機電一體化產品概念設計理論現狀與發(fā)展展望

1摘要探討了機電一體化產品概念設計理論與方法對產品創(chuàng)新設計的重要性。分析了機電一體化產品概念設計理論的國內外研究現狀與缺乏之處。國外學者以電子學及控制理論為研究出發(fā)點,建立了一些概念設計操作平臺。國內學者以現代機構學為研究出發(fā)點,研究以運動執(zhí)行功能為主功能的機電一體化產品概念設計,其設計理論與方法,更具有實用性,更有利于計算機輔助概念設計。最后指出了機電一體化產品概念設計理論與方法的開展方向。自1971年日本學者首次提出機電一體化(Mechatronics)這一概念以來,機電一體化經歷了三十多年的開展,其內涵隨科技的開展不斷更新,不斷豐富。特別是人類進入21世紀以來,面對市場競爭日趨劇烈,消費觀念不斷變化,人們對機電一體化產品的輸出柔性、工作性能及可靠性等方面提出了越來越高的要求。而相關學科,如AI技術、計算機技術、傳感技術、網絡技術、信息技術等的開展,為機電一體化系統開辟了更加廣闊的應用前景。尤其是微電子、信息、新材料及集成技術的開展,使產品結構發(fā)生了革命性的變化。隨著信息、傳感等技術與傳統機械產品的融合,傳統機械產品正向著智能化、網絡化、模塊化、柔性化、微型化、自動化等機電一體化新階段邁進。機電一體化技術已成為一門新興的交叉學科術,它涉及到機械制造技術、信息處理技術、傳感器技術、伺服驅動技術、接口技術、自動控制技術等關鍵技術。技術的更新,帶動機電一體化產品向更高層次方向開展,以滿足人們不斷豐富和開展的物質、文化和精神上的需求。機電一體化技在21世紀機械產品的設計和開發(fā)中將發(fā)揮重要的作用。機電一體化產品是機電一體化技術的載體和表達者,通過機電一體化產品來實現和反映當今的機電一體化技術的開展水平。因此,作為機電一體化產品的設計師,不但要掌握先進的機電一體化技術,而且更重要地是掌握如何在產品設計中充分展現現代機電一體化技術的最新成果。機電一體化系統所具有的學科交叉性、多技術性、集成性、融合性、復雜性,給產品設計師提出了更高的要求。產品設計問題較傳統的機械設計問題更為復雜。機電一體化技術的先進性和設計問題的復雜性都深刻地啟示著我們,應建立一種能夠與當代機電一體化技術開展相適應的產品設計理論。關鍵詞:機電一體化;概念設計;方案設計;功能目錄1TOC\o"1-2"\h\z\u腦第一悠章興機電輩一體創(chuàng)化產傷品基便本概慶要互1貪1.疾1臟產品野的基艱本概引念緞1瓣第二菌章肚機電跡一體慘化技落術的鞠特點芝3儲第三犧章驚機電斜一體祥化系餐統設武計理攀論積4賽3.翅1盜系統汽的概獸念或4久3.余2吼系統藝運行備的規(guī)酷律建4繩3.受3乳機電推一體躁化系踐統設男計理咐論與考方法跨4嫌3.勻4址組成趴要素沖與四說大原信那么骨5烘第四虎章像機電圖一體乘化產挖品外7設4.幼1哨夠機電項一體曠化產場品概湖念設固計的反含義恒7束4.蛙2辯踏機電貫一體籮化系密統的穩(wěn)組成誕原理秩7醋4.伸3眠千建立杏機電狹一體放化產奧品概先念設幼計理刺論與晨方法縮的意琴義化8糕第五腦章晃機電間一體丑化產撕品設煮計的分國內哀外研每究現費狀垃10孩5.疊1泡國外壯研究姿現狀廁10棍5.機2憐國內冷研究倆現狀治11稠5.暈3喂當前袖我國懲機電賊一體靠化技鐵術的買主要碧開展汪領域亞12汁5.宵4懸我國樂技術砌的發(fā)宿展趨厚勢聾12江5.標5垃機電主一體志化產君品的毯開展達趨勢患14拘第六巷章獸機電禁一體緒化產脅品概眨念設錄計理撇論展屑望綢17程致謝蹲19釀參考突文獻青2011閘機電聰一體跌化產挑品基唱本概牢要犁機電峽一體蛾化發(fā)茂展至留今已掙經成圓為一核門自紫成一財體的扭新型很學科剖,里隨著進科學撐技術旦的不國斷發(fā)婚展,南必涉將被越賦一山予新南的內耀容。處但其械根本浮特征綠可概營括為斧機電睬一體植化是齒從系辣統的蠻觀點銀出發(fā)馬,滅綜合勞運用護機械螞技術剪、微董電子表技術腰、自瑞動控獅制技疊術、立、汁肉算機填技術注、信售息技皂術、煩傳感紋測控破技術肯、電躍力電能子技童術、巧接口洗技術屯、信恨息變夜換技香術以謀及軟對件編月程技杠術等違群體兆技術色,榴根據宗系統坦功能兇目標轟和優(yōu)鎖化組和織目咬標,羨合芬理配性置與澤布局亦各功謠能單職元,熊在繩多功嗚能、灶高質凈量、凈高可府靠性乓、低犯能耗羅的意勵義上燙實現罩特定狐功能裹價值彼,余并使舒整個滿系統議最終槍到達亂最優(yōu)尚化的暈系統蹦工程平技術芽。由研此而蘿產生機的功粱能系皺統,歲就漿成為盆一個辯機電造一體趴化系燥統或平機電木一體宿化產哲品。柏1.削1產渾品的漂根本摘概念閑機電折一體炎化又截稱機唯械電告子學完，英蔽文稱享為姥Me醬ch礎at御ro醉ni盜cs初,鞭它是斷由英盼文機檢械學暈Me攀ch念an緒ic羽s霉的前可半部甲分與腳電子根學諒El意ec李tr業(yè)on受ic哨s墓的后慣半部按分組未合而突成。茅機電搞一體洽化最歷早出漲現在面19迎71陡年日角本?技機械話設計央?雜料志的汽副刊袖上，奧隨著位機電請一體伍化技坦術的濕快速吵開展嗚，機丘電一嗽體化吵的概燦念被蒼人們沃廣泛撈接受買和普任遍使賀用。雨19傻96家年出纖版的專WE感BS遼TE兔R大蔽詞典贈收錄慌了這隆個日集本造咱的英巖文單乘詞，愈這不姑僅意暴味著鈴倍“籌Me抖ch哀at率ro文ni施cs挽〞襪這個耍單詞困得到勿了世慶界各滾國學機術界煩和企畝業(yè)界累的認萌可，倘而且塔還意寨味著悠“省機電趨一體就化蹄〞揪的哲蒸理和痰思想寄為世傅人所帳接受杰。機電一體化機電一體化信息科學機械學電子學圖1-圖1-SEQ圖10-\*ARABIC1機電一體化與其它學科的關系買那么豎，什祖么艦是慚機電宇一體治化呢違？慚機電役一體悼化是知指在鞭機構悶的主閑功能狗、動崖力功會能、暢信息憂處理助功能牌和控裂制功稅能上農引進圣電子工技術剖，將私機械艱裝置礙與電統子化頸設計野及軟套件結隔合起減來所禁構成歲的系坐統的南總稱獅。如到目儀前為蒸止，壇就機聞電一萍體化耀這一駐概念也的內夠涵國離內外攏學術姓界還悟沒有訴一個董完全旬統一揚的表身述。舟一般土認為門，機叼電一值體化胞是以趕機械田學、駁電子惰學和娛信息援科學劉為主嫩的多語門技北術學鉆科在儉機電歪產品劉開展腐過程漆中相政互交家叉、磁相互至滲透駁而形光成的陸一門尖新興建邊緣冶性技走術學璃科。時這里遍面包言含了戚三重鳴含義弱：首輛先，拿機電瘦一體歇化是絹機械煩學、辜電子頌學與埋信息稼科學項等學如科相南互融畫合而各形成注的學屬科。憂圖棵1-膨1決形象狂地表唱達了呆機電鏟一體虜化與詳機械鎮(zhèn)學、趕電子矛學和手信息乏科學爽之間榴的相瘡互關禮系；妻其次沙，機蔬電一晨體化式是一怎個發(fā)宗展中廣的概脹念，存早期槳的機高電一霧體化筐就像墨其字環(huán)面所淘表述辦的那栗樣，墳主要廊強調這機械傷與電愛子的虜結合濾，即刑將電穗子技嘴術饞“茄溶入付〞鏡到機斤械技抖術中賠而形唉成新爛的技手術與喜產品秒。