Мехатроніка - што гэта такое? Асновы мехатроніка. Мехатроніка і робататэхніка (спецыяльнасць): кім працаваць?

ХХ стагоддзе было вельмі плённым на ўзнікненне новых навук, адной з якіх з'яўляецца мехатроніка. Кім працаваць пасля асваення дадзенай дысцыпліны? Што яна ўяўляе сабой і чым займаецца? Наколькі яна важная ў сучасным жыцці? Якія яна адкрывае нам перспектывы? Кім працуюць людзі, якія вывучаюць дадзеную дысцыпліну ва універсітэтах і самастойна? Вось няпоўны спіс пытанняў, на якія будзе дадзены адказ у артыкуле.

Што такое мехатроніка?

Дадзены тэрмін быў атрыманы пры злучэнні слоў «механіка» і «электроніка». Упершыню ён быў ужыты ў 1969 годзе. На дадзены момант часу мехатроніка - гэта навука, якая прысвечана стварэнні і мэтанакіраванай эксплуатацыі машын і сістэм, рух якіх вызначаецца электронна-вылічальнай тэхнікай. Яна грунтуецца на ведах механікі, мікрапрацэсарнай тэхнікі, інфарматыкі, электронікі і кампутарным кіраванні руху агрэгатаў і машын. Вывучыць асновы мехатроніка можна пры жаданні, паколькі навукова-адукацыйнай літаратуры па гэтым кірунку дастаткова. Для большага прыйдзецца прыкласці значныя намаганні, каб знайсці неабходны матэрыял. Хоць можна, тэарэтычна, і самому дадумацца, што ўяўляе сабой мехатроніка. Што гэта такое мы ўжо высветлілі, давайце пяройдзем да асобных аспектах.

Сувязь з робататэхнікі

Вельмі часта іх можна сустрэць разам. Чаму так? Справа ў тым, што робататэхніка - гэта самае перспектыўны кірунак мехатроніка, якое можа развівацца выключна ў яе рамках. Тут неабходна зрабіць невялікі адступ. Справа ў тым, што цяпер мехатроніка займаецца аўтамабільнай, авіяцыйнай, касмічнай, бытавой, медыцынскай і спартыўнай тэхнікай. Але каб вырабляць прадметы гэтага тыпу існуюць асобныя спецыяльнасці. І спецыяльна, каб акцэнтаваць увагу на тым, што студэнты будуць займацца праектаваннем робатаў, станкоў з колькасна-праграмным кіраваннем і падобных прылад, а таксама іх стварэннем, кірунак падрыхтоўкі і называецца «мехатроніка і робататэхніка».

Агульнае апісанне практычнага складніка

Што нам дае мехатроніка? Што гэта такое з пункту гледжання практыкі стварэння? Давайце разгледзім агульную схему пабудовы машын, якія маюць камп'ютэрнае кіраванне і арыентаваны на тое, каб аўтаматызаваць вытворчыя і бытавыя задачы. Знешняй асяроддзем для іх з'яўляецца тэхналагічнае асяроддзе, з якім будзе адбывацца ўзаемадзеянне. Калі мехатронных сістэма выконвае свае функцыі, то гэта адбываецца дзякуючы рабочым органам. Варта адзначыць, што дадзенае навуковае напрамак з'яўляецца даволі маладым, у ім шмат недакладнасцяў і расплывістых фармулёвак нават у навуковай літаратуры, таму з часам некаторыя тэарэтычныя прынцыпы могуць памяняцца. Мехатронных сістэмы фармуюцца з трох частак, якія звязаныя паміж сабой інфармацыйнымі і энергетычнымі струменямі:

1. Электрамеханічнай. Сюды адносяць механічныя звёны, перадачы, электрарухавікі, сэнсары, працоўны орган, дадатковыя электратэхнічныя элементы, сэнсары. Усе складнікі прымяняюцца для таго, каб забяспечыць неабходныя руху. Асаблівую важнасць для карэктнага выканання пастаўленых задач маюць сэнсары. Яны збіраюць дадзеныя пра стан аб'екта работ і знешняй асяроддзя, непасрэдна мехатронных прылады і яго складнікаў.
2. Электронны. Сюды адносяць мікраэлектроннай прылады, сілавыя пераўтваральнікі і вымяральныя ланцугі.
3. Кампутарнай. Сюды адносяцца мікракантролеры і электронна-вылічальныя машыны вышэйшага ўзроўню.

