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1.车床加工论文
2.《如何控制切削量有关方面的论文》
3.数控机床的论文
4.数控编程的论文
5.数控机床的检测与维修的毕业论文
6.稀沥青喷刷机设计开题报告
7.c6150车床数控化改造
8.模具设计毕业论文
9.《六工位卧式镗铣专用加工机床的控制系统设计》
其设计任务如下：
1> 分析六工位卧式镗铣专用加工机床的工艺流程和机床的动作流程
2> 设计其控制系统的硬件
3> 编写其控制系统的软件
要求如下：
1> 画出其硬件原理图
2> 画出PLC接线图
3> 调试系统（这个由我来）
4> 编写毕业设计论文 （1万字以上）
10.《和面机的设计》
11.设计S195柴油机中“最终传动箱壳体”的加工工艺和其中某道工序的专用夹具
12.机械的主动减振系统研究
13.关于模具设计油笔笔筒或矿泉水瓶盖的毕业设计论文
14.汽车减震器的论文
15.机械零件加工或车床加工
16.关于印刷机械的工艺与发展
17.5t/h冲天炉热风炉胆的设计
18.从公差标准的发展看中国工业标准化的发展概况及趋势
19.影响数控加工质量的分析
20.数控中心技师论文
21.矿山机械类毕业设计
22.关于机电数控机床
23.机电一体化方面的论文
24.机械产品设计"的论文
25.数控车床加工零件方面的论文
26.NOKIA8210手机外壳注塑模设计
说明书.doc(29页)
8210手机上壳装配图.dwg
顶杆固定板零件图.dwg
动模零件图.dwg
主装配图1.dwg
主装配图2.dwg
27.WY型滚动轴承压装机设计
说明书.doc(29页)
A1液压系统原理1.dwg
总装配图1(A0)A0-00.dwg
总装配图2(A0)B0-00.dwg
定位缸(a2)B-01.dwg
定位缸前缸盖（A2）B0-02.dwg
防尘压盖(a4)B0-03.dwg
法兰盖A4纸B0-06.dwg
后端盖(A4)B0-08.dwg
活塞(A4)B0-07.dwg
活塞杆A4纸B0-05.dwg
夹紧缸A2B0-04.dwg
导向套A4纸03.dwg
顶尖A4纸04.dwg
压装缸A0.dwg
压装缸活塞A4纸02.dwg
压装缸活塞杆A405.dwg
轴承托架a4纸06.dwg
28.XKA5032AC数控立式升降台铣床自动换刀设计
说明书.doc(21页)
1刀库装配图A0.dwg
2自动换刀装置的安装示意图A2.dwg
3机械手装配图A2.dwg
4机械手液压控制图A3.dwg
5蜗杆零件图A2.dwg
机械手换刀过程传动演示.mpg
设计答辩演示文稿.ppt
29.Φ90磨球群铸金属型复合模具设计及制造工艺设计
说明书.doc(46页)
动画演示.mpg
实际生产1.rm
实际生产2.rm
设计答辩演示文稿.ppt
上模A2.dwg
上砂芯A2.dwg
胎具图.dwg
下模A2.dwg
下砂芯A2.dwg
装配图.dwg
30.安全帽注塑模具设计及模腔三维造型cadCAM
说明书.doc(24页)
设计答辩演示文稿.ppt
开合模过程.i
装配过程.i
抽芯机构.dwg
定模A1.dwg
动模A1.dwg
动模垫板A2.dwg
零件图A4.dwg
推杆固定板A2.dwg
斜导槽A3.dwg
异型推杆A4.dwg
装配图A0.dwg
31.笔筒抽屉注射模实体设计及数控加工
说明书.doc(22页)
侧型芯A2.dwg
抽屉注射模装配.dwg
定模板兼型腔A1.dwg
零件图A2.dwg
型芯A2.dwg
32.拨叉加工自动线设计
说明书.doc(27页)
A0中间底座装配图(A0).dwg
A3中间底座---零件图(A3).dwg
倒挡拨叉(A3).dwg
电机控制系统工作原理图.dwg
电气图(A2).dwg
副变速拨叉(A3).dwg
刚性主轴(A2).dwg
滑台装配图(A0).dwg
集中控制图(A2).dwg
加工示意图(A3).dwg
快挡拨叉(A3).dwg
随性夹具输送系统图(A3).dwg
自动线工艺过程图(A3).dwg
自动线总体布置图(A0).dwg
加工动画.i
33.长度计数器盖模具设计
说明书.doc(21页)
凹模A3.dwg
模具整体图A0.dwg
凸模A3.dwg
型腔设计图A2.dwg
制品A4.dwg
主流道衬套A4.dwg
34.充电器外壳注塑模具设计及型腔CADCAM
说明书.doc(22页)
注塑模拟.mpg
装备动画.mpg
设计答辩演示文稿.ppt
零件图.dwg
零件图A0.dwg
零件图A1.dwg
装备图A0.dwg
35.抽屉注塑模具设计
说明书.doc(22页)
侧型芯A2.dwg
侧型芯.dwg
抽屉注射模装配A0-O0-00.dwg
导轨块A4.dwg
定模板兼型腔A2.dwg
定模板兼型腔.dwg
定位圈A4.dwg
零件图A2.dwg
零件图.dwg
斜导柱A4.dwg
型芯A2.dwg
型芯.dwg
36.大口杯盖注塑模设计
说明书.doc(24页)
杯盖.DWG
顶杆.dwg
定位环.DWG
上模零件图.DWG
下模零件图.DWG
主流道衬套.DWG
装配图.dwg
37.大型管材相贯线切割机设计
说明书.doc(26页)
设计答辩演示文稿.ppt
两轴联动.i
手动调节割炬.i
四轴联动.i
支架装配.i
相贯线切割机软件系统.exe
A0Z轴方向工作滑台装配.dwg
A0割炬支架装配.dwg
A1相贯线切割机总体布局图.dwg
A1硬件连接线路图.dwg
38.多功能甘蔗中耕田管机改进设计
说明书.doc(26页)
端盖(A3).dwg
驱动轮(A2).dwg
驱动轮装配(A1).dwg
行走系(A0).dwg
张紧轮装配图(A1).dwg
支架(A0).dwg
支重轮轴(A4).dwg
支重轮装配(A2).dwg
39.甘蔗收获机剥叶和集拢环节的设计
说明书.doc(26页)
甘蔗剥叶机和集拢装置A2.dwg
剥叶片A4.dwg
扫叶片A4.dwg
橡胶棒A2.dwg
橡胶棒依附圆筒A2.dwg
装配图俯视图.dwg
装配图右视图.dwg
装配图主视图.dwg
40.甘蔗种植机机构设计
说明书.doc(26页)
机架装配图A0.dwg
四张A2图纸.dwg
行走机构装配图A0.dwg
41.高硬度辊筒注塑模设计
说明书.doc(25页)
设计答辩演示文稿.ppt
浇口套零件图A4.dwg
零件图A0.dwg
零件图A2.dwg
装配图A0.dwg
42.海工码头工字钢数控切割设备
说明书.doc(24页)
布局零件图A2.dwg
回转机构装配图A1.dwg
回转零件图A2.dwg
液压缸装配图A3.dwg
整体布局图A1.dwg
43.渐开线斜齿轮注塑模设计
说明书.doc(22页)
斜齿轮注塑模装配图.dwg
斜齿轮型腔.dwg
型腔衬套.dwg
渐开线斜齿轮.dwg
主流道衬道.dwg
定模型腔.dwg
44.经济型数控系统研究与设计
说明书.doc(62页)
A1数控操作面板外形图.dwg
A1系统连接图.dwg
A3板式结构图.dwg
数控机床操作面板A2.dwg
系统电气原理图A0.dwg
45.沐浴露瓶盖注塑模具结构设计
说明书.doc(28页)
定模板.dwg
定模型芯.dwg
动模板.dwg
动模型芯.dwg
上瓶盖.dwg
下瓶盖.dwg
装配图.dwg
46汽车发动机连杆称重去重自动线设计
说明书.doc(21页)
设计答辩演示文稿.ppt
布局图A0.dwg
分类机A0.dwg
进退液压缸零件图A2.dwg
连杆部件总成图A2.dwg
连杆零件图A2.dwg
连杆上端盖A3.dwg
输送装置A0.dwg
专用部件输送装置液压缸A1.dwg
自动线工作循环时间表A4.dwg
自动线控制框图A2.dwg
47.汽车发动机连杆大小头孔中心线平行度自动检测装置设计
说明书.doc(25页)
动画.mpg
答辩演示幻灯片.ppt
A0汽车连杆大小头平行度自动检测装置设计装配图.dwg
测试箱装配图A1.dwg
连杆总成图A3.dwg
数控系统控制电路图A1.dwg
液压夹紧系统原理图A4.dwg
支座零件图A2.dwg
48.全液压多功能甘蔗收获机设计收割输送装置设计
说明书.doc(16页)
割梢去头刀片A4.dwg
甘蔗收获机收割去头机构装配图.dwg
喂入机构部件图.dwg
割蔗头蔗梢部件图.dwg
49.三自由度圆柱坐标型工业机器人设计
说明书.doc(24页)
答辩演示幻灯片.ppt
工作空间图.dwg
机构简图.dwg
导向套.dwg
支架.dwg
支座.dwg
转动壳体.dwg
支座和手臂装配图.dwg
终端执行器.dwg
实体.mpg
动画.mpg
50.洗衣机波轮注射模设计
说明书.doc(26页)
A2定位圈.dwg
A0 装配图.dwg
A1凹模.dwg
A2凹模套板.dwg
A2动模固定板.dwg
A3浇口套.dwg
A3凸模.dwg
A4浇口套.dwg
制品.dwg
51.相机壳下盖注塑模具设计
说明书.doc(27页)
模具组合动画.i
脱模动画.i
凹模.DWG
零件.DWG
模具装配图.dwg
凸模.DWG
52.行星齿轮的注塑模具设计及其模腔三维造型CADCAM
说明书.doc(24页)
垫板A2.dwg
垫块A3.dwg
定模板.dwg
定模固定板A3.dwg
动模板.dwg
浇口套A3.dwg
推杆固定板A2.dwg
行星齿轮零件A3.dwg
装配图A0.dwg
53.扬声器模具设计
说明书.doc(31页)
盖板.dwg
上垫板.dwg
凸模固定板.dwg
下垫板.dwg
下模固定板.dwg
卸料板.dwg
上顶块.dwg
下顶块.dwg
冲孔凸模.dwg
二模凹模.dwg
二模凸模.dwg
拉深冲孔凸凹模.dwg
落料凹模.dwg
落料拉深模凸凹模.dwg
凸模(二模).dwg
模柄.dwg
第二模具总装配图.dwg
总装配图.dwg
54.液压控制阀的理论研究与设计
说明书.doc(29页)
A0溢流阀装配图.dwg
A1溢流阀先导阀体.dwg
A1溢流阀主阀体.dwg
A1溢流阀主阀芯.dwg
A4溢流阀调节杆.dwg
A4溢流阀调压螺帽.dwg
A4溢流阀先导阀芯.dwg
A4溢流阀先导阀座.dwg
A4溢流阀主阀座.dwg
55.运送铝活塞铸造毛坯机械手设计
说明书.doc(26页)
答辩演示幻灯片.ppt
实体.mpg
动画.mpg
装配图A0.dwg
末端执行器A1.dwg
传动轴A2.dwg
底座A2.dwg
底座上端盖A2.dwg
齿轮轴A3.dwg
底座转盘A3.dwg
工作空间图A3.dwg
传动轴底部端盖A4.dwg
导向杆前支架A4.dwg
导向套A4.dwg
机构简图A4.dwg
上下导向杆A4.dwg
楔块A4.dwg
支承端盖A4.dwg
56.发动机三维设计
说明书.doc(45页)
发动机.mpg
剖视.mpg
气门相位.mpg
发动机总装配图.dwg
30多张三维设计图 PRO/E
0 引言
X62W万能铣床是一种高效率的加工机械，在机械加工和机械修理中得到广泛的应用。万能铣床的操作，是通过手柄同时操作电气与机械，以达到机电紧密配合完成预定的操作，是机械与电气结构联合动作的典型控制，是自动化程度较高的组合机床。但是在电气控制系统中，故障的查找与排除是非常困难的，特别是在继电器接触式控制系统，由于电气控制线路触点多、线路复杂、故障率高、检修周期长，给生产与维护带来诸多不便，严重地影响生产。时随着工业自动化的发展，对工业智能化程度的要求越来越高，以及市场经济要求制造业对市场需求做出迅速反应—生产出小批量、多品种、多规格、低成本和高质量的产品。为满足这一要求，生产设备和自动生产线的控制系统必需具有极高的可靠性与灵活性，这就需要使用智能化程度高的控制系统来取代传统的控制系统，使电气控制系统的工作更加灵活、可靠，更容易维修，更能适应经常变动的工艺条件。基于这些问题，本文提出了利用西门子S7-200和触摸屏对X62W 型卧式万能铣床的继电接触式电控系统进行技术改造的方案。
