Лекция 1 по дисциплине «Основы мехатроники и робототехники» тема: «Введение. Предпосылки развития мехатроники» Мамонова Татьяна Егоровна - презентация

1 Лекция 1 по дисциплине «Основы мехатроники и робототехники» тема: «Введение. Предпосылки развития мехатроники» Мамонова Татьяна Егоровна гр. 14Б10

2 Рейтинг 1 РефератЛБПРИтогоЭкзамен

3 Литература 1. Подураев Ю.В. Основы мехатроники: Учебн. пособие. –М.: МГТУ СТАНКИН,2000 –80 с. 2. Подураев Ю.В. Мехатроника: основы, методы, применение: учеб. Пособие для студентов вузов. – 2-е изд., стер. – М.: Машиностроение, с. 3. Лукинов А.П. Проектирование мехатронных устройств: Учеб. пособие. –М.: МГТУ СТАНКИН, –126 с. 4. В.А. Лопота, Е.И. Юревич. Миниатюризация и интеллектуализация техники – глобальная тенденция XXI века. Микросистемная техника, 1, О.Д. Егоров. Механика и конструирование роботов: Учебник – М.: изд-во Станкин, О.Д. Егоров, Ю.В. Подураев. Конструирование мехатронных модулей: учебник. М.: МГТУ «СТАНКИН», 2004, 306с. 7. Подураев Ю.В., Кулешов В.С. Принципы построения и современные тенденции развития мехатронных систем // Мехатроника С

4 8. Смирнов А.Б. Мехатронные системы микроперемещений. Мехатроника, Автоматизация, Управление, 6, Дьяченко В. А., Смирнов А. Б. Пьезоэлектрические системы мехатроники. Мехатроника, Автоматизация, Управление, 2, Юревич Е. И., Игнатова Е. И. Основные принципы мехатроники. Мехатроника, Автоматизация, Управление, 3, Робототехника и ГАП в 9-и кн., Кн. 2, Приводы робототехнических систем, Кн. 9, Лабораторный практикум по робототехнике; Под ред. И.М. Макарова – М.: Высш. шк., Робототехника и ГАП в 9-и кн., Кн. 2, Приводы робототехнических систем, Кн. 9, Лабораторный практикум по робототехнике; Под ред. И.М. Макарова – М.: Высш. шк.,

5 Введение Современный термин «Мехатроника» («Mechatronics»), согласно японским источникам, был введен фирмой Yaskawa Electric в 1969 г. и зарегистрирован как торговая марка в 1972 г. Это название получено комбинацией слов «МЕХАника» и «ЭлекТРОНИКА». 4

6 Объединение этих понятий в едином словосочетании означает интеграцию знаний в соответствующих областях науки и техники, которая позволила совершить качественный скачок в создании техники новых поколений и производстве новейших видов систем и оборудования. Мехатроника расширила границы традиционной электромеханики. 5

7 Определение мехатроники Мехатроника – отрасль науки, включающую в себя анализ, проектирование, синтез и отбор систем, которые комбинируют электронные и механические узлы (компоненты), с современными средствами управления и микропроцессорами. 6

8 Общая закономерность научно-технического развития во всех сферах человеческой деятельности - прогрессирующее усложнение, интеграция и интенсификация техники. Сложившиеся в последние годы общие тенденции развития техники и технологии, которые обещают революционную перестройку буквально всех сфер человеческой деятельности, включая решение указанной проблемы, - это миниатюризация и интеллектуализация. Эти тенденции постепенно как форма и содержание сливаются в микросистемную мехатронную технику 7

9 Функциональный состав технических систем и комплексов 8

10 Мехатронные модули, робототехнические и автоматические системы 9

11 10

12 Межотраслевой характер и государственная важность указанных выше проблем, поставили вопрос об: унификации и стандартизации компонентов, на базе которых создаются современные системы, разработке принципов и методик проектирования технических систем на их основе. Такой подход позволяет значительно сократить расходы и сроки решения комплексной проблемы в государственном масштабе при одновременном повышении качества ее решений. 11

13 Основная цель Конечным результатом должно стать создание системы функционально и конструктивно унифицированных интеллектуальных мехатронных модулей как основы наукоемкой техники нового поколения, а также и модернизации действующей техники. 12

14 Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи анализ потребностей в перспективных робототехнических, автоматических и биотехнических системах; разработка унифицированных мехатронных модулей; разработка принципов и методов модульного проектирования технических и биотехнических систем; 13

15 создание базовых модульных мини- и микротехнических и биотехнических систем промышленного и специального назначения наземного, водного, воздушного и космического базирования; разработка и согласование с заинтересованными министерствами и ведомствами программы организации производства мехатронных модулей; модернизация на основе этих модулей действующего поколения важнейшей техники; организация подготовки и переподготовки кадров в области микротехники и микротехнологий по заявкам заинтересованных министерств и ведомств. 14

16 Основные научно-технические аспекты перечисленных перспективных направлений и задач трехмерные микротехнологии мехатронных модулей; интеллектуальные микроэлектронные нейронные модульные структуры обработки информации; микроэлектромеханические системы приводов типа искусственных мышц; аппаратно-программное обеспечение для согласования компонентов компьютеризированных промышленных и специальных комплексов с обеспечением защиты информации; интеллектуальные микросистемные интерфейсы для человека-оператора с обеспечением "эффекта присутствия". 15

17 Развитие компонентов технических систем 16

18 Основными компонентами, сдерживающими дальнейшую миниатюризацию технических систем, являются исполнительные (силовые) компоненты. Они до настоящего времени базируются в основном на технических идеях двигателей XIX века. Будущий прогресс технических систем связан с созданием микроминиатюрных машин и механизмов типа искусственных мышц на базе 3D-микросистемных технологий. 17

19 Развитие технических систем (роботы и автоматы) 18

20 Интеграция типовых элементов в современные технические системы 19

21 Аналогичным образом ранее шло развитие электромеханики как науки, использующей достижения электротехники и механики при создании приводных исполнительных систем широкого назначения. Интеграция электромеханики и микроэлектроники привела к появлению комплектных интегрированных мехатронных модулей движения рабочих органов и узлов машин, а также создаваемого на их основе оборудования. Именно в этом направлении наиболее активно развивалась мехатроника в нашей стране. 20

22 Спасибо за внимание