И робототехнические системы

Принципы построения, признаки
и состав мехатронных систем

Мехатронные устройства – это выделившийся в последние десятилетия класс машин, или узлов этих машин, базирующийся на использовании в них точной механики, электропривода, электроники, компьютерного управления. Мехатронное устройство обладает следующими характерными признаками:

1. 
   Наличие: выходного механического звена (ВМЗ), выполняющего внешние функции мехатронного устройства; силового электромеханического привода выходного звена; устройства программного управления приводом; информационной системы, контролирующей состояние окружающей среды и состояние самого мехатронного устройства.
   
2. 
   Минимум преобразований информации и энергии (например, использование высокомоментных или линейных двигателей без редукторов) – принцип минимума преобразований.
   
3. 
   Использование одного и того же элемента мехатронного устройства для реализации нескольких функций – принцип совмещения функций.
   
4. 
   Объединение корпусов мехатронного устройства – принцип совмещения корпусов.
   
5. 
   Применение сверхплотного монтажа элементов.
   

Примерами современных мехатронных устройств являются модули станков и промышленных роботов, устройства внешней памяти компьютеров, принтеры, бытовая техника и т. п. Мехатронное устройство может быть либо машиной, либо узлом (функциональный элемент, модуль) машины.
Мехатронный узел включает в себя:
– механизм, состоящий из корпуса, привода и выходного механического звена. Последнее может включать силовой элемент, механическую передачу движения, рабочий орган или другой оконечный элемент ВМЗ;
– усилитель мощности силового элемента;
– устройство управления усилителем мощности;
– внутреннюю информационную систему (датчики состояния самого мехатронного узла, средства обработки информации с датчиков);
– внешнюю информационную систему (сенсоры информации о внешней среде мехатронного узла, средства обработки этой информации);
– устройство управления мехатронным узлом.