1 X62W万能铣床工作原理及继电器接线图
1.1 工作原理
主电路中有三台电动机，M1是主电动机，拖动主轴带动铣刀进行铣削加工;M2是进给电动机，拖动升降台及工作台进给;M3是冷却泵电动机，供应冷却液。三台电动机共用一组熔断器FU1作短路保护。每台电动机均有热继电器FR作过载保护。其中以主电动机的热继电器FU1和冷却泵电机的热继电器FU2作总的保护，它们的常闭触头串在控制电路的总线上，而进给电动机的热继电器FR3只作进给系统的保护，其常闭触头接在进给控制电路中。因为主电动机要求不频繁的正反转，用组合开关SA5控制倒相。进给电动机的正反转频繁，用接触器KM3和KM4进行倒相。冷却泵在主电动机起动后方可开动，另有手动开关SA1控制。主电机用两组起动按钮SB3和SB4并联，两组停止按钮SB1和SB2串联.接触器KM1是电动机M1的控制接触器,SQ7是位置开关,用作主轴变速的冲动开关。主轴的起动,按下起动按钮SB3或SB4,接触器KM1通电吸合并自锁,主电动机M1起动.当主电动机起动后,KM1的触头接通控制电路的进给控制部分,才可以开动进给电动机。 电机的转速达到一定速度时接通速度继电器，当按下停止按钮SB1或SB2时,接触器KM2得电，主轴电机反转。
工作台向右进给,当主轴起动后,工作台控制电源接通.将位置开关SQ1旋转,SQ1-1常开触头闭合,接触器KM3通电吸合,电动机M2正转.当运行到预定位置时,位置开关SQ1复位,电动机M2停止转动。
工作台向左进给,将位置开关SQ2旋转,SQ2-1闭合,SQ2-2断开,接触器KM4通电吸合,电动机反转,工作台向左移动。
当SA3-1、SA3-3闭合SA3-2断开时，电流通过11、SQ6、15、SQ4-2、16、SQ3-2、17、SA3-1、18、SQ1-1（或11、SA3-3、21、SQ2-2、22、SQ1-2、17、SA3-1、18、SQ3-1）、19、KM4、20 ，KM3得电M2正转，工作台向下运动。
当SA3-1、SA3-3闭合SA3-2断开时，电流通过11、SQ6、15、SQ4-2、16、SQ3-2、17、SA3-1、18、SQ2-1（或11、SA3-3、21、SQ2-2、22、SQ1-2、17、SA3-1、18、SQ4-1）、24、KM3、25， KM4得电M2反转，工作台向上运动。
当SA3-2闭合 SA3-1、SA3-3断开时，电流通过11、SQ6、15、SQ4-2、16、SQ3-2、17、SQ1-2、22、SQ2-2、21、SA3-2、19、KM4、20， KM3得电。当SA3-2闭合，SA3-1、SA3-3断开时，进给电机M2正反转就组成了互锁，SQ1,SQ2，SQ3，SQ4位置开关控制圆盘旋转不同的位置。
不论电动机正反转,接触器KM3和KM4的线圈电流都由SQ1-2和SQ3-2接通.若机床正在向左进给 机床的联锁问题,当SQ2或SQ4被旋转时,它们的常闭触头SQ2-2或SQ4-2是断开的,所或向右进给时,发生误操作,压着上下前后手柄,则一定使SQ3-2或SQ4-2中的一个断开,使KM3或KM4断电释放,电动机M2停止运转,以确保安全。位置开关SQ6为进给变速冲动开关。
冷却和照明控制,冷却泵只有在主电动机起动后才能起动,所以主电路中将M3接在主接触器KM1触头后面, SA1控制冷却泵。照明电路用安全电压36伏用开关SA4控制。
2 X62W 型万能铣床控制系统的硬件构成
2.1 PLC 的选择和硬件设计。
根据X62W万能铣床电气控制要求，输入输出均为开关量，需要PLC监测的输入信号有8个按钮，5个行程开关，两个选择开关，输入点为 21点，PLC输出控制信号有6个继电器，1个照明灯，共7点。因此，选用了西门子S7-200PLC，具体配 置 如 下 ：CPU226CN AC/DC/DC型（6ES7 216-2BD23-0XB8）,自带24点输入，16点输出，自带两个接口2个RS-485接口 PORT0和POT1，一个通讯接口，能满足控制要求。PLC的I/O口分配是根据其控制对象的特点和控制要求，将I/O口的输入输出口与相应的电气设备相连，达到控制和检测的功能，具体I/O分配如表1。进行完I/O分配后，进行PLC硬件设计，PLC外接硬件电路如图1。
I/O分配表
表1
内部寄存器I/O分配表
表2
2.2 PLC编程：
根据机床控制要求，PLC语句表如程序1，在程序设计过程中，用了6个内部继电器来简化程序设计，主轴电机正反转互锁和进给电机正反转互锁提高了系统运行的可靠性。在程序中将不同的控制方式均分开设计，这样程序结构简洁、清晰。由于整个系统用触摸屏控制，它可替代物理按钮和开关及其指示灯，所以在编程序是这些按钮和开关均使用了内部寄存器M0.6-M3.1， 把下面程序的输入寄存器改成相应的内部寄存器即可。内部寄存器程序，如程序2
程序1 手动控制程序
程序2 自动控制程序
3、触摸屏选择及设计
触摸屏越来越多的用在了工业中，方便，易于远程控制。根据X62W铣床的控制要求，我们用NTOUCH触摸屏和MCGS组态软件配合PLC来替代控制柜上的按钮和选择开关等物理元器件，并且还可以通过触摸屏来监视铣床运行动作情况。
3.1 MCGS组态编辑
通过对系统的分析，在本系统中，依靠MCGS系统设计组态画面，实现对系统操作和监控。如图2
图2 系统控制总体画面
以上提到此系统的输入和输出均是开关量，所以在MCGS组态的实时数据库中定义的名字类型也要为开关型的，如图3
图3 实时数据库
3.2 通讯连接
既然用MCGS控制此系统，那么怎么才能让其与西门子PLC相互通讯，起到监控的作用?MCGS组态软件在设备窗口中建立系统与外部硬件设备的连接关系，使系统能够从外部设备读取数据并控制外部设备的工作状态，实现对工业过程的实时监控。根据此系统的控制要求以及控制方式，可以利用PPI电缆，相互传数据，以便实现监控。
在设备窗口中需要设置设备0-[通用串行口父设备]属性和设备1-[西门子S7-200PPI]属性,此时，还需要设置设备内部属性增加相应的PLC通道，和通道读写类型，输入通道多数用到的是内部寄存器，读写类型是只读类型，输出寄存器Q0.0～Q0.6读写类型，Q1.0.和Q1.1只读类型值读取SA313和SA32的开关信号，在实际通讯过程中，在设备属性设置中“串口端口号”设为0-COM1,通讯波特率设为：6-9600，数据位位数：3-8位，数据校验方式：偶校验，一位停止位，数据集方式：同步集。设置完后单击“确认”按钮返回。
为了西门子S7-200PLC与MCGS更好的通讯，必须在设备属性设置：[设备1]对话框中设置属性设备注释为：西门子S7-200PPI,初始工作状态为：启动，最小样周期为：1000ms,PLC地址为：2，内部属性设置PLC通道要与实施数据库中所定义的名字相对应。如图4。
图4 PLC通道属性设置
编辑完毕组态画面，在上位机上试验成功，便可以通过上位机的网线接口用一根网线和触摸屏上的网线借口相连接，并且在MCGS嵌入式组态软件菜单栏中“工具”\“下载配置”设置好IP地址，便可以下载到触摸屏中，如图8，然后，用PPI电缆连接触摸屏和PLC，母头连接触摸屏COM5口，***连接在PLC接口上，即可实现丢掉控制柜面板上的按钮控制，用触摸屏的软按钮控制，画面生动，清晰。
4 结束语
本文所述方案是对原来的继电接触式模拟控制系统进行 PLC与触摸屏改造而成，已在实验室控制柜予以实施。运行结果表明，该 PLC 控制系统无论是硬件还是软件，控制稳定可靠，且尽大限度降低了操作的危险性。
参考文献：
[1]、陈远龄.机床电气自动控制[M] 重庆大学出版社，19
[2]、吕景泉.可编程序控制器及其应用[M] 北京：机械工业出版社，2001
[3]、杨长能，张光毅.可编程序控制器基础及其应用[M] 重庆大学出版社，1992
[4]、MCGS嵌入式用户手册 北京昆仑通态自动化软件科技有限公司
[5]、廖常初，PLC编程及应用[M] 北京：机械工业出版社，2005，5
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很多人都懂车，谁知道汽车的历史
文献综述
近年来，随着建筑施工和开发规模的扩大，对工程机械需求量迅速增加，因而对其可靠性、维修性、安全性和燃油经济性也提出了更高的要求。随着微电子技术向工程机械的渗透，现代推土机日益向智能化和机电一体化方向发展。自20世纪90年代以来，国外工程机械进入了一个新的发展时期，在广泛应用新技术的同时，不断涌现出新结构和新产品。继完成提高整机可靠性任务之后，技术发展的重点在于增加产品的电子信息技术含量和智能化程度，努力完善产品的标准化、系列化和通用化，改善驾驶人员的工作条件，向节能、环保方向发展。
1新技术发展现状：
A.系列化、特大型化
系列化是工程机械发展的重要趋势。国外著名大公司逐步实现其产品系列化进程，形成了从微型到特大型不同规格的产品。与此同时，产品更新换代的周期明显缩短。所谓特大型工程机械，是指其装备的发动机额定功率超过746kW(1 000HP)。它们主要用于大型露天矿山或大型水电工程工地。产品特点是科技含量高，研制与生产周期较长，投资大，市场容量有限，市场竞争主要集中在少数几家公司。以装载机为例，目前仅有马拉松?勒图尔勒、卡特彼勒和小松一德雷塞这三家公司能够生产特大型装载机。
b.多用途、超小型化、微型化
为了全方位地满足不同用户的需求，国外工程机械在朝着系列化、特大型化方向发展的同时，已进入多用途、超小型化、微型化发展阶段。推动这一发展的因素首先源于液压技术的发展——通过对液压系统的合理设计，使得工作装置能够完成多种作业功能；其次，快速可更换连接装置的诞生——安装在工作装置上的液压快速可更换连接器，能在作业现场完成各种附属作业装置的快速装卸及液压软管的自动连接，使得更换附属作业装置的工作在司机室通过操纵手柄即可快速完成。一方面，工作机械通用性的提高，可使用户在不增加投资的前提下充分发挥设备本身的效能，能完成更多的工作；另一方面，为了尽可能地用机器作业替代人力劳动，提高生产效率，适应城市狭窄施工场所以及在货栈、码头、仓库、舱位、农舍、建筑物层内和地下工程作业环境的使用要求，小型及微型工程机械有了用武之地，并得到了较快的发展。为占领这一市场，各生产厂商都相继推出了多用途、小型和微型工程机械。如卡特彼勒公司生产的汀系列综合多用机、克拉克公司生产的“山猫”牌产品等。目前国际上推出微型工程机械的公司主要有：Komatsu、Case、Textron等公司。Caterpillar公司也成了国际微型工程机械的带头人，涉及的产品主要有：挖掘机、挖掘装载机、振动压路机、冲击锤、高空作业车等，其中最小的挖掘机斗宽为200mm，车宽小于1m。
c.多功能化
多功能化作业装置改变了单一作业功能，多种作业已从中、大型工程机械应用的局限中解脱出来，在小型和微型工程机械上也开始了应用。如Caterpillar公司在926G型轮式装载机基础上开发出的IT62G就具有快速连接装置，驾驶员可在驾驶室里完成更换不同作业装置的动作：如更换铲叉、抓斗、卸载斗、扫雷装置、路面清扫装置、破碎装置等。
d.微电子技术、信息技术的普及和应用
