imported>Константин Шапкин: /* Связанные понятия */

2025-07-27T20:19:17Z

Связанные понятия

Новая страница

[[Файл:MechatronicsDiagram (ru).svg|мини|300px]]
'''Мехатро́ника''' — область науки и техники, основанная на [[Синергия|синергетическом]] объединении узлов [[точная механика|точной механики]] с [[электроника|электронными]], электротехническими и [[вычислительная техника|компьютерными]] компонентами, обеспечивающими проектирование и производство качественно новых механизмов, машин и систем с интеллектуальным управлением их функциональными движениями.

== Цели, задачи и методы ==
[[Файл:Brain memory.JPG|мини|[[Антропоморфность|Антропоморфная]] реализация модуля робототехнической памяти (2014 год)]]
Развитие мехатроники осуществляется на базе объединения сведений из ряда разнородных и обособленных областей: [[Прецизионность|прецизионной]] механики, электротехники, [[Микроэлектроника|микроэлектроники]], информационных технологий, силовой электроники и других научно-технических дисциплин. Считается, что результат их совместного использования можно назвать «истинно мехатронным» только тогда, когда его компоненты образуют систему, обладающую принципиально новыми свойствами, которых не наблюдается у составляющих её частей<ref name="pd10">{{книга
| автор = Подураев Ю. В.
| часть = Введение
| ссылка часть =
| заглавие = Мехатроника: основы, методы, применение
| ссылка =
| викитека =
| ответственный =
| издание = 2-е
| место = {{М.}}
| издательство = «Машиностроение»
| год = 2007
| том =
| страницы = 10
| столбцы =
| страниц = 256
| серия =
| isbn = 978-5-217-03388-1
| doi =
| тираж =
| ref =
}}</ref>.

Основной целью мехатроники, как научно-технической дисциплины, является разработка принципиально новых функциональных узлов, блоков и модулей, реализующих двигательные функции, которые используются как основа для подвижных интеллектуальных машин и систем. В связи с этим, предметом мехатроники становятся технологические процессы проектирования и выпуска систем и машин, способных реализовать требуемый двигательный функционал. Методология, используемая в рамках мехатроники, опирается на взаимную интеграцию технологий, структурных элементов, информационных и энергетических процессов из целого перечня естественно-научных и инженерных направлений ([[Информатика|информатики]], точной механики, микроэлектроники, автоматического управления и т. п.), которые обладают различной физической природой и, все вместе, закладывают в основе мехатроники её междисциплинарную сущность<ref name="pd16">{{книга
| автор = Подураев Ю. В.
| часть = Понятие о мехатронике
| ссылка часть =
| заглавие = Мехатроника: основы, методы, применение
| оригинал =
| ссылка =
| викитека =
| ответственный =
| издание = 2-е
| место = {{М.}}
| издательство = «Машиностроение»
| год = 2007
| том =
| страницы = 16
| столбцы =
| страниц = 256
| серия =
| isbn = 978-5-217-03388-1
| doi =
| тираж =
| ref =
}}</ref>. Таким образом, стремясь к системному подходу мехатроника воплощает в себе преодоление клaссического научного принципа [[декомпозиция|декомпозиции]]<ref>{{книга
| автор = Б. М. Готлиб
| часть = Предисловие
| ссылка часть =
| заглавие = Введение в мехатронику. Учебное пособие
| оригинал =
| ссылка =
| викитека =
| ответственный =
| издание =
| место = [[Екатеринбург]]
| издательство = Уральский государственный университет путей сообщения
| год = 2007
| том =
| страницы = 8
| столбцы =
| страниц = 782
| серия =
| isbn =
| doi =
| тираж =
| ref =
}}</ref>.

== О термине ==
Начиная c 1930-х годов в некоторых зарубежных странах (см. департамент Drive Technology фирмы [[Siemens]]) и [[СССР]] для названия систем обеспечения требуемых движений посредством электричества применяется термин [[электрический привод]] (сокращенно ''электропривод'').

