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　　當(dāng)今中國(guó)應(yīng)如何提高農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平

1.農(nóng)戶承包的地塊零星分散、面積較小，是影響機(jī)械化耕作的一個(gè)重要原因。2.農(nóng)機(jī)和農(nóng)藝不配套，也是影響機(jī)械化耕作的一個(gè)原因。機(jī)械化耕作完全是一種模式化的耕作方式，如果種植不規(guī)范，用機(jī)械進(jìn)行管理、收獲就比較困難。3.還有就是農(nóng)民覺(jué)得有些農(nóng)機(jī)“不好用”，技術(shù)有待提高，比如，玉米收獲機(jī)實(shí)際上只是摘穗機(jī)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)完全收獲。4.關(guān)注有機(jī)農(nóng)業(yè)，關(guān)注中國(guó)有機(jī)農(nóng)業(yè)網(wǎng)

機(jī)械畢業(yè)論文

機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展前景

摘要:機(jī)電一體化是一種復(fù)合技術(shù),是機(jī)械技術(shù)與微電子技術(shù)、信息技術(shù)互相滲透的產(chǎn)物,是機(jī)電工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。文章簡(jiǎn)述了機(jī)電一體化技術(shù)的基本結(jié)構(gòu)組成和主要應(yīng)用領(lǐng)域,并指出其發(fā)展趨勢(shì)。
關(guān)鍵詞:機(jī)械工業(yè);機(jī)電一體化;數(shù)控;模塊化

