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1、江西工业工程职业技术学院 题 目： 论述机电一体化技术在家用电器的应用及发展 姓名： 班级： 机电111 专 业 机电一体化 指导老师： 学 号： 20110764 论述机电一体化在家庭电器的应用和发展摘要：机电一体化技 术又称机械电子技术，是微电子技术、计算机技术、信息技术与机械技术相结合的综合性高新技术，是机械技术与微电子技术的有机结合。随着现代社会生活节奏的不断加快和人们生活水平的不断提高，人们对各种方便、快捷的家用电器需求量越来越大，自动化的家用电器作为人们提高生活效率，追求生活质量的基本条件，也愈来愈成为不可或缺的生活用具。 关键字：机电一体化 家庭电器 自动化一、机电一体化技术与家
2、庭电器1.机电一体化技术1.1定义 机电一体化技术是微电子技术、计算机技术、信息技术与机械技术相结合的综合性高新技术，是机械技术与微电子技术的有机结合。1.2机电一体化系统的基本结构要素机电一体化系统一般包括个基本结构要素：机械本体、能源、测试传感部分、执行机构、驱动部分、控制及信息处理单元。应掌握这些基本结构要素的构成，在机电一体化系统中所起的作用，以及系统对基本结构要素的要求。对于一般的机电一体化系统应能够熟练分析系统中的各个部分分别属于系统的哪一基本结构要求。1.3机电一体化的相关技术 机电一体化的相关技术有：机械技术、计算机与信息处理技术、系统技术、自动控制技术、系统技术、自动控制技术
3、、传感与检测技术。伺服驱动技术，应了解各项相关技术在整体系统中的作用。2.家庭电器应用2.1.家用电器的定义及特征 2.1.1定义：家用电器（简称家电）是指用于家庭或类似条件（系 指人数较少的社会单位，如幼儿园、学校、医院、办公室等）或个人使用的一 切电器产品，主要是在家庭使用带电的器具。 2.1.2特征：主要指在家庭及类似场所中使用的各种电气和电子器具。又称民用电器、日用电器。家用电器工业的发展水平是衡量一个国家人民生活水平的重要标志之一。家用电器的范围,各国不尽相同,世界上尚未形成统一的家用电器分类法。目前,主要有按产品功能与用途和按产品电气工作原理分类的两种方法。后者将家用电器分为制冷、
4、电热、电动、电子电器4类，这种分类并不很完善。按产品功能与用途分类较为常,但具体分法各国有异大致分为8类。制冷电器:又称冷冻电器。用于物品(主要是食物)的冷冻、冷藏，包括家用冰箱、冷饮机等。空气调节电器:简称空调电器。用于调节室内空气流动、温度、湿度以及清除空气中的灰尘,包括：房间空气调节器、电扇、换气扇、冷热风器、空气去湿器等。清洁电器:用于织物清洗、保养和室内环境与设备的保养,包括洗衣机、干衣机、电熨斗、吸尘器、地板打蜡机等。 厨房电器:用于食物配制、烹调及厨房卫生,包括电灶、微波炉、电磁灶、电烤箱、电饭锅、洗碟机、电热水器、食物加工机等。 电暖器具:用于生活取暖,包括电热毯(垫)、电热被
5、、电热服、空间加热器。整容保健电器:用于理发、颜面清洁和家庭医疗护理，包括：电动剃须刀、电吹风、 整发器、超声波洗面器电动按摩器、空气负离子发生器等。声像电器:用于家庭文娱生活,包括：电视机、收音机、录音机、录像机、摄像机、组合音响等。其他电器:如烟火报警器，电铃等。有的国家将照明器具列为家用电器的一类,将声像电器列入文娱器具而文娱器具还包括电动电子玩具有的国家将家用煤气器具(包括燃油器具)和太阳能器具也列入家用电器内。2.2家电的分类 2.2.1我国商家对家电的分类 (1)电热器具，包括电炉、电吹风、电熨斗等。(2)电炊器具，包括电饭煲、微波 炉等。(3)电动器具，如洗衣机、吸尘器等。(4)
