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of Contemporary Film and Television Arts
Ouyang Zhongwan
(湖南農(nóng)業(yè)大學(xué),長沙 410128)
(Hunan Agricultural University,Changsha 410128,China)
摘要: 數(shù)字技術(shù)在不斷走向成熟的過程中對影視藝術(shù)的發(fā)展帶來的影響是深刻的、巨大的,當(dāng)我們陶醉在它所帶來的視覺聽覺享受中的時候,也要對其中的有些觀念和問題進行深思。
Abstract: Digital technology continues to mature. During the course, its impact on the development of visual arts is profound, enormous. As we enjoy the effect of audio and visual it brings, we should consider its some idea and issues.
關(guān)鍵詞: 數(shù)字技術(shù) 影視藝術(shù) 影響
Key words: digital technology;visual arts;effect
中圖分類號:TP39 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1006-4311(2011)15-0183-02
0引言
影視藝術(shù)包括了電影藝術(shù)(第七藝術(shù))和電視藝術(shù)(第八藝術(shù)),它從一誕生起就在復(fù)原物質(zhì)世界方面顯示出了無與倫比的優(yōu)越性,而數(shù)字技術(shù)的發(fā)展使這一優(yōu)越性發(fā)揮得更加淋漓盡致。數(shù)字技術(shù)在不斷走向成熟的過程中對影視藝術(shù)的發(fā)展帶來的影響是深刻的、巨大的,當(dāng)我們陶醉在它所帶來的視覺聽覺享受中的時候,也要對其中的有些觀念和問題進行深思。
1數(shù)字技術(shù)促使電影電視的合流
在數(shù)字技術(shù)出現(xiàn)之前,電影和電視有著各自不同的技術(shù)支持。電影與電視在拍攝載體上有著質(zhì)的區(qū)別,電影是利用攝影機以膠片為載體進行拍攝的,成像方式是光化學(xué)成像方式。電視則是用攝像機以磁帶為載體進行拍攝的,成像方式是光電子成像方式。這種區(qū)別使電影藝術(shù)與電視藝術(shù)在制作方式、生產(chǎn)流程與接收方式方面有了質(zhì)的差異。但是到了20世紀(jì),數(shù)字技術(shù)的介入使電影藝術(shù)與電視藝術(shù)的進一步融合,促成真正的“家庭影院”的誕生,打開電視看電影的時代已經(jīng)到來了。人們離開電影院的很大一部分原因在于:人們不是不看電影,而是看電影的方式改變了。
2數(shù)字技術(shù)讓影視中的夢幻世界成為現(xiàn)實
數(shù)字技術(shù)帶給影視藝術(shù)的已不僅僅是對現(xiàn)實世界最真實的表現(xiàn),而且能夠創(chuàng)造出根本不存在的視覺影像,它所依賴的技術(shù)主要是電腦圖像生成技術(shù),即CGI技術(shù)(Computer-Generated Images)。那些敢于赴湯蹈火,不怕粉身碎骨,面對驚心動魄的挑戰(zhàn)面不改色心不跳的英雄人物,過去只是存在于作家藝術(shù)家及其忠實的讀者或觀眾的想象中,數(shù)字化藝術(shù)卻讓這些意念中的英雄須眉畢現(xiàn)地出現(xiàn)在觀眾眼前。在諸如《烈火狂風(fēng)》等經(jīng)典的影片之中,假如沒有運用電腦特技,那些擺在觀眾眼前的奔騰中的熾熱巖漿以及影片中演員在龍卷風(fēng)中隨風(fēng)飛舞的逼真場景等令人們跟隨影片的節(jié)奏而提心吊膽的觀看,都是不可能在熒屏上出現(xiàn)的,也不會獲得觀眾的好評。
對于現(xiàn)實的爬上拍攝過程中,一些不能實現(xiàn)的影響,都能夠運用數(shù)字技術(shù)。例如,《真實的謊言》這一影片中出現(xiàn)的在飛機上打斗的情景,演員是不能夠進行真實表演的,只能運用數(shù)字技術(shù)。還有在經(jīng)典電影《泰坦尼克號》中,涉及到的眾多數(shù)量群眾,如果用現(xiàn)實的群眾演員組成,不但消耗巨大的人力以及財力,同時也不容易組織安排,另外對于這種海難的場景,也不吭能讓群眾以生命為代價去表演,因此這幾使用到了計算機特技,利用計算機制作出數(shù)字人,進而替代了現(xiàn)實演員。
通過數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用,一些驚奇的場景被創(chuàng)作出來,給人們帶來視覺上的享受,使得人們只能在腦海中幻想的場景成為現(xiàn)實。另外,數(shù)字技術(shù)在音頻的領(lǐng)域內(nèi)也取得很好的發(fā)展。在整個用那個片中,相比較于采用模擬立體聲來講,使用環(huán)繞數(shù)字立體聲技術(shù)具備更寬和更平的優(yōu)點。并且,因為記錄信息空間的加強,改善了原有立體聲像,給人們帶來更為強大的空間感。整個的音頻工作,全部通過數(shù)字音頻完成。一方面使影片音頻制作的發(fā)展趨勢;另一方面也可以給人們帶來優(yōu)質(zhì)的聽覺感受。
3數(shù)字技術(shù)讓我們建立新的電影觀念
千百年來,人們知道,只有“看得見,摸得著”的東西才是真實存在的東西,而現(xiàn)代影視迫使人們改變了這一觀念,往往看得真真切切的東西,卻分明純屬子虛烏有。在一個數(shù)字化的“虛擬真實”王國里,觀眾已經(jīng)從一個被動的觀賞者變成了藝術(shù)“虛擬世界”的某種意義上的“主宰”。只要觀眾愿意,在“金蘋果”的故事中,你可以以特洛伊王子帕里斯的身份依次接受赫拉、雅典娜和阿佛洛狄忒給他的許諾,或與最美麗的女子海倫結(jié)為伉儷。當(dāng)大嘴美人羅伯茨在銀幕上歪著頭,美麗的眼睛夢一般忽閃忽閃地沖著你微笑時,你如果可以拍拍她的臉蛋拉拉她的手,那么,對于你來說,她和一個真正的羅伯茨有多大的分別呢?
當(dāng)“看得見”已經(jīng)不能在信任的時候,要想劃分正式和幻象,人們能夠使用的最終法寶就是“摸得著”。然而,在“集成就是觸摸”的理論(德克霍夫提出)出現(xiàn)之后,人們的這一法寶卻再次的失去了“魔力”。虛擬現(xiàn)實技術(shù)之前多應(yīng)用在游戲里,虛擬現(xiàn)實技術(shù)的引進激活了游戲者的觸覺, “戴手套”的游戲者對于之前的那種“可望而不可即”的立體動畫有了較強的控制能力,不但能夠“可望”,同時也能夠觸手“可及”。在交互式的影片之中也會產(chǎn)生,人們能夠按照自身喜好,進入電影中扮演自己喜歡的角色,就和玩電子游戲機似地簡單。人們還能夠讓影片中的主角依據(jù)自身的愛好來加工,例如,讓黛米?摩爾扮演林黛玉等等,能夠使不同的影迷自由地徜徉在影視圈中。假如能夠研制成功量子計算機,電腦技術(shù)就會更加的強大有力,可以說人們的“所見即所想,所想即所得”的夢想能夠很快變成現(xiàn)實?;蛟S,在將來電腦虛擬的世界里,真得可以用“只怕想不到的,沒有辦不到的”這句話來形容。
當(dāng)克隆技術(shù)受到全人類普遍關(guān)注的時候,特別是當(dāng)生物克隆人在現(xiàn)實生活中應(yīng)用遇到種種復(fù)雜的倫理道德方面的困擾時,夢幻視野虛擬影像中的“克隆明星”并不會遇到這些問題。隨著數(shù)字技術(shù)的日益精密化,“非人影星”的出現(xiàn)似乎也指日可待了。目前,美國科學(xué)界已經(jīng)看到了預(yù)示這一未來的東西:一個名叫蒙蒂的銀幕“克隆人”,它能讀出現(xiàn)場輸入一個便攜式電腦的語句,而且口形和發(fā)音能夠與真人一樣保持一致。盡管到目前為止,蒙蒂的聲音聽上去還有人工合成的痕跡,但是,人們有理由相信,相應(yīng)的聲音合成技術(shù)攻關(guān)組織很快會解決這個問題的。正如沃爾特?迪斯尼圖像設(shè)計公司負(fù)責(zé)研究與開發(fā)的資深副總裁埃里克?哈茲爾廷所說的,這個夢幻世界的數(shù)字“克隆人”蒙蒂很可能就是把電影業(yè)帶入一個全新空間的向?qū)А?/p>
總之,數(shù)字化對影視藝術(shù)的影響將是多方面的,有些影響甚至是革命性的。但是,令人目不暇接的數(shù)字特技畫面永遠(yuǎn)只是影視藝術(shù)的輔助手段,它不可能取代演員的表演,不可能占據(jù)主宰地位。觀眾欣賞時,他們所關(guān)注的是故事的情節(jié)和演員的表演,銀幕上顯示出來的那種影像是否為真實的再現(xiàn),更準(zhǔn)確地說,是否有真實感,影片的效果是否能夠打動人、感染人。因此,我認(rèn)為:數(shù)字技術(shù)創(chuàng)造了神話,創(chuàng)造了奇跡,這只能預(yù)示著它發(fā)展到一定的程度,將會有新的藝術(shù)形式(第九藝術(shù))的誕生,并不預(yù)示著影視藝術(shù)的末日,只是到那時影視藝術(shù)在人類生活中的作用和格局會發(fā)生一定程度的改變。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞 電影 數(shù)字化 藝術(shù)性 中外
電影作為溝通人們情感的一種平臺,觀眾對電影的要求不僅是它的娛樂性,人們帶來快樂和夢想,同時還把它作為一個窗口,反映外部世界的發(fā)展變化和精神的觸碰,觀眾在電影中感受情感和心靈的快樂與悲傷,惆悵與苦澀,在電影中了解和探求外部世界存在的問題和矛盾。這體現(xiàn)出電影的社會意義和教育意義。在數(shù)字化技術(shù)的條件下,電影的藝術(shù)創(chuàng)作構(gòu)思具有非傳統(tǒng)性和非常規(guī)性,因為數(shù)字化電影里的不同時間,不同空間可以任意轉(zhuǎn)換,可以任意搭建任何場景,電影角色可以是人或動物甚至其他,可以說是無邊無際,任意而為。這對創(chuàng)作者的電影構(gòu)思和設(shè)計是一個巨大的考驗。
