Mechatronické systémy příklady ANS

Transkript

1 Mechatronické systémy příklady ANS (automatizované nevýrobní systémy) historické, učebnicové a další příklady a) walkman Walkman je příkladem výrobku, který mechatronika stvořila. Je ukázkou tzv. konstruování pro životní styl. Je učebnicovým případem synergickéhopropojení mechanické soustavy s elektronikou, ačkoliv o kybernetice nebo procesorovém řízení zatím nemůže být řeč...

2 b) šicí stroj Šicí stroj je příkladem výrobku, který mechatronika zdokonalila. Původní (čistě mechanická) koncepce byla z technického hlediska obdivuhodná, ale její možnosti byly omezené. V mechatronické koncepci: bylo zredukováno množství mechaniky o 60% mechanické řízení bylo nahrazeno mikroprocesorem pohony jsou lokalizované (jsou tam, kde je potřeba...) klesla hmotnost, hlučnost, spotřeba zvýšila se spolehlivost a životnost (teoreticky) zvýšil se počet funkcí (různé druhy stehů atd.) větší komfort obsluhy možnost upgradu programů a mnoho dalších výhod...

3 c) stolní ventilátor = příklad jednoduchého výrobku pro denní potřebu výhody a funkce: možnost plynulého nastavení otáček regulace otáček podle teploty okolního vzduchu reakce na uživatele např. vypnutí v případě odchodu d) měřicí stůl s aktivním tlumením namísto pasivního tlumiče (pružina+tlumič) je aktivní systém vibrace nejsou jen pohlcovány, ale aktivně tlumeny základním prvkem je budič (vibrátor) řízený počítačem podle aktuálních vibrací stolu aktivní tlumení vibrací se uplatňuje i v řadě dalších moderních systémů, například u vozidel, převodovek, turbín, obráběcích strojů, stavebních konstrukcí atd.

4 e) počítačem řízené letadlo = systém fly-by-wire řízení zajišťuje počítač, pilot vlastně jen zadává žádané hodnoty kybernetika umožňuje nezávislé řízení všech 6 volnosti => tzn. pilot uvažuje stylem nahoru/dolů/doleva/doprava/... a nemusí přemýšlet o složitých vztazích aviatiky a mechaniky letadla... (i když...) podobně i u vrtulníků a oblíbených kvadrokoptér

5 f) automatický fotoaparát procesor nastavuje automaticky clonu, ostření, dobu expozice, blesk, převíjení filmu,... mechatronická vylepšení zdědila i éra digitálních fotoaparátů miniaturní kamera například v tabletu potřebuje také např. zaostřování atd.

6 g) nekývající jeřáb těleso zavěšené na háku jeřábu představuje obtížně ovladatelné kyvadlo představuje nelineární a poměrně nepříjemnou mechanickou soustavu zkušený jeřábník dokáže rozhoupání částečně zabránit vylepšení jeřábu: počítač dokáže pohyb řídit tak, aby se těleso nekývalo předvídá chování břemene a celé soustavy během pohybu dokáže kompenzovat i chyby obsluhy

7 h) zakladač palet / robot teleoperátor / rypadlo tzn. další příklady mechanismů, které vykonávají činnost v závislosti na operátorovi konstrukce stroje dovoluje pohyb např. ve sférických souřadnicích operátor radši přemýšlí v kartézských souřadnicích (x, y, z) řešením je počítačové řízení, které provede (mimo jiné) transformaci souřadnic mechatronika

8 i) inteligentní pračka dřívější automatická pračka byla řízena vačkovým mechanismem se synchronním motorem mikroprocesorové řízení + inteligentní senzory + moderní aktorika => synergická vylepšení otáčky bubnu jsou řízeny spojitě a plynule nastavení různých rychlostí máchání a ždímání možnost hladkého rozjezdu a brzdění otáček bubnu možnost nadhodit prádlo pro lepší rozložení hmoty => menší vibrace zastavení bubnu víkem nahoru snímače umožňují zjistit množství a někdy i druh prádla potřebné množství vody lze určit efektivně pračka může vybrat/navrhnout vhodný cyklus pračka odhadne potřebný čas praní další snímače identifikují vibrace, znečištění vody, stav filtru,... pračka může odložit praní na dobu, kdy je levnější proud pračka poskytuje informace a rady uživateli ucpaný filtr, porucha, přetížení,... zavřený přívod vody,... chybějící prací prostředek,... požadavek na servis nebo údržbu,... pračka může být napojena na řídicí systém domu,...

9 j) inteligentní budovy viz. samostatná prezentace o IB k) mechatronická převodovka elektronické a elektrohydraulické řízení automatické i ruční řazení řazení bez přerušení dodávaného výkonu autodiagnostika, předcházení poruchám l) lineární spalovací motor řízení cyklů mikroprocesorem použití v hybridních automobilech lepší energetická bilance motoru m) mechatronické simulátory letecké a silniční simulátory simulátory pro zábavní průmysl

10 n) biomechatronické produkty bionická zařízení pro implantaci do (lidského) těla inteligentní endoprotézy a protézy kardiostimulátory kochleární implantáty... lékařské přístroje a zařízení umělá ledvina hemodialýza robot operatér, např. DaVinci inteligentní invalidní vozíky rehabilitační a tréninková zařízení... roboty inspirované živými organismy manipulátory (sloní chobot) průzkumná letadla (racek), plavidla/ponorky (medúza) kráčející průzkumníci/dopravníky (mula, BigDog)...

11