6、电子器具，如电子钟、电子计算器 等。(5)声像器具，如收音机、彩色电视机、录像机等。(6)照明器具，如各类灯具 的调光控制、台灯、启辉灯等。(7)制冷器具，如电冰箱、空调器等。 2.2.2从安装方式分类 (1)悬挂式电器：如吊扇、一定要悬挂安全。 (2)壁挂式电器：占地少，面积大，视觉效果好。如壁挂电视、挂壁空调。(3)落地式电器：一般重量较重，适合布置在地面。为方便操作，面板一般向 上或较高。 (4)台式电器：一般重量较轻。如台式电脑、一般电视机。(5)可移动式：如移动空调、吸尘器。(6)袖珍式：手机、MP3、掌上电脑。 2.2.3按年代分类 (1)老祖宗式：电灯、手电。 (2)旧一代：收录
7、机、收音机、电扇。(3)老一代：洗衣机、电冰箱、电风扇。(4)新一代：以家用用电脑、组合音响、影碟机为代表的新一代家电产品。 E.普及一代：液晶投影仪的大屏幕显示设备，数码摄像、摄影设备。 二、机电一体化技术在家用电器中的应用案例 1.电视机 用电的方法即时传送活动的视觉图像。同电影相似，电视利用人眼的视觉残留效应显现一帧帧渐变的静止图像，形成视觉上的活动图像。电视系统的发送端把景物的各个微细部分按亮度和色度转换为电信号后，顺序传送。在接收端按相应的几何位置显现各微细部分的亮度和色度来重现整幅原始图像。 “电视信号接收机”的通称。接收电视广播的装置，由复杂的电子线路和喇叭、荧光屏等组成。其作用
8、是通过天线接收电视台发射的全电视信号，再通过电子线路分离出视频信号和音频信号，分别通过荧光屏和喇叭还原为图像和声音。有黑白电视机和彩色电视机两种，彩色电视机还有还原色彩的功能。 1.2电视机结构组成：（1）机壳、面板控制器、机芯(电路板）、显像管、遥控手机等（2）机芯由电源、信号处理、扫描电路、总线控制等四部分构成。其中： 一，电源是一个高效率的开关稳压器，给整机提供能量。 二，信号处理部分又含有：高频头、图像中放、解码、视频放大、伴音等电路。器作用是天线收到的信号进行变频、放大 、解码等处理形成图像信号送到显像管还原为图像，音频信号送到扬声器还原为声音。 三，扫描电路由场扫描与行扫描两部分组
9、成。作用是形成光栅，为出图像打基础。 四，总线控制器，本单元的功能是管理、控制电视机，保障机器正常工作，并协助用户使用电视机。1.3电视机经过机电一体化技术改进后优点有下面几个方面：(1)1.显象管电视：优点：技术达到顶峰，性价比高；缺点是：体积大笨重，屏幕尺寸相对小。2.等离子电视；优点是，亮度和对比度高，显示屏幕可以很大，体积小造型美观。缺点是：昂贵耗电大，发热高，平均寿命短。3.液晶电视：优点是环保，节能，体积小造型美观；缺点是：昂贵，视角相对较小，对比度相对较低。除了CRT,LCD PDP我再补充两种显示技术的电视：1.SED（表面传导式电子发射显示）它拥有CRT显示色彩艳丽，视角宽广
10、相应速度快，又拥有LCD的全平面，无聚焦，无会聚等问题以及轻薄等优点，同尺寸SED能耗只有LCD的二分之一，PDP的三分之一，对比度能做到100000：1；2.OLED（主动式有机发光显示）分辨率1280*800，亮度600nits，对比度5000：1，由于自发光特性较目前的LCD,PDP,SED更节能，制作更简单；2.洗衣机2.1洗衣机工作原理 洗衣机（washing machine/washer）是利用电能产生机械作用来洗涤衣物的清洁电器。按其额定洗涤容量分为家用和集体用两类。中国规定洗涤容量在6kg以下的属于家用洗衣机：家用洗衣机主要由箱体、洗涤脱水桶（有的洗涤和脱水桶分开）、传动和控制
11、系统等组成，有的还装有加热装置。洗衣机一般专指使用水作为主要的清洗液体，有别于使用特制清洁溶液，及通常由专人负责的干洗。2.2普通型洗衣机工作原理 待添加的隐藏文字内容3 普通型波轮洗衣机结构：由洗衣桶、电动机、定时器、传动部件、箱体、箱盖及控制面板等组成。工作原理：依靠装在洗衣桶底部的波轮正、反旋转，带动衣物上、下、左、右不停地翻转，使衣物之间、衣物与桶壁之间，在水中进行柔和地摩擦，在洗涤剂的作用下实现去污清洗。波轮式洗衣机：波轮式洗衣机中产生机械作用的主要部件是波轮。它设置在洗涤捅底，在电机的驱功下重复作正转一-停反转-停-正转.运动。波轮旋转时对洗涤液的作用力P可以分解为与转轴平行方向的