С развитием электрических приводов и возможностей их применения в индустриально-производственных и транспортных системах, стала очевидна необходимость полной интеграции составляющих элементов электропривода: механики, электрических машин, силовой электроники, микропроцессорной техники и программного обеспечения для наиболее полного использования возможностей электропривода и обеспечения им прецизионного движения.

Так как наиболее полное развитие данные тенденции получили в [[Япония|Японии]], а с термином «электрический привод» как самостоятельной технической системой там знакомы не были, для описания данных систем в Японии был введен термин «мехатроника».
Непосредственным автором является японец Тецуро Мори (Tetsuro Mori), старший инженер компании [[Yaskawa Electric]], а сам термин появился в 1969 году<ref>{{книга
| автор = Б. М. Готлиб
| часть = Мехатроника - основа интеллектуальной техники нового поколения
| ссылка часть =
| заглавие = Введение в мехатронику. Учебное пособие
| оригинал =
| ссылка =
| викитека =
| ответственный =
| издание =
| место = Екатеринбург
| издательство = Уральский государственный университет путей сообщения
| год = 2007
| том =
| страницы = 11
| столбцы =
| страниц = 782
| серия =
| isbn =
| doi =
| тираж =
| ref =
}}</ref>.

Термин состоит из двух частей — «меха-», от слова [[механика]], и «-троника», от слова [[электроника]]. Сначала данный термин был [[Товарный знак|торговой маркой]] (зарегистрирована в 1972 году), но после его широкого распространения компания отказалась от его использования в качестве зарегистрированного торгового знака.

Из Японии мехатроника распространилась по всему миру. Из иностранных изданий термин «мехатроника» попал в Россию и стал широко известен.

Сейчас под мехатроникой понимают системы электропривода с исполнительными органами относительно небольшой мощности, обеспечивающие прецизионные движения и имеющие развитую систему управления. Сам термин «мехатроника» используется, прежде всего, для отделения от общепромышленных систем электропривода и подчеркивания особых требований к мехатронным системам.
Именно в таком смысле мехатроника как область техники известна в мире.

== Связанные понятия ==
Стандартное определение (1995):
<blockquote>Мехатронный модуль — это функционально и конструктивно самостоятельное изделие для реализации движений с взаимопроникновением и синергетической аппаратно-программной интеграцией составляющих его элементов, имеющих различную физическую природу.</blockquote>

К элементам различной физической природы относят механические, электротехнические, электронные, цифровые, пневматические, гидравлические, информационные и иные компоненты.

<blockquote>Мехатронная система — совокупность нескольких мехатронных модулей и узлов, синергетически связанных между собой, для выполнения конкретной функциональной задачи.</blockquote>

Обычно мехатронная система является объединением собственно электромеханических компонентов с силовой электроникой, которые управляются с помощью различных [[микроконтроллер]]ов, [[Персональный компьютер|ПК]] или других вычислительных устройств. При этом система в истинно мехатронном подходе, несмотря на использование стандартных компонентов, строится как можно более монолитно, конструкторы стараются объединить все части системы воедино без использования лишних интерфейсов между модулями. В частности, применяя встроенные непосредственно в микроконтроллеры [[АЦП]], интеллектуальные силовые преобразователи и т. п. Это уменьшает массу и размеры системы, повышает её надёжность и дает некоторые другие преимущества. Любая система, управляющая группой приводов, может считаться мехатронной.

Иногда система содержит принципиально новые с конструкторской точки зрения узлы, такие как [[электромагнитный подвес|электромагнитные подвесы]], заменяющие обычные [[Подшипниковый узел|подшипниковые узлы]]. Такие подвесы дороги и сложны в управлении и в России применяются редко (на 2005 г.). Одной из областей применения электромагнитных подвесов являются турбины, перекачивающие газ по трубопроводам. Обычные подшипники здесь плохи тем, что в смазку проникают газы — она теряет свои свойства.