利用GPS(全球定位系统)、GIS和GSM技术，卡特彼勒将其雄伟命名为矿铲土运输技术系统(METS)。METS包括多种多样的技术产品，如无线电数据通信、机器监测、诊断、工作与业务管理软件和机器控制等装置。METS由以下3部分组成：1)计算机铲土运输系统(CAES)。包括机载计算、em级GPS微波定位和高速无线电通信3项技术。在运行中，机载系统通过无线电接收整个无线网络中的铲土运输数据、工程数据或现场规划数据。这些数据都显示在驾驶室内的一个屏幕上，司机在驾驶室内能直观地了解机器的作业位置，并准确地判断需要挖掘、回填或装载的土方量。2)关键信息管理系统(VIMS)。VIMS系统监测机器中极其关键的性能与作业参数，并且通过无线电将数据从该机器传送到业主办公室。业主可立即分析数据以便估量机器的当前状态，或加以收集和整理，以便显示机器的作业趋势。3)CAES office软件。这种软件与来自装有CAES的机器的数据相结合，产生一个集成的现时作业模型，使业主能在接近实时条件下对现场或远处监控各种作业。GPS导航系统与电子地图、无线电通信网络及计算机车辆管理信息系统相结合，可以实现车辆跟踪和交通管理等许多功能，这些功能包括：利用GPS和电子地图可以实时显示出车辆的实际位置，并任意放大、缩小、还原、换图；可以随目标移动，使目标始终保持在屏幕上；还可实现多窗口、多车辆、多屏幕同时跟踪。利用该功能可对重要车辆进行跟踪。完成施工工地信息的地貌高精度测量、多目标集数据的事后回放、显示记录的功能。
e.节能与环保
为提高产品的节能效果和满足日益苛刻的环保要求，国外工程机械公司主要从降低发动机排放、提高液压系统效率和减振、降噪等方面人手。目前，卡特彼勒公司生产功率为15~150kW的柴油发动机。其中6缸、7?2L、自重588kg、功率为131~205kW的3126B型环保指标最好，满足EPATierⅡ和EUStageⅡ排放标准。卡特彼勒3516B型发动机装有电子喷射装置及ADEM模块，可提高22％的喷射压力，便于燃油完全、高效燃烧，燃烧效率可提高5％，NOX下降40％，扭矩增加35％。个别厂家生产的工程机械产品，机外噪声已降至72dB(A)。绿色环保型工程机械理念已经显露。人机工程学、无污染绿色施工等成为人们的共识。
近几年来国外装载机的设计和制造进一步体现了以人为本的理念，要为司机提供一个更加舒适的环境，以达到他们称之为全自动化型的境地。根据人体工程学设计了座椅、操纵台、环保型的低噪声发动机，赏心悦目的流线型驾驶室。大中型装载机驾驶室普遍用翻车保护机构(ROPS)和落物撞击保护机构(FOPS)，室内安装空调装置；用防尘、减振和隔音材料；按人机工程学设计的司机座椅可全方位调节，有的已达轿车座椅的舒适程度，座椅右侧还设计有摆放饭盒、水瓶及其它物品的地方，司机台上安装AM／FM立体声盒式磁带收录机，为司机安全作业提供音频和信号。有的还安装网络电话等，极大地提高了作业的舒适性。
2工程机械新结构
工程机械不仅要有科学的合理的结构，满足实际需要，而且还要结合美学法则、形态法则和色彩配置等技法来展示工程机械造型的艺术性。工程机械利用材料、工艺等条件充分体现出产品外观的形体美、线型美、色彩美和面饰美等。
以下以轮式装载机(以下简称“装载机”)为例，就其新技术和新结构，作简单介绍。
a.连杆机构
以装载机为例，工作装置已不再用单一的“Z型”连杆机构，在相继出现了八杆平行结构和TP连杆机构之后，卡特彼勒公司于1996年首次在矿用大型装载机上用了单动臂铸钢结构的特殊工作装置，即所谓的“VersaLink机构”。这种机构替代综合多用机上的八杆平行举升机构和传统的“Z型”连杆机构，可承受极大的扭矩载荷和具有卓越的可靠性(耐用性)，驾驶室前端视野开阔。O&K公司研制的创新LEAR连杆机构，专为小型装载机而设计。Schaeff公司于2000年3月在Intermat展览会上展出的高卸位式SKL873型轮式装载机的可折叠式创新连杆机构工作装置，进一步增加了轮式装载机的工作装置的种类。
b.行驶平稳性控制系统
德国汉诺马格公司的大中型装载机上安装有负荷自动稳定系统(ALS)，在动臂举升液压缸液压回路中增加一个蓄能器，一对钢膜氮气蓄能器，安装在前车架中，与工作装置液压系统连通。当作业或低速行驶时，系统自动断开； 当车速超过4?8km／h时，由电子速度开关控制的电磁阀自动开启，蓄能器吸收工作装置液压系统的振动与冲击载荷，提高了操作的稳定性、安全性和舒适性。日本小松公司WA500-3上配用的类似系统称为电控悬挂系统(ECSS)，由主监控器、ECSS开关、高低压储能器及压力速度传感器组成，可根据装载机的行驶情况发出控制信号，消除因高速行驶而引起车体的摆动；可提供工作装置上下移动的伸缩性，防止铲斗中物料颠出，使物料保持性好；还可使类似纵向及垂直方向的低频振动降低40％~50％。
c.附着力控制系统
在每个车轮上安装一个速度传感器，自动将所需的制动力施加到车轮上，并将扭矩传给与之紧密相连的车轮，便于装载机直线行驶及转向。
d.动力电子控制管理系统
根据传动装置及液压系统的工作状态，自动调节发动机输出功率，以满足不同作业工况的需要，提高燃料的经济性。
e.发动机自动控制系统
当装载机处于非作业工况时，自动降低发动机转速，减少燃料消耗及发动机噪声。例如，卡特彼勒公司994D装载机用的新一代Cat3516柴油发动机就安装有HEUI(电液控制的燃油喷射)装置以及ADEM(先进的柴油机管理)系统，可根据外载荷的大小有效地控制发动机的功率与转速，从而降低燃油消耗及尾气排放，减少噪声。马拉松雷图尔诺公司的L系列大型装载机则用电脑控制的柴油机一电动轮驱动系统，4个驱动轮同时又充当制动器，其输出功率可反馈到交流电机和柴油机，使转速增加，从而提高工作总效率，使牵引效率高达77％(普通装载机为60％左右)，此电脑控制系统能监控装载机的整个作业过程，在最大车速范围内尽量提高发动机的输出功率。
f.转向变速集成控制系统
取消传统的方向盘和变速杆，将转向与变速操纵装置集成为一个操纵手柄，并用简单的触发式方向控制开关和选挡用的分装式加速按钮。利用肘节式自然动作左右扳动操纵杆，实现转向；利用大拇指选择按钮，实现前进与后退、加速与减速行驶。
g.负载感应变速系统
根据负载状态，自动调节车速及发动机飞轮扭矩，实现高速、小扭矩或低速、大扭矩的动力输出。
h.司机操作系统
近年来，国外装载机公司已经或者正在研制一些能够帮助司机更有效地进行操作的操作系统，用计算机编制作业循环就是其中的一种。轮式装载机上安装的电子计算机可编制作业循环程序，使铲装作业自动化或部分自动化。例如从一个碎石料堆向卡车铲装碎石作业的一个循环为：放下动臂—驶向料堆—铲人料堆—提升动臂并收斗—转向后驶向卡车—卸料，司机将此循环全部或部分编程后装载机的作业即可全部或部分自动化，从而大大减少司机的操作。
3发展趋势
广泛应用微电子技术与信息技术，完善计算机驾驶系统、信息管理系统及故障诊断系统；用单一吸声材料、噪声抑制方法等消除或降低机器噪声；通过不断改进电喷装置，进一步降低柴油发动机的尾气排放量；研制无污染、经济型、环保型的动力装置；提高液压元件、传感元件和控制元件的可靠性与灵敏性，提高整机的机—电—信—体化水平；在控制系统方面，将广泛用电子监控和自动报警系统、自动换挡变速装置；用于物料精确挖(铲)、装、载、运作业的工程机械将安装GPS定位与重量自动称量装置；开发特种用途的“机器人式”工程机械等；转向变速集成控制系统和命令控制系统，总线技术；计算机控制的发动机管理系统，计算机管理及故障诊断、监控系统，电子自动换挡变速控制系统，转向变速集成控制系统和命令控制系统。
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1766年英国发明家瓦特(1736--1819)改进了蒸汽机，拉开了第一次工业革命的序幕。
1769年法国陆军工程师古诺(1725--1804)制造出第一辆蒸汽机驱动的汽车。
由于试车时转向系统失灵，撞到般圣奴兵工厂的墙壁上粉身碎骨，这是世界上第一起机动车事故。
1771年古诺改进了蒸汽汽车，时速可达9.5千米，牵引4-5吨的货物。
1794年英国人斯垂特首次提出把燃料和空气混合制成混合气体以供燃烧的构想。
1796年意大利科学家沃尔兹发明了世界上第一台蓄电池，这项发明为汽车的诞生和发展带来了历史性的转折。
1801年法国人勒本提出煤气机原理。
1803年法国工程师特利维柯(1771-1833)用新型高压蒸汽机，可乘坐8人，在行驶中平均时速13km，从此，用蒸汽机驱动的汽车开始在实际中应用。
1827年英国嘉内公爵(1793--1873)制造的蒸汽汽车成为世界上第一辆正式运营的蒸汽公共汽车。可载客18人，平均时速19km。
1838年英国发明家亨纳特发明了世界第一台内燃机点火装置，该项发明被世人称之为“世界汽车发展史上的一场革命”。
1842年美国人古德发明了硬橡胶轮胎，该轮胎是实心的，行驶中颠簸很厉害。
1858年法国工程师洛纳因发明了世界上第一只用陶瓷绝缘制成的电点火火花塞。
1859年法国著名物理学家发明了铅酸蓄电池，为汽车的用电创造了条件，被称之为“意义深远的发明”。
1860年法国电器工程师莱诺制成了第一部用电火花点燃煤气的煤气机。
1862年法国电器工程师莱诺研制出二冲程内燃机。其他人开始研究四冲程发动机。
1867年德国工程师奥托(1832--1891)研制成功世界上第一台往复活塞式四冲程煤气发动机。
1876年奥托制成了单缸卧式、压缩比为2.5的3千瓦煤气机。
1886年①1月29日，德国曼海姆专利局批准卡尔·本茨为其在1885年研制成功的三轮汽车申请的专利，这一天被大多数人称为现代汽车诞生日。②德国人哥德利普·戴姆勒制成世界上第一辆四轮汽车。③奥托宣布放弃自己所获得的四冲程发动机专利，任何人都可根据需要随意制作。
1887年①卡尔·本茨将他的第一辆汽车卖给了法国人埃米尔·罗杰斯，这是世界上第一辆现代汽车的销售。②卡尔·本茨成立了世界上第一家汽车制造公司－－奔驰汽车公司。
1888年①法国标致公司成立②英国人邓禄普发明充气轮胎。
1889年①戴姆勒在他的汽车上用装有滑动小齿轮的4速齿轮传动装置。②6月9日，戴姆勒的V型发动机在德国获得专利，后来卡尔·奔驰在自己的汽车上用了这种类型的发动机，并付给戴姆勒3.7万马克专利费。③法国人标致研制成功齿轮变速器和差速装置。
1890年①戴姆勒成立公司。②美国人奥兹成立汽油发动机生产厂。
1891年①美国芝加哥研制出第一辆电动汽车。②法国人潘赫德和莱瓦索尔用发动机前置、后轮驱动的结构型式，并设计了专用底盘。这一结构奠定了汽车传动的基本型式，在相当长的时间内被全世界广泛仿效。
1892年美国人杜里埃发明喉管型喷雾化油器。
1893年①德国人狄塞尔在其论文《转动式热机原理和结构》中，首次论述了柴油发动机原理。②法国巴黎开始实行车辆登记、使用车牌并发放驾驶证。③杜里埃研制出美国历史上的第一辆汽油发动机汽车。
1894年①狄塞尔展出他的第一台商品型柴油发动机。②法国人米其林兄弟发明充气式橡胶轮胎。③奔驰公司生产了135辆维多利亚牌汽车，并用了米其林发明的可拆卸式充气轮胎。
1895年①世界上第一本汽车杂志《时代》在美国出版发行。②法国人莱瓦索尔研制出用手操纵的齿轮变速传动装置。③美国首次举行汽车比赛，获得冠军者用9小时跑完50英里（80.45千米）的路程。
1896年①亨利·福特研制成功2缸4轮汽车。②美国出版物中首次使用“汽车”（Automobile）单词。③美国人将油灯用于汽车照明。④英国人首次使用石棉制动片。⑤德国首次使用汽车计程表。⑥伦敦首次举办国际汽车博览会，展出了小轿车、客货两用车和电动汽车。⑦标致公司成立。⑧德国人杜茨成为经营出租汽车的鼻祖。⑨日本进口首辆汽车。