12、轴向分力Po 及在波轮平面内的切向分力Pt都径向分力Pn。轴向分力可以减少衣物与波轮的摩擦；切向分力使洗涤液产生水平方向的涡流；径向分力将洗涤液甩向桶壁使之沿捅壁上升，造成波轮中心区的负压。因压力差，四周的液体迅速向下流动，以弥补波轮四周的液体。这样就形成了洗涤捅内上、r翻滚的流场。机械全自动洗衣机结构：由电动程控器、水位开关、安全开关（盖开关）、排水选择开关、不排水停机开关、贮水开关、漂洗选择开关、洗涤选择开关等组成。工作原理：通过各种开关组成控制电路，来控制电动机、进水阀、排水电磁铁及蜂鸣器的电压输出，使洗衣机实现程序运转。2.3空调的结构组成 洗涤部分、传动部分、支撑部分、进、排水系统、
13、控制系统。(滚筒洗衣机的基本结构主要由不锈钢内桶，机械程序控制器，经过磷化、电泳、喷涂三重保护的外壳，和用于平衡滚筒旋转时产生的巨大离心力的平衡块组成。由于结构部件都都属于金属类的部件，一般比塑胶波轮式洗衣机的要长寿，正常工作可以达到1520年；而一般的洗衣机工作寿命长8-10年左右2.4空调经过机电一体化技术改进后的优点 1、普通型洗衣机洗涤、漂洗、脱水各功能的操作都需用手工转换。这种洗衣机结构简单，价格便宜，占地少，容易搬动。它装有定时器，可根据衣物的脏污程度选定洗涤和漂洗时间，到达预定时间，即可自动停机。普通型洗衣机有单桶和双桶两种。不带脱水装置的洗衣机，衣物洗净后需人工拧干再去晾晒。
14、2、半自动型洗衣机在洗涤、漂洗、脱水功能中，其中任意两个功能的转换不用手工操作而能自动进行。一般由洗衣系统和脱水系统两部分组成，常见的为双桶半自动型洗衣机。在洗衣桶中可以按预定时间完成洗涤和漂洗程序，但不能自动脱水，需要人工把衣物从洗衣桶中取出，放入脱水机中甩干。 3、全自动型洗衣机洗涤、漂洗、脱水各功能间的转换全部不用手工操作，包括进水、排水在内的各工序都可以用程序控制器自动控制。衣物放入洗衣机后能自动洗涤、漂洗、脱水，全部程序自动完成。当衣物甩干后，蜂鸣器会发出声响。全自动型洗衣机多为套桶洗衣机，即洗衣桶和脱水桶套装一起。有一种带有传感器的高级微电脑全自动洗衣机，具有人工智能，它能根据洗涤
15、物的数量、种类、脏污程度，自动选定对洗涤物的最佳程序，自动进行洗涤。1.1智能化：人工智能再机电一体化中越来越受到人们的重视，它是在理论得以控制上，让机电一体化的产品具有一定的智能性，在这其中还有人工智能，计算机学，生命学等一些新的思想和新的方法，它虽然不能达到人类的水平，但是也可以进行一些简单的逻辑决策和推理判断。当然，要想真正的像人一样是不可能的，它只能进行低级的智能或人的部分智能。1.2模块化：模块化的工程任重而道远。实现机电一体不仅可以利用标准单元迅速开发新产品，还可以扩大生产规模，从这一点来说不管是对于任何机电一体化化的企业，模块化将带来一个美好的前景，并且它的潜力是无穷的。1.3微
16、型化：现在社会上大多数的产品都走向微型化，机电一体化也是顺应时代的潮流。机电一体化正在向微型精确的方向发展它在生物医疗，军事，信息等方面有不可比拟的优势。1.4网络化：网络技术的发展给社会各方面的发展都带来巨大的变革，全球化的趋势也无可阻挡。机电一体化的新产品无疑会畅销全球，而且网络化可以在一定基础上促进智能化的应用，它可以以计算机为中心把一系列的家用电器连成一个系统，让人们真切的感受到现代高科技带来的便利，因此机电一体化的网络化是发展的必然结果1.5绿色化：绿色环保是世界主题，现在的资源状态是越来越少，生态环境受到严重污染，于是人们呼吁保护环境资源的呼声越来越高，时代发展的要求是可以设计一个
