机电一体化技术是一种将机械技术和电子技术结合的方法。生活中很多设备都运用了这项技术。自动门是一个常见的例子。人走到门前,传感器发现有人。传感器把信号传给控制器。控制器做出判断,控制器发出指令。电机开始转动,电机带动机械装置。门自动打开。人走过去,传感器又发现没人了。信号再次传给控制器。控制器命令电机反转。门自动关上。整个过程不需要人动手。
工厂里的机器人也运用了机电一体化技术。机器人手臂可以搬运东西。机器人的关节里装有电机。电机提供动力。控制器指挥电机转动。转动的角度要很精确。机器人的手上装有传感器。传感器感觉物体的位置和重量。传感器把数据告诉控制器。控制器调整电机的力量。机器人就能稳稳地拿起东西。机器人把东西放到指定位置。位置也是通过传感器确定的。机器人工作又快又准。机器人不会累。机器人可以一直工作。这提高了生产效率。
家用电器里也有机电一体化。全自动洗衣机就是一个例子。把衣服放进去。选择好程序。按下开始按钮。洗衣机开始工作。进水阀自动打开。水进来了。水位传感器检测水量。水量够了。进水阀关闭。电机开始转动。电机带动内筒。衣服在水里翻滚。洗涤时间到了。控制器命令排水泵启动。脏水排出去。清水又进来。电机再次转动。这是漂洗过程。漂洗完成。排水泵再次工作。水排干后。电机高速转动。内筒快速旋转。衣服上的水被甩出去。衣服就洗好了。整个过程都是自动的。
汽车的很多功能也依靠机电一体化。发动机的控制系统很复杂。传感器检测发动机温度。传感器检测进气量。传感器检测油门位置。这些数据送到行车电脑。行车电脑进行计算。电脑控制喷油器喷油。电脑控制火花塞点火。电脑控制气门开闭。这一切都是为了发动机好好工作。发动机动力足。发动机省油。发动机排放干净。刹车系统也有机电技术。防抱死刹车系统在紧急刹车时起作用。轮子上的传感器检测转速。传感器发现某个轮子快抱死。控制器就命令刹车泵调节压力。这个轮子的刹车暂时松开一下。轮子又转动一点。然后再刹车。这样一松一紧。车轮不会完全抱死。汽车不会打滑。司机可以控制方向。安全性提高了。
电梯是机电一体化的典型产品。人在楼内按按钮。按钮信号传到控制器。控制器知道哪层楼有人叫电梯。控制器分配哪部电梯去接人。电梯轿厢到达指定楼层。电机停止转动。刹车抱紧。轿厢门自动打开。人走进电梯。人按下想去的楼层按钮。控制器收到信号。控制器启动电机。电机转动。钢丝绳拉着轿厢上升或下降。轿厢里的传感器监测位置。快到目标楼层时。电机减速。轿厢平稳停靠。轿厢门再次打开。人走出来。电梯等待下一个指令。整个系统保证了运行安全。保证了运行平稳。保证了停靠准确。
机电一体化的核心是信息处理。传感器收集外界信息。信息转换成电信号。电信号传给控制器。控制器是大脑。控制器根据程序思考。控制器做出决定。控制器把命令发给执行器。执行器通常是电机或电磁铁。执行器产生动作。动作改变机械状态。机械状态又会被传感器检测到。新的信号送回控制器。控制器再次调整。这就形成了一个循环。这个循环让机器变得“聪明”。机器能适应不同情况。机器能完成复杂任务。
机械部分是身体的骨骼和肌肉。机械部分负责运动。机械部分传递力量。机械部分支撑结构。电子部分是神经和大脑。电子部分负责感觉。电子部分负责思考。电子部分负责指挥。两者结合在一起。机械部分有了“感觉”和“智慧”。电子部分有了“力气”和“手脚”。一加一大于二。整体的能力更强。设备的功能更丰富。设备的性能更优越。设备的操作更方便。
这项技术的基础是可靠。每个部分都要可靠。传感器要可靠。传感器不能出错。控制器要可靠。控制器计算要正确。执行器要可靠。执行器动作要到位。机械结构要可靠。机械结构要牢固耐用。任何一个部分出问题。整个系统就可能失效。设计时要考虑这些。元件要选择质量好的。安装要仔细准确。程序要反复测试。日常维护也很重要。定期检查传感器。定期清洁机械部件。定期更新控制器软件。这样设备才能长久稳定工作。
机电一体化让机器自动化。人只需要给出简单指令。机器自己完成剩下的步骤。机器可以代替人做重复劳动。机器可以在危险环境工作。机器可以做高精度工作。人的劳动强度降低了。生产效率提高了。产品质量更稳定了。我们的生活因此更便利。家里的电器更智能。出门交通更便捷。工厂生产更高效。社会就是这样进步的。技术不断融入生活。生活不断向前发展。