隨拴著機姜電一暖體化辯技術摟的發(fā)墓展，著以計寧算機么技術愚、通切信技萬術和復控制豈技術栽為特代征的姨信息楊技術乒〔即傭所謂縫的柄“截3C千〞秘技術注：夠Co鬼mp示ut招er俱、斥Co轎mm笨un簽ic緩at嗚io閉n樣和認Co所nt煎ro練l望Te刺ch匙no膚lo援gy斜〕碗“饅滲透帆〞再到機敗械技進術中其，豐側富了地機電華一體呼化的蔑含義節(jié)，最虧后，挺機電秤一體偵化表累達了罩技術蠅之間窮相互蝶結合賤的學乳術思泛想，途強調臺各種惠技術汽在機在電產惹品中博的相閱互協捏調，打以達揭到系杜統總殃體最阿優(yōu)。斃換句短話說塵，機遠電一誰體化劈是多奔種技口術學亡科有折機結木合的啞產物咽，而竹不是宜它們社的簡腐單疊輔加。金現實慮生活調中的賠機電夾一體哀化產莖品比尊比皆假設是。作我們北日常尸生活寬中使脊用的嫂全自字動洗貝衣機或、空栗調及腹全自江動照替相機籌，都評是典需型的鍬機電賭一體殃化產鉆品；包在機謹械制煩造領葉域中艱廣泛零使用武的各秋種數貍控機嗎床、餡工業(yè)饑機器擺人、庸三坐蘆標測改量儀瘦及全貞自動闊倉儲寨，也禾是典我型的拍機電慧一體門化產協品；吩而汽誓車更仰是機春電一沃體化困技術紹成功掏應用巧的典缸范，征目前增汽車喘上成牽功應雁用和床正在完開發(fā)宴的機洗電一謹體化攏系統弓達數喊十種查之多昌，特技別是烏發(fā)動溪機電災子控后制系變統、不汽車歷防抱杜死制枝動系汁統、援全主嗽動和鵝半主佛動懸萬架等危機電惕一體不化系婚統在快汽車賢上的罪應用窩，使金得現建代汽笨車的薪乘坐仇舒適帖性、桃行駛已平安端性及易環(huán)保冊性能貿都得項到了勤很大傅的改哀善；成在農還業(yè)工竹程領歐域，胳機電害一體崇化技依術也敘在一撐定范堵圍內鴨得到策了應飾用，梨如拖紗拉機耕自動畫駕駛豈系統懶、懸墻掛式血農具坐的自腫動調描節(jié)系癢統、駛聯合戀收獲污機工喜作部醋件〔填如脫肯粒清富選裝肉置〕大的監(jiān)窄控系拴統、妄溫室濁環(huán)境炕自動航控制達系統綱等。捐第墳二港章桂機鉗電一擋體化餡技術層的特詞點趁使用待平安送性和糞可靠庭性提亦高。鞋工程放機械諷機電娘一體充化產葵品一落般都邁是具嗽有自臨動監(jiān)元視、劫報警蹲、自季動診廉斷、臺自動獎保護攜等功型能?？吃诠けM作過珠程中排，遇濁到過碰載、眼過壓策、過攀流、逮短路詞等電乏力故昏障時玩，能沫自動涌采取斤保護恢措施艦，避臺免和衫減少紛人身停和設沉備事方故，談顯著插提高封設備料的使渴用安閣全性喂。敵生產丹能力竟和工姑作質階量提鋸高舍劣工程餅機械員機電瞞一體止化產振品大航都具喚有信杜息自辛動處士理和沖自動思控制雖功能替，其帆控制懼和檢甩測的厲靈敏匆度、敲精度版以及溪范圍胞都有禮很大生程度遇的提嶄高，扶通過蛛自動航控制豈系統樸可精撤確地砍保證練機械趨的執(zhí)賓行機聽構按插照設素計的愿要求蜓完成遮預定秘動作陰，使冬之不毀受機擁械操伯作者渾主觀火因素軟的影丸響，抬從而鉗實現撒最正確也操作筍，保間證最或佳的論工作閣質量切和產址品的筍合格僑率。挨同時釣，由生于工泳程機泛械機嶼電一錄體化議產品伶實現糖了工隔作的叛自動船化，委使得列生產慎能力癢大大渣提高富。忘使用疼性能本改善渾翁工程永機械名機電昌一體貌化產臂品普斑遍采甩用程針序控碑制和干數字逐顯示貿，操瘡作按煤鈕和骨手柄臘數量利顯著玻減少收，使瓶得操疏作大漫大簡蹤化并蒸且方類便、拴簡單殺。工由程機氏械機饅電一誓體化伐產品緞的工膠作過仍程根嗓據預鑒設的傳程序筆逐步黑由電員子控糧制系叼統指皆揮實狐現，朱系統冬可重門復實課現全盟部動批作。陡高級勞的工肢程機但械機年電一火體化芬產品叼可通賄過被栽控對奇象的嶼數學橡模型戰(zhàn)以及繳外界襪參數傾的變嘉化隨舌即自副尋最臨佳工穗作程姑序，比實現它自動儀最優(yōu)夕化操付作。呀具有段復合夏功能奇并且該適用俊面廣草男工程斥機械看機電欠一體僚化產所品跳蟻出了竿機械尊機電揀一體臉化產藝品的尤單技羽術和赴單功桌能限車制，扮具有臉復合待技術好和復獎合功艘能，植使產純品的犬功能筐水平休和自牲動化纖程度偷大大矩提高玉。工籌程機樓械機勾電一滾體化籍產品醒一般踐具有亞自動必化控搶制、童自動森補償很、自監(jiān)動校蕩驗、炕自動螺調節(jié)量、自末動保嘉護和蠶智能板化等遼多種嚇功能備，能公應用溪于不劉同的賄場合啊和不勿同領同域，狹滿足炮用戶爹需求流的應屢變能桃力較猴強。油調整情和維惠護方哨便努工程飄機械召機電生一體丈化產懼品在蚊安裝蚊調試頸時，憲可通四過改淹變控白制程醒序來嚼實現俯工作秀方式階的改炭變，功以適澡應不姥同用快戶對神象的村需要始以及梅現場砌參數刃變化腿的需贏要。虜這些脆控制晌程序坊可通膀過多煙種手染段輸丟入到掉工程周機械討機電冰一體鼻化產考品的臘控制沿系統呆中，趣而不水需要戒改變劑產品主中的怪任何紅部件總或零錘件。綢對于射具有伏存儲駐功能翼的工略程機熄械機覽電一遠體化頑產品俗，可抓以事熊先存燙入假設耍干套較不同校的執(zhí)響行程州序，號然后危根據綱不同搬的工索作對機象，藥只需脖給定善一個柱代碼給信號導輸入主，即項可按愚指定忍的預于定程惜序進含行自睛開工牢作。何機電包一體細化產繼品的壤自動版化檢鄭驗和綢自動手監(jiān)事搞功能窄可對犧工作附過程糊中出禍現的本故障息自動疊采取虛措施槐，使于工作異恢復載正常唐。射第三脊章撿唇機電辨一體墾化系響統設飛計理表論床3影.1陰系頂統的掃概念棄系統爬:男具有杰特定終功能嚇的、屈相互撕之間禁具有定有機壓聯系挖的許徹多要籌素所勉構成吵的一膏個群尤體。黎這個哈定義滔說明斥：系引統包叉括組央成要智素、月要素孩之間應的相界互作死用和謹系統狡整體年確實出定功弦能等餃三個哭方面寨，缺雄一不盜可。四系統已是一算個有掏機的拼整體碎，整勞體性住是系蘭統最園根本據的特障性。梳系統棟整體踩所獲響得的奔新的早特性攝、新蘇的功帥能是材各組微成要祖素在錯孤立荷狀態(tài)卵時所挽沒有航的。撿任何緊物質僑系統造都具搬有層杰次性素，層泥次具差有多擾樣性破?？v影向的敏母子蘿系統概，可秒構成陸垂直雨系統巡的層村次；精橫向念的同云一層裕次中才，又閣可構孟成各真種平板行的遠系統悅；縱柳橫交州錯的辨網絡掌系統記，又產可構扶成各毛種交宰叉層宅次系視統的猜概念兆是相夢對的極，以暈考察涌問題削角度鍵不同代而異來。某減一系繩統可賊以由刮假設干距子系怒統組循成，廉它又干可以逮成為善一個帳更高舍級系汽統的宅子系擔統。輪不管柜是宏僑觀或飽是微真觀的滴問題蹲，只憲要它密具有湊相互廢關聯腔的假設襯干單降元組構合的后性質研，就仁可以混而且僑應該靈從系塵統工墊程的架角度喚來分俯析和暈研究關它。駁3智.2陜系統輕運行備的規(guī)課律撐系統隸運行騎的兩豪個規(guī)浸律巡一是沾整體籍效應敘規(guī)律爬：系亞統各待單元息有機畜地組岔合成粒系統炭后，竭各單美元功尾能不危僅相染互疊悠加，貧而且惰相互泳輔助嚇、相愚互促俱進與導提高百，使沾系統妻整體幟的功眨能大賢于各探單元晨功能伐的簡錫單的缺和，鼻即交“功整體著大于欲局部疼的和柳〞贈。假設另一會個相性反的每規(guī)律努是系露統內臂耗規(guī)卻律：防由于拳各單峰元的嶼差異滾性，滴在組殃成系倍統后勒假設對謀各單應元的裕相互蓋作用闊協調史不當趟或約拋束不把力，昌就會純導致謎單元畜間的輪矛盾旺和摩催擦，嚴出現奉內耗閃，內坡耗過花大，頌那么可姜能出綱現整撐體小析于部厲分的落和的職情況胞。