18年①奥兹在美国密执安州的兰辛市创办了“奥兹汽车厂”。②美国举办首次汽车刊物展览（5月13日）。③英国兰切斯特牌汽车用了高压润滑系统，发明人由此而获得专利。④美国首次实行汽车保险，鲁密斯对其生产的单缸汽车按0.75％的费率进行了财产保险。⑤英国成立了世界上最早的汽车协会—— 汽车俱乐部，即现在的R.A.C前身。⑥狄塞尔制成压缩点火式1.1千瓦柴油发动机，热效率高达26％。令世界为之震惊。⑦英国人乔治·史密斯成为第一个酒后开车被判有罪的人。
1898年①美国人富兰克林研制出顶置气门4缸风冷式发动机。②第一辆公共汽车问世。③转子发动机问世。④法国人雷诺将万向节首先用于汽车传动，并发明伞齿轮式主减速器传动装置，取代了链条传动。⑤雷诺公司成立。⑥英国人制成柴油发动机汽车。
1899年①第一辆菲亚特汽车问世。②带有整体水箱的的蜂窝式散热器、分档变速器和脚踏式加速器首先由戴姆勒应用。③纽约成立全美第一家汽车修理厂。④德国人西韦尔成为第一位死于的汽车司机。
1900年①美国奥兹牌汽车投产。②威廉·麦金莱（18－1901年间任美国第25届总统）成为第一个乘坐汽车的。③德国制造出第一辆装甲车。④全金属车身问世。⑤德国人保时捷研制出带曲面挡风板的汽车。⑥奔驰公司以钢材代替木材制作车架。⑦倾斜式圆形方向盘首次在德国使用。⑧纽约颁发第一份汽车驾驶执照，称“工程师证书”。
1901年①位于底特律的奥兹汽车厂发生火灾，恢复生产后用由各分散车间转包零件加工和装配的生产组织方式。后来这些车间相继独立，使底特律发展成为了汽车城。②纽约开始发放汽车牌照（带号码的铝制圆盘）。③德国波许公司发明高压磁电机点火装置。④奥兹莫比尔汽车首先使用转速表。⑤低压磁电机点火系统被戴姆勒公司用。⑥中国进口第一辆汽车。
1902年①卡迪拉克汽车公司成立。②盘式制动器专利被英国人获得。③鼓式制动器专利由法国人雷诺获得。④后桥独立式悬架被法国人装于赛车。⑤摩擦式减震器在英国使用。⑥用两个前轮的转动代替轴的转动的艾利奥特转向原理开始应用。⑦美国汽车协会在芝加哥成立。
1903年①福特汽车公司成立。②法国研制出第一台V型发动机。③伦敦出现出租汽车。④美国古德伊尔轮胎公司获无内胎轮胎专利。⑤英国生产全钢车身的轿车。⑥“交通安全之父”伊诺出版《驾车的规则》一书。⑦美国波士顿警察最先购买汽车执行警务。
1904年①气压制动系统开始用。②卡迪拉克汽车装用防盗点火系统。③美国研制出防刺漏式轮胎。④英国希思发明液压制动系统。
1905年①法国研制出封闭式驱动桥。②法国研制出轮胎压力计。③美国汽车工程师协会（SAE）成立。
1906年①带弹簧的保险杠问世。②前轮制动器在德国问世。③别克公司将蓄电池作为轿车的标准配备。④法国勒芒举办首次汽车大奖赛。⑤扭力杆式减震器问世。
1907年①劳斯莱斯公司开始生产“幻影”牌旅行车。②美国汽车制造商协会公布汽车功率计算公式，该公式后来被一些国家作为汽车征税的依据。③法国用乙炔车灯。④日本制造出第一辆汽油发动机汽车。
1908年①卡迪拉克公司因生产可互换零件的汽车而获得英国汽车俱乐部颁发的杜瓦奖。②福特“T”型车问世，福特流水式生产线建成，开始了崭新的汽车生产方式。③杜兰特创办通用汽车公司。④轮胎刻纹机在美国问世。⑤电喇叭被美国人在汽车上应用。
1909年①美国印第纳州建成第一条高速赛车道，这是印地赛车的起源。②卡迪拉克公司并于通用。
1910年美国出现消防车。
1911年①美国底特律市的公路上首次标出中心线。②美国举行500英里汽车赛，获胜者的汽车上首次安装了后视镜。③德车卡门提出流线型概念。④法国人标致设计出4轮制动器。⑤电灯被美国人用于汽车照明。⑥汽车股票在纽约上市。
1912年①自动起动器在卡迪拉克汽车上被首次装用。②双凸轮顶置式发动机在瑞士问世。③别克V12型发动机用了铝制活塞。④轮胎材料中加炭黑可以提高耐磨性的实验获得成功。
1913年①四门桥车问世。②曲面风挡玻璃问世。③汽车前大灯被置于挡泥板上。④汽车销售首次用分期付款。⑤第一个加油站建成。
1914年①全钢车身的道奇牌客车问世。②底特律出现第一个管理交通的停止信号灯。③云母质绝缘体的火花塞在英国问世。④英国生产双层客车。
1915年①可拆卸式轮辋代替了嵌入式轮辋。②箱型车身的“T”型车问世。
1916年①倾斜式挡风玻璃流行，手动刮水器被装于汽车。②美国人开始使用停车灯。③英国最后一批“皮尔逊－考克斯”牌蒸汽汽车停产。
1917年林肯汽车公司成立。
1918年①美国登记客车数超过500万辆。②美国人麦克姆·罗西德制成四轮液压制动器并获专利。③雪佛兰与通用公司合并。④英籍德国人阿克曼申请平行连杆式转向机构专利，后来法国人琼特将其改为梯形连杆式。
1919年①福特公司客车产量达75万辆，超过美国客车产量的1/3。②高效制动器装车使用。
1920年①日本成立东洋汽车工业公司。②美国修筑了全长为191千米的高速公路。③雪铁龙和蓝旗公司开始用钢板冲压盘式车轮。④通用公司在车内安装顶灯。⑤林肯牌汽车问世。
1921年①林肯汽车将转向信号装置列为标准配备。②福特汽车产量占美国总产量的55.45%。③镀镍技术被应用于散热器和车灯。④四乙基铅在汽油中具有抗爆作用被发现。⑤底特律设计出同步交通信号灯和高出地面的安全平台。⑥第一家汽车饭店开张。⑦可调式汽车座椅问世。
1922年①空气滤清器、油量指示器被应用于汽车。②蓝旗汽车用了V6型发动机和四轮独立悬挂装置。③橡胶悬挂装置在美国问世。④专门研究交通工程、车辆管理等问题的“伊诺交通基金会”成立。
1923年①戴姆勒公司发明自动喷漆装置。②奔驰公司生产出第一辆柴油载货车。③福特公司年产汽车200万辆。④菲亚特公司推出调式方向盘。⑤法国勒芒首次举行24小时汽车车赛。
1924年①杜邦公司推出新型快干漆。②美国每7人拥有一辆汽车。③富兰克林研制出离合器中的减震装置。④莫来石瓷质绝缘体的火花塞在美国问世。⑤波许公司开始生产电动刮水器。⑥第一条收费公路在意大利通车。⑦双丝式前大灯问世。
1925年①奥兹莫比尔5座汽车问世。②本年度供给用户的汽车附属装置有：千斤顶、停车信号灯、水箱锁盖、行李架、反光镜、烟灰盒、点烟器和温度计等。③克莱斯勒公司成立。
1926年①奔驰与戴姆勒公司合并，开始生产梅谢苔丝——奔驰牌汽车。②美国研制出汽油辛烷值测定表，使汽油的抗爆性有了衡量标准。③驱动桥高度降低及双曲线齿轮的用使汽车重心得以降低。④通用公司将汽车大灯变光开关由方向盘移到了地板上，改用脚操纵。⑤通用公司成立车身外形画室。⑥卡迪拉克公司使用防碎玻璃。
1927年①真空自动增压器问世。②通过用在钢制部件中充填毛织物和射流消声的方法使汽车得以消音。③第27届国际汽车博览会展出的汽车表明了轿车发展的趋势：空气滤清器、汽油滤清器、机油滤清器、曲轴箱换气装置和后视镜被纷纷用。④“T”型车停产，累计生产15007033辆，它为美国汽车的普及做出了杰出的贡献。⑤液力制动器问世。
1928年①福特“A”型车取代了风靡全球的“T”型车。②通用公司推出带有各种豪华饰物的雪佛兰6缸发动机汽车，得到用户好评。③同步变速器用于卡迪拉克汽车。④“宝马”牌汽车问世。
1929年①亨利·福特汽车博物馆对外开放。②汽车尾灯开始安装。③美国将收音机作为汽车的选用品。④“汽车之父”卡尔·奔驰去世。
1930年①超低压轮胎问世，提高了汽车在松软路面行驶的性能。②镀锡活塞问世。③戴姆勒公司将液力耦合器用于汽车，改变了传统的机械传动方式。
1931年①用独立悬架的汽车问世。②通用公司确立第一大汽车生产公司地位。③离心式、真空式点火提前角自动调节装置由克莱斯勒公司研制成功。1932年圆环形挡泥板被用。
1933年①丰田自动织布机厂成立汽车部，该部后来独立为丰田汽车公司。②日产汽车公司的前身塞米股份有限公司成立。③非贯通式汽车通风系统研制成功。④汽车停放收费计数器问世。
1934年①克莱斯勒“气流”牌客车问世，该车率先用了流线型车身，属于甲壳虫车身的一类。②雪铁龙前轮驱动汽车问世。③半自动变速器问世。
1935年①全球汽车保有量达3500万辆。②手动按扭式齿轮变速器问世。③德国西门子公司开始生产氧化铝瓷质绝缘体火花塞。④美洲虎高级轿车问世。
1936年①由刚制扭力杆和双管路紧急制动系统组成的新型安全装置问世。②日本三菱公司开始生产汽车。③最先装用柴油发动机的奔驰260D型小汽车问世。
1937年①丰田汽车公司在立。②五十铃汽车公司成立。③“普利茅茨”牌汽车开始用安全玻璃。④福特推出V8型汽车。⑤大众公司成立，甲虫型汽车问世。
1938年①空调装置被美国人用于汽车。②人们对汽车升力现象开始注意。
1939年①美国汽车产量达到750万辆。②奥兹莫比尔汽车用了液压－机械联合传动系统。
1940年①克莱斯勒公司研制出安全轮辋，它可保证轮胎被刺穿后不脱离轮辋。②封闭式汽车前大灯问世。
1941年①四速半自动变速器及液压联轴器由克莱斯勒公司研制成功。②四轮吉普车在美国问世。
1942年①因“二战”需要，美国军车产量超过民用车。②水陆两用坦克问世。
1943年通用公司大量生产航空发动机。
1944年①通用公司生产水陆两用汽车。②美国向前苏联提供34.5万辆汽车，以支援其抗击德国***。
1945年通用公司工人大***。
1946年①后置发动机客车问世。②全钢客货两用车问世。③米西林公司研制出子午线轮胎。④轿车首次装用无线电话。
1947年①“汽车大王”亨利·福特去世。②日本生产战后第一批“达特桑”牌汽车。③法拉利牌汽车问世。
1948年①本田公司成立。②曲面挡风玻璃问世。③无内胎式轮胎问世。④奔驰轿车首次装用电动车窗。
1949年①克莱斯勒汽车用点火钥匙起动。②福特公司推出V8船型轿车。
1950年①英国人获蝶式制动器专利。②英国陆虎公司推出世界上第一台用燃气涡轮发动机的汽车。③本年度汽车产量为1057万辆，首次超过1000万辆。④第一台直喷式柴油机问世。⑤国际汽车联合会成立，规范的汽车比赛自此开始。
1951年克莱斯勒公司推出具有半球形燃烧室的V8S发动机。
1952年①美国通用公司推出“别克”牌小轿车，该车成为鱼型车身的代表。②转向助力器装车使用。③美国人开始用座椅安全带。
1953年①玻璃纤维薄板加钢筋构成的车身问世。②福特公司第4000万辆汽车下线。③美国人戴纳·富勒创造了264千米／小时的地面行驶记录，该记录一直保持了18年。④通用公司累计生产5000多万辆汽车。⑤美洲虎汽车装用蝶式制动器。⑥晶体管被应用于汽车点火系。
1954年①三角转子式发动机问世。②燃油喷射式发动机问世。
1955年①福特“雷鸟”牌两座位汽车问世，这是最能代表美国个人用车的第一种车型。②福特公司创造了日产汽车10877辆的世界记录。③丰田公司推出“”牌汽车。④电控门锁问世。
1956年①中国第一汽车制造厂成立，“解放”牌汽车问世。②四大灯照明系统被用。
1957年①林肯－大陆汽车用组合车身。②带冷却片的制动毂问世。
1958年①日本富士公司研制出“速波360”型汽车。②无级变速器问世。③日本公司首次向美国出口汽车。
1959年①英国推出的“迷你”牌小型汽车，该车用前轮驱动和横置式发动机。②丰田公司在美国设厂，就地生产，就地销售。③奔驰公司首次进行汽车碰撞和翻滚试验。④控制污染的曲轴箱通气阀研制成功。
1960年①卡迪拉克推出“一次性底盘润滑油”。②“雷鸟”牌轿车用外摆式转向轮。③克莱斯勒公司制成实用型汽车交流发电机。
1961年①奔驰汽车用了带前后司服——助推装置的盘式制动器。②合成橡胶轮胎问世，其寿命比普通橡胶轮胎提高一倍以上。
1962年①聚酯树酯轮胎线研制成功。②丰田公司推广“看板”作业方式，后被世界各国企业界所仿效。③法国研制出碘钨汽车前灯。
1963年①内部带有备胎的轮胎问世，该轮胎能在外胎爆裂以后，利用备胎继续行驶160千米以上。②全球汽车年产量超过2000万辆，达到2038万辆。③本田汽车问世。④楔型汽车问世。
