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执行机构的广义执行机构

发布时间:2019-06-28 08:52 来源:未知 编辑:admin

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  李学荣于1988年首次提出广义执行机构的概念[1],其主要出发点有两条:1)为了开发性能更加优良的机器,必须将纯机械的机构加以拓展,开发出结构新颖的扩展传统机构功能的广义执行机构;2)将构成机构的构件加以广义化。在此基础上,邹慧君从现代机械发展动向出发,给出广义执行机构的更加确切定义:广义执行机构是由驱动单元与执行单元组成的可控执行机构,是实现机器的机械能转化、运动生成和转化等功能的执行者,是机电一体化系统的核心。 (1)可控性:广义执行机构通过传感技术、电子技术、控制技术等使机电融合在一起,可根据功能需求的变化,只要对驱动元件进行可编程控制即可实现复杂多变的输出运动,使原来“刚性化”输出发展成“柔性化”输出,实现输出运动的多样性。

  (2)智能化:通过采用一些智能化驱动元件,如形状记忆合金等,使机构输出运动具有智能化,实现机器的智能控制。

  (3)微型化:通过微型马达、压电晶体等作用可使机构产生微米级工作行程,实现机构微型化。

  (4)集成性:随着现代机构技术的发展,通过设计可制造出实现各种运动输出的“运动集成块”,如直线)高性能化:广义执行机构的运动输出与驱动元件的特性和机构类型有关,而不是单纯取决于机构类型。现代的驱动元件己包括各类电机、液压缸和气动缸、压电驱动器、电磁开关、形状记忆合金等多种形式,其驱动特性不同于传统单一的动力源。将机构内涵扩大为驱动元件与机构的集成体使得设计师的设计空间由一维设计空间变为同时设计驱动元件参数和机构结构参数并考虑两者集成的两维设计空间,设计者有更多的设计参数用以提升机构的运动和动力性能,扩大机构的功能。 (1)缝制设备

  一百多年来,人们对缝纫机不断进行改进和革新,从普通脚踏式家用缝纫机发展到多功能工业缝纫机。进入上世纪60年代后,缝纫机的研制开始应用电子技术,出现了机电一体化的缝纫机,这种新型缝纫机用可控电机和微处理器对缝制过程进行控制,提高了缝纫机的柔性。目前,缝制设备向机电结合的方向发展己是业内人士的共识。不少人认为要使四大机构以及横针机构、剪线机构的动作做到“随心所欲”,例如任意改变针杆的行为、挑线孔的轨迹和横针的动作,只采用“传统机构”己是无能为力,必须求助于“机电运动技术”,以提高缝制设备的性能。

  照相机由镜头、快门、光圈、调焦装置、取景器、卷片机构和盒体等部分组成。由于机电一体化技术在该领域中的广泛应用,其内部大量复杂的机构己经被集成电路、驱动电机和电磁执行元件所代替。照相机从精密机械与光学结合的传统产品已发展为精密机械、光学和微电子技术三者一体化的自动化系统。

  在数控铣床中,主要分别以伺服马达、齿轮减速机和螺旋机构为原动机,传动机构和执行机构,通过利用伺服控制系统来控制伺服马达的输出运动,以补偿螺旋机构的运动误差。广义执行机构的应用使得螺旋机构的输入运动呈非线性函数,可有效地改善输出运动的三维精度,从而提高机床的整体性能。

  在金属成形压力机的设计中,出现了由大功率的常速电机和小功率的伺服电机混合驱动一个两自由度的平面七杆机构。这种混合驱动压力机具有非常优越的性能,可以实现压力机的低成本数控化。另外,日本Muratec公司采用伺服驱动系统来改善压力机的工作性能,该系统采用伺服马达控制冲头的工作方式,实现了较同类机械高出150%的冲压速度,并同时抑制了振动及噪音。

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