悶3緩.3外機電吳一體獻化系車統設擱計理債論與享方法撥機械唱電子帆學產望品系堅統是禁由假設個干個右子系尿統或食元件購構成秒的集辜合體鏟。為定實現坡產品云系統蛾的主功功能影，系澆統、啄子系偷統〔織孫子謀系統差〕、刃元件蘿〔元漲素〕援采用堵那一倚種學仗科的物技術欣作為痛手段斜，絕逃非刻劫板地奮規(guī)定保，而模是以測實現箱產品遭系統暢主功攏能的炮需要指，根常據評惜定產旋品質坡量標側準的衰要求野去選濃擇，暖并進曠行綜輕合評弄價，膽找出辮最優(yōu)渣的設點計。密3今.4贊組成引要素累與四燦大原希那么然3呈.4賤.1哨五大掌組成狡要素蹈一個戲機電窄一體序化系乏統中御一般典由結懇構組佛成要爬素、久動力忘組成己要素閑、運偉動組掩成要株素、是感知旨組成崗要素柴、職索能組讀成要波素五底大組響成要轉素有狀機結憲合而貪成。杜機械歡本體根〔結獨構組果成要厲素〕研是系很統的愁所有棟功能掘要素理的機宰械支譯持結宿構，禿一般解包括桃有機鴉身、基框架啞、支近撐、罪聯接遙等。銅動力炮驅動嬸局部昏〔動捎力組址成要意素〕嚷依據縫系統使控制啦要求鴨，為厚系統惜提供圣能量奏和動首力以釀使系齡統正刑常運拼行。訴測試觸傳感破局部也〔感像知組活成要獵素〕瘡對系陵統的就運行吉所需椅要的勤本身蠶和外食部環(huán)贊境的央各種澡參數旦和狀奸態(tài)進墾行檢脊測，循并變購成可襪識別致的信振號，太傳輸瓦給信桑息處陸理單趴元，隔經過翅分析儲、處突理后旗產生滾相應懶的控桃制信符息。辜控制躲及信句息處路理部連分〔旱職能洲組成立要素服〕將耽來之暴測試桂傳感昏局部畫的信魄息及攪外部煩直接躍輸入岡的指詞令進蝕行集下中、畏存儲味、分示析、湊加工別處理貝后，墨按照堡信息干處理敘結果亭和規(guī)伙定的觸程序漫與節(jié)云奏發(fā)殿出相傾應的攔指令慰，控暗制整梅個系炊統有擴目的筍的運優(yōu)行。瘦執(zhí)行攪機構孩〔運久動組吹成要每素〕璃<B快R>弱；根鳴據控菜制及管信息堤處理除局部妹發(fā)出介的指塘令，留完成如規(guī)定催的動歷作和找功能昆。澇機電汗一體車化系箭統一初般由可機械至本體某、檢御測傳口感部央分、伍電子殼控制根單元體、執(zhí)江行器選和動及力源侮5個攤組成姓局部隸構成費。榆3.粒4.桶2杰構成腎機電街一體荒化系禁統的建五大介組成魂要素荷其內呢部及申相互洲之間束都必屈須遵灰循結藏構耦衡合、甜運動覆傳遞描、信須息控境制與適能量誓轉換謀四大捧原那么恥。賴接口財耦合沒：兩鞭個需啦要進病行信家息交定換和艱傳遞鎖的環(huán)夫節(jié)之博間，難由于謊信息嗽模式飽不同鳴〔數挨字量追與模柿擬量基，串殲行碼棉與并蹲行碼卻，連渠續(xù)脈再沖與廊序列謀脈沖森等〕航無法冒直接腦傳遞冊和交遺換，摟必須醒通過假接口悅耦合長來實夢現。加而兩僑個信喜號強薄弱相演差懸章殊的稀環(huán)節(jié)連之間被，也飯必須恢通過芳接口紙耦合能后，朗才能廳匹配低。變甜換放購大后絹的信味號要炸在兩鏈個環(huán)挽節(jié)之攀間可蛇靠、治快速蠶、準份確的以交換高、傳臺遞，館必須插遵循敗一致慎的時稀序、秀信號演格式記和邏銳輯規(guī)仗范才間行，逗因此觀接口戰(zhàn)耦合或時就狹必須圖具有旗保證少信息易的邏期輯控揪制功耍能，界使信庫息按惡規(guī)定芳的模蛾式進粥行交倡換與取傳遞橫。革兩個那需要琴進行謝信息臥交換復和傳鳴遞的弄環(huán)節(jié)拉之間猶，由跨于信室息模喊式不森同〔芳數字葉量與乎模擬痰量，丸串行詢碼與緞并行毅碼，鉆連續(xù)達脈沖遠與序玩列脈懂沖等驗〕無澆法直釣接傳擱遞和換交換獵，必簽須通鞠過接群口耦猜合來埋實現拼。而稿兩個醉信號姨強弱機相差魔懸殊啊的環(huán)怖節(jié)之狐間，煩也必歐須通孔過接蠢口耦泊合后鎖，才商能匹燕配。經變換包放大香后的宗信號廈要在枯兩個玩環(huán)節(jié)騎之間胡可靠龜、快螞速、瞞準確興的交細換、哲傳遞邪，必斥須遵改循一焦致的乒時序懲、信卷號格距式和胳邏輯艙標準市才行孟，因覆此接證口耦御合時爪就必計須具掀有保龍證信宜息的品邏輯碌控制扇功能情，使敬信息司按規(guī)側定的洪模式啦進行李交換手與傳秒遞。布盛運動宇傳遞禾使構羽成機桑電一煩體化蝦系統院各組鞋成要測素之眼間，價不同狐類型輕運動紅的變業(yè)換與球傳輸課以及迷以運留動控漿制為克目的山的優(yōu)叼化。倒在系宏統中瑞，所物謂智處能組臺成要甩素的女系統啟控制會單元吉，在察軟、旅硬件衡的保用證下愧，完漢成信約息的非采集媽、傳破輸、頁儲存爛、分儲析、躁運算男、判亮斷、圣決策販，以廈到達祖信息蠻控制泉的目伙的。鑼對于沿智能槍化程偷度高匯的信驕息控院制系咸統還體包含棒了知治識獲琴得、度推理怖機制使以及購自學融習功冒能等拔知識拉驅動片功能俘。電兩個慌需要惰進行酸傳輸言和交墓換的欣環(huán)節(jié)移之間將，由否于模糊式不翁同而嗎無法鬧直接鄉(xiāng)進行轟能量香的轉欣換和啦交流驕，必疫須進譽行能玩量的促轉換筆，能滿量的撫轉換些包括零執(zhí)行擴器，吼驅動殊器和趁他們肚的不糧同類私型能于量的燈最優(yōu)貌轉換矩方法臘及原路理。模機電迷一體負化產侄品明4.移1邀虎機電寄一體如化產群品概淋念設嗎計的傘含義象產品弟的概隆念設粗計是疑實現六產品宴創(chuàng)新戀的關茅鍵。哈因此裂,殊對產橋品的殼概念寸設計釋理論薯與方伴法的血研究惱,咳得到過了國嫩內外塌學者漿的極泳大關門注錦,賴并成泳為近埋年來杏學術釋研究浙的熱勒點。芒人們恢逐漸撕認識蒼到概敘念設譯計是各產品緞設計構最重風要、棗最復醉雜、負也是錢最富訊有創(chuàng)含造性枝的階鎖段身,罵是一衫個從澤無到診有、培從上伏到下綁、從墨模糊鋒到清闖晰、御從抽寒象到精具體津的過府程。特特別裹是近步幾年緊來薯,帽隨著艘計算說機圖果形學豈、虛拖擬現捕實、埋敏捷窗設計弱、多烈媒體飽等技右術的隆開展宇和叨CA商D/豎C州AM裝胃應用市的深邪入劑,萍產品她概念宰設計帝的研液究也挪有了棋新的禁進展脫。文嗓獻天[2談]律在帆Fr趁en鑒ch藏貝及以Pa播hl荷a饒nd片B黨ei辦tz塵巴研究銀工作閃的基拌礎上騙,然根據漿機電文一體很化產酷品及農其廣姨義執(zhí)鐵行機濱構的倡特點負,障將產召品的暢設計串過程嚴分為晶:并產品溝規(guī)劃年、概坡念設管計、攪詳細革設計收和改刑進設攜計四北個階旺段叔,卷并給貝出概槳念設鐮計比彼較全釀面的麻定義撒:槽“伐概念夾設計帖是根螺據產停品生車命周嶄期各件個階故段的灰要求倆,注進行圣產品成功能黎創(chuàng)造褲、功紀能分姥解以棕及功帶能和雹子功虎能的菊結構燕設計愈;事進行紅滿足傾功能卵和結程構要膚求的欲工作紀原理即求解陜和實皮現功傘能結厭構的披工作束原理烘載體辮方案麥的構堤思和垃系統步化設淋計。來〞帳概念余設計講可劃阻分為柳功能剛設計吹、原格理設別計、洞方案扛設計氏及初徹步結咐構設嶼計四宴個階群段。舒其中燭功能藍設計質是概批念設永計的廟前期鵲工作呆,蚊即根扛據市熔場需慧求和待機器個功用魚進行臨設計衡思想屆和設盼計理宋念的誤設想攜,伍規(guī)劃賭產品坡的總冷體框逆架。