1964年①旁蒂克“强力”牌轿车开创了用涡轮发动机的新时代。②福特公司用计算机设计新车型。③自动变速箱上的选择按扭按照“倒车－空档－驱动－低速－高速”的顺序实现了标准化。④福特公司开始用电控喷漆新工艺。⑤半球形燃烧室问世。
1965年①美国颁布《机动车辆安全法规》、《净化空气法案》。②美国汽车厂商仍傲视群雄，美、日、德三国汽车年产量分别为1112万辆、187万辆、298万辆。
1966年①美国用可折叠式方向盘。②英国人设计出车内空气排出系统，该方式后来被普遍用。
1967年①通用公司推出使点火钥匙与报警器相配合的防盗装置。②隐蔽式挡风玻璃刮水器开始流行。③通用公司累计生产了1亿辆汽车。④韩国成立现代汽车公司。
1968年①废气排出控制系统成为各种汽车上的标准设备。②美国累计生产了2.5亿辆汽车。③丰田公司年产量达到100万辆。
1969年奥迪轿车获瓦尔德汽车外形奖。
10年①奔驰公司研制出模拟防抱死制动系统。②丰田公司建成多用汽车风洞。③艾柯卡出任福特公司总经理。④日本成为世界第二大汽车生产国。
11年①德国保时捷公司生产的“月球漫游者”被美国“阿波罗1号”宇宙飞船送往月球执行任务，创造了汽车在外星行驶的奇迹。②雪佛兰公司推出全铝发动机。③日本本田公司研制出复合涡流控制燃烧式发动机（CVCC），该机装有催化式排气净化器，其排气净化水平达到美国15年开始实施的《净化空气法案》标准。④世界汽车年产量突破3000万辆大关，达到3343万辆。⑤奥迪公司被大众公司兼并。
12年①甲壳虫汽车累计产量超过1500多万辆，打破了福特“T”型车所保持的单一型累计产量最高的世界记录。②韩国成立大宇公司。
13年①美国规定：所有在美销售的新型客车都必须安装前后保险杠，并能经受得住9千米／小时的碰撞。②石油危机爆发，燃油价格大幅度上涨。③克莱斯勒公司制成电子点火器。④丰田公司的“精益生产方式”在全日本推广，继而引起全世界注意。
14年①美国规定新型客车都必须装备座椅安全带和点火装置联锁系统。②大众公司本部停产甲壳虫。
15年①美国开始实施10年修订的《净化空气法案》，对汽车的废气排放进行极其严格的控制。②美国汽车开始用电控燃油喷射系统。③依维柯公司成立。
16年①奔驰公司改建成全尺寸现代化汽车风洞，气流速度高达270千米／小时。②标致公司与雪铁龙公司合并。③本田“雅阁”牌轿车问世。
17年①第一次国际电动汽车会议在美国举行，公上展出了100多辆电动汽车。②世界汽车年产量突破4000万辆，达到4095万辆。
18年①日本研制出复合燃料的汽车，即内燃机－电动汽车。②首次汽车足球赛在德国斯图加特市举办。
19年①艾柯卡被福特公司解职，后出任克莱斯勒公司总经理、总裁。②雪佛兰公司第一亿辆汽车下线。③巴西生产出以酒精为燃料的汽车。④高尔夫车被推向市场。
1980年①日本汽车年产量（1104万辆）首次超过美国（801万辆），成为世界头号汽车生产王国。②西班牙试制出太阳能汽车。
1981年①前轮驱动型汽车开始在美国流行。②日本研制出可原地转向的汽车。③福特公司研制出以甲烷为燃料的汽车，每升甲烷可行驶11.5千米。④第2000万辆甲虫型汽车下线。
1982年①福特公司的双涡轮V8型高速发动机获得普利克斯大奖。②美国汽车年产量降低到1958年以来的最低点－510万辆。③汽车的空气动力学性能已成为汽车的重要设计指标。④批量生产的轿车风阻系数首次达到0.3（奥迪100型）。
1983年①福特公司推出符合空气动力学概念的新型“雷鸟”牌轿车。②涡轮增压发动机技术被广泛使用。③铜芯火花塞问世。
年①林肯公司的“大陆”和“马克Ⅱ”型轿车用了可调整的空气悬架系统，成为美国市场上的一流轿车。②克莱斯勒公司与中国北京合资生产切诺基牌吉普车。③美国研制出全塑料发动机，自重84千克。④通用、丰田公司合营的“新联合汽车公司”投产。⑤美国纽约规定：十人以下乘用车的司机、前排乘客和儿童必须使用安全带。
1985年①日本向美国出口的汽车达到300万辆，为日后两国间的汽车贸易摩擦埋下了导火索。②美国出产的豪华型轿车普遍用了防抱死制动系统。③6 月25－29日，世界第一届太阳能汽车竞赛在瑞士举行，有68辆汽车参赛，获得第一名的奔驰牌汽车时速达71千米。④日本日产公司和马自达公司开发出后轮转向汽车。⑤丰田公司试制出一种车身、底盘和轴距都可伸长、缩短的小客车。⑥通用公司累计生产汽车2.53亿辆。⑦中德合营的“上海大众汽车有限公司”成立。
1986年①通用公司收购莲花公司。②丰田公司累计生产5000万辆汽车。
1987年①福特公司投资350万英镑建立汽车驾驶性能检测室。②克莱斯勒公司向中国“一汽”供应发动机技术与设备。③克莱斯勒公司收购美国汽车公司。
1988年①中国“一汽”引进奥迪公司在南非厂的“奥迪100”车身旧模具生产线。②高尔夫车累计产量达到1000万辆。③法拉利去世。
1989年本田可变气门控制系统问世。
1990年①本田导航系统问世。②无人驾驶汽车问世，激光、超声波、电视摄像机取代了人眼。
进入21世纪以后，中国的汽车品质也有了很大的提高，高性能自主知识产权汽车不断问世，标志着中国汽车制造业正在大跨步前进。
浅谈“链和链系”的关联及应用
上海通用系列制动系统诊断及维修
摘要
本文首先对上海通用汽车制动系故障的现象、故障原因、故障诊断、故障排查、系统维修进行了介绍；并介绍通用系列的汽车制动系统——ABS，包括ABS的组成、系统维护、故障码的读取与诊断及系统维修；然后通过简要介绍ABS系统诊断的案例，引出制动系故障的诊断与检修的重要性。
关键词：通用汽车制动系统 ABS 故障诊断 故障排查 故障检修
Shanghai GM Series brake system diagnostic and maintenance
Summary
Firstly, the Shanghai General Motors brake system faults, fault reason, fault diagnosis, troubleshooting, system maintenance was introduced; and introduced universal series of automotive brake systems - ABS, including the ABS composition, system maintenance, faultCode read with diagnosis and maintenance; then outlined the case of ABS system diagnostics, system failure leads to brake the importance of diagnosis and repair.
Key words: General Motors ABS braking system fault diagnosis troubleshoot troubleshooting
目 录
摘要……………………………………………………………………………I
ABSTRACT…………………………………………………………………II
第一章 汽车制动系统的概述 …………………………………………1
1.1制动系统的概念 ……………………………………………………1
1.1.1制动系统的概念………………………………………………1
1.1.2制动系统的功用 ……………………………………………1
1.1.3制动系统的组成………………………………………………1
第二章 上海通用制动系统的故障诊断………………………………1
2.1制动系统的测试 ……………………………………………………1
2.1.1制动系统的测试………………………………………………1
2.1.2制动液的检查…………………………………………………2
2.1.3制动器软管检查………………………………………………2
2.1.4警告灯的操作…………………………………………………2
2.1.5上海通用别克制动系的常见故障与维修……………………3
第三章 上海通用制动系统ABS故障诊断与检修…………………3
3.1制动防抱死系统的结构组成及工作原理 …………………………3
3.1.1制动防抱死系统概念…………………………………………3
3.1.2制动防抱死系统组成…………………………………………3
3.1.3 ABS系统各组成部件的功能…………………………………3
3.2制动系统ABS故障诊断与检修实例分析 …………………………4
结语 …………………………………………………………………………7
参考文献 ……………………………………………………………………8
致谢……………………………………………………………………………9
第一章 汽车制动系统的概述
1.1制动系统的概念
1.1.1制动系统的概念
制动系统是汽车上用以使外界(主要是路面)在汽车某些部分(主要是车轮)施加一定的力，从而对其进行一定程度的强制制动的一系列专门装置。
1.1.2制动系统的功用
制动系统作用是：使行驶中的汽车按照驾驶员的要求进行强制减速甚至停车；使已停驶的汽车在各种道路条件下(包括在坡道上)稳定驻车；使下坡行驶的汽车速度保持稳定。
对汽车起制动作用的只能是作用在汽车上且方向与汽车行驶方向相反的外力，而这些外力的大小都是随机的、不可控制的，因此汽车上必须装设一系列专门装置以实现上述功能。
1.1.3制动系统的组成
包括施加系统、制动灯系统、液压系统、车轮制动系。 施加系统主要由制动踏板、制动连杆、制动助力器组成。 制动灯系统主要由制动开关、电线、制动灯组成。 液压系统主要由制动总泵、液压阀、组合阀、比例阀、计量阀组成。 车轮制动器主要由旋转部分、固定部分和调整机构组成，旋转部分是制动鼓；固定部分包括制动蹄和制动底板；调整机构由偏心支承销和调整凸轮组成用于调整蹄鼓间隙。第二章 上海通用制动系统的故障诊断
2.1制动系统的测试
2.1.1制动系统的测试
必须在干燥、清洁和平整的道路上测试制动器。如果道路湿滑或不清洁，则各个轮胎的附着性能不同，故测试的制动性能不真实。中央凸起的路面也对测试不利，由于重力分布不均匀，车轮有弹跳倾向。
在不同车速、轻踩和重踩踏板等条件下测试制动器；但觉不能抱死制动器，使轮胎在路面上滑移。抱死制动器和轮胎在路面上滑移并不表明制动效率高，重踩制动踏板，但保持车轮转动，比将制动器抱死的停车距离短。重踩制动踏板，但保持车轮转动时的轮胎与路面摩擦力比轮胎滑移大。由于重踩制动踏板减速高，故感觉车辆减速快。影响制动性能的外部条件有：1）与路面接触面积和附着力不同的轮胎，将导致制动不均匀。轮胎气压必须相同，左右胎纹深度比须差不多。2）车辆负载不均匀也影响制动性能，重载车轮比其它车轮需要的制动力大。3）车轮错位，特别是在外倾和主倾后倾过大时，会导致制动跑偏。
2.1.2制动液的检查
要想检查制动液是否泄漏，是发动机怠速运行，将变速杆挂在空挡，然后用恒定的脚力踩住踏板。如果在恒定脚劲作用下踏板逐渐下降，则表明液压系统可能泄露。通过肉眼检查，确认可疑的泄露部位。
检查总泵液面。虽然衬片正常磨损液会导致储液罐液面轻微下降，但如果液面过低，则表明系统泄露。液压系统的内部泄露或外部泄露。按如下程序检查总泵。此外，轻微系统泄露也能通过这项测试。如果液面正常，检查真空助力器推杆长度。如果发现推杆长度不正确，则调整更换推杆。按如下程序检查总泵:1)检查总泵铸造壳体是否开裂或总泵周围是否泄漏制动液。只要有一点制动液就表明泄露，潮湿属于正常。2）检查踏板连杆是否卡滞，推杆长度是否不正常。如果这两个零件正常，则拆卸总泵并检查主油缸或活塞密封是否延长或膨胀。如果密封膨胀，则怀疑制动液不合格或污染。若发现制动液污染，必须拆卸所有零件并清洗，更换所有橡胶件。所有管件也必须清洗。
2.1.3制动器软管检查
液压制动软管每年至少应检查两次。应检查制动器软管外罩是否出现道路损坏、开裂、磨损，是否泄漏或隆起。检查软管敷设和安装是否正常。与悬架部件摩擦的制动器软管很快就会磨损并最终失效。检查时需要一支手电筒和一个镜片。如果在制动器软管上观察到上述任何情况，必须是可调整或更换软管。
2.1.4警告灯的操作
制动系统用仪表板组合仪表中的一个“制动”警告灯。当点火开关处于“起动（START）”位置时，“制动（BRAKE）”警告灯应启亮，当点火开关回到“运行（RUN）”位置时熄灭。如下状况将点亮“制动”灯：1）拉紧驻车制动器时。只要拉紧驻车制动器且点火开关处于接通位置，警告灯就会启亮。2）制动液液面过低时。总泵制动液面过低会启亮“制动”灯。3)EBD系统功能失效时。当EBD系统功能失效时，制动灯启亮。
2.1.5上海通用别克制动系的常见故障与维修
1）故障现象：踩刹车踏板，踏板不升高，无阻力；判断原因：检查制动液是否缺失；制动分泵、管路及接头处是否漏油；总泵、分泵零部件是否损坏。2）故障现象：刹车踏板踩到底，制动效果不好；连续刹车，效果无改善，且踏板逐渐升高；判断原因：制动系统内混有气体。3）故障现象：连续踩刹车，踏板回位升高，制动效果有改善；判断原因：摩擦片与制动鼓间隙过大。4）故障现象：连续踩刹车，踏板位置升高，并有下沉感；判断原因：漏油。5）故障现象：踏板位置很低；再踏，位置不能升高，感觉发硬；判断原因：总泵堵塞。
第三章 上海通用制动系统ABS故障诊断与检修
3.1制动防抱死系统的结构组成及工作原理
3.1.1制动防抱死系统概念
ABS（Anti-locked Braking System）防抱死制动系统，它是一种具有防滑、防锁死等优点的汽车安全控制系统，现代汽车上大量安装防抱死制动系统，ABS既有普通制动系统的制动功能，又能防止车轮锁死，使汽车在制动状态下仍能转向，保证汽车的制动方向稳定性，防止产生侧滑和跑偏，是目前汽车上最先进、制动效果最佳的制动装置。
3.1.2制动防抱死系统组成
ABS系统主要由传感器、电子控制装置和执行器三个部分组成。
3.1.3ABS系统各组成部件的功能
车速传感器 ：检测车速，给ECU提供车速信号，用于滑移率控制方式 。
轮速传感器 ：检测车轮速度，给ECU提供轮速信号，各种控制方式均用。
减速传感器 ：检测制动时汽车的减速度，识别是否是冰雪等易滑路面，只用于四轮驱动控制系统。
制动压力调节器 ：接受ECU的指令，通过电磁阀的动作实现制动系统压力的增加、保持和降低。
液压泵 ：受ECU控制，在可变容积式制动压力调节器的控制油路中建立控制油压；在循环式制动压力调节器调节压力降低的过程中，将由轮缸流出的制动液经蓄能器泵回主缸，以防止ABS工作时制动踏板行程发生变化。
ABS警告灯 ：ABS出现故障时，由EUC控制将其点亮，向驾驶员发出报警，并由ECU控制闪烁显示故障代码 。
ECU ：接受车速、轮速、减速等传感器的信号，计算出车速、轮速、滑移率和车轮的减速度、加速度，并将这些信号加以分析、判别、放大，由输出级输出控制指令，控制各种执行器工作。
3.2制动系统ABS故障诊断与检修实例分析
3.2.1故障现象：一辆2003年产赛欧SLX-AT轿车，行驶里程2.6万 km。据车主反映，制动时需要将制动踏板踩到很低的位置才会有制动力。
检修过程：使发动机原地怠速工作，缓慢踩下制动踏板，踏板会不断下降，快速踩下制动踏板，踏板在较低的位置时才会感觉有制动力，保持施加踏板力，制动踏板会下降，踏板感觉柔软。
进行路试。在车速为30 km/h左右时缓慢踩下制动踏板，车辆仍然向前行驶，明显感觉制动效果不良，如果快速踩下制动踏板，车辆可以停住，但是制动踏板位置较低。为了排除制动系统存在空气的可能，进行了制动系统放气，但是未见气泡，而且放气后制动踏板不能回位，这说明制动总泵已经不能建立油压。
故障排除：更换制动总泵后路试，故障排除。
回顾总结：制动总泵是制动系统的核心部件，它将制动液压缩到每个车轮的制动分泵以实施制动。根据笔者的维修经验，制动总泵出现最多的故障就是活塞(俗称皮碗)密封不良，导致制动压力无法建立或泄压。制动总泵泄压时的常见故障现象有2种。
(1)缓慢踩下制动踏板，制动踏板会降到最低位置，制动油压无法建立。路试的表现为：低速行驶时，如果快速踏下制动踏板可以制动，如果缓慢踏下制动踏板则没有制动。
(2)进行制动系统放气时，制动踏板降低后无法回位，反复踩踏也无法建立油压，放不出制动液或制动液放出得很少。
制动总泵出现故障时，除了总泵自身的问题，制动液也是不可忽视的重要因素。制动液有不同的品牌和级别，即使是同一车型也会由于生产批次和技术改进等原因而使用不同型号的制动液。如果制动液混加或变质，就会使制动总泵很快损坏，或导致制动系统内产生气体。需要注意的是，制动分泵上的放气阀应该位于分泵的最高位置，以保证放气时可以将气体排出。有些车型的左右两侧的分泵装反时也可以安装，但此时排气阀处于分泵的最低位置，气是放不出来的，放出来的只是油。
3.2.2故障现象：一辆2004年产别克GL轿车，行驶里程3.2万 km。该车原地踩制动踏板时感觉正常，行驶一段时间后感觉车辆行驶困难。
检修过程：举升车辆，发现4个车轮均存在制动拖滞的现象，车轮用手几乎转不动。检查制动踏板的位置未见异常，不存在卡滞等异常情况。因为4个制动分泵同时出现回位不良的可能性非常小，于是笔者认为故障点应该在制动总泵或制动助力器。
松开制动总泵与助力器之间的连接螺栓，4个车轮可以转动，这说明故障点在助力器，而不是由于总泵内活塞回位不良导致制动拖滞。
故障排除：更换真空助力器，故障排除。
3.2.3故障现象：一辆2004年产赛欧SRV-AT轿车，行驶里程5.6万 km，车主反映车辆制动距离过长。
检修过程：维修人员试车后发现制动距离明显过长，制动时感觉制动力不足。进行制动系统放气，故障依旧。观察此车的制动盘，已经进行过改装，制动盘换成了带有通风孔的大尺寸制动盘。换回原车配置的制动盘进行路试，制动性能没有明显改善。拆下制动摩擦片，发现摩擦片上的接触痕迹只有几个点。
故障排除：拆下制动摩擦片，用细砂纸仔细打磨凸出点，以使制动摩擦片进行快速磨合。车辆使用一段时间后，制动性能明显改善，故障最终排除。
回顾总结：制动摩擦片和制动盘是产生制动力的直接部件，它们出现的常见故障包括制动盘翘曲导致制动时车身抖动，制动摩擦片异响，制动摩擦片与制动盘接触不良导致制动力下降等。在实际检修工作中，应该重点检查摩擦片和制动盘是否经过改装以及配件是否合格。
3.2.4故障现象：一辆2009年产凯越1.6轿车，行驶5.8万km，右前轮刹车片磨损严重。
检修过程：该车来服务站报修，经试车轻踩刹车时，右前轮发出铁磨铁的声音，后将车支起拆下两前轮胎，发现右前刹车片已经磨没，刹车盘磨出一条沟，左前轮刹车片磨掉一半，由此判断，可能是右前轮刹车有罢劲现象，或者是刹车片质量有问题。 该车电脑档案记录45000公里保养时更换刹车片，刹车片质量没有问题，那么刹车片严重磨损可能是罢劲导致的。
刹车罢劲就是刹车有不回位现象，轮胎转不动，刹车片抱住刹车盘，这种现象一般由于刹车总泵回油不好，刹车分泵内部上锈活塞被卡住造成，根据上述两种情况，接上油压表检查，证明刹车总泵回油正常，踩刹车时分泵活塞运动也正常。之后把旧刹车盘及片重新装上，经过几次踩刹车检查发现，刹车分泵支架上有一个回位销，在踩刹车时向里走，抬脚时不动，当拆下分泵支架，拔出回位销，看见回位销已经弯曲，原来是前刹车分泵支架变形导致刹车片严重磨损，更换刹车分泵支架，故障排除。
故障原因：经询问车主，该车在半年前出过一次事故，右前轮撞在桥墩子上，轮毂撞坏，当时保险公司只给换了轮胎，轮毂，下摆臂。据车主反映，轮毂变形时撞在刹车分泵上，导致刹车支架回位销弯了，定损时，理赔员没有看出来。
关于机器人的科技技术基础论文
世间万物的关联已形成了链和链系的关联关系 ； 生产中的产业链 ， 也即是产出与使用和原材料及零部件的供求关联关系，象链条一个环节一个环节环环相扣，不可分离 。自然界生物中的生物链羊吃草，狼和其它猛兽吃羊，要是没有狼和其它野兽的生死相克，羊不能保持一个平衡存在的条件。生产中的经济各环节有个链系关联，农业、工业（重、轻、手工业等）国有（地方国有）集体、个体、形成独立完整链系发展工业体系等。链和链系实质是系统论的另论说法。
从机械系统设计来讲，在传统机构理论上讲能认可机构的有四杆机构，六杆机构，空间四杆机构等等，在六杆机构中：有瓦特运动链、和斯蒂芬逊运动链。这方面我们学机械的研究的还不够深入，有待大专院校有志机械教授们有新的研究发明创造成果，有新的理论建树和新理论论文文章问世，来提高我国机械科研成果的威望度。
瓦塔运动链机械设计应用实例
还有下面的瓦特运动链演变的机构型：这些不同形式的转变和改变正式科技主体改变客体的体现。
生产实践是理论产出的园地，重视企业工程师的作用实质是重视理论源头的作用 ， 火箭发动机一个核心技术就是拉法尔管原理的应用，可使火箭速度提高的超音速的7～8倍，这个理论发明者就是瑞典企业工程师拉法尔。过去哈工大教务长哈工大分校富拉尔基重型机械学院副院长，首先提出从第一重型机器厂中的，在国内外有博士学历的优秀设计工程师和工艺师吸引到该院校就职任教做教授，是一个很有创新和实效的做法。实质这也是一个科技人才有效应用构成环回链和链系的好做法。
为了生产设备创新，解决生产中的生产工艺和生产过程的质量矛盾，本人在自压式剪切机机构、步进分步动作的机械手结构设计中研究中悟出一个：外加约束条件的二自由度机构新的机构型。
在特殊性应用实例的背后隐藏着一个深刻理论 ， 就在于科技载体人的感性预想与客观规律的整合 。外约二自由度运动链的萌生。一般人不会有此感悟，只有热爱并苦心专研机构学有创新实践的人们才会有此新的认知。此种运动链可用轧钢中的浮动重型剪切机，也可应用到其它方面； 先有实践产物后又有理论规律的提出 ，这是科学规律的常态化体现，但也有理性认知和追求得规律提出，后又实践产物的萌生的非常态情况。下图是苏联的柴里克夫浮动剪切机。实质里面蕴藏着外加约束条件的二自由度机构运动链谱。
? 外加约束条件的二自由度机构可用于自压式剪切机，可用于双动压力机机构，机械程序步序动作机构等等。仔细研究此种链系的功能和作用却有实际意义。此机构型应用曾在全国机构创造发明学会上宣读过，并参加了理事扩大会议，有的院校为此自制教学模型以利于推广教学和学习。
? 体现出机构研究创新的从特殊性到一般理论性的重要性 ； 有心者从特殊例中发现现象背后的理论内涵的存在 ， 在普遍性的理论应用中创新出从来没有的东西从而形成我们的科学优势这就是我们科学研究的目的所在 。也是我们教育、科研参考的规律认识之一。
有的人认为机械不就是齿轮凸轮电机等的组合吗？这是表面现象， 理论上有很多东西我们还有待研究认识 ： 就瓦特链来说，其倒置机构可以通过演变成多种步行机器人的机械腿机构，蒸汽机机构，发动机机构，船舱用窗户启闭机构等….。
斯蒂芬逊运动链，可以演变角度三等分机构，膜片泵连杆二次停歇机构，船舱用窗户启闭机构，其倒置机构可用于步行机器人的步行机构等 。由此不难理解： 科技的量的贡献率还在于科 技载体人的能力性和理论的领悟和应用的优势。
机械设计感性认识是一方面 ， 理论认识和应用的变通和构思也是一方面 。机械设计中设计理论很多，现只谈及运动链方面的应用一小部分问题。希望有关方面能对机械设计制造及自动化方面给以充分重视， 让机械设计制造及自动化理论与实践在我国发挥更大作用，形成优势 ！
机械机电类专业论文题目有哪些
随着科技的进步，智能机器人的性能不断地完善，因此也被越来越多的应用于军事、排险、农业、救援、海洋开发等方面。这是我为大家整理的关于机器人的科技论文，供大家参考!