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展極大地推動(dòng)了不同學(xué)科的交叉與滲透,引起了工程領(lǐng)域的技術(shù)改造與革命。
在機(jī)械工程領(lǐng)域,由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化,使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化,使工業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)械電氣化”邁入了“機(jī)電
一體化”為特征的發(fā)展階段。
一、機(jī)電一體化的核心技術(shù)
機(jī)電一體化包括軟件和硬件兩方面技術(shù)。硬件是由機(jī)械本體、傳感器、信息處
理單元和驅(qū)動(dòng)單元等部分組成。因此,為加速推進(jìn)機(jī)電一體化的發(fā)展,必須從以下
幾方面著手。
(一)機(jī)械本體技術(shù)
機(jī)械本體必須從改善性能、減輕質(zhì)量和提高精度等幾方面考慮。現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品一般都是以鋼鐵材料為主,為了減輕質(zhì)量除了在結(jié)構(gòu)上加以改進(jìn),還應(yīng)考慮利用非金屬?gòu)?fù)合材料。只有機(jī)械本體減輕了重量,才有可能實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的小型化,進(jìn)而在控制方面改善快速響應(yīng)特性,減少能量消耗,提高效率。
(二)傳感技術(shù)
傳感器的問(wèn)題集中在提高可靠性、靈
敏度和精確度方面,提高可靠性與防干擾
有著直接的關(guān)系。為了避免電干擾,目前
有采用光纖電纜傳感器的趨勢(shì)。對(duì)外部信
息傳感器來(lái)說(shuō),目前主要發(fā)展非接觸型檢
測(cè)技術(shù)。
(三)信息處理技術(shù)
機(jī)電一體化與微電子學(xué)的顯著進(jìn)步、
信息處理設(shè)備(特別是微型計(jì)算機(jī))的普
及應(yīng)用緊密相連。為進(jìn)一步發(fā)展機(jī)電一體
化,必須提高信息處理設(shè)備的可靠性,包
括模/數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備的可靠性和分時(shí)處理
的輸入輸出的可靠性,進(jìn)而提高處理速
度,并解決抗干擾及標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題。
(四)驅(qū)動(dòng)技術(shù)
電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)已被廣泛采用,但
在快速響應(yīng)和效率等方面還存在一些問(wèn)
題。目前,正在積極發(fā)展內(nèi)部裝有編碼器
的電機(jī)以及控制專用組件-傳感器-電
機(jī)三位一體的伺服驅(qū)動(dòng)單元。
(五)接口技術(shù)
為了與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信,必須使數(shù)據(jù)
傳遞的格式標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化。接口采用同
一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格不僅有利于信息傳遞和維修,
而且可以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。目前,技術(shù)人員正致
力于開發(fā)低成本、高速串行的接口,來(lái)解
決信號(hào)電纜非接觸化、光導(dǎo)纖維以及光藕
器的大容量化、小型化、標(biāo)準(zhǔn)化等問(wèn)題。
(六)軟件技術(shù)
軟件與硬件必須協(xié)調(diào)一致地發(fā)展。為
了減少軟件的研制成本,提高生產(chǎn)維修的
效率,要逐步推行軟件標(biāo)準(zhǔn)化,包括程序
標(biāo)準(zhǔn)化、程序模塊化、軟件程序的固化、推
行軟件工程等。
二、機(jī)電一體化技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域
(一)數(shù)控機(jī)床
數(shù)控機(jī)床及相應(yīng)的數(shù)控技術(shù)經(jīng)過(guò)40
年的發(fā)展,在結(jié)構(gòu)、功能、操作和控制精度
上都有迅速提高,具體表現(xiàn)在:
1、總線式、模塊化、緊湊型的結(jié)構(gòu),即
采用多C PU、多主總線的體系結(jié)構(gòu)。
2、開放性設(shè)計(jì),即硬件體系結(jié)構(gòu)和功
能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標(biāo)
準(zhǔn),能最大限度地提高用戶的使用效益。
3、W O P技術(shù)和智能化。系統(tǒng)能提供
面向車間的編程技術(shù)和實(shí)現(xiàn)二、三維加工
過(guò)程的動(dòng)態(tài)仿真,并引入在線診斷、模糊
控制等智能機(jī)制。
4、大容量存儲(chǔ)器的應(yīng)用和軟件的模
塊化設(shè)計(jì),不僅豐富了數(shù)控功能,同時(shí)也
加強(qiáng)了C N C系統(tǒng)的控制功能。
5、能實(shí)現(xiàn)多過(guò)程、多通道控制,即具
有一臺(tái)機(jī)床同時(shí)完成多個(gè)獨(dú)立加工任務(wù)
或控制多臺(tái)和多種機(jī)床的能力,并將刀具
破損檢測(cè)、物料搬運(yùn)、機(jī)械手等控制都集
成到系統(tǒng)中去。
6、系統(tǒng)的多級(jí)網(wǎng)絡(luò)功能,加強(qiáng)了系統(tǒng)
組合及構(gòu)成復(fù)雜加工系統(tǒng)的能力。
7、以單板、單片機(jī)作為控制機(jī),加上專
用芯片及模板組成結(jié)構(gòu)緊湊的數(shù)控裝置。
(二)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)
C IM S的實(shí)現(xiàn)不是現(xiàn)有各分散系統(tǒng)
的簡(jiǎn)單組合,而是全局動(dòng)態(tài)最優(yōu)綜合。它
打破原有部門之間的界線,以制造為基干
來(lái)控制“物流”和“信息流”,實(shí)現(xiàn)從經(jīng)營(yíng)
決策、產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)到生
產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理的有機(jī)結(jié)合。企業(yè)集成度的提
高可以使各種生產(chǎn)要素之間的配置得到
更好的優(yōu)化,各種生產(chǎn)要素的潛力可以得
到更大的發(fā)揮。
(三)柔性制造系統(tǒng)(FMS)
柔性制造系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)化的制造系
統(tǒng),主要由計(jì)算機(jī)、數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、料
盤、自動(dòng)搬運(yùn)小車和自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)等組成。
它可以隨機(jī)地、實(shí)時(shí)地、按量地按照裝配
部門的要求,生產(chǎn)其能力范圍內(nèi)的任何工
件,特別適于多品種、中小批量、設(shè)計(jì)更改
頻繁的離散零件的批量生產(chǎn)。
(四)工業(yè)機(jī)器人
第1代機(jī)器人亦稱示教再現(xiàn)機(jī)器人,
它們只能根據(jù)示教進(jìn)行重復(fù)運(yùn)動(dòng),對(duì)工作
環(huán)境和作業(yè)對(duì)象的變化缺乏適應(yīng)性和靈活
性;第2代機(jī)器人帶有各種先進(jìn)的傳感元
