одному классу – электромеханическим системам

9
В функциональной схеме мехатронной системы отсутствуют 
блоки СПУ – силового электронного устройства, питающего электро-
двигатель, ЭДУ – электродвигательного устройства, ПМ – передаточ-
ного механизма. Это возможно лишь в том случае, если выполня-
ющие их функции блоки сосредоточены в мехатронном модуле. Это 
обстоятельство ограничивает предел мощности мехатронных систем, 
т. к. создание мехатронных модулей мощностью в сотни и тысячи 
кВт весьма затруднительно. Таким образом, системы электро-
привода, выпускаемые в диапазоне мощности от долей Ватт до 
десятков тысяч кВт являются более широким классом электроме-
ханических систем (ЭМС), к которым следует отнести и мехатрон-
ные системы (МС), которые, однако, в силу своих особенностей, 
достоинств и сфер применения следует рассматривать как специаль-
ный класс ЭМС. Следовательно, системы электропривода и меха-
троники относятся к одному классу управляемых электромеха-
нических систем. 
Исторически, вышеуказанные свойства МС были обусловлены 
тем, что в период, начиная с 60-х годов ХХ века, шло быстрое 
развитие средств электроники, полупроводниковых преобразователь-
ных устройств, компьютерной техники, программирования и 
интеллектуальных методов управления. Это, в свою очередь, 
обеспечило условия создания автоматических систем управления с 
широкими функциональными возможностями. При этом в полупро-
водниковой технике происходило увеличение преобразуемой одним 
элементом электрической мощности, улучшались динамические 
характеристики полупроводниковых приборов: быстродействие, 
управляемость. В компьютерной технике возможности управления 
необычайно расширило появление микропроцессорных устройств, 
сокращение их веса и габаритов при одновременном повышении 
быстродействия и объемов памяти. 
Развитие программного обеспечения и совершенствование 
компьютерной техники позволило реализовать интеллектуальные 
методы управления: нечеткая логика, нейронные сети, а также 
генетические алгоритмы. 
Развитие техники создало предпосылки для объединения 
(интеграции) вышеуказанных устройств (полностью или частично) в 
едином конструктивном исполнении мехатронного модуля. Такое 

10 
исполнение обеспечивает ряд преимуществ по сравнению с 
традиционной раздельной компоновкой электрических приводов: 
уменьшаются габариты, вес, протяженность электрических и механи-
ческих связей, исключаются промежуточные интерфейсы, сокраща-
ются производственные площади, повышается надежность работы. 
Важным достоинством в ряде случаев является также повышение 
жесткости упругих кинетических звеньев вследствие сокращения их 
длины, что, в свою очередь, способствует снижению динамических 
нагрузок и повышению точности отработки координат движения. 
Вышеуказанное дает основание говорить о синергетическом 
эффекте интегрального исполнения устройства, при котором поло-
жительный эффект умножается по сравнению с раздельным исполне-
нием тех же компонентов. 
Наиболее ярко синергетический эффект проявился при соз-
дании определенных видов машин и механизмов, определивших 
направления широкого использования мехатронных систем: 
– роботы и робототехнические комплексы; 
– технологические машины-гексаподы; 
– транспортные мехатронные системы. 
Далее в пособии (гл. 3) более подробно будут описаны мехат-
ронные системы различных видов. Отметим лишь, что в процессе их 
развития они нашли широкое применение во многих отраслях про-
мышленности: машиностроительной, электротехнической, горнодо-
бывающей, текстильной, строительстве, и др., а также здраво-
охранении. 
Наиболее ярким примером мехатронных устройств являются 
роботы и манипуляторы, нашедшие благодаря гибкости и приспо-
собляемости к технологическим процессам, широкое применение в 
сварочном, лакокрасочном производстве, в выполнении сборочных 
операций, пайке электронных плат, выборке и комплектации изде-
лий, прокладке труб, укладке текстиля, лазерной, ножевой и водной 
порезке материала, шлифовании, складировании, исследовании морс-
кого дна, космических исследованиях и др. 
В настоящее время активные широкомасштабные работы по их 
разработке и производству осуществляются в основном в трех 
странах, на которые приходится 77% всего мирового выпуска 
(Япония – 38%, США – 26%, Германия – 10%). 

11

жүктеу/скачать 23,07 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: