Применение мехатронных систем
Мехатроника – это область науки и техники, которая основана на синергетическом объединении узлов точной механики с элекротехническими, электронными и компьютерными компонентами, обеспечивающем проектирование и производство новых механизмов, машин и систем с интеллектуальным управлением их функциональными движениями.
Мехатронная система – это совокупность мехатронных узлов и модулей, которые синергетически связаны между собой с целью выполнения конкретной функциональной задачи.
Мехатронные системы используются в следующих областях:
- Автоматизация технологических процессов и станкостроение.
- Робототехника (специальная и промышленная).
- Военная, авиационная и космическая техника.
- Автомобилестроение (автоматическая парковка, антиблокировочные системы тормозов, системы стабилизации движения и т.п.).
- Нетрадиционные транспортные средства (грузовые тележки, электрические велосипеды, инвалидные коляски, электрические роллеры и т. п.).
- Элементы вычислительной техники (принтеры, дисководы, плоттеры и т. п.)
- Офисная техника (копировальные и факсимильные аппараты).
- Медицинское оборудование.
- Бытовая техника (посудомоечные, швейные, стиральные и другие машины).
- Контрольно-измерительные машины и устройства.
- Тренажеры для подготовки операторов и пилотов.
- Шоу-индустрия (системы светового и звукового оформления).
Мехатронные системы бытового назначения (посудомоечные, стиральные и швейные машины)
Швейная машина – это техническое устройство, которое предназначено для соединения материалов методом шитья.
Цикл работы швейной машинки выглядит следующим образом:
- Движение иглы вниз-вверх запускается приводом.
- Ткань прокалывается иглой и под ней образуется петля.
- Челнок захватывает петлю и связывает ее с нитью со шпульки.
- Верхняя нить начинается подниматься нитепритягивателем.
- Нить затягивается, а устройство для протяжки материала продвигает ткань на длину стежка.
Посудомоечная машина состоит из двух независимых контуров – циркуляция воды, циркуляция воздуха. Помимо этого, в состав посудомоечной машины входят: система подготовки воды, система циркуляции подготовленной воды, система фильтров, система датчиков, система отвода грязной воды. При старте мойки плата управления дает команду на открытие электромагнитного клапана, и посудомоечная машина начинает набирать воду. Отслеживание количества воды осуществляется прессостатом, который при достижении необходимого уровня замыкает свои контакты, и плата управления закрывает электромагнитный клапан. Сначала вода проходит через теплообменник и ионообменник, где она умягчается и только потом набирается в поддон, где происходит ее нагрев. Нагрев может осуществляться двумя способами: нагрев при помощи трубчатого электрического нагревателя, который находится в нижней части поддона; нагрев при помощи проточного водонагревателя. При этом мытье посуды начинается практически сразу, а вода нагревается в процессе цикла. На втором этапе циркуляционным насосом обеспечивается принудительное движение воды в замкнутом контуре. В нижней части циркуляционной системы, где располагается фильтр, происходит очистка воды от остатков пищи и мусора, что способствует защите внутренних магистралей от засоров, а насоса от заклинивания. В процессе мытья посуды срабатывает замок контейнера моющего средства, по команде платы управления, в результате чего получается моющий раствор. После окончания мытья вода удаляется при помощи сливного насоса. Сушка посуды происходит при помощи теплообменника. Безопасность процесса мойки посуды обеспечивается прессостатом (отслеживание уровня воды) и замком двери.
Принцип работы стиральной машины выглядит следующим образом:
- Включается двигатель, скорость вращения которого регулируется таходатчиком. Из бункера всасывается смесь воды и моющего средства. Одновременно в бак заливается холодная вода, количество которой определяется программой стирки. На этом этапе замачивается белье.
- Включается трубчатый электрический нагреватель, температура которого регулируется соответствующим датчиком. Происходит основной процесс стирки, заданный программой.
- Вода сливается и происходит отжим. Прессостатом подается сигнал, что воды нет, после чего она набирается и происходит полоскание.
- Слив воды и короткий отжим - 3-4 раза.
- Окончательный отжим на высоких оборотах с одновременным откачиванием воды.