавно в области информационных технологий (ИТ) движение DevOps разрушило стену между разработкой программного обеспечения и эксплуатацией, поощряя ИТ-специалистов работать в межведомственных командах. Мехатроника вызвала такие же кардинальные изменения в машиностроении. Сегодня во многих отраслях инженерам приходится работать в междисциплинарных коллективах, чтобы обеспечить бесперебойную работу разрабатываемых ими сложных высокоинтегрированных систем.

Чтобы понять концепцию мехатроники, можно просто подумать о современных автомобилях. Средний автомобиль сегодня имеет от 25 до 50 центральных процессоров (ЦП), которые управляют механическими функциями. Система поддержки водителя (DSS), такая как антиблокировочная система тормозов, разработана с использованием мехатроники; электронная система управления берет на себя функцию торможения, когда датчики распознают блокировку одного или нескольких колес. Пневматическая система контроля давления в шинах также разработана с использованием мехатроники; внутри каждой шины есть датчик, который отправляет данные в бортовую электронную систему управления. Если давление в одной из шин низкое, встроенное программное обеспечение в системе управления отправляет предупреждение на приборную панель автомобиля, и загорается значок шинного манометра. Даже автомобильная подушка безопасности разработана с использованием мехатроники; микроэлектрическая машина (MEM) в передней части автомобиля активирует подушку безопасности, когда данные датчика указывают на быстрое замедление.

Целостное мышление позволило инженерам добиться больших успехов в развитии автоматизации и робототехники. Это также позволило им создавать более интеллектуальные продукты, продукты меньшего размера и крошечные, эффективные компоненты продуктов на уровне нанотехнологий. Чтобы успешно эксплуатировать, диагностировать и обслуживать электромеханическое, автоматизированное оборудование, техникам поддержки необходимо регулярно проходить формальную и неформальную переподготовку. Siemens AG, одна из крупнейших в мире высокотехнологичных производственных корпораций, предлагает программу профессиональной сертификации в области мехатроники, и все большее число колледжей и университетов предлагают курсы обучения этой новой технологии.

По данным Министерства труда США, мехатроника является развивающейся областью занятости. В дополнение к автомобилестроению, отрасли, которые полагаются на мехатронику, включают аэрокосмическую промышленность, проектирование и ремонт бытовой техники, банковское дело, производство и распределение энергии и электроэнергии, сельское хозяйство, пищевую промышленность, производство, горнодобывающую промышленность и здравоохранение.

Хотя многие реализации мехатронного дизайна предназначены для работы в серверной части и их легко не заметить, эти мехатронные роботы от Boston Dynamics, MIT и Honda предоставляют зрителю опыт сверхъестественной долины, который довольно сложно игнорировать.

Последнее обновление: январь 2017 г.

Продолжить чтение о мехатронике

• Узнайте, какие конкретные области знаний включены в мехатронику.

• Этот веб-сайт содержит дополнительную информацию о карьере в области мехатроники.

SpaceX

SpaceX (Space Exploration Technologies Corporation) — производитель космических транспортных средств и аэрокосмической техники, основанный в 2002 году Илоном Маском.

Сеть

• основная полоса

  Основная полоса частот при передаче сигналов связи означает, что для отправки и приема цифровых сигналов доступен только один путь . ..

• широкополосный

  Широкополосный доступ относится к телекоммуникациям, в которых для передачи информации доступна широкая полоса частот.

• оптоволокно до дома (FTTH)

  Оптоволокно до дома (FTTH), также называемое оптоволокном до дома (FTTP), представляет собой установку и использование оптического волокна от центрального …

Безопасность

• Общая система оценки уязвимостей (CVSS)

  Общая система оценки уязвимостей (CVSS) — это общедоступная система оценки серьезности уязвимостей безопасности в …

• WPA3

  WPA3, также известный как Wi-Fi Protected Access 3, является третьей итерацией стандарта сертификации безопасности, разработанного Wi-Fi …

• брандмауэр

  Брандмауэр — это устройство сетевой безопасности, которое предотвращает несанкционированный доступ к сети. Проверяет входящий и исходящий трафик…

ИТ-директор

• Agile-манифест

  Манифест Agile — это документ, определяющий четыре ключевые ценности и 12 принципов, которые его авторы считают разработчиками программного обеспечения…

• Общее управление качеством (TQM)

  Total Quality Management (TQM) — это система управления, основанная на вере в то, что организация может добиться долгосрочного успеха, …

• системное мышление

  Системное мышление — это целостный подход к анализу, который фокусируется на том, как взаимодействуют составные части системы и как…

HRSoftware

• непрерывное управление производительностью

  Непрерывное управление эффективностью в контексте управления человеческими ресурсами (HR) представляет собой надзор за работой сотрудника . ..