電影藝術(shù)和科學(xué)技術(shù)手段是緊密聯(lián)系的,電影技術(shù)進步與革新都為電影藝術(shù)提供新的創(chuàng)作空間和表現(xiàn)手段,使電影語言得到擴展和豐富,也給電影發(fā)展機遇。90年代后,隨著數(shù)字技術(shù)的迅猛發(fā)展,數(shù)字技術(shù)為電影藝術(shù)帶來新的發(fā)展機遇。產(chǎn)生了新的電影,即數(shù)字化電影。現(xiàn)今美國采用了數(shù)字技術(shù)的影片大約有九成之多。數(shù)字化電影為人們創(chuàng)造出豐富多彩、難以想象的如夢境般的視覺盛宴和虛擬奇觀,而這都是傳統(tǒng)電影無法達(dá)到的。觀眾也被深深吸引,使美國電影業(yè)的再度繁榮。近年來國內(nèi)外電影交流活動的頻繁,國外大片紛紛引進國內(nèi)市場,國內(nèi)觀眾通過觀看增加了對數(shù)字化電影的了解,深刻地感受到數(shù)字技術(shù)為電影所帶來的視覺奇觀的震撼力。受此影響,國內(nèi)電影也越來越多的在影片里應(yīng)用到數(shù)字技術(shù)手段,但是跟國外同類影片比較,還是存在一定差距差距。
不同社會背景和文化傳統(tǒng)的影響下,形成了兩種不同電影審美情趣和觀影習(xí)慣的觀眾群,國內(nèi)的觀眾在觀看電影自然而然地傾向其故事情節(jié)或其道德情感等要求為標(biāo)準(zhǔn),而歐美的觀眾觀影興趣偏重于影片的視覺表現(xiàn)效應(yīng)和各種奇幻景觀上。長期以來在我國的影視界存在藝術(shù)與技術(shù)缺乏溝通,電影創(chuàng)作人員對數(shù)字技術(shù)缺乏了解,在電影創(chuàng)作中很難自如地將新技術(shù)作為一個創(chuàng)作元素應(yīng)用進去。而純技術(shù)人員的藝術(shù)設(shè)計能力也明顯不足,設(shè)計思維上和電影編創(chuàng)的思路存在距離,創(chuàng)造發(fā)揮的能力不足。這樣的影片往往很難體現(xiàn)出新技術(shù)帶來的新意,也難在技術(shù)和藝術(shù)上已達(dá)到較高的藝術(shù)層次。在歐美,電影的表現(xiàn)力方面人們有較高的要求,傳統(tǒng)尋常的畫面不滿足于觀眾的需要,人們渴望新鮮刺激和奇幻的視覺畫面。數(shù)字技術(shù)正好適應(yīng)了這種需要,在電影中數(shù)字技術(shù)被越來越多地運用,它為觀眾創(chuàng)造了一個一個的視聽盛宴。而我國還尚未形成真正成熟的電影創(chuàng)作隊伍,人員的還不具備相應(yīng)的技術(shù)知識結(jié)構(gòu),這一點我們與歐美的差距很是明顯。
國內(nèi)外電影存在著文化傳統(tǒng)和國情不同,各處在不同的發(fā)展階段,中國電影界也不能完全照搬歐美電影。我國早期的電影將傳統(tǒng)、戲劇單純的搬上屏幕,電影顯示出舞臺化傾向,傳統(tǒng)文化背景的影響下,中國電影確立以教育化和戲劇化敘事性質(zhì)的民族化電影的形態(tài)。長期以來使畫面缺乏表現(xiàn)力。影視鏡頭嚴(yán)重缺乏視覺表現(xiàn)力,除了以敘事功能出現(xiàn)之外,本身難以創(chuàng)造畫面的視覺沖擊、情感烘托和美感效應(yīng),影片偏重文學(xué)性、故事性, 形成了注重電影內(nèi)容的倫理、教化、審美等形式,而對影片娛樂性和高科技的投入不足。而西方對電影的審美趣味則相對更加充滿想象和新奇。充分運用鏡頭等技巧制造了夢幻的境界。所以西方的影視業(yè)者們最初就努力自覺地運用技術(shù)來增強影片視覺表現(xiàn)力,而歐美電影注重畫面的觀賞性和宏偉的場景。盡量把技巧應(yīng)用到畫面展示中,影片創(chuàng)作原則就是增加畫面視覺觀賞性和沖擊力。這與我國電影更注重教育性倫理性的創(chuàng)作觀念是截然不同。數(shù)字化技術(shù)可以讓電影展現(xiàn)給觀眾非同一般和難以親歷的夢幻世界,電影藝術(shù)也獲得了前所未有的發(fā)展空間,技術(shù)不再是電影藝術(shù)創(chuàng)作的束縛和障礙。
中國電影在全球化的今天,也要在走向世界,結(jié)合歷史傳統(tǒng)文化和現(xiàn)實資源,發(fā)揚它的民族精神,走一條屬于中國特色的電影藝術(shù)之路。一部影片就是一門藝術(shù)形式,能否獲得廣泛的認(rèn)同,關(guān)鍵還是看它的主題性,看它對社會歷史、人性解析是否準(zhǔn)確、深刻,數(shù)字技術(shù)只是手段不是根本。我國電影業(yè)要認(rèn)同電影是藝這一要質(zhì)。在技術(shù)環(huán)節(jié)要積極研發(fā)應(yīng)用,要走出為技術(shù)而技術(shù)的誤區(qū)。電影技術(shù)的應(yīng)用和開發(fā)是為電影藝術(shù)而服務(wù)的,兩者要有機的完美結(jié)合,才這也就是數(shù)字化影片的真正意義之所在。二十一世紀(jì)中國電影首先面臨的是文化主題的歷史性轉(zhuǎn)移和傳統(tǒng)文化視角的跨時代變更。電影民族化的探索、電影科技引進、電影國際化道路等等都需要我們?nèi)ヅΑ?/p>
參考文獻(xiàn):
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【關(guān)鍵詞】 機電一體化技術(shù) 應(yīng)用 發(fā)展
一、機電一體化技術(shù)的概述
機電一體化技術(shù)是機械技術(shù)與微電子技術(shù)、信息技術(shù)互相滲透的產(chǎn)物,是機電工業(yè)發(fā)展的必然趨勢,其主要包括:(1)機械本體技術(shù)。現(xiàn)代機械產(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,應(yīng)考慮利用非金屬復(fù)合材料。只有機械本體減輕了重量,才有可能實現(xiàn)驅(qū)動系統(tǒng)的小型化,進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。(2)傳感技術(shù)。傳感技術(shù)主要表現(xiàn)在提高可靠性、靈敏度和精確度方面。為了避免電干擾,目前有采用光纖電纜傳感器的趨勢。對外部信息傳感器來說,目前主要發(fā)展非接觸型檢測技術(shù)。(3)信息處理技術(shù)。機電一體化與微電子學(xué)的顯著進步、信息處理設(shè)備的普及應(yīng)用緊密相連。為進一步發(fā)展機電一體化,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)備的可靠性和分時處理的輸入輸出的可靠性,進而提高處理速度,并解決抗干擾及標(biāo)準(zhǔn)化問題。
二、機電一體化技術(shù)的應(yīng)用分析
1、機電一體化技術(shù)在計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)領(lǐng)域中的應(yīng)用分析。CIMS的組成并非分散的子系統(tǒng)組合,而是由全局的經(jīng)過實踐積累的最優(yōu)系統(tǒng)綜合。加強了原有的各部門溝通,圍繞制造,控制“物流”和“信息流”,將經(jīng)營策劃、產(chǎn)品研發(fā)、制造準(zhǔn)備、實驗測試、經(jīng)營管理進行更好的結(jié)合。當(dāng)集成度越高,就越能夠使各個生產(chǎn)要素間的配置更加合理,使得生產(chǎn)要素的潛力得到更大程度地體現(xiàn)。
2、機電一體化技術(shù)在數(shù)控機床領(lǐng)域中的應(yīng)用分析。數(shù)控機床及相應(yīng)的數(shù)控技術(shù)無論在結(jié)構(gòu)、功能、操作還是控制精度上的難度都有顯著提高。其中總線式、模塊化、緊湊型的結(jié)構(gòu)最具有代表性,這種結(jié)構(gòu)應(yīng)用多個CPU、多個主總線,結(jié)構(gòu)復(fù)雜。此外還有開放性設(shè)計,這種設(shè)計使硬件體系和功能模塊具有層次性和兼容性,可以大大提高用戶的使用效益。WOP技術(shù)和智能化。根據(jù)車間實際作業(yè)狀況,可以通過系統(tǒng)完成編程。同時可以仿真加工過程,并實現(xiàn)在線診斷控制、模糊診斷等智能系統(tǒng)。隨著一體化技術(shù)的成熟,如大容量存儲器的出現(xiàn)和軟件的模塊化設(shè)置,使數(shù)控功能極大豐富,同時使得+0+系統(tǒng)的控制功能也加強了。全方位滿足技術(shù)要求,比如只有一臺機床的情況下,也可以順利完成多個加工要求,并實現(xiàn)刀具使用檢測、物料流通、機械手等的集成,統(tǒng)一到系統(tǒng)中。在系統(tǒng)中,分出多級網(wǎng)絡(luò),這樣實現(xiàn)了構(gòu)成復(fù)雜加工系統(tǒng)的作業(yè)能力。這種數(shù)控裝置以單板、單片機作為控制中心,并由專用芯片及模板組成。
3、機電一體化技術(shù)在柔性制造系統(tǒng)(FMS)領(lǐng)域中的應(yīng)用分析。計算機化的制造系統(tǒng)被稱作柔性制造系統(tǒng),包括計算機、數(shù)控機床、機械手、料盤、搬運車輛和自動化倉庫等??梢砸勒丈a(chǎn)要求,及時、準(zhǔn)確地進行生產(chǎn),這種靈活的生產(chǎn)方式可應(yīng)用于多品種、中小批量、設(shè)計更改頻繁的離散零件的批量生產(chǎn)。
三、機電一體化技術(shù)的發(fā)展
1、機電一體化技術(shù)將更高效與小型。隨著人們要求逐漸提升,對運用機電一體化技術(shù)之后的效率也會拓展,現(xiàn)階段最普遍的新要求是小體積和高效率,而且也是機電一體化技術(shù)最主要的發(fā)展方向。(1)高效率趨勢方面。根據(jù)人們對機電一體化技術(shù)的要求,機電一體化技術(shù)的水平會進行提升,高水平的機電一體化技術(shù)運用到相應(yīng)方面,可以使具體的設(shè)備更準(zhǔn)確運行,從而運用的效率會大程度提升;(2)小型趨勢方面,因為電腦的體積正在逐漸減小,而且想要提升工作的效率,p小體積也是其中一個重要的要求,機電一體化技術(shù)與計算機相應(yīng)技術(shù)進行結(jié)合,學(xué)習(xí)小型計算機、納米計算機等的方法,使機電一體化技術(shù)可以實現(xiàn)自身設(shè)備和生產(chǎn)小體積設(shè)備的需要。
2、機電一體化技術(shù)將大幅度提升自動化程度并不斷完備體系。一方面,機電一體化技術(shù)發(fā)展在實現(xiàn)上述趨勢的同時,也會實現(xiàn)自動操作程度提升,因為機電一體化技術(shù)主要的目的就是進行自動操作,避免出現(xiàn)紕漏的同時,提升工作的效率,但是因為現(xiàn)在機電一體化技術(shù)的水平還不高,隨著機電一體化技術(shù)的發(fā)展,人們會更加注重運用機電一體化技術(shù),所以其未來的趨勢從現(xiàn)在的發(fā)展來推算,應(yīng)用的范圍將擴展,而擴展的原因就是自動操作程度提升,那么在短時間內(nèi)機電一體化技術(shù)只能實現(xiàn)人來編輯基本的程序,然后按開始鍵才能操作,自動操作的目標(biāo)是電腦可以不需要人多次編輯程序代碼,完全自動操作,研究人員正在針對這個方面進行研究;另一方面,機電一體化技術(shù)的自動操作程度提升之后,體系也會更加完備,從現(xiàn)在對機電一體化技術(shù)的研究情況來看,未來機電一體化技術(shù)將具有一致標(biāo)準(zhǔn),并且將具有基本的程序,人們隨意進行組合,靈活性更明顯。
3、機電一體化技術(shù)將實現(xiàn)保護環(huán)境的效果。當(dāng)前環(huán)境問題已經(jīng)非常嚴(yán)重,各個國家都在為恢復(fù)當(dāng)前被破壞的環(huán)境并繼續(xù)保護環(huán)境進行思考。想要保護環(huán)境,自然需要對各個環(huán)節(jié)都進行改變,對機電一體化技術(shù)來說,提升技術(shù)的水平,縮短制作產(chǎn)品的時間,一是可以節(jié)約消耗電量的數(shù)量,在保證收益的前提下,節(jié)約資源,二是機電一體化技術(shù)的提升保證了制作設(shè)備的性能,設(shè)備在運轉(zhuǎn)的時候,也會高效率、低消耗,在運轉(zhuǎn)的過程中,不損耗過多的能量,不會大程度振動,而且不會排出有害物質(zhì),這方面的發(fā)展趨勢,需要工作人員對自己的能力予以提升,把握機電一體化技術(shù)發(fā)展的新情況,制作完備的系統(tǒng),使制作的所有成品都可以被回收利用。
結(jié)束語
目前機電一體化已經(jīng)形成了系統(tǒng)化的技術(shù),其在不同領(lǐng)域的應(yīng)用也相對比較廣泛,因此,相關(guān)建設(shè)單位要加強對于機電一體化技術(shù)的研究,將其發(fā)展成集智能化,微型化以及綠色化等集一身的技術(shù),從而促進經(jīng)濟發(fā)展。
【參考文獻(xiàn)】
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關(guān)鍵詞:機電一體化技術(shù) 微細(xì)加工技術(shù) 智能化 應(yīng)用領(lǐng)域
知識經(jīng)濟時代最突出的特點在于知識和信息的傳播不同于以往的制造和技術(shù)的傳播,在機械工程領(lǐng)域,由于微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機械工業(yè)的滲透所形成的機電一體化,使機械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機構(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“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發(fā)展階段。
機電一體化又稱機械電子學(xué),英語稱為Mechatronics,它是由英文機械學(xué)Mechanics的前半部分與電子學(xué)Electronics的后半部分組合而成。
一、我國機電一體化的現(xiàn)狀
全球范圍內(nèi)機電一體化的發(fā)展通??梢苑譃槿齻€階段。第一階段為20世紀(jì)60年代以前,因為當(dāng)時電子技術(shù)的發(fā)展尚未達(dá)到一定水平,機械技術(shù)與電子技術(shù)的結(jié)合還不可能廣泛和深入發(fā)展;第二階段為20世紀(jì)70~80年代。第三階段為20世紀(jì)90年代后期,開始了機電一體化技術(shù)向智能化方向邁進的新階段,機電一體化呈現(xiàn)深入發(fā)展時期。一方面,光學(xué)、通信技術(shù)等進入了機電一體化,微細(xì)加工技術(shù)也在機電一體化中嶄露頭腳,出現(xiàn)了光機電一體化和微機電一體化等新分支;另一方面對機電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計、分析和集成方法,機電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢都進行了深入研究。同時,由于人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及光纖技術(shù)等領(lǐng)域取得的巨大進步,為機電一體化技術(shù)開辟了發(fā)展的廣闊天地。
我國是從20世紀(jì)80年代初才開始在這方面研究和應(yīng)用。國務(wù)院成立了機電一體化領(lǐng)導(dǎo)小組并將該技術(shù)列入“863計劃”。許多大專院校、研究機構(gòu)及一些大中型企業(yè)對這一技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用做了大量的工作,取得了一定成果,但與日本等先進國家相比仍有相當(dāng)差距。
二、機電一體化的核心技術(shù)
機電一體化包括:軟件和硬件兩方面技術(shù)。硬件是由機械本體、傳感器、信息處理單元和驅(qū)動單元等部分組成。因此,為加速推進機電一體化的發(fā)展,必須掌握機械本體技術(shù);傳感技術(shù);信息處理技術(shù);驅(qū)動技術(shù);接口技術(shù);軟件技術(shù)。
三、機電一體化技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域
(一)數(shù)控機床
數(shù)控機床及相應(yīng)的數(shù)控技術(shù)經(jīng)過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CPU、多主總線的體系結(jié)構(gòu)。
2、開放性設(shè)計,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、WOP技術(shù)和智能化。系統(tǒng)能提供面向車間的編程技術(shù)和實現(xiàn)二、三維加工過程的動態(tài)仿真,并引入在線診斷、模糊控制等智能機制。
4、大容量存儲器的應(yīng)用和軟件的模塊化設(shè)計,不僅豐富了數(shù)控功能,同時也加強了CNC系統(tǒng)的控制功能。
5、能實現(xiàn)多過程、多通道控制,即具有一臺機床同時完成多個獨立加工任務(wù)或控制多臺和多種機床的能力,并將刀具破損檢測、物料搬運、機械手等控制都集成到系統(tǒng)中去。
6、系統(tǒng)的多級網(wǎng)絡(luò)功能,加強了系統(tǒng)組合及構(gòu)成復(fù)雜加工系統(tǒng)的能力。
7、以單板、單片機作為控制機,加上專用芯片及模板組成結(jié)構(gòu)緊湊的數(shù)控裝置。
(二)計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)
CIMS的實現(xiàn)不是現(xiàn)有各分散系統(tǒng)的簡單組合,而是全局動態(tài)最優(yōu)綜合。它打破原有部門之間的界線,以制造為基干來控制“物流”和“信息流”,實現(xiàn)從經(jīng)營決策、產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、生產(chǎn)實驗到生產(chǎn)經(jīng)營管理的有機結(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)是計算機化的制造系統(tǒng),主要由計算機、數(shù)控機床、機器人、料盤、自動搬運小車和自動化倉庫等組成。它可以隨機地、實時地、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)計更改頻繁的離散零件的批量生產(chǎn)。
(四)工業(yè)機器人
第1代機器人亦稱示教再現(xiàn)機器人,它們只能根據(jù)示教進行重復(fù)運動,對工作環(huán)境和作業(yè)對象的變化缺乏適應(yīng)性和靈活性;第2代機器人帶有各種先進的傳感元件,能獲取作業(yè)環(huán)境和操作對象的簡單信息,通過計算機處理、分析,做出一定的判斷,對動作進行反饋控制,表現(xiàn)出低級智能,已開始走向?qū)嵱没?;?代機器人即智能機器人,具有多種感知功能,可進行復(fù)雜的邏輯思維、判斷和決策,在作業(yè)環(huán)境中獨立行動,與第5代計算機關(guān)系密切。
四、我國機電一體化的發(fā)展前景
4.1網(wǎng)絡(luò)一體化
知識經(jīng)濟時代的突出特征是計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育以及人們?nèi)粘I疃紟砹司薮蟮淖兏?。機電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來,只要其功能獨到,質(zhì)量可靠,很快就會暢銷全球。
4.2模塊標(biāo)準(zhǔn)化
模塊化是一項重要而艱巨的工程。因為機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多,研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機械接口、電氣接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產(chǎn)品單元是一項十分復(fù)雜又是非常重要的事。這需要制定各項標(biāo)準(zhǔn),以便各部件、單元的匹配和接口。
4.3人工智能化
21世紀(jì)機電一體化技術(shù)發(fā)展的一個重要發(fā)展方向就是智能化。人工智能在機電一體化建設(shè)者的研究中日益得到重視,機器人與數(shù)控機床的智能化就是重要應(yīng)用。但是,高性能、高速的微處理器使機電一體化產(chǎn)品賦有低級智能或人的部分智能,則是完全可能而又必要的。
五、結(jié)語:
機電一體化是眾多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶,是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。大力發(fā)展新一代機電一體化產(chǎn)品,不僅是改造傳統(tǒng)機械設(shè)備的要求,而且是推動機械產(chǎn)品更新?lián)Q代和開辟新領(lǐng)域、發(fā)展與振興機械工業(yè)的強大之路。
參考文獻(xiàn):
1、李運華:機電控制[M].北京航空航天大學(xué)出版社,2003.