污這一雖局部吹工作訊,早屬于梨“闊形象吩思維存〞蛇,蘇創(chuàng)新黃的火宰花往頓往在上這一小階段沿產生服,蓮這一筑階段烘需更束多地漁借助特于設估計人鏈員的倡創(chuàng)新濤思維濾能力蹦、知嘆識與拾經驗蛛的發(fā)巴揮故;吹原理鐵設計煉是概拌念設美計的抹難點涌,航也是抄最能速表達掩機電況一體嘉化產階品交謊叉學回科特遙點的煮階段甲,根即如離何選貓擇不鵲同學癥科領豎域的還工作曲原理疊方案嬸來更賺好地儲滿足侍產品賽的功逃能需紅求。緒這需絨要通床曉各些相關痰學科更領域照的專畏家戰(zhàn),數借助系各類藍知識喇庫的銹建立寇與運凡用是位解決朵這一露難題稻的有胡效途刮徑失;罷概念跳設計壇的后解期工皇作是菌方案認設計壺,姨確定揭機電蹲一體駱化產粱品的滔方案岡,崗相對根于前晃期工燈作而芹言彩,滅更多孕地屬明于蜓“伶邏輯筆思維照〞鞋。隨復著計言算機陰技術擁、研AI交腫技術團及其舒相關趴軟件宵的發(fā)梳展臭,齒以及餐現代丟機構鈴學自亡身的航開展軌,扣使方復案設醫(yī)計的浩計算菜機化晝成為棵可能位。穿4.延2盒呆機電藍一體綿化系捐統的政組成普原理宮目前終,偽對機推電一褲體化菌系統鐘并沒喬有一繩個普達遍認污同的閑定義隱。由爬于機石電一貌體化稿系統需的跨妨學科料性及霧其自額身的度復雜制性浮,梅不同撥學科羨領域雁的學蠟者分蠻別從檔不同個的研栽究角岸度對勵機電輸一體賀化系璃統進絹行了猶定義糊。從果網站攀上黨可以格得到貼幾十澡種關云于機謎電一奴體化瞇系統筆的定融義。程本文慎從機懇代機日構學連的角宿度乖,嬸認為鞏機電矛一體再化系棚統的雷最本園質的呢特征犯是一授種機布械般,顆但又俱不同描于一愚般的宇機械鬧,韻它是某在機梯構的栗主功誓能、仁動力蹤功能物、信遣息與策控制盤功能杯上引姨進了胳電子濟技術曬,腿并與烘軟件蒼有機問結合露而成雖的一竭種特繼殊的秧機械課系統網。沉著功能避上講瑞,艙是用拿于完口成包栗括機輸械力沉、運遵動和澇能量煮流等奮多動奉力學棉任務斬的機次械和仁(崖或虜)劫機電溝部件福相互省聯系妖的系俗統。盡機電糟一體替化系族統是讀一個堅完整掀的系貧統龜,朱強調芽各種警技術綢的協兇調和障集成搞,臘各部律分之帖間是霉有機象結合欣而不糟是簡園單拼弱湊和碼堆積鼓。機虎電一津體化瘦系統達綜合業(yè)運用倒了機魚械工六程、竿控制領系統奶、電盼子技義術、彩計算石機技菜術和揉電工烈技術攝等多乳種技泰術睜,綠機電坊一體仇化系說統的賺執(zhí)行腰機構吵擴展罰到了怎廣義騙執(zhí)行列機構我,瀉即包柳括驅僵動元鼻件和懲執(zhí)行強機構吊子系敵統。乘機電候一體父化具神有跨撇學科蛾性、倒集成途性、星融合盜性、聞復雜咽性。訊機電騎一體壤化系塑統的未最終慈目的面是實津現可讀控的讓運動壟行為休。它刃是充鍛分利啊用電萄子計揀算機吩的信取息處僑理和賴控制陷功能牽、利頸用可絲控驅寫動元墊件特服性的姐現代摘機械原系統慌。關千于機喬電一次體化義系統回的設辛計理慶論研帆究方坑面丸,汪首先占反映徑在機偽電一消體化昌系統希的組分成結恨構的功劃分損上。潔目前座比較沈典型期的機同電一亦體化吳系統乏的組掠成結屋構的橫劃分并有三腳種頂:展①辛德國鑒Dr率ms勤ta攏dt譽大學殿的泉Ro篇lf盯I障se訴rm軟an香n龍?zhí)岢龊獾奈鍢菈K論聯,耗認為苦機電蠻一體咸化產籌品是愈由控劃制功竿能、方動力亞功能饒、構吵造功擔能、沃傳感咸檢測士功能緩和操刺作功扎能五炕大功謠能模夾塊組蒙成。砍②慚丹麥宵理工見大學拔的旋Ja饑co等b刊Bu奸rr追門等人森提出陶的三再環(huán)論拒,綠認為低機電份一體仇化產越品分膛為機圈械、濱電子凳、軟透件三四大功殊能模鼠塊化,玉③療挪威挨科技奴大學信的礎Ba外ss海am鄭A燙.甩Hu廉ss螞ei黎n坑提出蘇的兩東個子付系統挺論芳,正將機殃電一鞏體化笛系統餐劃分艘為物臥理系隱統與黃控制偶系統夜兩大異子系晚統。輕無以上鹽三種畝結構懇組成四的劃嫂分披,尤更多墳地立雙足于走電或對控制泡的角眠度隸,窯沒有狹突出腦機械鋒主體飄局部給,墓也沒呆有很券好地謙解決饑機電債一體改化系擱統概襲念設御計的稍模糊奴性、強復雜貫性和系多面抬性軌,捷因此瓦不利去于產畜品的容系統償設計恨,圓尤其咱是概桐念設飼計。及從概境念設難計的閥需要粒出發(fā)紐,柏從完隔成工賄藝動鵝作過堤程這錫一總廟功能陶要求鋸出發(fā)葵,謊將機假電一腹體化羊系統箏劃分替為廣居義執(zhí)雞行機茂構子萍系統盟、傳攏感檢白測子乞系統浴、信霧息處順理及副控制拼子系檔統三暈個子珠系統渴,竟稱為傾“仔三子乎系統絡論糟〞嶺。三騎個子庭系統辨分別剩完成誦機械作運動些和動申作、儀信息柏檢測段、信況息處丘理及逝控制欠。這卡種劃滴分有盛利于侍對機隆電一園體化乓系統農按功槐能進破行分際解澡,吳分別皂尋求嫌各自殼的功釀能載校體詢,妥通過賺集成飼優(yōu)化巨來得略到機支電一頌體化清系統攜的概疼念設擠計的訪假設干雷方案傅。三辨子系鍵統中蠢的廣規(guī)義執(zhí)咽行機逝構子椒系統匹,挺突出侄了機窩電一秀體化沙系統凝中的脾機械趟主體匆地位嫩,嘗又體踩現了狗這種匹機構墨的可漂控性也特點攝。這莖一概歷念的湯提出衰,醫(yī)有利終于設絨計師妥應用護系統禾設計搏的原抽理和獻方法尺進行的機電寬一體霉化產腎品的潛創(chuàng)新欲設計蛾。目箱前搜,仍對傳卵感檢堆測子途系統姐和控兄制子觀系統薯的研摸究較座多雨,留理論任上也黃較成底熟領,毯而對激直接血完成蜜工藝較動作糟功能佳的廣般義執(zhí)外行機貧構子趴系統材的研鮮究卻暫不夠涂深入迅,顏目前宅處于遣迅速互開展僵階段吳。對4.田3帽冒建立夾機電續(xù)一體命化產毅品概白念設否計理找論與搖方法圈的意翁義伸設計衣方法貧對于哄指導圍產品興設計叉具有米重要鼓的作價用。曾蘇聯摩學者嚷阿切挪爾康小的巨周著?腰機械誕零件泛設計擾?指女導了笨幾代前人的礦設計抹工作第,刪使機屠械設她計理壺論化交、規(guī)彩范化綿。美宋國學察者鐵垃木辛瘦科的璃巨著甘?材捆料力譽學?倘也影沾響了宰幾代更人界,禽奠定院了強喝度設探計的館根底遙。設猶計理鈴論對亞于設媽計的須指導坦作用受已為武世人續(xù)所公蠅認。賭最優(yōu)伶化原魯理、正智能拴化原御理、虧柔性銹化原占理、健網絡納化原繞理、御可靠嚇性原榜理等互是從窄系統雪的觀屯點和中運籌堵學的丈角度愉,大針對輝某項弄具體出指標翠完成厭產品凡局部澆設計征環(huán)節(jié)百的設鴿計理琴論和拘方法梅。由慈于機亦電一擺體化速產品罵設計菜的復趕雜性廉決定擊,箏單獨殲應用早這些癥設計取理論蔑,萍雖可韻以對烘機電匪一體橋化產疫品的僻原始臭創(chuàng)新娘起到配了一沈定的提作用農,紅但也艙易于準到達貪設計予極限談。概覆念設筍計是鴿產品膊設計擇的重埋要階屆段差,敢決定羨了產逼品設澆計質建量的蔥6鴿0真%隱～呢70吸%念。因販而微,暑要建恭立機亮電一毯體化皂產品警的設襯計理艇論羞,支必須難首先巴建立訊機電離一體飯化產海品概個念設笛計的懂理論籌、方填法。宜基于告優(yōu)良讓的概處念設瓦計方汗案才健能夠拼得到辛性能泳優(yōu)異族的機夠電一市體化禿產品三。因檔此構,沈建立飾機電泡一體氧化產呀品的仆概念疲設計瘋理論筐體系墻是非纖常必紀要的部。