• вовлечения сотрудников

  Вовлеченность сотрудников — это эмоциональная и профессиональная связь, которую сотрудник испытывает к своей организации, коллегам и работе.

• кадровый резерв

  Кадровый резерв — это база данных кандидатов на работу, которые могут удовлетворить немедленные и долгосрочные потребности организации.

Служба поддержки клиентов

• бесконтактная оплата

  Бесконтактный платеж — это беспроводная финансовая транзакция, при которой клиент совершает покупку, перемещая жетон безопасности в …

• исходящий вызов

  Исходящий вызов — это вызов, инициированный оператором центра обработки вызовов клиенту от имени центра обработки вызовов или клиента.

• социальная CRM

  Social CRM, или социальное управление взаимоотношениями с клиентами, — это управление взаимоотношениями с клиентами и взаимодействие с ними, поддерживаемое . ..

Что такое мехатроника? — Мехатроника

Определение мехатроники

Мехатроника представляет собой синергетическое сочетание точного машиностроения, электронного управления и механических систем. Это наука, которая существует на стыке пяти других дисциплин:

• механика,
• электроника,
• информатика,
• автоматика,
• робототехника.

Одна из самых динамично развивающихся областей техники и наука. Слово «мехатроника» впервые появилось в Японии в 1969 г.

мехатроника = меха никс + электроника троника + вычислительная техника

Мехатроника — зарождение

Термин мехатроника был введен в техническую терминологию Японская компания Yaskawa Elektric Corporation (компания, основанная в 1915), а с 1971 года охраняется как торговое наименование. Мехатроника в начальный период понималось как проектирование и строительство деятельность, связанная с включением электронных компонентов и систем к функциональному устройству различных прецизионных механизмов. В 1982 г. Yaskawa Electric Co. отказалась от патентной защиты своего товарный знак, и с этого момента мы все можем использовать этот термин. Сегодня это означает инженерная деятельность в области мехатроники, включая проектирование, испытания и эксплуатации машин и оборудования, в которых наблюдается высокий уровень функциональная интеграция механических систем с электроникой и компьютерное управление. Мехатроника является междисциплинарной областью, объединяющей синергетическим образом классическое знание механики машиностроение, гидравлика, пневматика, электроника, оптика и компьютер наука. Целью мехатроники является улучшение функциональности технических систем и создание новых концепций машин и оборудование со встроенным «искусственным интеллектом». В различной литературе источников можно найти несколько определений мехатроники, почти все они делают упор на функциональную интеграцию механических приводы с электронным и компьютерным управлением, например:

мехатроника включает в себя программируемые электронные устройства и электромеханические системы для встроенных, распределенных структур датчиков, обработки сигналов, приводов и связи.

Изерманн [1] определяет мехатронику как совокупность знаний из три дисциплины — механика, электроника и информатика.

 

Мехатроника сформировалась в инженерной среде автоматизации и робототехника, где «механического» способа решения конструкции не было. адекватным ожиданиям и возможностям, которые предоставляют другие области техники, особенно электроники, оптоэлектроники, материалов инженерия, особенно информатика [2].

Мехатронику можно рассматривать как современный подход к методы автоматизации для широко определенных потребностей проектирования и образование. Можно предположить, что мехатроника является междисциплинарной область науки и техники, занимающаяся общими проблемами механика, электроника и информатика. Однако он содержит слишком много связанный мехатроник области, составляющие основу мехатроники и охватывающие многие известные дисциплины, такие как электротехника, энергетика электроника, цифровая техника, микропроцессорная техника и др. методы. Мехатроника дает возможность не только гуманизации машин, но и меняет мышление и подход к технологическим вопросам и самое главное обучение новому технологии и способы приобретения знаний и навыков. Большинство важная особенность мехатроники устройства – это способность обрабатывать и передавать информацию точно в виде различных типов сигналов (механических, электрические, гидравлические, пневматические, оптические, химические, биологические), с высокий уровень автоматизации этих устройств.

Основным предположением при проектировании мехатронных устройств является приобретение самим устройством, которое отвечает за нижний уровни процесса (задачи), чтобы позволить пользователю сосредоточиться на более высоком уровне функции. Структуру мехатронного устройства можно рассматривать на двух уровнях: абстрактный, состоящий из конъюнкции частичных функций основное функциональное устройство и конкретная плоскость, состоящая из комбинированных конструкционные детали и узлы, являющиеся естественными носителями различных задействованные функции.