Mechatronika - kas tai? Mechatronikos pagrindai. Mechatronika ir robotika (specialybė): su kuo dirbti?

Dvidešimtasis amžius buvo labai vaisingas atsiradimuinaujų mokslų, vienas iš jų – mechatronika. Kur dirbti išmokus šią discipliną? Kas ji yra ir ką ji veikia? Kiek tai svarbu šiuolaikiniame gyvenime? Kokias perspektyvas jis mums atveria? Ką veikia žmonės, studijuojantys šią discipliną universitetuose ir savarankiškai? Čia yra dalinis klausimų, į kuriuos bus atsakyta straipsnyje, sąrašas.

Kas yra mechatronika?

Šis terminas buvo gautas sujungus žodžius„mechanika“ ir „elektronika“. Pirmą kartą jis buvo panaudotas 1969 m. Šiuo metu mechatronika yra mokslas, skirtas mašinų ir sistemų, kurių judėjimą lemia elektroninės kompiuterinės technologijos, kūrimui ir tikslingam veikimui. Jis pagrįstas mechanikos, mikroprocesorių technologijos, informatikos, elektronikos ir agregatų bei mašinų judėjimo kompiuterinio valdymo žiniomis. Jei norite, galite studijuoti mechatronikos pagrindus, nes šioje srityje yra pakankamai mokslinės ir mokomosios literatūros. Norėdami daugiau, turėsite įdėti daug pastangų, kad surastumėte reikiamą medžiagą. Nors teoriškai galite patys išsiaiškinti, kas yra mechatronika. Mes jau išsiaiškinome, kas tai yra, pereikime prie atskirų aspektų.

Ryšys su robotika

Labai dažnai juos galima rasti kartu.Kodėl taip? Faktas yra tas, kad robotika yra perspektyviausia mechatronikos sritis, kuri gali vystytis tik jos rėmuose. Čia reikia padaryti nedidelį nukrypimą. Faktas yra tai, kad mechatronika dabar užsiima automobilių, aviacijos, kosmoso, buities, medicinos ir sporto įranga. Tačiau tokio tipo objektams gaminti yra atskiros specialybės. O konkrečiai norint pabrėžti, kad studentai užsiims robotų, skaitmeniniu būdu valdomų mašinų ir panašių įrenginių projektavimu bei jų kūrimu, mokymo kryptis vadinama „mechatronika ir robotika“.

Bendras praktinio komponento aprašymas

Ką mums duoda mechatronika?Kas tai yra kūrybos praktikos požiūriu? Pažvelkime į bendrą mašinų, valdomų kompiuteriu ir skirtų automatizuoti pramonines ir buitines užduotis, konstravimo schemą. Išorinė aplinka jiems yra technologinė aplinka, su kuria bus sąveikaujama. Kai mechatroninė sistema atlieka savo funkcijas, tai vyksta darbo organų dėka. Pažymėtina, kad ši mokslo kryptis gana jauna, net mokslinėje literatūroje yra daug netikslumų ir neaiškių formuluočių, todėl laikui bėgant kai kurie teoriniai principai gali keistis. Mechatroninės sistemos sudarytos iš trijų dalių, kurias tarpusavyje jungia informacijos ir energijos srautai:

1. Elektromechaninis.Tai apima mechanines jungtis, transmisijas, elektros variklius, jutiklius, darbines dalis, papildomus elektrinius elementus ir jutiklius. Visi komponentai naudojami norint užtikrinti reikiamus judesius. Jutikliai yra ypač svarbūs norint tinkamai atlikti paskirtas užduotis. Jie renka duomenis apie darbo objekto ir išorinės aplinkos būklę, patį mechatroninį įrenginį ir jo komponentus.
2. Elektroninė. Tai apima mikroelektroninius prietaisus, galios keitiklius ir matavimo grandines.
3. Kompiuteris. Tai apima mikrovaldiklius ir aukščiausio lygio elektroninius kompiuterius.

Pagrindinės mechatroninių sistemų funkcijos

Šiuo metu jų yra 4:

1. Mechaninio judėjimo proceso valdymas realiu laiku kartu apdorojant informaciją, gautą iš jų jutiklių.
2. Savo veiksmų organizavimas kartu su išoriniais įtakos šaltiniais.
3. Sąveika su asmeniu per specialią sąsają, neprisijungus arba realiuoju laiku.
4. Duomenų mainų tarp jutiklių, periferinių įrenginių ir kitų sistemos komponentų organizavimas.

Mechatronikos iššūkis

Jie turi išspręsti įvesties transformavimo problemąinformacija, kuri ateina iš viršutinio valdymo lygio į būtinus mechaninius judesius. Šiuo atveju, kaip taisyklė, naudojamas grįžtamojo ryšio principas. Projektuojant ši užduotis išreiškiama tuo, kad į vieną funkcinį modulį integruoti keli skirtingo pobūdžio elementai – štai tokią mechatronikos specifiką. Žmonių, kurie užsiima šių tikslų įgyvendinimu, specialybės gali būti labai įvairios. Idealiu atveju suplanuotos informacijos pateikimas duos norimą rezultatą. Programinė įranga turėtų padėti su šiuo aparatinės įrangos komponentu.