壘Pa托hl叢燥和丹Be恭it主z吃從設險計方肢法學蠻的角練度研腹究了扒產品現的設恥計過裳程晝,思并在藍?涉En迎gi白ne磨er謝in鴉g溫De形si呀gn校?一埋書中甚提出跟概念旬設計界的思方想勁,無受到鎖了各螞國學赴者的糠重視統,哪相繼肥出現蕩了多甜種用照于概隔念設堪計階廢段的響設計浩理論由,箏如公內理化爭設計券理論亡、攤TR巴IZ穿死設計對理論輸、壩QF辭D罷理論翠等。仰這些奔理論押對工瓦程領在域的譜創(chuàng)新皆設計紛起到余了巨所大的攤推動抱作用觸,惕其成乳就為虛世人趙所關諸注。騎但這葛些設該計理貢論多澇集中雨在一割般的秤機械乳工程柏領域盟,驚或者堤由多駁個學毛科簡超單組監(jiān)合的嶼工程包產品鍛設計攏。由屬于機烈電一柄體化忽系統六的學昆科交梯叉性懇、集管成性斃、融燥合性倍及復戴雜性那等特部點崖,緒現有秋的機誕械產蝶品的巷概念逼設計勸理論趁不適悄用于駝機電拒一體井化產耕品概絹念設辨計萄,刊必須燒結合踢機電建一體協化系籃統的嚇自身繩特點喊,書建立創(chuàng)一套疫系統涼的、注完整歡的概閥念設隊計理苗論和飲方法權,紫指導繁機電顏一體喝化產之品的哥創(chuàng)新乖設計陰。因幼此科,麻我們犯認為對:貍機電巨一體湯化產敏品發(fā)堂展到幣21水躬世紀壞,趟到了房應該哥為其卡建立果系統不科學逢的設假設計理彎論和診方法斯的時印候了勢。同叢時滋,陶相關圾學科旨的設亡計理提論也餐為機淹電一螞體化隆產品致設計耀理論珍的建渡立奠搏定了逝必要脆的理丹論基把礎。奪第腿五件章它機電應一體爪化產貼品設先計的唯國內祝外研強究現滋狀致機電粱一體坡化產檔品概仰念設五計目漏前尚銷處于騰起步合階段箭,慎它涉章及到蛇多種粒學科制領域充知識藥的交妻叉與蝶融合謠,削具有叼復雜族性、子創(chuàng)新船性、飛多目新標性喇、多良解性香、層揀次性冠、不馬良結燭構性弟及反菜復迭暈代性菌。穿5越.1獻國外竄研究蕩現狀嗽機電憐一體傻化產亂品概釋念設績計的熄研究粉主要昏集中賽在歐剩洲。覺主要鐵研究未機構滲有判:局德國抱Da濾rm眼st覺ad興t鋼大學塔,束英國撕La滲nc盈as嚼te們r鋪大學蹦工程訪設計湊中心滾,攀荷蘭命Tw往en膏te宇耗大學修,稿比利嬸時底Le幫uv現en狐但大學貸,噸挪威凝科技榨大學墳,孝丹麥腔技術沿大學肝和芬戀蘭禍VT鞋T皇研究當中心肯等。盛另外麥,籃在美蜘國枯,千與機葵電一說體化陳系統牌有關舞的概嬸念設么計工數作大見多集雹中在盛MI救T引大學此,C赴ar敘ne婦gi傘e浪Me昂ll士on仿籮大學麗,M萬ic拜hi每ga餐n潤大學駐和妨St子an禾df攏or疾d職大學峽。在糾日本兔,暗東京閉大學泳的駐Yo驕sh覆ik題aw臂a券和垃To國mi資ya閑ma寨語兩位拉學者詢的研兩究工雁作涉瘦及到表了一槳般的迅機電努一體覽化系線統的菊概念涉設計氏。恭德國井Da猛rm跑st小ad劃t軋大學馬的都R.棉I莊se琴rr輔ma燭nn爹,居H吃.拍J彩.怎He助rp抄el狡,熔M.犧He怒ld剛,典M.瓶G照le餐sn鴿er捐等人尋,塑對機煩電一醫(yī)體化繡產品步設計值進行電了較路深入壞的研拉究。災他們朗的研衫究領或域主邪要集舉中在鐘機電季一體發(fā)化的粒控制予系統畏的設談計方遵法學貴上。噸提出屠了機乓電一煎體化惠系統司的能省量流姐和信刑息流贏模型塔,僵并將衰控制菌系統富按層材次劃陳分為蘿管理充層、福監(jiān)視生層、喉控制疊層和獎處理憲層四賓個層央次。盡從他士們的紐觀點毀來看學,婦機電奉一體裹化的查驅動環(huán)器、決傳感灘器及逃機械陰局部慣都是墳作為困控制潤系統田設計嗎的外胡界環(huán)綱境而清存在偵的。帖而控叼制系合統設暫計是亦機電址一體嘗化的舊主體著。因借此在冤他們衣的設或計中辰,錄較少從考慮棍到機蟲械部回分的器特性繡、傳火感器返的特石性及蛾驅動辯器的老特性螺,倡也沒肯有考輔慮到概幾個妄局部消之間擴的融憤合設呀計問犯題。業(yè)該觀鐵點不沉能全墓面反踩映以擱實現狂運動臟執(zhí)行她功能委為主部的機堂電一俗體化遷產品各概念鍬設計不的實骨質。語德國猾He胸in卵z瓜Ni菊xd扮or亞f貢大學兼的屑J皆ur叛ge判n軟Ga但us把em敏ei香er膛,士M阻ar看ti快nF突la研th綠,踐St堅ef斜an抓M欲¨鳥oh浴ri逼ng多er沙等人顫于攀20怒01余估年構詠建了拘機電嶼一體時化系驢統開冰發(fā)的順V妥型模紛型麥,裕指出昂在概偵念設蘋計的露早期模階段含,四需要困有一峽種共膚同的恐功能薯描述艇語言患來描愧述所咸涉及疏的不逆同學濟科的鍛知識柜,拘給出貨了一高種適看用于壽機電程一體既化產丸品概閑念設航計的局集成宇方法誤,毯即用香半規(guī)男那么式井說明筒語言剃進行釀功能腹原理唇建模戀。將躁該方策法已昆成功火用于楚汽車宇導航辜驅動新系統秤的概府念設昏計過會程中碰。造在法儉國文PS姓A掠所進賄行的錘ES久PR賤IT晉廢Ⅲ倘/聲OL箭ME頂CO桂(生Op牢en舊L預i2籍br案ar酷y轎fo每r籮Mo洽de康ls歡o躺f年Me攜ch爆at顯ro栽ni道cs淘C監(jiān)om稠po婦ne獵nt猶s悅機電騰一體刪化組羞成元炕件的召模型抱的開園放庫怒)陽研究辰工程路,純取得交了階假設段性踐成功廳。該趕工程鎖的核秤心是閑一個吐包含哄了機懇電一皂體化翁系統東中各粉個學痛科的部模型缸所組責成的娃模型忍庫。裕他們員把機飽電一判體化貸的基刺本功轟能元賤件議,航或者類一些作已在閃實踐畜中得貴到應捐用的旱系統侄作為彎根本悶單元恭存入泉模型此庫。袖這個膊模型滔庫能藥夠為展工程猛設計諸人員禽提供琴正確列、有泥效的脾、可鋒重用侍的模谷型單騾元。頂在機糧電一楚體化料設計稱中可松隨時訪從庫炸中調洪用這攏些基壘本元雞件或紡系統旦,蘿從而敏提高袖了設尺計效替率和孩準確撓性請,吳并且斬在一謎定程步度上槐降低榮了設腦計的色難度最。該厭工程墾雖然培取得轎了一蹄定的訴進展會,陰但就練模型罵庫而棗言式,蔽其存且儲的詢是以刊前得爹到的夏、被仇實踐霸檢驗恩的機待電一牌體化胳產品榴的組督成元伐件模筒型等,超僅對娘機電齡一體煙化數杜據庫癥的存臉儲和貨查找晚進行棄產品嬸的概扇念設家計含,刮與智可能化莫概念召設計膽還存載在相方當的貍距離機,侵其設猴計方廳案缺揭乏創(chuàng)言新性書。并局且由秀于缺認少機渣電一墓體化聾概念緣設計怖理論爽的支犬持根,糠該系糾統并何不理偷想。鹽雖然艦美國祖An火al檔og屑y狡公司痕聲稱壤其開菌發(fā)的命Sa期be喜r宏軟件熱是支公持機始電一涉體化撇系統吊設計拴的智云能化枯概念繁設計躺軟件旋,蟲但其皇實質護至多散是一倦個機弓電一奔體化限仿真兵軟件民。它凳只具姥有對灰機電綁一體兩化系煙統建章模、編性能召仿真盼、靈鍛敏度待分析核等功丈能糠,遙而不遭具備瓜產生炭方案闊的功盜能。缸就其鐵建模偶功能杠來講婆,乳也基減本上宣集中竿在信困息系梅統或噴控制仿系統勾領域話,憲目前闊還沒堅有看魄到其摸能夠農用于虹機械捎裝置相的建的模仿串真的賊例子脈。由仰于該獅軟件原是由托電子方系統島設計壤軟件醒開展驗而來股,貴對于恥機電配一體仇化系破統有爪先天爸缺乏錫之嫌灣。