Асноўныя функцыі мехатронных сістэм

На дадзены момант часу іх вылучаюць 4:

1. Кіраванне працэсам механічнага руху ў рэжыме рэальнага часу з адначасовай апрацоўкай інфармацыі, што паступаюць з іх сэнсараў.
2. Соорганизация сваіх дзеянняў з вонкавымі крыніцамі ўплыву.
3. Узаемадзеянне з чалавекам з дапамогай спецыяльнага інтэрфейсу ў аўтаномным рэжыме або ў рэальным часе.
4. Арганізацыя абмену дадзенымі паміж сэнсарамі, перыферыйнымі прыладамі і іншымі складнікамі элементамі сістэмы.

задача мехатроніка

Яны павінна вырашаць праблему пераўтварэнні ўваходных інфармацыі, што паступае з верхняга ўзроўню кіравання ў неабходныя механічныя руху. Пры гэтым, як правіла, выкарыстоўваецца прынцып зваротнай сувязі. У праектаванні гэтая задача выяўляецца ў тым, што адбываецца інтэграцыя ў адзін функцыянальны модуль некалькіх элементаў, што маюць розную прыроду - у гэтым спецыфічнасць, якую мае мехатроніка. Спецыяльнасць людзей, якія займаюцца выкананнем дадзеных мэтаў можа быць самай рознай. У ідэале пры прадастаўленні планаванай інфармацыі будзе атрымлівацца жаданы вынік. Дапамагчы ў гэтай апаратнай складнікам павінна праграмнае забеспячэнне.

Перавага мехатронных падыходу пры вырашэнні рэальных задач

Параўнанне будзе праводзіцца з традыцыйнымі сродкамі аўтаматызацыі:

1. Адносна нізкая кошт сістэм, што дасягаецца дзякуючы значнай інтэграцыі, стандартызацыі і ўніфікацыі ўсіх складнікаў інтэрфейсаў і элементаў.
2. Магчымасць рэалізацыі дакладных і складаных рухаў дзякуючы метадам інтэлектуальнага кіравання.
3. Высокі ўзровень надзейнасці, даўгавечнасці і памехаабароненасці.
4. Кампактнасць выкарыстоўваюцца модуляў, што дазваляе абыходзіцца меншай плошчай. Таксама іх можна адносна лёгка сумяшчаць для дасягнення магчымасці выканання пэўных задач.
5. Дзякуючы спрашчэнні кінематычных ланцугоў машыны валодаюць добрымі дынамічнымі і масагабарытных характарыстыкамі.

Вось дзякуючы чаму развіваецца мехатроніка і робататэхніка. Спецыяльнасць у дадзеным выпадку дазваляе атрымаць ужо адабраныя і гатовыя ў вывучэнні дадзеныя, тады як пры самаадукацыі прыйдзецца ўсё шукаць самому.

Прыклады мехатроніка ў рэальным жыцці

Дзе можна знайсці падобныя сістэмы каля нас? Для гэтага прапаную зірнуць на такія вобласці чалавечай дзейнасці:

1. Станкабудаванне і выраб абсталявання для правядзення аўтаматызацыі тэхналагічных працэсаў.
2. Робататэхніка.
3. Ваенная, касмічная і авіяцыйная тэхніка.
4. Аўтамабілебудаванне (так, мехатронных сістэмамі з'яўляецца стабілізацыя руху, аўтаматычная паркоўка і падобныя распрацоўкі).
5. Розныя нестандартныя сродкі руху і транспарціроўкі (электророллеры, грузавыя каляскі, інвалідныя каляскі, электравеласіпедаў).
6. Кантрольна-вымяральныя машыны і прылады.
7. Офісная тэхніка (факсімільныя і капіявальныя апараты).
8. Медыцынскае абсталяванне (рэанімацыйнае, рэабілітацыйнае, клінічнае).
9. Бытавая тэхніка (швейныя, посудамыйныя, пральныя і іншыя машыны падобнага тыпу).
10. Трэнажоры для падрыхтоўкі аператараў, кіроўцаў, пілотаў.
11. Сістэмы светлавога і гукавога афармлення.
12. Микромашины (актыўна ўжываюцца ў медыцыне, біятэхналогіях, сродках тэлекамунікацыі).

Працягваць гэты спіс можна яшчэ вельмі доўга.

Вышэйшую адукацыю: мехатроніка і робататэхніка

ВНУ прапануюць магчымасць навучання шырокаму спектру прафесійных уменняў. Гэты спіс можа быць вельмі доўгім, але пастараемся зрабіць яго як мага карацей:

1. Праводзіць ацэнку актуальнасці, перспектыўнасці і значнасці праектаў.
2. Распрацоўваць інфармацыйныя, электрамеханічныя, электрагідраўлічнае, электронныя і мікрапрацэсарныя макеты модуляў сістэм.
3. Ствараць праграмнае забеспячэнне, каб пры неабходнасці ажыццяўляць кіраванне мехатронных прыборамі.
4. Складаць праектныя дакументы, у якіх будзе апісвацца канструкцыя і працэс вырабу асобных дэталяў.
5. Кантраляваць распрацоўкі на прадмет адпаведнасці стандартам.
6. Вырабляць, збіраць і выпрабоўваць праектаваных тэхніку.
7. Складаць патэнтавыя і ліцэнзійныя пашпарта.
8. Рабіць мадэрнізацыю і адладку мехатронных сістэм.
9. Падрыхтоўваюць інструкцыю па выкарыстанні прылады.

Вось што можа даць сваім студэнтам любы ліцэнзаваны міністэрствам адукацыі факультэт мехатроніка і робататэхнікі. Іх мала, у асноўным існуюць асобныя кафедры, але і на іх можна атрымаць неабходную адукацыю.

Самарэалізацыя чалавека, якому вядомая мехатроніка і робататэхніка: кім працаваць?

Дзе можна будзе працаўладкавацца пасля атрымання адукацыі? Спецыялісты дадзенага профілю ствараюць і канструююць робататэхнічных сістэмы прамысловага і бытавога выкарыстання. Таксама яны могуць распрацоўваць праграмнае забеспячэнне, каб забяспечыць кіраванне імі і зручную эксплуатацыю. Пасля атрымання адукацыі звычайна пачынаюць працаваць на пасадзе памочнікаў канструктараў, праграмістаў і тэхнікаў, хоць перспектывы далейшага месца працы вельмі шырокія, бо палёгку працы чалавека і паляпшэнне яго выніку - вось канчатковая задача, якую мае мехатроніка. Што гэта такое, мы ўжо вывучылі. І напрыканцы хочам паведаміць, што патэнцыйна можна будзе займацца адным з такіх відаў дзейнасці:

1. Навукова-даследчай.
2. Праектна-канструктарскай.
3. Эксплуатацыйнай.
4. Арганізацыйна-кіраўнічай.

Асаблівасцю дадзенай спецыяльнасці з'яўляецца тое, што адчуваецца не хапае кадраў. Таму не рэдкасцю з'яўляюцца факты працаўладкавання нават самавукаў, якія змаглі прадэманстраваць значны ўзровень уменняў і практычных навыкаў.

заключэнне

Усе прафесіі важныя, усе яны патрэбныя. Ня перабольшваючы, можна сказаць, што апісаная намі - адна са спецыяльнасцяў будучыні. Попыт на работнікаў разумовай працы такога профілю пастаянна расце. Гэты факт, а таксама добры ўзровень грашовага забеспячэння дазваляе казаць нам пра тое, што ў гэты кірунак стане значна папулярней ў бліжэйшых дзесяцігоддзях. Магчыма, што спецыяльнасці юрыстаў, эканамістаў і кіраўнікоў адыдуць на задні план, і наперад выйдзе мехатроніка. Што гэта такое, мы ўжо ведаем, а з разуменнем важнасці дадзенай навуковай дысцыпліны будзе прыходзіць і згода з дадзенымі словамі.