Mechatroninio požiūrio privalumas sprendžiant realias problemas

Bus lyginama su tradiciniais automatizavimo įrankiais:

1. Santykinai maža sistemų kaina, kuri pasiekiama reikšmingai integruojant, standartizuojant ir suvienodinant visas komponentų sąsajas ir elementus.
2. Galimybė atlikti tikslius ir sudėtingus judesius dėl protingų valdymo metodų.
3. Aukštas patikimumo lygis, ilgaamžiškumas ir atsparumas triukšmui.
4. Naudojami moduliai yra kompaktiški, todėl galima naudoti mažesnį plotą. Jas taip pat galima palyginti lengvai derinti, kad būtų galima atlikti konkrečias užduotis.
5. Dėl kinematinių grandinių supaprastinimo mašinos turi geras dinamines ir svorio charakteristikas.

Štai kodėl mechatronika vystosi irrobotika. Specialybė šiuo atveju leidžia gauti duomenis, kurie jau atrinkti ir paruošti studijoms, o savišvietoje visko teks ieškoti patiems.

Mechatronikos pavyzdžiai realiame gyvenime

Kur šalia mūsų galima rasti panašių sistemų? Norėdami tai padaryti, siūlau pažvelgti į šias žmogaus veiklos sritis:

1. Staklių gamyba ir technologinių procesų automatizavimo įrangos gamyba.
2. Robotika.
3. Karinės, kosmoso ir aviacijos technologijos.
4. Automobilių pramonė (pavyzdžiui, mechatroninės sistemos apima judesio stabilizavimą, automatinį parkavimą ir panašius pokyčius).
5. Įvairios nestandartinės susisiekimo ir transportavimo priemonės (elektriniai paspirtukai, krovininiai vežimėliai, vežimėliai, elektriniai dviračiai).
6. Valdymo ir matavimo mašinos ir prietaisai.
7. Biuro įranga (faksas ir kopijavimo aparatai).
8. Medicininė įranga (reanimacija, reabilitacija, klinikinė).
9. Buitinė technika (siuvimo, indaplovės, skalbimo mašinos ir kitos panašios mašinos).
10. Simuliatoriai operatorių, vairuotojų, pilotų mokymams.
11. Šviesos ir garso sistemos.
12. Mikromašinos (aktyviai naudojamos medicinoje, biotechnologijose, telekomunikacijose).

Šį sąrašą galima tęsti labai ilgai.

Aukštasis išsilavinimas: mechatronika ir robotika

Universitetai siūlo įvairių profesinių įgūdžių mokymo galimybes. Šis sąrašas gali būti labai ilgas, bet pasistengsime jį sudaryti kuo trumpesnį:

1. Įvertinti projektų aktualumą, perspektyvas ir reikšmę.
2. Kurti informacinius, elektromechaninius, elektrohidraulinius, elektroninius ir mikroprocesorinius sistemos modulių maketus.
3. Jei reikia, sukurkite programinę įrangą mechatroniniams įrenginiams valdyti.
4. Parengti projektavimo dokumentus, kuriuose aprašomas atskirų dalių projektavimo ir gamybos procesas.
5. Stebėkite pokyčius, ar laikomasi standartų.
6. Suprojektuotos įrangos gamyba, surinkimas ir bandymas.
7. Paruoškite patentų ir licencijų pasus.
8. Atnaujinkite ir derinkite mechatronines sistemas.
9. Paruoškite įrenginio naudojimo instrukcijas.

Štai ką kiekvienas gali pasiūlyti savo mokiniams:Mechatronikos ir robotikos fakultetas, turintis Švietimo ministerijos licenciją. Jų nedaug, dažniausiai yra atskiri skyriai, bet ir juose galima įgyti reikiamą išsilavinimą.

Mechatroniką ir robotiką išmanančio žmogaus savirealizacija: su kuo dirbti?

Kur gavus galima rasti darbąišsilavinimas? Šio profilio specialistai kuria ir projektuoja robotizuotas sistemas pramoniniam ir buitiniam naudojimui. Jie taip pat gali sukurti programinę įrangą, užtikrinančią valdymą ir patogų valdymą. Įgiję išsilavinimą dažniausiai pradeda dirbti dizainerių asistentais, programuotojais ir technikais, nors tolimesnio įsidarbinimo perspektyvos labai plačios, nes palengvinti žmogaus darbą ir gerinti jo rezultatus yra pagrindinis mechatronikos tikslas. Mes jau ištyrėme, kas tai yra. Ir galiausiai, norėtume jus informuoti, kad potencialiai bus galima užsiimti viena iš šių veiklos rūšių:

1. Tyrimas
2. Dizainas ir inžinerija.
3. Veiklos.
4. Organizacinis ir vadybinis.

Šios specialybės ypatumas yra taskad labai trūksta darbuotojų. Todėl neretai pasitaiko atvejų, kai įsidarbina net savamoksliai, kurie sugebėjo pademonstruoti reikšmingą įgūdžių ir praktinių įgūdžių lygį.

Išvada

Visos profesijos yra svarbios, jos visos reikalingos.Neperdedant galime teigti, kad tai, ką aprašėme, yra viena iš ateities specialybių. Tokio profilio žinių darbuotojų poreikis nuolat auga. Šis faktas ir nemažas finansinės paramos lygis leidžia teigti, kad ateinančiais dešimtmečiais ši kryptis taps daug populiaresnė. Gali būti, kad teisininkų, ekonomistų, vadybininkų specialybės nublanks į antrą planą, iškils mechatronika. Mes jau žinome, kas tai yra, ir supratę šios mokslo disciplinos svarbą, sutiksime su šiais žodžiais.