2、芮延年:機電一體化系統(tǒng)設(shè)計[M].北京機械工業(yè)出版社,2004.
3、柴天佑:智能控制綜述[J].基礎(chǔ)自動化,2006(6).
【關(guān)鍵詞】機電一體化技術(shù);應(yīng)用;發(fā)展
0.引言
機電一體化技術(shù)是機械工業(yè)技術(shù)、微電子技術(shù)和信息技術(shù)相互交叉融合的新產(chǎn)物,在電子技術(shù)的推動下,已被廣泛應(yīng)用于各個技術(shù)領(lǐng)域,逐步提高各行業(yè)領(lǐng)域的智能控制水平。機電一體化技術(shù)在我國機械制造、飲料生產(chǎn)和鋼鐵生產(chǎn)中應(yīng)用更為廣泛,具有良好發(fā)展前景。
1.機電一體化技術(shù)的應(yīng)用
1.1應(yīng)用于現(xiàn)代機械制造工業(yè)
傳統(tǒng)機械制造工業(yè)是基于市場規(guī)模經(jīng)濟建立的,主要依靠企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)批量和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來增強自身競爭優(yōu)勢,其根本目的是真正實現(xiàn)資源的有效利用,以生產(chǎn)機器取代人力,通過低成本獲取高質(zhì)量、高效率?,F(xiàn)代機械制造工業(yè)以信息技術(shù)為先導(dǎo),其生產(chǎn)模式、制造系統(tǒng)、制造技術(shù)和組織管理形式得到全面改革,是具有全球化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化特性的綠色環(huán)保制造業(yè)。機電一體化技術(shù)應(yīng)用于現(xiàn)代機械制造工業(yè),能讓企業(yè)的制造技術(shù)得到良好發(fā)展[1]。
1.2應(yīng)用于飲料行業(yè)
事實上,機電一體化技術(shù)是現(xiàn)今應(yīng)用最廣泛的、發(fā)展前景最好的應(yīng)用技術(shù),它廣泛應(yīng)用于食品飲料包裝機械的開發(fā)、設(shè)計和制造中。這不僅可以有效提高單機自動化程度,還能全面增強整條包裝生產(chǎn)線的自動化控制能力和生產(chǎn)能力,讓其競爭能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)勝于其他傳統(tǒng)的機械控制同類設(shè)備,從根本上改善食品飲料包裝工作質(zhì)量。
1.3應(yīng)用于鋼鐵企業(yè)
1.3.1現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)
在鋼鐵企業(yè)中,現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)(CIMS)能實現(xiàn)人與生產(chǎn)經(jīng)營、生產(chǎn)管理和生產(chǎn)過程的一體化控制,對生產(chǎn)原料進廠、生產(chǎn)加工到產(chǎn)品發(fā)貨的全過程都真正實現(xiàn)全過程一體化控制。
1.3.2現(xiàn)場總線技術(shù)
現(xiàn)場總線技術(shù)(FBI)主要用于連接設(shè)置在現(xiàn)場的儀表與控制室內(nèi)的控制設(shè)備,真正實現(xiàn)數(shù)字化雙向多站通信連接。[2]用現(xiàn)場總線技術(shù)取代當(dāng)前常用的信號傳輸技術(shù)可以讓大量信息在智能化現(xiàn)場儀表裝置與更高一級的控制系統(tǒng)進行雙向傳輸,保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行浴?/p>
1.3.3交流調(diào)速技術(shù)
交流調(diào)速技術(shù)是電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)飛速發(fā)展的衍生物,由于交流傳動性質(zhì)優(yōu)越,已廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)實際中。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,不僅能讓復(fù)雜的矢量控制技術(shù)實用化變成現(xiàn)實,還大大改善交流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)整性能,甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過直流調(diào)素水平。
1.3.4開放式控制系統(tǒng)
開放式控制系統(tǒng)能對一種標(biāo)準(zhǔn)的信息交換規(guī)程進行識別是支持,能實現(xiàn)不同廠家生產(chǎn)產(chǎn)品的兼容和互換。通過工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò),開放式控制系統(tǒng)能使各種控制機械設(shè)備、管理計算機互聯(lián),實現(xiàn)測量與控制的一體化管理。
2.機電一體化技術(shù)的發(fā)展
2.1信息智能化
信息智能化是基于控制理論基礎(chǔ),對計算機科學(xué)、數(shù)學(xué)理論、運籌學(xué)、動力學(xué)和人工智能進行吸收強化的新學(xué)科思想,它能模擬人類思維能力,實現(xiàn)高水平的控制目的。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,機電一體化技術(shù)必然日趨智能化,機電一體化產(chǎn)品智能化會成為明顯特征,目前我國的機器人與數(shù)控機床的智能結(jié)合就是機電一體化技術(shù)智能化體現(xiàn)。
2.2微型機電化
目前,借助半導(dǎo)體蝕刻技術(shù)已經(jīng)成功制造出亞微米級的機械元件,若將該成果應(yīng)用于實際產(chǎn)品中,就能完全實現(xiàn)機械和電子的相互融合,將CPU、機體、傳感器、執(zhí)行機構(gòu)有效集成,不僅體積小,還能組成一種自律元件[3]。這表明了機電一體化朝著微型機械學(xué)發(fā)展的重要趨勢,一旦研究成功,必然會給軍事、生物醫(yī)療、信息科技領(lǐng)域帶來重大影響。
2.3光機電一體化
事實上,機電一體化系統(tǒng)包括機械系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)等部件,若在機電一體化技術(shù)中積極引進光學(xué)技術(shù),就能充分利用光學(xué)技術(shù)的優(yōu)點,全面改進機電一體化系統(tǒng)的各個處理系統(tǒng),提高機電一體化工作效率。
2.4產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)全球化
在全球互聯(lián)網(wǎng)的影響下,全球生產(chǎn)、經(jīng)濟被連成一體,企業(yè)間競爭也將上升到網(wǎng)絡(luò)全球化的競爭,只要研制出具有質(zhì)量保證、功能可靠、性質(zhì)穩(wěn)定的機電一體化新產(chǎn)品,必然會在短期內(nèi)暢銷全球。由此可見,機電一體化產(chǎn)品必然會朝著網(wǎng)絡(luò)全球化的趨勢發(fā)展。
2.5產(chǎn)品綠色化
機電一體化產(chǎn)品綠色化主要是指產(chǎn)品在使用過程中不會對生產(chǎn)環(huán)節(jié)造成破壞,即使報廢后也能回收利用。由此可見,機電一體化綠色產(chǎn)品在其設(shè)計、生產(chǎn)、使用和銷毀的過程中,是完全符合自然環(huán)境和人類健康的要求,盡可能對生態(tài)環(huán)境不造成危害或僅有極小危害,其資源利用率高。雖然機電一體化綠色產(chǎn)品制作成本和技術(shù)成本較高,但其具有可觀的發(fā)展前景,值得深入研究。
隨著社會的不斷進步,機電一體化技術(shù)已滲透到我們生活的方方面面,給我們的生活帶來重大影響??茖W(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,使機電一體化技術(shù)的發(fā)展前景更為廣闊。機電一體化技術(shù)的完善發(fā)展,必然會給新世界新形勢下的生產(chǎn)活動帶來更多的技術(shù)支持。
【參考文獻(xiàn)】
[1]姜新嘉.淺析機電一體化技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢[J].電子制作,2013(08):231.