机器人的科技论文篇一：《浅谈智能移动机器人》
摘 要：随着科技的进步，智能机器人性能不断地完善，移动机器人的应用范围也越来越广，广泛应用于军事、排险、农业、救援、海洋开发等。介绍了常见智能移动机器人的基本系统组成及其相关的一些技术，提出一种能够应用于智能移动机器人的越障机构，并简单阐述了其工作原理。在对智能机器人有一定了解的基础上，论述了智能移动机器人的研究现状及其发展动向。
关键词：智能移动机器人 越障 避障 伸展收缩
1 引言
上世纪60年代智能机器人的出现开辟了智能生产自动化的新时代。在工业机器人问世50多年后的今天，机器人已被人们看作是不可缺少的一种生产工具。由于传感器、控制、驱动及材料等领域的技术进步开辟了机器人应用的新领域。智能移动机器人是机器人学中的一个重要分支。
2 智能移动机器人的基本系统组成及其相关技术
由于智能移动机器人在危险与恶劣环境以及民用等各方面具有广阔的应用前景，使得世界各国非常关注它的发展。其共同的五大系统组成要素为：(1)机械机构单元是智能移动机器人的骨架，机器人所有的模块都依靠其支撑，机械机构单元的结构，性能，强度直接影响着整个机器人的稳定性。随着科技发展和新型材料的研制开发，使得智能机器人产品的结构性能有了很大提高，机械机构的各项工艺性及尺寸设计都向着更加合理高效，更加轻便美观，更加环保节能，更加安全可靠等方向发展。(2)动力与驱动单元为智能移动机器人提供动力来源。(3)环境感知单元相当于智能移动机器人的五官，机器人通过感知单元对周围的环境进行感知识别及各种参数的收集，然后通过转换成控制模块可以识别的光电信号，输入到控制单元进行数据处理。(4)执行机构单元为智能移动机器人执行部分，能根据控制中心的命令执行命令，完成任务。不同的机器人有着不同的执行机构，执行机构的设计影响着对要执行动作的效率，精度，稳定性，可靠性等。(5)信息处理与控制单元作为整个机械系统的核心部分，它如人的大脑一样，调控着整个系统，一切的活动都由它指挥。将来自传感器部分集到的信息进行集中汇总，存储，对所有信息分析，规划决策，输出命令。使机器人有目的的运行。
智能移动机器人是一个集环境感知、动态决策与规划、行为控制与执行等多种功能于一体的综合机电系统。它是传感器技术，控制技术，移动技术，信息处理、人工智能、电子工程、计算机工程等多学科的重要研究成果，从某种意义上讲是机器发展进化过程中的产物，是目前科学技术发展最活跃的领域之一。
3 一种越障机器人
我们设计的移动机器人(图1)有很好的机动性能，前导轮、前轮和后轮可以实现独立升降运动。前导轮(如图1)由通过曲柄圆盘的转动角度控制摇杆的摆动角度，带动相关的平面连杆机构运动，从而实现前导向轮的伸展和收缩实现攀越。机器人两侧的侧边驱动机构为平面连杆-滑块越障机构，前后轮(如图1)分别通过导杆在槽中的移动，带动平面连杆机构的运动，实现前后轮的伸展和收缩，实现越障功能。本机器人通过尺寸的设计可以实现较大的越障高度，通过合理的控制轮摆动的角度还能实现多种类型障碍物的攀越。
4 智能移动机器人的应用概况
随着科技的进步，机器人的功能不断完善，智能移动机器人的应用范围也大大拓宽，不仅在工业、农业、医疗、服务等行业中得到广泛的应用，而且在排险、海洋开发和宇宙探测领域等有害与危险场合(如辐射、灾区、有毒等)得到很好的应用。
4.1 陆地智能移动机器人
20世纪60年代后期，苏美为了完成对宇宙空间的占领，完成月球探测，各自研制开发并应用了移动机器人，通过移动机器人实现对外星土壤的样本集和土壤分析等各种任务。陆地智能移动机器人的出现是为了帮助人类完成无法完成的任务。陆地移动机器人也广泛应用于军事，可以完成排除爆炸物，扫雷，侦查，清除障碍物等等，近年来智能移动机器人也开始渐渐融入人们的日常生活。
4.2 水下智能移动机器人
近年来，人们对的渴求加大，开始对原子能和海洋的开发，加之水下环境十分复杂(能见度差，定位困难，流体变化等)，水下智能移动机器人在海底探测上的优势使之受到关注。近年德国基尔大学的科学家研制出新型深水机器人?ROV Kiel 6000?，这架深水机器人能够下探到6000米深的海底，寻找神秘的深水生物和?白色黄金?可燃冰。
4.3 仿生智能移动机器人
近年来,全球许多机器人研究机构越来越多的关注仿生学与机构的研究工作.在某些情况下仿生机器人尤其独特优势，例如，蛇形机器人重心低，能够模仿蛇的动作，穿梭在能够穿梭在受灾现场和其他复杂的地形中能够帮助人类完成各种任务。除此之外还有仿生宠物狗、仿生鱼、仿生昆虫等。
5 智能移动机器人的发展方向及前景
影响移动机器人发展的因素主要有：导航与定位技术，多传感器信息的融合技术，多机器人协调与控制技术等因而移动机器人技术发展趋势主要包括：
(1)高智能情感机器人。随着科学技术的发展，人们对人机交互的技术的要求越来越高，具有人类智能的情感移动机器人是移动机器人未来发展趋势。目前的移动机器人只能说是具有部分的智能，人们渴望能够出现安全可靠的能够沟通交流的高智能的机器人。虽然现在要实现高智能情感机器人还非常的困难，但是终有一天，随着科学技术的突破，它将成为现实。
(2)高适应性多功能化的机器人。机器人的出现是为人类服务的，自然界中还有好多未知的世界等着我们开拓，各种危险的复杂多变的环境，人类无法涉足，因此人们也迫切希望有能够代替人类的机器人出现，高适应性多功能化的机器人也必将是机器人的发展方向之一。
(3)通用服务型的机器人。随着科学技术的发展，机器人也是应该越来越容易融入人们日常生活中的，在日常生活中为人们服务。例如在家庭中，机器人可以帮助人们做各种家务，和人们生活关系密切。
(4)特种智能移动机器人。根据不同应用领域，不同的目的，设计各种各样特种智能移动机器人是未来发展方向，如纳米机器人，宇宙探索机器人，深海探索机器人，机器人等等。
6 结束语
总之，智能移动机器人涉及到传感器技术，控制技术，移动技术，信息处理、人工智能、控制工程等多学科技术。未来智能移动机器人走向生活，安全可靠，操作简单是其趋势。尽管智能移动机器人以惊人的速度在发展着，但是实现高适应性，智能化，情感化，多功能化的移动机器人还有很长的路要走。
参考文献：
[1] 谢进,万朝燕,杜立杰.机械原理(第2版)[M].北京:高等 教育 出版社,2010.
[2] 陈国华.机械机构及应用[M].北京:机械工业出版社,2008.
[3] 徐国保,尹怡欣,周美娟.智能移动机器人技术现状及展望[J].机器人技术与应用,2007(2).
[4] 肖世德,唐猛,孟祥印,等.机电一体化系统监测与控制[M].四川:西南交通大学出版社,2011.
机器人的科技论文篇二：《浅谈机器人设计 方法 》
摘要：机器人是人类完成智能化中非常重要的工具，随着时代的发展，机器人已经在世界有了一定的发展，甚至很多国家机器人已经运用到实际的生活中去。而机器人的设计方法无疑是很多人非常感兴趣的问题，因此本文针对机器人的设计方法进行了详细的探索。
关键词机器人;设计;方法
1.前言
纵观人类的发展史，工具的进步才能带动人类的文明，如今设计朝着智能化的方向在发展，机器人就是人类在发展智能化过程洪重要的产物，因此机器人常用的设计方法是设计师们必备的工具。
2.控制系统的硬件设计
在现代科学技术不断发展的背景之下，工业现场所涉及到的重体力劳动量不断提升。当中部分劳动任务的实现单单依靠人力是很难实现的。而为了良好的完成工业现场的相关生产作业任务。就需要通过对机器人装置的研究与应用来实现机器人控制系统的硬件部分主要由5个模块组成：控制模块、循迹模块、避障模块、电机驱动模块、电源模块。
(1)控制系统模块。ATmega128为基于AVR RISC结构的8位低功耗CMOS微处理器，运算速度快，具有多路PWM输出，可将测速、避障等电路产生的输入信号进行处理，并输出控制信号给驱动放大电路，从而控制电机转速，此方式产生的PWM信号比用定时器中断产生的PWM信号实时性更好，而且不会占用系统的定时器。
(2)循迹模块。循迹是指小车在比赛场地上循白色引导线线行走，循迹模块的原理图如图2所示。循迹模块用灰度传感器，发射管为普通LED灯，接收管为光敏三极管3DU33。工作原理为：不同颜色的物体对LED发射光反射不同的亮度，光敏三极管3DU33接收这些不同亮度的光线，就会呈现不同的电压Vx。Vx输入到比较器LM339的同相端，并与电位器设定的电压V0相比较，当Vx>V0时，比较器输出高电平，当Vx循迹机器人前后两端均是由7个灰度传感器组成的循迹模块。其中，中间三个灰度传感器起巡线的作用，两端的灰度传感器起探测弯道作用，剩下两个灰度传感器交替进行巡线和探测弯道。实验证明，这样的灰度传感器的布置图，机器人循迹的效果好，且?性价比?非常高。
(3)避障模块。避障模块主要使用的是红外发射接收传感器，当红外感应避障模块靠近物体时，输出低电平信号;当没有感应到物体时，输出高电平信号。将该信号线接入到单片机的控制端口，控制程序就能起到探测障碍物的作用，当在机器人行进的路径上就可以发现有障碍物并及时避开绕行。
(4)驱动模块。循迹避障机器人要求行走灵活、反应快速，因此要求驱动电机具有?转速快、制动及时?等特点。我们设计制作的循迹避障机器人用中鸣公司的JMP-BE-3508I驱动板模块，其输入电压为11V到24V，最大输出电流为20A，满足快速前进、制动、转弯的要求。并且电机速度达到500rpm，堵转力矩为8KG.CM，具有很强的刹车功能。利用单片机的四路PWM输出信号，分别控制四个轮子的转速。并用?四轮驱动?、?差速转弯?的方式实现机器人的前进、后退与转弯。
(5)电源模块。循迹机器人的电源模块主要实现以下三大功能：①稳定输出5V工作电压。故我们设计制作的电源模块以7805芯片为核心，把输入电压截止到5V。②提供足够的电流。7805芯片最大输出电流为1.5A，而循迹机器人需要较大电流，所以我们使用了两片7805芯片分别对控制系统和外部设备进行供电。③滤波。在7805芯片的输入、输出端分别并联104贴片电容和10?F的电解电容，过滤高频、低频信号。
3.软硬件模块开发流程和界面程序
(1)图像处理模块：照相机实时捕捉图像，处理转化后和初始图像进行处理比较，找出图像中差异的位置通过TCP传输。
(2)TCP通信模块：视觉系统通过以太网连接贝加莱控制器，控制器可以作客户机或服务器实时传输数据，：定义结构体用于视觉系统传输位姿给机器人和机器人实时反馈位姿和信号状态数据给视觉系统。
(3)位置转换模块：把视觉系统的位姿转换为机器人的位姿传输给机器人，控制机器人运行。
(4)轨迹规划模块：进行运动轨迹规划和速度规划，根据机器人当前的位置和目标位置，选择最优的运动轨迹(直线、圆弧、不规则曲线等运动轨迹)，然后对轨迹、速度进行插补，插补值调用机器人运动学算法计算轨迹的可靠性，再把实时插补的位置、速度传送给运动控制模块。
(5)运动控制模块：根据实时插补的值结合加速度、加加速度等控制参数给驱动器。
(6)伺服模块：根据控制器所发送数据，结合各伺服控制参数，驱动电机以最快响应和速度运行到各个位置。
4.机器人精度标定和视觉软件处理
4.1精度标定
精度的标定包括机器人精度标定 和机器人相对于视觉照相机位置标定 。机器人运动前，需要用激光跟踪仪标定准确各轴杆长、零点、减速比、耦合比等机械参数，给运动学、控制器系统，机器人才能按理论轨迹运行准确。行到指定点。 通过三点法、六点法标定机器人相对于视觉照相机的X、Y、Z方向距离给位置转化模块，确定机器人坐标系相对于照相机坐标系的转化关系。
4.2视觉处理软件
包括固定视觉系统标定模块和移动视觉系统标定模块 。视觉系统安装在固定位置相当于给机器人建立照相机一个用户坐标系，此模块用于运算机器人和固定视觉系统之间位姿转换关系。视觉系统安装在机器人末端法兰位姿相当于给机器人建立照相机一个工具坐标系，随着机器人运动而实时改变位置，此模块用于运算机器人和动态视觉系统之间位姿转换关系。 实时处理传输机器人、视觉系统和以太网的运行通信状态以及出错状态处理。
4.3人机界面设计及实现
当机器人出现故障，不能自动移动位置时，比如碰到硬件限位或出现碰撞现象时，此时可以进入手动页面，选择机器人操作，移动机器人到指定位置。对于新建码垛工艺线，需要配置系统参数、位置信息、以及产品参数，等必要的信息。码垛数据编辑与创建的功能，产品覆盖了袋子、箱子，以及可变数量抓取的功能。可以添加产品数量，改变产品方向，单步数量修改，产品位置移动以及旋转等设置。本页面中，示例生成了每层五包的袋装产品，编号从1到5，可以通过调整编号的顺序，达到改变产品的实际码垛顺序。
5.结束语
总之，在进行机器人的设计过程中，要根据设计的用途进行针对性的设计，对于设计过程中出现的问题要及时的用上述的思维方法进行解决，随着机器智能化的推广，无疑机器人的设计在未来会有更广阔的天空。
参考文献：
[1]张海平，陈彦. Wincc在打包机人机界面中的设计与应用[J].HMI与工业软件，2012(3)：70-72.