== Мехатроника сегодня ==
Многие современные системы являются мехатронными или используют элементы мехатроники, поэтому постепенно мехатроника становится «наукой обо всём». Мехатроника применяется во многих отраслях и направлениях, например: [[робототехника]], автомобильная, авиационная и [[космическая техника]], медицинское и спортивное оборудование, [[бытовая техника]], [[экзоскелет]]ы

== Примеры мехатронных систем ==
[[Файл:FMS1_small.JPG|мини|Учебная мехатронная система: учебный робот [[SCORBOT-ER 4u]] обслуживает настольные станки с ЧПУ]]
Типичная мехатронная система — тормозная система автомобиля с [[Антиблокировочная система|АБС]] (антиблокировочной системой).

[[Персональный компьютер]] также является мехатронной системой: ЭВМ содержит много мехатронных составляющих: жёсткие диски, оптические приводы<ref name="pd10"/>.

* [[роботы]]
* станки c [[ЧПУ]]
* [[пневматическая почта]]
* [[экзоскелет]]

== См. также ==
* [[Электромеханотроника]]
* [[Киберфизическая система]]
* [[Механотрон]]
* [[Синергия]]

== Примечания ==
{{примечания}}

== Литература ==
* ''Мехатроника:'' Пер с япон. / Исии Х., Иноуэ Х., Симояма И. и др. — М.: Мир, 1988. — С. 318. — ISBN 5-03-000059-3
* {{книга
|автор =
|заглавие = Введение в мехатронику: В 2-х кн. Учебное пособие
|ссылка =
|ответственный = А. К. Тугенгольд, И. В. Богуславский, Е. А. Лукьянов и др. Под ред. А. К. Тугенгольда
|издание =
|место = Ростов н/Д
|издательство = Издательский центр ДГТУ
|год = 2004
|том =
|страницы =
|страниц =
|серия =
|isbn = 5-7890-0294-3
|тираж =
}}
* {{книга
|автор = Карнаухов Н. Ф.
|заглавие = Электромеханические и мехатронные системы
|ссылка =
|ответственный =
|издание =
|место = Ростов н/Д
|издательство = Феникс
|год = 2006
|том =
|страницы =
|страниц = 320
|серия = Высшее образование
|isbn = 5-222-08228-8
|тираж = 3000
}}
* ''[[Егоров, Олег Дмитриевич|Егоров О. Д.]]'', ''[[Подураев, Юрий Викторович|Подураев Ю. В.]]'' Конструирование мехатронных модулей. — М.: Издательство МГТУ «Станкин», 2004. — 368 с.
* {{книга |автор = Брага Н.  |заглавие = Создание роботов в домашних условиях |место = М. |издательство = НТ Пресс |год = 2007 |страниц = 368 |isbn = 5-477-00749-4 |ref = Брага}}
* ''Камлюк В. С.'', ''Камлюк Д. В.'' Мехатронные модули и системы в технологическом оборудовании для микроэлектроники: учебное пособие — Минск : РИПО, 2016. — 383 с. : схем., табл. — Библиогр. в кн. — ISBN 978-985-503-627-3
* ''Камлюк В. С.'' Новая парадигма — мехатронизация. — Москва: изд.сис. Ridero, 2018. — 32 с. УДК 82− 9,ББК 76.01,К18− ISBN 978-5-4493-7287-1
* ''[[Герман-Галкин, Сергей Германович|Герман-Галкин С. Г.]]'' Matlab & Simulink. Проектирование мехатронных схем на ПК. СПб, «Корона-Век», 2008. ISBN 978-5-903389-39-9.

== Ссылки ==
* {{cite web |author = |url = http://ysa.ifmo.ru/data/publications/BOOK004/paper013.pdf |url-status = dead |title = «Теоретические и практические проблемы развития мехатроники» |lang = |archive-url = https://web.archive.org/web/20070108191724/http://ysa.ifmo.ru/data/publications/BOOK004/paper013.pdf |archive-date = 2007-01-08}}

{{вс}}
{{Робототехника}}
{{Разделы механики}}

[[Категория:Мехатроника]]

Мехатроника - История изменений

imported>Константин Шапкин: /* Связанные понятия */