關(guān)鍵字:機電一體化工業(yè)石油
機電一體化發(fā)展至今已經(jīng)成為一門有著自身體系的新型學(xué)科,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,還將被賦予新的內(nèi)容,其基本特征可概括為機電一體化是從系統(tǒng)的觀點出發(fā),綜合運用機械技術(shù)微電子、技術(shù)自動控制技術(shù)、計算機技術(shù)信息技術(shù)、傳感測控技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)信息變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)。根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織結(jié)構(gòu)目標(biāo),合理配置與布局各功能單元,在多功能高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實現(xiàn)特定功能價值,并使整個系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。
一、機電一體化基本結(jié)構(gòu)要素
1.機械本體部分
機械本體就像人體的身軀骨架,它是系統(tǒng)所有功能元素的機械支持結(jié)構(gòu),包括機身框架機械連接等。它是機電一體化要素中最基本的部分。
2.動力部分
動力部分與人體內(nèi)臟產(chǎn)生能量去維持生命運動是一樣的道理,它是為系統(tǒng)提供能量和動力功能驅(qū)動執(zhí)行的機構(gòu),使系統(tǒng)按照控制要求得以正常運行,是機帶你一體化結(jié)構(gòu)中不可或缺的部分。
3.傳感部分
傳感部分就像人的眼鼻耳口等感覺器官,將系統(tǒng)運行中所需要的本身和外界環(huán)境的各種參數(shù)及狀態(tài)進行檢測變成可識別的信號,然后傳輸?shù)叫畔⑻幚韱卧?,?jīng)過分析處理后產(chǎn)生相應(yīng)的控制信息,其功能一般由專門的傳感器和儀器儀表來共同完成。
4.驅(qū)動部分
驅(qū)動部分就像人體的肌肋腱一樣,要接受大腦指揮,驅(qū)動四肢運動,在控制信息作用下驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)完成各種動作和功能。
5.執(zhí)行部分
執(zhí)行部分如同人的四肢,由大腦支配完成各項工作任務(wù)一樣,根據(jù)控制信息和指令完成各種動作和功能,執(zhí)行機構(gòu)是運動部件,一般采用機械電磁電液等構(gòu)成。
6.控制及信息處理部分
控制及信息處理部分,猶如人的大腦,指揮和控制全身運動,并能記憶思考和判斷問題一樣,將來自各傳感器的檢測信息集中存儲分析加工,并根據(jù)信息處理的結(jié)果按照一定的程序和節(jié)奏發(fā)出相應(yīng)的指令,控制整個系統(tǒng)有目的的運行,它一般由計算機可編程序控制器數(shù)控裝置以及邏輯電路A/D與D/A轉(zhuǎn)換I/O輸入輸出接口和計算機外部設(shè)備等組成。
二、機電一體化的發(fā)展趨勢
機電一體化是近幾年才出現(xiàn)的一門新科學(xué)、新技術(shù),但它卻必將是當(dāng)前世界技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。因為在當(dāng)今社會,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,高新技術(shù)的發(fā)展越來越受國家、社會和企業(yè)的關(guān)注與重視,機電一體化程度的高低,一定程度上代表的是一個國家科技實力的水平,一個企業(yè)機電一體化的運用程度,也從一個側(cè)面反映了該企業(yè)自主創(chuàng)新能力的高低,該技術(shù)的使用,不僅能夠提高企業(yè)的經(jīng)濟效益,而且能夠增強企業(yè)的核心競爭力,讓企業(yè)在激烈的市場競爭中立于不敗之地,眾所周知,當(dāng)今社會國際競爭的實質(zhì),是以經(jīng)濟和科技為核心的綜合國力的較量,所有,提高國家綜合國力,發(fā)展科技,是每個國家義不容辭的,在這樣的情況下,一定程度上代表著技術(shù)發(fā)展水平的機電一體化技術(shù),將會越來越受到國家和社會的青睞,所以,機電一體化技術(shù)的未來市場將呈現(xiàn)一片欣欣向榮的景象。
三、機電一體化技術(shù)的優(yōu)點
1.安全性高
機電一體化產(chǎn)品一般都具有自動監(jiān)視、報警、自動診斷、自動保護等功能。在工作過程中,遇到過載、過壓、過流、短路等電力故障時,能自動采取保護措施,避免和減少人身和設(shè)備事故,顯著提高設(shè)備的使用安全性。
2.生產(chǎn)能力高
機電一體化產(chǎn)品大都具有信息自動處理和自動控制功能,其控制和檢測的靈敏度、精度以及范圍都有很大程度的提高,通過自動控制系統(tǒng)可精確地保證機械的執(zhí)行機構(gòu)按照設(shè)計的要求完成預(yù)定的動作,使之不受機械操作者主觀因素的影響,從而實現(xiàn)最佳操作,保證最佳的工作質(zhì)量和產(chǎn)品的合格率。同時,由于機電一體化產(chǎn)品實現(xiàn)了工作的自動化,使得生產(chǎn)能力大大提高。
3.使用性能高
機電一體化產(chǎn)品普遍采用程序控制和數(shù)字顯示,操作按鈕和手柄數(shù)量顯著減少,使得操作大大簡化并且方便、簡單。機電一體化產(chǎn)品的工作過程根據(jù)預(yù)設(shè)的程序逐步由電子控制系統(tǒng)指揮實現(xiàn),系統(tǒng)可重復(fù)實現(xiàn)全部動作。高級的機電一體化產(chǎn)品可通過被控對象的數(shù)學(xué)模型以及外界參數(shù)的變化隨機自尋最佳工作程序,實現(xiàn)自動最優(yōu)化操作。
4.適用面廣
機電一體化產(chǎn)品跳出了機電產(chǎn)品的單一技術(shù)和單一功能限制,具有復(fù)合技術(shù)和復(fù)合功能,使產(chǎn)品的功能水平和自動化程度大大提高。機電一體化產(chǎn)品一般具有自動化控制、自動補償、自動校驗、自動調(diào)節(jié)、自動保護和智能化等多種功能,能應(yīng)用于不同的場合和不同領(lǐng)域,滿足用戶需求的應(yīng)變能力較強。
四、機電一體化的應(yīng)用領(lǐng)域
1.重工業(yè)領(lǐng)域
在目前,機電一體化技術(shù)目前越來越廣泛被采用于鋼鐵、電力、石油化工、采礦冶金、汽車、造船、航空工程等行業(yè)中,相對來說,主要是應(yīng)用于重工業(yè)領(lǐng)域,無論是國有企業(yè),還是私營企業(yè),在生產(chǎn)過程中都會采用機電一體化來提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。
2.數(shù)控機床
數(shù)控機床及相應(yīng)的數(shù)控技術(shù)經(jīng)過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:總線式、模塊化、緊湊型的結(jié)構(gòu),即采用多CPU、多主總線的體系結(jié)構(gòu)。開放性設(shè)計,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。WOP技術(shù)和智能化。
系統(tǒng)能提供面向車間的編程技術(shù)和實現(xiàn)二、三維加工過程的動態(tài)仿真,并引入在線診斷、模糊控制等智能機制。大容量存儲器的應(yīng)用和軟件的模塊化設(shè)計,不僅豐富了數(shù)控功能,同時也加強了CNC系統(tǒng)的控制功能。能實現(xiàn)多過程、多通道控制,即具有一臺機床同時完成多個獨立加工任務(wù)或控制多臺和多種機床的能力,并將刀具破損檢測、物料搬運、機械手等控制都集成到系統(tǒng)中。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:機電一體化;煤礦;發(fā)展;應(yīng)用
近年來,大量的機械設(shè)備被廣泛的應(yīng)用到煤礦開采工程中,在很大程度上提高了采礦的生產(chǎn)效率,同時也直接影響著采礦的生產(chǎn)安全。但是我們要清醒的認(rèn)識到,我國機電一體化起步較晚,與發(fā)達(dá)國家相比,還存在著不小的差距,這導(dǎo)致了我國機械技術(shù)與電子技術(shù)融合不協(xié)調(diào),其融合的優(yōu)勢還沒有充分地體現(xiàn)出來,具有一定的局限性,阻礙煤礦生產(chǎn)效益的提升?;诖?,我國必須要加強完善機電一體化技術(shù),并且將之廣泛應(yīng)用于采煤設(shè)備中,以滿足煤礦生產(chǎn)經(jīng)濟性與安全性的發(fā)展要求。
一、提升采煤設(shè)備機電一體化水平的重要性