校自炒19鳴90廉撕年成響立以伶來跨,秧英國暮La教nc氏as捐te敵r雹大學病的工嫂程設臥計中粥心在事機電悔一體凍化系萍統概摟念設黎計方計面作打了大滑量的吼研究哄。由煎于機幅電一漿體化聞產品藏是涉羞及到悔各學場科的火綜合溜技術嘗的應渣用沸,御他們愈采用倒鍵合籃圖春(B首on茄d端Gr眼ap觸h)跟招作為捎仿真?zhèn)}技術叉的底馬層霸,乳通過減能量蛇守衡云定律盜在各都能量祥子系費統之公間搭劑起一薯座橋椅梁今,望采用孝方框霜圖作嫂為信斷息處敞理系糖統的訂底層甚表達盞方式稻。用貸面向逢功能的模塊忌的混布合建止模幣(臟包括靜鍵合包圖理離論、黃方框儲圖和但高層絡次的排功能曬模塊互表達籌)用方式證,織構建構了機鄰電一次體化閘產品罷設計仙的煙Sc膜he鳥me云bu居il逆de間r譯虛擬秀開發(fā)余平臺檔。通膏過系適統模徹擬平貢臺進乳行模千擬、凈仿真腫、檢蕩驗曾,擋從而碧在設舌計的顯早期糠就能鑰夠驗辜證、鮮改善皺系統捕的性漲能。熟但該派軟件糧的設地計偏哪重于烘控制丘局部馳,銅但對飼執(zhí)行地機構胖局部池卻不典夠深兄入植,找目前妥處于粱實驗惜室水尺平。研5短.2代國內時研究賠現狀無目前舍,勉國內綠一些驕研究光單位宋,禿如浙洪江大勒學妙[北、華柜中科遞技大蜘學等腳單位仗,花在機味械產襪品概場念設扣計及株計算矮機輔塊助創(chuàng)堤新設歪計方確面進辯行了跪研究億,扶但對顫機電制一體既化產鞋品概趣念設梅計方考面的艘問題判根本筋沒有暢進行氧研究固。本吃課題多組上穩(wěn)海交驅通大方學創(chuàng),手從腥19唐96畢捉年開假設始標,柿對機捷電一議體化撿產品丙概念像設計即的理諸論與塊方法獨進行挽了較材為深落入的伯研究近,呀并取努得了役初步營的研蔽究成喪果。堆從現帶代機趕構的嶺角度鳳出發(fā)替,驅將機暗電一均體化遣系統耳劃分充為廣領義執(zhí)影行機腫構子壇系統唇、傳叮感檢勻測子養(yǎng)系統戚、信道息處航理及便控制劇子系寧統旗,壟稱為堪“幕三子刃系統戚論獄〞妄,學并由甘此建押立機后電一年體化演系統臘概念羅設計憶的框達架體厲系譽,籌有利異于機敵電一丸體化行產品判的創(chuàng)飾新設陜計。音以實處現運疫動功遙能為爛主功級能的睜一大壓類機勵電一島體化尸產品陰(叫如電乘腦型肉多功魔能縫殼紉機屠等圖)拴為研橫究對投象膊,蟲對機肢電一羽體化綱產品離概念蝦設計下的核而心問瓦題慈——桌—賞廣義頑執(zhí)行扒機構突子系蠟統的庭概念受設計攪進行檔了系擦統研忘究柳,討提出迅了由滋總功仙能進己行基尾本工攏藝動憂作過元程的武構思扇;索由基織本工蕩藝動船作過失程殿,艇實現何動作診分解燙,許得到銷獨立繁的執(zhí)丘行動還作尺;堆確定痕各執(zhí)餐行動洽作的較創(chuàng)新毫機構傍及其流機構瓦系統脫的組念合的猾框架飽模型苦,姨即歸雁納為眠:怒Pr喬oc葵es辯s戲(糾工藝梁)絲—蓮Ac己ti狀on騎(蒼耗動作映)富—營Me烤ch謙an筐is聚m(抗機構淋)批的駝PA鍛M約功能涂求解漏模型愉。該紐模型竭能將震概念日設計險與機耕構及且其系驚統設茂計很耽好地惑結合甚起來傲,畏更具互有可付操作蝴性遮,氣更易替于實材現創(chuàng)旁新設缸計清,餓更利必于計偷算機蓄輔助館概念濁設計檢的實派現。匪由于夜機電選一體綱化系緣統是污一個順復雜饒的動峰態(tài)系穩(wěn)統宋,茅只有姻在了說解了其其動厘態(tài)性布能的向根底查上才溪能進興行恰盆當的求評價鑄,呆因此黑機電抗一體風化產業(yè)品的授建模預與仿健真問境題顯刺得更躁為重嚇要。演概念討設計釘階段定仿真渴的目花的是狂檢驗殃系統揮是否癢能夠祝完成鼓給定伏的功遇能語,泊以及舌實現鉛功能跨所附艷帶的宣約束練條件宗。通寧過分哭析比苗較目粗前通跟用的備各種率建模功技術立(卷如鍵鑰合圖伸、方倒框圖捐、信秤號流勉圖、示原理左圖等欺)豆及各寬種仿靜真軟臘件的斧優(yōu)缺焦點駱,世采用詠Si糖mu挺li放nk餓防仿真鴿軟件就構造區(qū)了一廁個面宋向功奔能模時塊建推模方變法的標,絹表達覺機電透一體讓化產貴品中彎廣義配執(zhí)行擔機構僻的概多念設胸計的畢系統豪仿真腦平臺能。這比一平抖臺的漿構建居,歪為機勇電一目體化尤產品歇概念欲設計勻的整芝體仿冬真平采臺的內建立橫奠定酬了基蜓礎。窩針對胡機電引一體編化產棵品概晨念設棵計階趙段評三價指思標及容重要石度不巷確定蛾、信偉息模挺糊、陷不完所整的設特點退,那在模診糊理厭論的黨根底耐上腥,充提出即了一屯個三坦層模挺糊優(yōu)憤序評常價模唇型稍;廚模糊式預序野評價哨模型痛、模薄糊半浸優(yōu)序擺評價壞模型愛、模喪糊全債序評材價模限型。再該模虛型為思概念硬設計栽的評忽價提涉供了盯一個冰較為架合理肢的依灑據逮,冬并以攜汽車蘿自動憂喇叭怖的概撲念設司計為檔例損,佩進行幕了應糕用研幼究。核上述鞋研究侄,期為機王電一狀體化銀產品訂概念臣設計各及其而計算亞機化對的研涌究奠裳定了季理論菊根底電。星5蠅.3泄當前砍我國瘋機電石一體證化技尤術的堵主要瓶開展摟領域腔機電乒一體風化的流應用滅范圍堪正越主來越鏟廣，俯幾乎素涉及毯無所桶不包辣的社監(jiān)會領槍域。死現已釋有種主類繁厘多的收機電曲一體夫化產軟品與增系統唱，例期如鍛腳壓、清鑄造圾、輕昆工、憂紡織伍、冶襪金、活印刷陵、通蠶訊、補辦公朗、起糞重運年輸等膀所用污的機爐械，海機床噴，機收器人娘量儀豐，量虎具、處儀表歡，低偵壓電樹器，進焊接拔設備順，電斜機傳態(tài)動裝坦置電福站控酷制系牙統信源息裝木置，拋軍事圓裝備新以及缺醫(yī)療傾器械勒家用豆電器木等。缺5蹄.4隙我國只技術張的發(fā)突展趨椒勢姓作為舌開展嫁中國及家，跪我國并與發(fā)序達國客家相載比工娃業(yè)技丹術水宏平存求在一掠定差雹距，衫但有肯廣闊基的機厲電一肌體化指應用持空間課。改懷革開回放以鉗來，虎特別劣是近召年來掀，受困國際場金融億危機際影響鬧，面盜臨國猶際市通場經徐濟激隆烈競診爭形掩勢的脖挑戰(zhàn)察，國余家和凡企業(yè)灣充分煤認識老到機禮電一梨體化由技術旨對我根國經迅濟發(fā)善展的腥戰(zhàn)略衣意義接，機信電一嫩體化挨技術報的研訴究、重應用抹和產忌業(yè)化古受到桐了前蹦所未送有的擊重視援和發(fā)呀展。隆完成效了?谷我國壘機電覽一體溉化發(fā)必展途啟徑與偏對策枕?研糖究，添探討擋我國紙機電例一體戴化發(fā)象展戰(zhàn)踐略，粗提出府了數丈控機訂床、者工業(yè)瓣自動俗化控章制儀絮表等熊15論個機謝電一擠體化梢優(yōu)先饞開展筍領域滿和6盞項共策性關俱鍵技雕術的妹研究慈方向撐和課餓題。祝我國牢已研顫制成方功了歲一大亡批機欺電一游體化薄科研績成果黨，以禁數控漲技術麥為例電，我亦國的挪數控身技術萬經過旱“果六五簽〞角、族“便七五歪〞肺、頸“艷八五插〞信和顫“碎九五圈〞煉的2占0年繡的發(fā)米展，遼根本聰上掌駐握了防關鍵英技術糊，建耗立了奴數控呼開發(fā)震、生捐產基關地，惜培養(yǎng)魄了一觸批數策控人態(tài)才，東初步乖形成弱了自否己的低數控箭產業(yè)遠，到岡20阻10象年我仰國機器床的衛(wèi)數控傷化率流將達巖到1收6.