17、不污染环境的绿色化机电一体化产品，让绿色道路在产品中一路畅通，这也就成为了机电一体化最符合人类社会发展的一个发展方向。1.6人性化：人性化是各类产品的必然发展方向。机电一体化的产品具有一定完整性能的基础上，对于外观设计以及它的外观视觉也有着相应的要求，这可以让产品与外在环境更加适应，让人们使用产品更加贴心，更加自然，更加贴近生活。2.机电一体化的现状 机电一体化的现状：目前，中国已成为世界制造大国，随着产业结构的布局调整，电子信息产品制造业、机床电气制造业等重点发展行业的工业总产值逐年增长。近几年的发展现状，已显示机电行业，特别是电气行业处于平稳和较快的发展态势之中，机电行业的经济运行持续高速
18、增长，并保持持续稳定的增长。机电产业的发展必然带来人才需求的增长，技术的进步必然要求从业人员素质的提高。从大体上来看，毕业生的就业率一直处在前列，特别是高技能人才供不应求，十分抢手。信息控制技术的广泛应用和对个领域的渗透，电子技术对机械制造领域的渗透，以及新兴技术的综合应用，使机电一体化技术人才成为急需。大量的更为先进的机电设备投入生产，对操作和维修人员提出了更高的要求，特别是机电技术应用人才的需求量将更大。随着我国和各地工业生产水平的不断提高，机电一体化专业的毕业生的需求量将逐年增加。随着产业的发展和科学技术的进步，机械与电子技术已变得密不可分。总体上，从业人员数量没有明显的上升，反而在一定
19、的时间段内呈下降趋势。与之相对应的是，机电行业对从业人员的知识和技能要求是越来越高，对机电技术综合应用的技能型人才有着较大的需求。同时，技术的革新，带来从业人员结构的变化，使机电从业人员的平均年龄呈下降趋势，而随着企业改革的进一步深化，生产效率的提高，员工的工资收入呈逐年上升态势。但是, 总体来说, 目前机电行业仍以劳动密集型为主， 自主创新能力还很薄弱, 尚处于国际产业链的低端。机电一体化技术的发展方向： 机电一体化技术在机械、食品、钢铁、航天、航空、海洋勘探及煤炭等领域也有着广泛的应用，而且使得这些行业有了日新月异的发展。比如航天、航空领域通过远程控制技术、微电子技术、计算机技术等技术的应
20、用实现了航天、航空机械从有人化向无人化方向发展，从而能够进行许多由于人体本身局限而不能进行的科学探索。因此机电一体化技术在这些领域的广泛应用也是一个必然结果。由于机电一体化技术的独特性和综合性，使其发展更加具有自身特点。同时作为一门综合性很强的科学技术，也使得它能够向着不同的方向发展。如果它向着智能化、模块化、微型化3个方向发展，就使得机电一体化产品有了更高的集成性，从而实现了产品的模块化，这样就可以实现在一个平台可以集成多个功能。而不用制造单一的专用工具，只要更换不同的工作模块就可以完成各项工作，这样就可以扩大产品的使用范围。除了以上的 3 个发展方向之外，也可以向着数字化、网络化、人性化的
21、方向发展。数字化使机电产品可以实现远程控制，而且也可随着人的想法进行控制，使得工作更加人性化，网络化则实现了多个机电产品的联合工作，从而能够完成一些复杂的任务，也使得人的劳动强度与风险有了很大的降低。机电一体化技术在这些方面的发展，使得产品具有了更广的应用和使用空间，也使得机电产品向着多元化的方向发展，实现了机电产品一机多用的能力，减少了重复制造、重复研发，使资源得到了有效的利用，减少了消耗，实现了机电产品的绿色发展。 致谢本论文在各位老师的悉心指导和严格要求下已完成。在学习和生活期间，也始终感受着导师的精心指导和无私的关怀，我受益匪浅。在此向各位老师表示深深的感谢和崇高的敬意。不积跬步何以至千里，本设计能够顺利的完成，也归功于各位任课老师的认真负责，使我能够很好的掌握和运用专业知识，并在设计中得以体现。同时我在网上也搜集了不少资料，才使我的毕业论文工作顺利完成。此向学院机电工程系的全体老师表示由衷的谢意。 毕业时间：2014.07