我國機械化程度在不斷提高,機械設(shè)備在工程發(fā)展中起著越來越重要的作用。提升采煤設(shè)備的機電一體化技術(shù)水平,能夠提高采煤的生產(chǎn)效率,保證煤礦的生產(chǎn)質(zhì)量,還可以大大提高機械設(shè)備工作的可靠性,保證機械設(shè)備平穩(wěn)運轉(zhuǎn),同時機電一體化設(shè)備能夠降低人為操作失誤帶來的不良影響,實現(xiàn)自動化生產(chǎn),提高安全生產(chǎn)水平。采煤設(shè)備機電一體化的應(yīng)用可以大幅提升設(shè)備的工作性能,將PLC控制技術(shù)應(yīng)用于采煤設(shè)備,實現(xiàn)采煤設(shè)備的精細(xì)化控制,從而使煤礦機械設(shè)備自動化水平與控制水平有了較大的提高。
二、煤礦機械中機電一體化的特點
(一)基本實現(xiàn)自動化。機電一體化的應(yīng)用,減少了人工操作環(huán)節(jié),工人可以在保持設(shè)備運轉(zhuǎn)的情況下,完成一些其它的工作,提高了工作效率,降低了員工的工作強度,在一定程度上提高了員工的工作積極性,同時也減少了員工操作失誤對設(shè)備造成的損害。近年來,煤礦生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)用了一種機電一體化系統(tǒng),這種系統(tǒng)只需要在電腦終端輸入一定的數(shù)據(jù)信息,就能完成對機械設(shè)備的遠(yuǎn)程操控,同時還可以對設(shè)備進行實時監(jiān)控,及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的故障,以便工作人員維修,促進生產(chǎn)智能化發(fā)展。
(二)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制和自動報警。在機電一體化的狀態(tài)下,煤礦中的運作機械能夠與電動機、傳動帶等設(shè)備相連,并且使用自動監(jiān)控設(shè)備,自我檢測機械運作過程中出現(xiàn)的故障,并及時警報。這樣能夠極大地減輕操作人員的工作負(fù)擔(dān),提高設(shè)備運行的穩(wěn)定性和安全性,并簡化工作流程。
(三)節(jié)約資源,經(jīng)濟實用。通過機電一體化控制,可以對各環(huán)節(jié)的機械設(shè)備進行精細(xì)化控制,減少傳送帶以及風(fēng)機的使用頻率,需要時保證其工作狀態(tài)平穩(wěn),不需要時減少使用,以減少維持設(shè)備運轉(zhuǎn)所消耗的資源。同時還可以提高設(shè)備工作效率,避免出現(xiàn)資源浪費,為企業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟利益,因此在煤礦生產(chǎn)過程中受到廣泛關(guān)注。
(四)在線監(jiān)控和故障診斷。通過應(yīng)用機電一體化技術(shù),可以對關(guān)鍵采煤設(shè)備或者設(shè)備的關(guān)鍵部分進行在線監(jiān)測,一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在故障隱患,就可以及時采取措施進行處理,這對避免設(shè)備故障的擴大化和降低設(shè)備安全事故發(fā)生幾率具有重要意義。此外,通過對設(shè)備工況的實時監(jiān)測和分析,可以使設(shè)備的故障隱患得以及時發(fā)現(xiàn)和處理。
三、機電一體化技術(shù)在煤礦機械中的具體應(yīng)用
(一)在采煤機中的應(yīng)用。由于采煤機生產(chǎn)效率的高低直接決定著煤礦的產(chǎn)量多少,給企業(yè)的經(jīng)濟效益帶來了直接的影響,因此采煤機在煤礦生產(chǎn)過程中極其重要。目前,在采煤機中應(yīng)用機電一體化技術(shù)的實例,主要是電牽引采煤機。相對于傳統(tǒng)的液壓牽引采煤機,電牽引采煤機有著更大的牽引力,采煤機移動時產(chǎn)生的阻力可以被有效克服,同時還可以發(fā)電制動,有效避免采煤機運行時發(fā)生的下滑現(xiàn)象。
(二)在安全生產(chǎn)中的應(yīng)用。在煤礦生產(chǎn)過程中,安全問題不可忽視,機電一體化技術(shù)能夠有效地控制煤礦生產(chǎn)中的安全問題,能夠及時發(fā)現(xiàn)施工過程中的安全隱患,發(fā)出警報,提醒工作人員對設(shè)備以及施工現(xiàn)場進行檢查,降低危害。我國開發(fā)出了新一代的安全生產(chǎn)控制系統(tǒng),這表明我國在機電一體化應(yīng)用上邁上新的臺階,同時將機電一體化技術(shù)與安全生產(chǎn)的有效結(jié)合,在一定程度上提高了煤礦生產(chǎn)的安全性,間接的影響煤礦生產(chǎn)的經(jīng)濟利益。
(三)在支護設(shè)備中的應(yīng)用。在機電一體化的背景下,機械控制技術(shù)逐漸從機械控制、液壓控制轉(zhuǎn)變?yōu)殡娨嚎刂?,因為傳統(tǒng)的機械控制在結(jié)構(gòu)、控制精度上有一定的局限性,單純的液壓控制對自動化生產(chǎn)造成一定影響。在支護設(shè)備支架應(yīng)用機電一體化技術(shù)主要體現(xiàn)在液壓支架的的改造,將機電一體化技術(shù)與液壓控制技術(shù)有機融合在一起,有效的降低一部分沖擊載荷,對支護設(shè)備起到一定的保護作用。
(四)在帶式輸送機中的應(yīng)用。帶式輸送機作為我國礦井下原煤輸送的主要運輸設(shè)備,憑借遠(yuǎn)距連續(xù)傳輸煤炭、高效、運行穩(wěn)定和易于實現(xiàn)自動化的優(yōu)勢,始終在煤炭運輸方面發(fā)揮著巨大的作用。由于井下h境惡劣,輸送機械容易受到潮氣、粉塵等多方面影響,因此,我國始終致力于自主研發(fā)更具有穩(wěn)定性的輸送機。目前主要推廣使用的機、電、液一體化的CST可控軟啟動裝置,這一裝置滿足了遠(yuǎn)距輸送煤炭的需求,啟動時平滑穩(wěn)定,還可以荷載大質(zhì)量物體,適宜井下運作。
四、結(jié)語
機電一體化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的作用越來越重要,提升采煤設(shè)備的機電一體化水平不僅利于實現(xiàn)煤礦的安全生產(chǎn),而且還能大幅度提升煤礦企業(yè)的綜合效益,應(yīng)該引起我們充分的重視。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:機電一體化;結(jié)構(gòu)組成;應(yīng)用發(fā)展?fàn)顩r
中圖分類號:TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:
機電一體化技術(shù)就是由計算機技術(shù)、信息技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、機械技術(shù)等其他技術(shù)相互滲透和融合而形成的一種交叉學(xué)科的獨立技術(shù)。在實際應(yīng)用中本文也主要介紹了在煤礦中的機電一體化應(yīng)用,具體指的就是一種新型的技術(shù),在原有的機械的主功能、控制功能、動力功能以及信息的處理功能上,引入先進的電子技術(shù)。所以說機電一體化的技術(shù)就是原有的機械技術(shù)與電子技術(shù)相結(jié)合產(chǎn)生的一種新的生產(chǎn)技術(shù)。
一、機電一體化技術(shù)的結(jié)構(gòu)組成
機電一體化技術(shù)實際就是把相應(yīng)的技術(shù)和原理與機電一體化的使用產(chǎn)品或者相應(yīng)的系統(tǒng)相結(jié)合,是這種技術(shù)可以實現(xiàn),利用到實際工作中,并且有一定發(fā)展前途的一種方式先進技術(shù)。在我國,機電一體化技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為一種新型的,有著自身獨特系統(tǒng)的學(xué)科,隨著經(jīng)濟的發(fā)展,機電一體化技術(shù)還會得到更加廣闊的發(fā)展空間。
在機電一體化系統(tǒng)中,要根據(jù)優(yōu)化組織以及系統(tǒng)額功能目標(biāo)將各個功能單元與系統(tǒng)的布局進行合理配置,使機電一體化技術(shù)在特定功能的意義上可以實現(xiàn)耗能低,質(zhì)量以及可靠性比較高,功能比較全面的價值意義,并且可以成為整個系統(tǒng)中功能最優(yōu)化的技術(shù)。
根據(jù)這種功能價值而產(chǎn)生的功能系統(tǒng),就成為了機電一體化的系統(tǒng)或者是一種產(chǎn)品,這種產(chǎn)品是由很多關(guān)鍵要素組成的一個有機整體,這些關(guān)鍵的要素主要就是包括一些具有一定特殊功能的電子或機械功能要素,這種系統(tǒng)可以使人們在使用過程中所要求的最佳的功能得以滿足,這一系統(tǒng)化的產(chǎn)品的主要組成就是通過一些微電子與機械系統(tǒng)或者零部件之間進行有機結(jié)合或者進行相互之間的置換,而逐漸形成的一種具有新的性能和功能的新型產(chǎn)品,這樣可以使機器和人之間可以產(chǎn)生良好的合作關(guān)系,在機電一體化系統(tǒng)當(dāng)中,一些原有的機械部件的功能可以被新型的微電子裝置來取代,不僅是這樣,還產(chǎn)生了很多的新功能,比如說可以對信息進行自動檢測和處理,可以使記錄自動顯示,可以對故障進行自動的診斷和保護,還可以對設(shè)備進行自動控制和調(diào)節(jié)。所以說,機電一體化技術(shù)的應(yīng)用并不是簡單地人的身體的挪動或者是延伸,更重要的還是具有智能化的特點,可以感覺到人的感官以及頭腦內(nèi)思想的了解,這一點也是機械電氣化與機電一體化在功能特征上存在的本質(zhì)上的區(qū)別。
