机电一体化技术模糊洗衣机.ppt

机电一体化技术 胡红生 邮箱：hhs999@ 第七章 机电一体化系统总体设计与实例分析 知识点： 机电一体化系统总体设计过程 机电一体化产品实例分析——智能洗衣机设计开发 本章导读 机电—体化技术从系统工程观点出发，应用机械、微电子技术等有关技术，使机械、电子有机结合，实现系统或产品整体最优的综合性技术。 机电一体化系统设计是按机电一体化思想、原理和方法进行的机电一体化产品设计，它是一项复杂的系统工程，需要综合应用各项共性关键技术才能完成。 7.1机电一体化系统的设计思路与开发过程 机电一体化是一门综合技术，是一项多级别、多单元组成的系统工程。机电一体化系统所包容的设计与开发范围是非常广泛的。 给定机电一体化系统(产品)目的功能与规格后，机电一体化技术人员利用机电一体化技术进行设计、制造的整个过程为机电一体化工程。 7.1.1机电一体化系统分析 一般来讲，机电一体化系统分析应包括以下内容。 一、可行性论证、准备技术资料 1）了解企业现状与系统开发的内外环境，收集国内外有关技术资料，包括现有同类产品的资料、相关的理论研究成果和先进技术资料等。 2）了解所设计产品的使用要求和开发目标，包括功能、性能等方面的要求。 3）了解生产单位的设备条件、工艺手段、生产基础等，能为产品开发提供的技术支持、物质支持，作为研究具体结构方案的重要依据。 二、根据目的功能确定产品规格、性能指标 1）功能性指标 包括运动参数、动力参数、尺寸参数、品质指标等。 2）经济性指标 包括成本指标、工艺性指标、标准化指标、美学指标等。 3）安全性指标 包括可靠性指标、操作指标、自身保护指标和人员安全指标等。 三、拟定总体方案 1）方案设计 选择设计原则、设计原理，进行总体方案的初步设计。 2）系统性能指标分析 依据所掌握的技术资料以及以往的设计经验，找出设计难点及特征指标。 3）系统分解，预选各环节结构 在性能指标分析的基础上，初步选出多种实现各环节功能和满足性能要求的可行的结构方案。 4）整体评价 选定一个或几个评价指标，求出各方案的评价指标值并进行比较和评价，从中选出最优者作为拟定的总体方案。 三、拟定总体方案 1总体设计的概念与过程描述 机电一体化系统（或产品）是机电一体化设备与产品的总称，它表示将这些设备与产品看成一个系统。 其主要内容包括：系统原理方案的构思，结构方案的设计，总体布局设计与环境设计，主要参数及技术指标的确定，总体方案的评价与决策。 在总体设计过程中，应逐步形成下列技术文件与图纸： 系统工作原理简图。 控制器、驱动器、执行器、传感器工作原理图等。 总体设计报告。 总体装配图。 部件装配图。 机电一体化系统总体方案的一般步骤为： （1）详尽搜集用户对所设计产品的需求 设计任何系统，首先要收集所有相关信息，包括设计需求、背景技术资料。 （2）设计对象工作原理的设计 明确了解设计对象的需求之后，就可以开始工作原理设计了，这是总体设计的关键。 （3）主要结构方案的选择 机械结构类型很多，选择主要结构方案时，必须保证系统所要求的精度、工作稳定可靠、制造工艺性好，应符合运动学设计原则或误差均化原理。 （4）摩擦形式的选择 设计机电一体化机械系统时，要认真选择运动机构的摩擦形式，如果处理得不好，由于动、静摩擦力差别太大，造成爬行，会影响控制系统工作的稳定性，因此总体方案设计时，必须选取具有适用于工作要求摩擦形式的导轨。 （5）系统简图的绘制 选择或设计了系统中各主要功能元的解之后，用各种符号代表各子系统中功能元的解，形成机、电、控有机结合的机电一体化系统简图。 根据这些简图，进行方案论证，并作多次修改，确定最佳方案。 （6）总体布局及环境设计 布局设计是总体设计的重要环节，布局设计的任务是确定系统各主要部件之间相对应的位置关系以及它们之间所需要的相对运动关系。 （7）总体精度分配 总体精度分配是将机、电、控、检测各系统的精度进行分配。精度分配时，应根据各子系统所用技术系统的特点进行分配。 （8）总体设计报告 总结上述设计过程的各个方面，写出总体设计报告，为总体装配图和部件装配图的绘制做好准备。 7.1.2 机电一体化系统设计原则 1）机电互补原则综合考虑机械技术和电子技术各自的特点，达到优势互补。 从机械技术、电子技术、硬件技术和软件技术四个方面权衡经济和技术上的利弊得失，选择最佳方案。 2）功能优化原则 主要指在系统设计时，要抓住用户最关心的技术指标，特别是系统的可靠性、实用性、经济性等。 3）自动化、省力化原则 高精度、高效率、高可靠化是机电一体化系统的重要指标，因此要求系统在运行过程中,最大限度地减少人的干预，降低人的体力和智力劳动强度，尽可能排除人为的不利因素的影响。 4）效益最大原则 要在满足用户的目的功能和适当