論5%煌～1斗9.雪27稿%。涼這些泥成果康的取斜得為斬我國潮在制眠造業(yè)滅機電嚴一體休化的窗研究猜和應勒用方湊面積什累了爸珍貴陳的經隙驗，鋼必將源推動良我國意機電施一體熱化技除術取筑得更戲大的姓進步曬和發(fā)牧展。鈴我國踐從2霉0世燃紀8洋0年返代初含開始躍進行距機電泳一體傷化的由研究欲和應薯用，捐國務騎院成夾立了驢機電徒一體掉化領蓬導小溉組并息將其息列為寸“瘡86蟻3計唱劃脈〞繩。在攪制定干“爐九五甜〞勾規(guī)劃癢和2豬01訴0年聲開展擇綱要荒時充殖分考誼慮了晚國際住上關湖于機怪電一虧體化汽技術勸的發(fā)逝展動贈向和駕由此下可能叮帶來宵的影灑響，推許多況大?？冊盒＾I、研偏究機貸構及質一些矛大中刷型企模業(yè)對畢這一顛技術蓬的發(fā)臘展及甜應用沒做了方大量接的工察作。修雖然遷目前忍國內辛機電應一體布化技練術與口日本劃、歐腥美等承先進拐國家塌相比藝仍有殊一定院差距久，但怨隨著斧新技邪術革貓命的殺迅猛禁開展載，我邊國加夢大了滅機電做一體去化技移術的碑研究鼓力度抱，并端將其培確定場為國麗家高沒技術條重點籃研究蓄領域芬，給祖予優(yōu)磨先支警持，車并取灣得了公一定壺的成腿績。膜5渣.4由.1疼數控羨方面堅我國種數控張技術尾起步希于1迷95濱8年錫，在勢“謹九五節(jié)〞汪末期鐵,國娃產數悔控機訪床的豬國內耽市場蜓占有肚率達運50坊%,意配國映產數芬控系糠統(脾普及文型)筐也達雨到了鄰10世%。除縱觀拼我國歌數控軌技術蒸近5查0年素的發(fā)條展歷錢程,鏈特別奴是經雪過4湯個5堆年計奸劃的固攻關濤,總譜體來開看取衣得了見很好揀成績功。目伍前,逢已具仿有年隆產數渣控系蛛統3胖00接0多珍套、峰主軸每與進懂給裝鍋置5誓00綱0多夸套的慘生產隱能力慌。近逗十年畝來,彼普通首級數癥控機霞床的禽加工徐精度絡已由促10敬μ盟m提招高到帝5針μ普m,某精密躁級加違工中垃心那么民從3導～5史μ適m,蒼提高猴到1談～1夫.5壁μ拒m,撓并且喝超精為密加嶺工精寒度已者開始穗進入申納米件級(糊0.伍01摧μ瞇m)揭。緊5過.4理.2嘉工業(yè)毅機器堪人方倍面孤我國器19咐86杏年將籌機器商人的杏研究殼開發(fā)復列入嶄國家繞科技舟方案凡,現州已掌么握了崇機器促人操膊作機筋的設摩計制雁造技牢術、峰控制緒系統資和軟殿件編帥程技笛術、理運動策學和過軌跡零規(guī)劃惠技術懼,生驢產了玩局部慨機器覺人的蜜關鍵厚元器捆件,敞并進盆入實威用化咬階段童，開肆發(fā)出知弧焊玉、點載焊、饞噴漆百、裝首配、艷搬運銷、注望塑、沉沖壓防及能摟前后蠻行走好、爬銷墻、已水下土作業(yè)旬的多僅種機顫器人想。目除前，軋國內辛相關拉科研玉機構賣和企洪業(yè)已較掌握巨了工廉業(yè)機靠器人怪操作麻機的庫優(yōu)化施制造梅技術傅，解忌決了誓工業(yè)辜機器積人控酬制、脅驅動吉系統感的設與計技鎖術，頭機器股人軟津件的味設計挺和編吳程等桃關鍵拳技術校，還近掌握競弧焊幫、點垮焊及態(tài)大型話機器啊人自繡動生抽產線疲〔工港作站口〕與墻周邊炕配套覺設備逆的開骨發(fā)和勵制備揮技術陰?，F宵在，祝我國糊從事侮機器森人研跪發(fā)的義單位槳有2埋00應多家為，專珠門從弟事機終器人鳥產業(yè)暢開發(fā)糞的企盲業(yè)有刃50允家以刊上，風中國祥市場濕上總律共擁栗有近糖萬臺券工業(yè)危機器僚人，銜其中診完全回國產裹的工刃業(yè)機凱器人霸〔行返業(yè)內愧規(guī)模嶺比較螞大的課前三象家工蹈業(yè)機眨器人板企業(yè)頓〕行腹業(yè)集鏈中度鏟占3藥0%遠左右洽。趣5沈.4妻.3腰計算么機集下成制悄造系葡統方計面擺我國棒經過肚多年網的理絕論和葛技術檢準備巾,C孫IM浮S已無經有蛾了較疫快發(fā)涼展。功目前毛,已穩(wěn)在清準華大惑學建監(jiān)成國進家C撞IM鮮S工脆程研將究中她心,軌在著聰名高喉校和朋研究敞單位或建立鍋了7區(qū)個C宜IM匪S單影元技兆術實攻驗室吃和8別個C搞IM辰S培氣訓中絞心[嘗9]疲。2娘00桿0年高,全妨國已嬌有2叨0多怎個省衫市、龜10軟多個劫行業(yè)者、2敬00舞多家撞不同槐規(guī)模駝和類營型的校企業(yè)到通過伐實施表CI君MS陷應用材示范許工程鄙,取付得了拿巨大孝的經應濟效攜益?；女斍氨?C末IM煎S的襪進一艇步試骨點推穩(wěn)廣應傳用已忙經擴毫展到礙機械胳、電鬧子、泊航空豐、航事天、咬輕工柄、紡擔織、衫冶金紗、石倘油化著工等亞諸多局領域芝,正化得到么各行烤各業(yè)賄越來大越多壩的關搞注和銜投入池。封5洋.5冶機渣電一釀體化繩產品液的發(fā)掀展趨魚勢多機電尤一體手化產脫品是徒集機駕械、禍電子錘、光旦學、序控制虜、計碧算機懶、信房息等化多學固科的障交叉神綜合丘，它蜻的發(fā)叮展和寧進步棚依賴約并促巾進相盟關技仁術的摔開展焦和進瓜步。嗎縱觀典國內羅外機病電一詠體化財產品量的發(fā)軍展現成狀和抹高新膜技術勝的發(fā)斯展動俘向，歌機電助一體莫化產詠品將涂朝著烘以下懷幾個必方向瘦開展瞎：孫5墨.5逝.1原綠色蛛化歪工業(yè)軍的發(fā)角達給今人們脈生活喜帶來哪了巨個大變片化。叉一方糖面,考物質辰豐富即,生雜活舒治適;壺另一殖方面觀,資固源減堪少,采生態(tài)障環(huán)境營受到雹嚴重太污染賤。于石是,納人們諒呼吁鉆保護乎環(huán)境符資源艇,回肢歸自偶然。漿綠色逆產品竿概念縮在這許種呼灰聲下爽應運演而生泰,綠渡色化扮是時泥代的瀉趨勢罵。綠罷色產改品在釣其設落計、往制造絮、使墻用和嫁銷毀損的生丈命過移程中能,符蟲合特蓋定的蝴環(huán)境祖保護踩和人標類健唱康的惡要求痰,對問生態(tài)儀環(huán)境捕無害軌或危早害極桿少,堡資源暈利用括率極互高。好機電惜一體南化產注品的素綠色效化主陶要是凍指使樂用時局不污煉染生唯態(tài)環(huán)根境,饒報廢假設后能序回收鮮利用敢。工舟業(yè)的庫開展吩使得造資源伏減少精，生義態(tài)環(huán)碌境受小到嚴榮重污潤染。騾綠色技化成珍了時判代的破趨勢芳，產小品的限綠色誼化更移成了鏟適應兩未來懸開展拖的一粗大特普色。倦如果仇我們崖把機貌械產嫂品和曠制造葉機械憐產品踩的機帝械裝鵝置統撫稱為炒機械律系統傳，那么友機電型一體容化技豪術古產品硬的功農能可攻歸結皮為：畏提高取機械談系統悅的性門能，憑完成似傳統禾機械刮系統柜不能贏完成喜的功裝能；李提高祝機械丙系統和的智脫能化移程度探，使熔人在宴更舒譽適的暈環(huán)境寸中工持作；洋提高圈機械嶄系統糕的可雞回收造性；稅降低濃機械仰系統享的原規(guī)材料巷消耗師；降屑低機遠械系婆統的睛能耗努；降它低機延械系戰(zhàn)統對嘴環(huán)境憑的污旅染，勻可以印看出帽其中區(qū)至少澇有3疾條是鴿和環(huán)瞧境保記護有喬關的乏。因憑而，渡進入堅21剖世紀甩，機膀電一補體化進技術裳產品籠的使建命是脾要能跡提供笨一種栗高性尿能、翁高原速料利奴用率較、低桐能耗四、低誤污染抖、環(huán)蔬境舒野適和剪可回湖收的委智能表化機互械產鑒品，膛即提安供一鍬種能析滿足朵可持端續(xù)性械開展角的綠刊色產怠品。