二、機電一體化的具體應(yīng)用
現(xiàn)在,機電一體化的技術(shù)被廣泛應(yīng)用到各個方面,本文就著重介紹一下在煤礦中的機電一體化的具體應(yīng)用。
(一)在礦井的安全生產(chǎn)監(jiān)控和監(jiān)測系統(tǒng)中的重要應(yīng)用
機電一體化技術(shù)是在煤礦企業(yè)生產(chǎn)中實現(xiàn)故障自診、在線監(jiān)控、自動報警等功能的一項有效的技術(shù)手段。其中煤礦生產(chǎn)的在線監(jiān)控指的就是,對于機械的工作裝置、轉(zhuǎn)動系統(tǒng)、電動機、液壓系統(tǒng)、制動系統(tǒng)等在機械運行過程中的運行狀態(tài)進行有效地監(jiān)測和控制。自動報警和故障自診指的就是在煤礦生產(chǎn)的過程中,如果設(shè)備出現(xiàn)故障就能自動進行報警,而且還能指出發(fā)生故障的準(zhǔn)確位置,使操作員能夠快速準(zhǔn)確地找到故障點,提高工作的效率,對于一些檢查和維護的工作進行簡化,使維修的時間也大大縮短,維修的費用也相應(yīng)的減少了,使機械的使用壽命大大地延長了。再進一步就是對采煤機上的變頻器做進一步的提高,改為用PLC來進行控制,這樣的話就可以同時實現(xiàn)故障自診、自動報警以及多種在線監(jiān)控同時實現(xiàn),使工作人員的工作效率得到進一步提高。
(二)在礦井提升機中的重要應(yīng)用
大家都知道,礦井的提升機主要工作的地點就是在礦井下以及地面上,機電一體化技術(shù)在礦井提升機中的應(yīng)用,可以很好地發(fā)揮其一體化的功能,使運行實現(xiàn)全數(shù)字化。內(nèi)裝式的提升機在礦井提升機中具有非常重要的地位,這種類型的提升機使?jié)L筒和驅(qū)動在結(jié)構(gòu)的角度上進行有機結(jié)合,用這種方法使機械的結(jié)構(gòu)得到簡化,使機電一體化能夠更好地被實現(xiàn)。
(三)在礦井下的帶式輸送機中的應(yīng)用
我們把帶式的輸送機又稱之為膠帶輸送機,它的工作原理就是通過摩擦驅(qū)動來實現(xiàn)運輸材料的連續(xù)性。它的形成就是由上面緊套的閉合輸送帶與兩個端點的滾筒相結(jié)合而形成的。因為機電一體化技術(shù)的大量應(yīng)用,帶式輸送機在技術(shù)水平上有了一定地提高,并且在一定的程度上使礦井下的高帶速、大運量、大功率和長距離曲線的帶式輸送機等許多的關(guān)鍵技術(shù)在研究以及新產(chǎn)品研發(fā)的速度上都起到了相當(dāng)大的促進作用。
三、機電一體化技術(shù)的主要發(fā)展趨勢
(一)機電一體化技術(shù)發(fā)展日趨網(wǎng)絡(luò)化
上世紀(jì)九十年代,計算機技術(shù)得到迅速發(fā)展,其中一項重要的成就就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展。人們?nèi)粘5纳a(chǎn)生活以及工業(yè)生產(chǎn)、教育、軍事、科學(xué)技術(shù)等等都因為網(wǎng)絡(luò)技術(shù)迅速地興起以及迅猛地發(fā)展而受到了很大的影響。全球范圍內(nèi)的經(jīng)濟和生產(chǎn)也由于網(wǎng)絡(luò)化的技術(shù)而逐漸的融為一體,致使企業(yè)之間競爭的力度進一步加強了。
(二)機電一體化技術(shù)發(fā)展日趨智能化
機電一體化技術(shù)今后一個重點的發(fā)展方向就是智能化。最近幾年來,人們越來越重視機電一體化技術(shù)應(yīng)用與研究的智能化。智能化的機電一體化技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)中,能夠使人們的正常思維的一部分很好地輸入到電腦的操作系統(tǒng)中。利用這種系統(tǒng)來模擬人類思維的智能性。讓系統(tǒng)也能夠擁有與人類相同的推理能力、邏輯思維能力、自主選擇能力以及判斷能力等等。這樣的話,就可以使工人一些腦力和體力的活動通過機電一體化的智能性來代替,使工人們的勞動強度得以減輕,工作的效率也會相應(yīng)得到提高。
(三)機電一體化技術(shù)發(fā)展日趨綠色化
科學(xué)技術(shù)以及社會經(jīng)濟在當(dāng)今的世界都在迅猛發(fā)展著,這也大大提高了生產(chǎn)效率,企業(yè)也從中得到了很高的經(jīng)濟效益,使人們的生活變得更加舒適安逸,物質(zhì)資料也得到了極大的豐富。任何事物都有其不利的一面,在這方面也是同樣的,人們在享受的同時也付出了比較慘重的代價,由于過度地開采使得資源迅速減少,生態(tài)環(huán)境也遭到了嚴(yán)重地破壞。人們也逐漸認(rèn)識到保護資源與環(huán)境的重要性。機電一體化的應(yīng)用不會污染生態(tài)環(huán)境,如果報廢了還能進行回收利用。
結(jié)語:
機電一體化的技術(shù)并不是孤立存在的,它結(jié)合了很多科學(xué)技術(shù)的發(fā)展成果,是社會發(fā)展到一定階段的需求,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,機電一體化的發(fā)展優(yōu)勢更加明顯,發(fā)展前景也會越來越廣闊。
參考文獻(xiàn):
[1]田文慶.機電一體化原理及應(yīng)用 [J].北京理工大學(xué)學(xué)報,2012(9)
[關(guān)鍵詞] 農(nóng)業(yè)機械化
一、機電一體化技術(shù)對農(nóng)業(yè)及農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展的作用及影響
民以食為天。我國是農(nóng)業(yè)大國,農(nóng)業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ),而農(nóng)業(yè)機械化是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要組成部分。農(nóng)業(yè)機械的廣泛應(yīng)用,極大地解決了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中重點作物和關(guān)鍵環(huán)節(jié)的農(nóng)業(yè)工程技術(shù),解決了困擾農(nóng)民幾千年來的生產(chǎn)效率低、勞動強度大等問題,如機械耕作取代人畜犁耙;機械插秧解決人工插秧問題;聯(lián)合收割機解決人工收割水稻、拖拉機代替肩挑人扛運輸?shù)葐栴}。由此可見,大力發(fā)展農(nóng)業(yè)機械化,提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力水平,拓寬農(nóng)民增收渠道,是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要依托和牢固支撐。
時代在發(fā)展,社會在進步,現(xiàn)代高新科學(xué)技術(shù)開始輻射社會化生產(chǎn)的方方面面,并逐步應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn),農(nóng)業(yè)機械化、農(nóng)機設(shè)備自動化,最終達(dá)到農(nóng)機設(shè)備控制人工智能化,這一發(fā)展趨勢不可逆轉(zhuǎn)是廣大科技工作者的共識。而機電一體化技術(shù)在其中的地位和作用尤其重要!應(yīng)用了機電一體化技術(shù)的農(nóng)業(yè)機械設(shè)備不僅能夠提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)勞動效率,還使困擾農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的農(nóng)民“耕、種、收三彎腰”情況得到了極大的改善,減輕了農(nóng)民的勞動強度。世界已經(jīng)進入了“地球村”時代,我國加入WTO之后,貿(mào)易與關(guān)稅壁壘逐漸失去作用,大量國外質(zhì)優(yōu)價廉的農(nóng)產(chǎn)品蜂涌而至,給我國農(nóng)產(chǎn)品出口帶來極大壓力,我國農(nóng)業(yè)想要生存和發(fā)展,只能修煉“內(nèi)功”,即節(jié)省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本,提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)量,對產(chǎn)品進行精、深加工,提高農(nóng)產(chǎn)品附加值!想要得到上述目的,農(nóng)業(yè)向機械化、自動化、智能化方向發(fā)展是必然的選擇!