件,能獲取作業(yè)環(huán)境和操作對(duì)象的簡(jiǎn)單信
息,通過(guò)計(jì)算機(jī)處理、分析,做出一定的判
斷,對(duì)動(dòng)作進(jìn)行反饋控制,表現(xiàn)出低級(jí)智
能,已開始走向?qū)嵱没?第3代機(jī)器人即智
能機(jī)器人,具有多種感知功能,可進(jìn)行復(fù)雜
的邏輯思維、判斷和決策,在作業(yè)環(huán)境中獨(dú)
立行動(dòng),與第5代計(jì)算機(jī)關(guān)系密切。
三、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展前景
縱觀國(guó)內(nèi)外機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀
和高新技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向,機(jī)電一體化將朝
著以下幾個(gè)方向發(fā)展。
(一)智能化
智能化是機(jī)電一體化與傳統(tǒng)機(jī)械自
動(dòng)化的主要區(qū)別之一,也是21世紀(jì)機(jī)電
一體化的發(fā)展方向。近幾年,處理器速度
的提高和微機(jī)的高性能化、傳感器系統(tǒng)的
集成化與智能化為嵌入智能控制算法創(chuàng)
造了條件,有力地推動(dòng)著機(jī)電一體化產(chǎn)品
向智能化方向發(fā)展。智能機(jī)電一體化產(chǎn)品
可以模擬人類智能,具有某種程度的判斷推理、邏輯思維和自主決策能力,從而取
代制造工程中人的部分腦力勞動(dòng)。
(二)系統(tǒng)化
系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體
系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開放式和模式化的總
線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài),進(jìn)行任意的
剪裁和組合,同時(shí)尋求實(shí)現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)
控制和綜合管理。表現(xiàn)特征之二是通信功
能大大加強(qiáng),一般除R S232等常用通信
方式外,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程及多系統(tǒng)通信聯(lián)網(wǎng)需要
的局部網(wǎng)絡(luò)正逐漸被采用。未來(lái)的機(jī)電一
體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系,如何賦予
機(jī)電一體化產(chǎn)品以人的智能、情感、人性
顯得越來(lái)越重要。機(jī)電一體化產(chǎn)品還可根
據(jù)一些生物體優(yōu)良的構(gòu)造研究某種新型
機(jī)體,使其向著生物系統(tǒng)化方向發(fā)展。
(三)微型化
微型機(jī)電一體化系統(tǒng)高度融合了微
機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)和軟件技術(shù),是機(jī)
電一體化的一個(gè)新的發(fā)展方向。國(guó)外稱微
電子機(jī)械系統(tǒng)的幾何尺寸一般不超過(guò)
1cm 3,并正向微米、納米級(jí)方向發(fā)展。由于
微機(jī)電一體化系統(tǒng)具有體積小、耗能小、
運(yùn)動(dòng)靈活等特點(diǎn),可進(jìn)入一般機(jī)械無(wú)法進(jìn)
入的空間并易于進(jìn)行精細(xì)操作,故在生物
醫(yī)學(xué)、航空航天、信息技術(shù)、工農(nóng)業(yè)乃至國(guó)
防等領(lǐng)域,都有廣闊的應(yīng)用前景。目前,利
用半導(dǎo)體器件制造過(guò)程中的蝕刻技術(shù),在
實(shí)驗(yàn)室中已制造出亞微米級(jí)的機(jī)械元件。
(四)模塊化
模塊化也是機(jī)電一體化產(chǎn)品的一個(gè)
發(fā)展趨勢(shì),是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由
于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多,
研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接
口、動(dòng)力接口、信息接口的機(jī)電一體化產(chǎn)
品單元是一項(xiàng)復(fù)雜而重要的事,它需要制
訂一系列標(biāo)準(zhǔn),以便各部件、單元的匹配
和接口。機(jī)電一體化產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)可利用
標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)新產(chǎn)品,同時(shí)也可以不
斷擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。
(五)網(wǎng)絡(luò)化
網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展對(duì)機(jī)電一體化
有重大影響,使其朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。
機(jī)電一體化產(chǎn)品的種類很多,面向網(wǎng)絡(luò)的
方式也不同。由于網(wǎng)絡(luò)的普及,基于網(wǎng)絡(luò)
的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾,而
遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體
化產(chǎn)品。
(六)綠色化
工業(yè)的發(fā)達(dá)使人們物質(zhì)豐富、生活舒
適的同時(shí)也使資源減少,生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)
重污染,于是綠色產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生。綠色化
是時(shí)代的趨勢(shì),其目標(biāo)是使產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、
制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢處理的整個(gè)生命周期中,對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)危害或危害極
小,資源利用率極高。機(jī)電一體化產(chǎn)品的
綠色化主要是指使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境,
報(bào)廢時(shí)能回收利用。綠色制造業(yè)是現(xiàn)代制
造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展模式。
綜上所述,機(jī)電一體化是眾多科學(xué)技
術(shù)發(fā)展的結(jié)晶,是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定
階段的必然要求。它促使機(jī)械工業(yè)發(fā)生戰(zhàn)
略性的變革,使傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法和設(shè)
計(jì)概念發(fā)生著革命性的變化。大力發(fā)展新
一代機(jī)電一體化產(chǎn)品,不僅是改造傳統(tǒng)機(jī)
械設(shè)備的要求,而且是推動(dòng)機(jī)械產(chǎn)品更新
換代和開辟新領(lǐng)域、發(fā)展與振興機(jī)械工業(yè)
的必由之路。

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標(biāo)簽： 農(nóng)業(yè)機(jī)械化論文