傷5神.5躬.2秤智能薄化沖智能掩化是逢21繩世紀博機電染一體席化技代術發(fā)挨展的形一個額重要懇開展畫方向址。人濤工智影能系喬統是很一個驅知識織處理仰系統詢,它崗包括曲知識漢表示魄、知作識利豎用和擇知識恐獲取班三個質根本歇問題附,其航最終唐的目瀉標是鳥模擬大人的艘問題歡求解漿、推后理、傷學習路。人電工智軋能在援機電塞一體璃化建排設中遍的研運究日絲益得提到重喉視,拆機器幣人與蒸數控摟機床俘的智慨能化悉就是渠重要乖應用隔。宿“宗智能瞧化姻〞礙是對愧機器妻行為度的描費述,饅是在護控制哲理論宇的基膛礎上虛,吸績收人納工智火能、者運籌竭學、聲計算愛機科售學、租模糊導數學系、心漆理學肯、生哈理學密和混素沌動肥力學鹿等新打思想公、新葬方法洞,模批擬人僻類智下能,散使它紹具有淘判斷卸推理學、邏度輯思揀維、跑自主掃決策壁等能逐力,宏以求厭得到漢更高誓的控蜓制目設標。瘋目前超,專普家系遍統、圾模糊橡系統訴、神該經網脊絡以斥及遺盆傳算替法,饞是機淋電一粱體化奮產品榮(系升統)達實現姓智能聚化的厭4種僻主要討技術落，它映們各經自獨丹立發(fā)瞧展又五彼此童相互捉滲透筐。隨啊著制言造自對動化紗程度查的不傲斷提起高,各將會炒出現誘智能嘩制造弦系統恭控制曬器來誠模擬旅人類況專家伍的智膏能制峽造活秧動,遇并會晶對制稠造中邪出現尿的問漏題進聞行分削析、臘判斷燈、推都理、裹構思廁和決孤策。寧5系.5港.3縣網絡厚化瑞20獲世紀溫90很年代灑,計原算機小技術待的突咸出成循就是眾網絡族技術譜。網胞絡技枝術的篩興起包和飛曉速發(fā)倆展給瓶科學狠技術遠、工輝業(yè)生趣產、撕政治市、軍維事、永教育帥等人任們日作常生維活都烏帶來邀了巨氣大的匪變革瑞，同免樣也妖給機律電一畢體化播技術它帶來餐了重霞大影綱響，上例如繭通過最網絡倒對機眨電一刷體化黎設備兩進行黨遠程遙控制吸。教各種聯網絡憤將全句球經團濟、繭生產蠶連成暑一片喬,企公業(yè)間撤的競稻爭也過將全終球化捆。機專電一查體化錘新產尼品一鳥旦研賽制出膠來,假只要滴其功墓能獨禿到,爛質量臉可靠憶,很酷快就冬會暢舞銷全蠢球。救由于悶網絡謙的普取及,箱基于夫網絡丑的各約種遠慕程控借制和比監(jiān)視慧技術縱方興勻未艾吸,而婦遠程蟻控制置的終杯端設差備本躲身就粥是機潮電一倍體化全產品巴。現合場總狹線和搜局域唱網技擱術是旦家用解電器腸網絡決化已惡成大擱勢,侵利用槍家庭折網絡漿(h穗om廚en眠et賣)將它各種歌家用承電器仁連接促成以斑計算菜機為劉中心傍的計肝算機蜂集成酬家電倚系統焰(c即om殲pu菠te設ri虛nt赤eg側ra丹te芳da畏pp宇li爽an縣ce鹽sy饒st賣em優(yōu),C鴿IA渴S)還,使蠢人們昂在家油里分買享各德種高潑技術糠帶來故的便熊利與儉快樂漲。因插此機盼電一淘體化縫產品猛無疑邀朝著吊網絡狠化方駝向發(fā)晉展。紋5仿.5陰.4燈微型倍化麥微型怒化興己起于指20否世紀信80穴年代積末,傅是機翅電一竭體化糟向微威型機胃器和蠅微觀貞領域裹開展速的趨氧勢。斑近十日余年蔬來，盈微機跳電系貴統〔姜Mi支cr談oE媽le甚ct匙ro層Me扔ch雞an壯ic銀Sy菠st栗em妖,M午EM樓S〕青,作禮為機渠電一桃體化破技術很的新夸尖端蛛分支厚而倍寨受重嚼視,嶄泛指檔幾何綿尺寸受不超含過蛇1c日m客3的恒機電額一體鼻化產蜘品,茅并向瘋微米惡、納熟米級秤開展船。微峰機電睛系統校高度拖融合頃了微遇機械茄技術然、微桃電子獄技術甘和軟艷件技疲術，權開展版難點手在于儲微機燭械并卵不是硬簡單玻地將君大尺要寸的腹機械昂按比壞例縮奶小，城由于載結構爺的微汁型化損，在襲材料項、機逐構設奉計、岡摩擦剃特性杏、加見工方肌法、野測試山與定重位及奏驅動煎方式充等方什面都敗產生塞了一著些特掏殊問舉題。蘋微機嚼電一劇體化折產品居體積勞小、緣耗能虛少、憐運動污靈活絮,可田進入萍一般株機械蠶無法陶進入鵲的空次間，今并易珍于進鈴行精勝細操堪作，砌因此廈在生親物醫(yī)石療、上軍事苗、信悅息等單方面劫具有暗不可罵比較垂的優(yōu)敞勢。置因此挎在生啟物醫(yī)階學、員航空恭航天添、信干息技蒙術、比工農汽業(yè)乃姜至國耗防等逗領域逢，都召有廣販闊的歸應用疏前景爽。目雄前，眉利用涌半導敏體器姑件制務造過序程中乒的蝕湯刻技略術，邊在實辨驗室訊中已再制造你出亞怎微米良級的波機械餅元件南。醒5嶄.5邪.5紅模塊販化毫機電挑一體煩化產躁品和芝技術膏可分悄為機新械、騾電子朝和軟電件三殖大部晌分。朽模塊積化技籍術是恨這三陵者的處共同隨技術允。模始塊化點技術庫可以旋減少跟產品裕的開汪發(fā)和臉生產窄本錢蘇，提渣高不棟同產籠品間數的零險部件桑通用漫化程窄度，湖提高柳產品大的可扣裝配哪性、強可維血修性伸和可閣擴展峰性等暫。融乒合機融械、團電子舒和軟袍件三脂大部嚷分的拌機電旗一體雄化?？皦K代糾表了漠未來打產品佛的發(fā)僚展方瞞向，蒙具有澇高度扮自主雁性、梯良好拳的協園調性蓮和自脖組織引性的輕特點罷?？偺罩?，課模塊鈴化設炒計與途制造脫是機竿電一緒體化沸系統熱的基誘本方揪法和牽開展衰趨勢驅。隨舊著微手處理餡器性交能價槽格比帶的迅惰速提僚高和壓微機乞械電房子〔籌ME戰(zhàn)MS嫌〕技杏術的助飛速沖開展提，各紫種機起電一外體化裙模塊遷將越胳來越曠多地貢出現征在市輝場上硬。利椒用這劫些模馳塊，真可以邊迅速那么方便筐地設劈計和求制造束出各底種新呆的機堪電一茶體化柔產品秀。頑第六降章斧描機電押一體幻化產重品概獸念設奉計理販論展橫望球機電澆一體唐化產斯品概繞念設剛計理姿論與圾方法富的研泳究無累疑必旱將對站產品體設計荒師起蕩到重提要的怖指導物作用蒜。以義歐洲苦國家揚為代東表的戰(zhàn)機電單一體姑化產項品概務念設減計理目論的山研究京,紹多以墨電子跑及控嗓制理餅論為我研究瘡出發(fā)臂點哥,塵典型兇的軟蟲件成橡果為徑英國嗎學者勁推出丑了桶Sc捏he毛me憐2b運ui疾ld茂er疫快虛擬答開發(fā)誼平臺獄。國嶄內學壁者從柄現代擺機構諷學的夫角度油出發(fā)嬸,狡針對耍以運擦動功河能為狂主功扭能的潮一大柄類機頓電一隱體化抓產品外的特槽點程,笨研究洲機電楚一體根化產枯品概制念設壘計理兔論與辯方法連,舞取得住了初稀步的出研究追成果粒。本崖文認監(jiān)為機郵電一估體化雹系統澤的多議學科滔性及虧復雜袖性決與定了愈在概墻念設肚計理憶論研斃究的握初期閥,令不同鎮(zhèn)學科斃背景慎的學倡者會浮從不飛同的舍角度跟進行瓜研究忍,條但研遙究的嘴目標歐是一敘致的友。隨猶著研營究的欲逐漸林深入毯,段不同柏研究矩成果卡的集井成必熱將使搜機電勤一體茄化產村品概洲念設輛計理叫論的緞可操足作性粗和實輸用性察更強繳,纖對機坊電一唉體化典新產適品的獸開發(fā)廳和創(chuàng)殃新起掩重要樸指導肥作用童。關縱于機把電一次體化短產品裕概念旅設計看理論斃與方工法桃,鳥還有副不少襪問題堪有待狼深入于研究筐:湯如伍①家建立帝機電水一體絨化產贏品概阻念設遲計的頁推理素方法值庫耽;昌②蹤按實屯現運煌動和張動作莖進行另廣義賓執(zhí)行紹機構滿的分潔類厚,鄉(xiāng)建立綢驅