二、機電一體化技術(shù)產(chǎn)品的優(yōu)勢
機電一體化又稱機械電子學(xué),英語稱為Mechatronics,它是由英文機械學(xué)Mechanics的前半部分與電子學(xué)Electronics的后半部分組合而成。它最早出現(xiàn)在1971年日本雜志《機械設(shè)計》的副刊上,隨著相關(guān)技術(shù)的蓬勃發(fā)展,機電一體化的概念逐漸被國人所接受,并得到了普遍應(yīng)用。機電一體化是在以機械、電子技術(shù)和計算機科學(xué)為主的多門學(xué)科相互滲透、相互結(jié)合過程中逐漸形成和發(fā)展起來的一門新興邊緣技術(shù)科學(xué)。是在機械產(chǎn)品中的機構(gòu)主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術(shù)和計算機技術(shù),并將機械裝置和電子設(shè)備以及計算機軟件等有機結(jié)合起來構(gòu)成的系統(tǒng)總稱。
隨著機電一體化技術(shù)的快速發(fā)展,其產(chǎn)品有逐步取代傳統(tǒng)機械電子產(chǎn)品的趨勢,而這一切將對我國的農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。機電一體化技術(shù)與傳統(tǒng)的機械電子產(chǎn)品相比,優(yōu)勢明顯:
1.操作人員的人身安全得到保障,機械故障率降低
應(yīng)用了機電一體化技術(shù)的農(nóng)業(yè)機械設(shè)備通常具有電子監(jiān)控、電子報警、機械故障自動診斷、出現(xiàn)意外時自動防護功等功能。在操作過程中,突發(fā)各種電力故障時,能根據(jù)具體情況自動采取防護機制,規(guī)避人身和機械安全風(fēng)險,使操作人員人身安全得到有力保障。因為在生產(chǎn)工藝中廣泛采用電子元件,使其產(chǎn)品設(shè)備中傳統(tǒng)的傳動機構(gòu)和易磨損部件大大減少,實現(xiàn)了機身各部位模塊化,從而使設(shè)備的靈敏度和可靠性得到極大提升,機械使用壽命得以延長,機械故障率得以降低。
2.工作效率和產(chǎn)能得以提高
應(yīng)用了機電一體化技術(shù)的農(nóng)業(yè)機械設(shè)備基本上都具有電子信息自動采集處理、系統(tǒng)自動控制等功能。這就使其控制機械作業(yè)、檢測電子信息的靈敏度、明確作業(yè)精度、規(guī)劃作業(yè)范圍等能力有了較大提高。通過機械本身的自控系統(tǒng),可精準(zhǔn)指揮機械的工作部完成預(yù)定的作業(yè)動作,這也使操作人員的主觀因素影響降到最低,實現(xiàn)最佳作業(yè)操作,繼而獲得最高工作效率。由于農(nóng)機設(shè)備實現(xiàn)了作業(yè)的自動化,其產(chǎn)能也得以大幅提高。
3.操作性能得以改善
應(yīng)用了機電一體化技術(shù)的農(nóng)業(yè)機械設(shè)備由于采用了數(shù)字技術(shù)和程控技術(shù),其操作部件得以減化,更符合人體學(xué)設(shè)計要求,作業(yè)操作變得更加便捷。其作業(yè)過程依據(jù)使用前預(yù)定的程序逐步由機械自身的自控系統(tǒng)指揮實現(xiàn),可重復(fù)所有預(yù)設(shè)作業(yè)動作。更高級的設(shè)備還能通過預(yù)先存儲的作業(yè)對象數(shù)學(xué)模型和作業(yè)環(huán)境參數(shù)變化隨機處理,通過自控系統(tǒng)獲得最適合的工作程序,從而實現(xiàn)自動最佳作業(yè)。
4.設(shè)備功能多樣且適應(yīng)性強
與傳統(tǒng)機電產(chǎn)品技術(shù)、功能單一不同,應(yīng)用了機電一體化技術(shù)的農(nóng)業(yè)機械設(shè)備功能強大,技術(shù)多樣,基本都具有系統(tǒng)自動控制、作業(yè)自動補償、電子信息自動校檢、設(shè)備自動調(diào)節(jié)、系統(tǒng)和操作員自動防護和控制終端人工智能化等多重功能,適應(yīng)各種作業(yè)場合和工作領(lǐng)域,可按用戶需求隨時隨地進行調(diào)整。
5.設(shè)備便于安裝調(diào)試和維護
應(yīng)用了機電一體化技術(shù)的農(nóng)業(yè)機械設(shè)備在安裝調(diào)試時可通過改變系統(tǒng)控制程序來實現(xiàn)作業(yè)方式的轉(zhuǎn)變,以應(yīng)對不同用戶的需求及作業(yè)現(xiàn)場參數(shù)的變化。這些程序由于可以用多種方式手動輸入到設(shè)備控制系統(tǒng)中,從而不必改變原設(shè)備的任何作業(yè)零部件;而具備信息存儲功能的設(shè)備,由于預(yù)先存儲了多種可供參考的預(yù)定作業(yè)程序,只需根據(jù)作業(yè)對象的不同而輸入不同的信息代碼,便可使設(shè)備按預(yù)設(shè)作業(yè)程序操作執(zhí)行,完成作業(yè)。設(shè)備的電子信息自動校檢和電子監(jiān)控功能可對作業(yè)過程中出現(xiàn)的故障采取自動糾錯措施,從而使作業(yè)正常進行。
三、國內(nèi)外農(nóng)機自動化領(lǐng)域應(yīng)用機電一體化技術(shù)的實際情況
時至今日, 國外農(nóng)業(yè)機械化技術(shù)已相當(dāng)普及, 農(nóng)業(yè)機械設(shè)計開始向提高作業(yè)速度、加大作業(yè)寬幅、加大農(nóng)機功率、讓農(nóng)機駕駛員操作時更加舒適的方向發(fā)展。機電一體化技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械上的應(yīng)用也翻開了新的篇章: 一些著名農(nóng)機廠商將信息數(shù)據(jù)自動采集控制、數(shù)據(jù)信息批量處理、GPS全球定位系統(tǒng)和激光掃描、信息遙感等現(xiàn)代尖端技術(shù)、裝備應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機械上。如農(nóng)用激光平地機就是利用激光調(diào)平傳感微機處理技術(shù), 經(jīng)一次地面平整作業(yè), 即可成形, 且能達(dá)到寸水不露泥的精度。美國的約翰·迪爾公司所生產(chǎn)的水稻聯(lián)合收割機就安裝了專用的精密作業(yè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)能提量或收獲量信息、濕度、待收獲作物總質(zhì)量等讀數(shù),能精確測量糧食升運器頂部的谷物流量及實時的產(chǎn)量數(shù)據(jù), 能分別對分離裝置、滾筒轉(zhuǎn)速、割臺升降、割臺傾斜和停車制動安全等裝置進行快捷實時監(jiān)測與控制。該機還裝備全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)和示差定位信號,可快速確定出機器所處位置。
由于眾所周知的原因,我國農(nóng)機化發(fā)展?fàn)顩r與國外相比有較大差距,遠(yuǎn)不能適應(yīng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展趨勢,國內(nèi)農(nóng)業(yè)機械自動化研究起步較晚,但隨著社會發(fā)展,機電一體化技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械生產(chǎn)領(lǐng)域的作用大放異彩。通過將微型計算機技術(shù)、電子微處理技術(shù)、電子傳感與檢測技術(shù)、電子信息處理技術(shù)有機整合,在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機械生產(chǎn)中進行廣泛應(yīng)用,極大地提高了我國農(nóng)機設(shè)備的性能。農(nóng)業(yè)主管部門通過總結(jié)經(jīng)濟發(fā)達(dá)地區(qū)的農(nóng)機自動化經(jīng)驗,吸取國外先進技術(shù),因地制宜地發(fā)展出一系列適應(yīng)我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)特點的機電一體化控制技術(shù),在拖拉機、施肥播種機、谷物干燥機等農(nóng)業(yè)機械應(yīng)用上均獲得了成功,此外還在提高已有農(nóng)業(yè)機械及裝置的作業(yè)性能和操作性能上取得可喜進展:遼寧省本溪市農(nóng)機推廣站將機電一體化技術(shù)應(yīng)用在農(nóng)業(yè)整地作業(yè)機械上,成功研制出1DY-1型多功能遙控整地機,它使用密碼編程式多路遙控組件,機電一體,人車分離,遠(yuǎn)程控制機組的動作,在整地作業(yè)過程中實現(xiàn)離合、油門大小、變速、前進或后退、轉(zhuǎn)向及機具升降。是機電一體化技術(shù)在農(nóng)業(yè)整地作業(yè)機械領(lǐng)域的成功應(yīng)用。
四、當(dāng)代農(nóng)業(yè)工程技術(shù)發(fā)展趨勢及應(yīng)對措施
當(dāng)今世界已經(jīng)進入了電子信息時代,電子信息技術(shù)和微型計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展使得農(nóng)業(yè)機械生產(chǎn)逐步向機械自動化方向前進。由于計算機智能化技術(shù)的逐步完善, 農(nóng)業(yè)機械人工智能化將成為未來農(nóng)業(yè)工程技術(shù)發(fā)展的重中之重。在不久的將來,農(nóng)業(yè)機械化控制技術(shù)發(fā)展的過程中將陸續(xù)涌現(xiàn)出各種農(nóng)業(yè)機器人和相應(yīng)的智能化控制系統(tǒng), 如何促進和實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械控制自動化并進一步向農(nóng)業(yè)機械人工智能化技術(shù)方向衍進?是所有中國農(nóng)業(yè)工程技術(shù)人員所面臨的長遠(yuǎn)課題和挑戰(zhàn)。廣大工程技術(shù)人員應(yīng)該及時更新知識結(jié)構(gòu),緊跟現(xiàn)代信息科學(xué)技術(shù)發(fā)展趨勢,在農(nóng)業(yè)機械設(shè)計生產(chǎn)過程中,正確處理好質(zhì)量與成本、市場需求和技術(shù)可能性、長期發(fā)展和短期利益之間的矛盾關(guān)系,在滿足市場需要的前提下,使產(chǎn)品既具有足夠的競爭力,又符合當(dāng)前實際情況和技術(shù)可實現(xiàn)性,以保證產(chǎn)品獲得最大的技術(shù)經(jīng)濟效益和社會效益。
參考文獻(xiàn)
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[5]《機電一體化技術(shù)》 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社2001年11月第一版.
作者簡介:趙志強(1981年-),男,工程師,從事農(nóng)機研究和農(nóng)機推廣工作。