[2]朱华栋，孔亚广.嵌入式人机界面的设计[J].中国水运，2008(11)：125-126.
[3]金长新，李伟.基于Windows CE的车载电脑系统人机界面的实现[J].微计算机信息，2005(21)：132-134.
机器人的科技论文篇三：《浅谈igm焊接机器人的故障处理》
[摘 要]机器人技术综合了计算机、控制理论、机构学、信息和传感技术、人工智能等多学科而形成的高新技术。本文通过介绍igm焊接机器人的工作原理，以及在实际工作中机器人的常见故障现象，对故障产生的原因进行分析，并提出了相应的维修方法。
[关键词]igm焊接机器人 工作原理 故障处理
0 前言
机器人技术是综合了计算机、控制理论、机构学、信息和传感技术、人工智能等多学科而形成的高新技术。这门新型技术的介入，对维修技术人员提出了更高要求。如何保证焊接机器人的可靠性、稳定性，发挥机器人的最大优势，针对机器人的故障维修及设备维护保养工作就尤显重要。
1 igm焊接机器人组成及工作原理
1.1 igm焊接机器人的组成
igm焊接机器人是从事焊接(包括切割与喷涂)的工业机器人，它加工精细、动作灵巧、焊接精度高、焊缝成形好。在机械行业中得到了广泛的应用。
1.2 igm焊接机器人工作原理
igm焊接机器人内部轴控制原理：通过数字伺服板DSE-IBS处理当前位置的校准、位置驱动、速度驱动等信息，处理后的信息送馈到伺服驱动器，由伺服驱动器内部的脉宽调制器调制，然后放大输出推动伺服电机。伺服电机运动的同时，编码器同步运行，并把集的位置角度信息反馈给RDW控制板，通过RDW板的增量计算、数据整定后的位置信息回馈给DSE-IBS板，做下一个周期的计算处理，此过程反复进行从而实现了实时位置的更迭过程。
2 igm焊接机器人故障诊断及分析
2.1 焊接机器人故障类型
焊接机器人故障类型可分为软件故障和硬件故障，由机器软件造成的故障，如系统停机 死机 的现象;由机器硬件造成的故障，如驱动单元、电气元件各模块的故障。就故障现象可分为人为故障和自然故障、突发故障三大类。对于维修来说，自然故障和突发故障的排除就显得困难，因为这种维修不仅仅针对故障单元本身，还要对系统进行改进，这就需要周密分析，对故障诊断进行优化和改进，避免排除过的故障重复出现，使系统进一步稳定可靠。
2.2 igm焊接机器人常见故障处理
2.2.1 机器人开机后示教器无报警信息，但机械手无***常引弧。首先检查系统是否送丝送气，发现送丝系统无法手动送丝，保护气瓶有压力，但是焊枪喷嘴处无保护气。再检查机械手焊接电缆、引弧板及送丝板，都没有发现故障。这说明机械手的功能是正常的，可能是焊接回路不通畅。可以通过测量焊接回路阻抗来判断焊接回路是否正常。
回路阻抗的测试步骤：
i把连接工件的地线接好，保证地线夹与工件接触部分干净良好;
ii接通机器人电柜电源，将福尼斯焊机电源开关拨至?I?位置;
iii在焊机二级菜单内选择?r?功能。
iv取下焊枪喷嘴，拧上导电嘴，将导电嘴贴紧工件表面。需要注意的是，测量过程中要确保导电嘴与工件接触处的洁净。测量进行时，送丝机和冷却系统不启动;
v轻按焊枪开关或点动送丝键。焊接回路阻抗值测算完成。测量过程中，右显示屏显示?run?;
vi焊接回路测算结束后显示屏显示测量值。测得的焊接回路阻抗是18 ?(正常值以<20?为佳)，说明焊接机器人的焊接回路的通畅的。再断电、通电调试，焊接机器人能正常引弧，应该是回路测试过程中通过连接接地夹、拆卸喷嘴、导电嘴等将回路未正常接触处接通了。
2.2.2 igm机器人在焊接过程中，引弧困难、焊接电流极不稳定，且经常断弧，反复出现?Arc fault?电弧故障。
i检查接地电缆，测量回路电阻值为9.7?，正常
值以<20?为佳。
ii检查焊丝直径(Ф1.2)与送丝轮的公称直径相匹配。
iii焊丝材料(G2Si)与焊接方式及焊接母材相匹配。
iv后观察焊枪喷嘴处，存在大量粉尘的切粉，手动送出的焊丝不光滑平整，有小量弯曲及伤丝情况，说明送丝不畅。
v对送丝阻力进行检测。将送丝锁紧杆、压紧杆打开，手盘焊丝盘将焊丝收回，发现阻力很大。多为送丝软管堵塞或软管与机械手夹角过大造成。
vi检查送丝轮磨损情况，V型送丝槽不易过深过宽，以正好放置一根Ф1.2规格的焊丝为佳，间隙过大，将影响送丝的稳定性，焊接电流的稳定性。拆下送丝轮，发现送丝轮磨损严重，圆度误差较大，送丝槽过深。送丝机构一旦出现失控，就会高速送丝，焊接电源得不到正常的信号反馈(送丝速度的反馈用光电测速)，不能提供稳定的电流、电压，造成不能正常焊接。更换送丝轮、送丝软管，并进行压力调整，故障解除，焊接正常。
2.2.3 igm机器人回零参数自动丢失。igm机器人在下一次开机时，回零参数自动丢失，重新校零、输入参数，保存参数反复丢失。检查示教电缆、接口、程序、轴卡、RDW板指示灯全部正常，检查后备电池(缓冲电瓶，用于关机或意外掉电情况下，为系统提供短时间供电，进行信息的存储)测量电压值，一个为8.9V，一个为12 V，总电压为21 V，正常值为24V，更换一组电池后一切正常，再未出现数据丢失现象。
2.3 突发故障的分析及处理
该故障无可预见性，事发突然。实际工作中出现最多。多为受环境影响的系统故障，如焊接机器人控制部分电路板故障、稳压 电源故障 、通讯故障等，反映在机器人在工作时突然报警且无法消除报警。重新启动又恢复正常，但不久又出现报警，这类故障造成整个系统不稳定。
为了进一步判断驱动器的好坏，缩小故障范围，
对编码器进行检查，RCI系列的机器人各轴所使用的编码器是绝对编码器，它是一种电磁部件，可以传递旋转角度的信息，由两个固定绕组(sin绕组和cos绕组)及一个参考绕组组成，原理基本上同旋转变压器相似。将X12插头拔下，分别测量11-12、13-5、14-4端子阻值，结果没有一项有阻值，说明编码器出现异常。
找到12轴伺服电机，检查发现编码器插头锁紧并帽已退出，插头连接松动。将插头重新安插，锁紧到位，再次测量11-12端子阻值为94?，13-5端子阻值为65?，14-4端子阻值为65?，9-10端子阻值为600?，说明各绕组正常。上电后，驱动可正常打开，故障解除。
3 结束语
维修工作是理论指导实践，实践促进理论的一个反复过程，理论实践的有机结合才会使维修人员更加深入，更加准确的判断处理各种故障。工作中维修人员必须具有独立思考分析判断的能力，操作中一定要注意观察，不可盲目更改焊接机器人设定、跳线等状态，要养成做工作记录的好习惯，归纳 总结 各类故障现象以及处理过程，积累故障诊断和维修方面的 经验 ，以提高维修水平。
参考文献
[1] 戴光平.《焊接机器人故障诊断及维修技术》. 重庆：中国嘉陵工业股份有限公司，2003.
[2] 中国焊接协会成套设备与专业机具分会. 《焊接机器人实用手册》.机械工业出版社，2014.
[3] 李德民.《焊接机器人的故障维修》. 长春：长客股份制造中心，2011.
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微型机器人的发展和研究现状
宋晓峰, 谈士力
(上海大学机械电子工程与自动化学院, 上海201800)
摘要: 微型机器人是微电子机械系统的一个重要分支, 由于它能进入人类和宏观机器人所不及的狭小空间内作业, 近几十年来受到了广泛的关注。本文首先给出了近年来国内外出现的几种微型机器人, 在分析了其特点和性能的基础上, 讨论了目前微型机器人研究中所遇到的几个关键问题, 并且指出了这些领域未来一段时间内的主要研究和发展方向。
关键词: 微型机器人; 微驱动器
近年来, 用MEMS 技术的微型卫星、微型飞行
器和进入狭窄空间的微机器人展示了诱人的应用前
景和军民两用的战略意义。因此, 作为微机电系统技
术发展方向之一的基于精密机械加工微机器人技术
研究已成为国际上的一个热点, 这方面的研究不仅有
强大的市场推动, 而且有众多研究机构的参与。以日
本为代表的许多国家在这方面开展了大量研究, 重点
是发展进入工业狭窄空间微机器人、进入人体狭窄空
间医疗微系统和微型工厂。国内在国家自然科学基
金、863 高技术研究发展等的资助下, 有清华大
学、上海交通大学、哈尔滨工业大学、广东工业大
学、上海大学等科研院所针对微型机器人和微操作系
统进行了大量研究, 并分别研制了原理样机。目前国
内对微型机器人的研究主要集中在三个领域[6] : (1)
面向煤气、化工、发电设备细小管道探测的微型机器
人。(2) 针对人体、进入肠道的无创诊疗微型机器
人。(3) 面向复杂机械系统非拆卸检修的微型机器
人。
1 微型机器人的发展和研究状况
根据国内开展微型机器人研究的实际情况, 我们
着重讨论微型管道机器人、无创伤微型医疗机器人和
特殊作业的微型机器人。
111 微型管道机器人
微管道机器人是基于狭小空间内的应用背景提
出的, 其环境特点是在狭小的管状通道或缝隙行走进
行检测, 维修等作业。由于与常规条件下管内作业环
境有明显不同, 其行走方式及结构原理与常规管道机
器人也不同, 因此按照常规技术手段对管道机器人按
比例缩小是不可行的。有鉴于此, 微型管道机器人的
行走方式应另辟蹊径。近年来随着微电子机械技术的
发展和晶体压电效应和超磁致伸缩材料磁- 机耦合
技术应用的发展, 使新型微驱动器的出现和应用成为
现实。微驱动器的研究成果已成为微管道机器人的重
要发展基础[1] 。
日本名古屋大学研制成一种微型管道机器人, 可
用于细小管道的检测, 在生物医学领域的小空间内作
微小工作。这种机器人可以由管道外面的电磁线圈驱
动, 而无须以电缆供电。日本东京工业大学和NEC
公司合作研究的螺旋式管内移动微机器人, 在直径为
Φ2514mm的直管内它的最大运动速度是260mm/ s , 最
大牵引力是12N。法国Anthierens 等人研制出了适用
于Φ16mm的蠕动式机器人, 此种微型机器人的最大
运动速度为5mm/ s , 负载可达20N , 具有很高的运动
精度, 负载大, 但运动速度较慢且结构复杂。
国内的上海大学和上海交通大学都研制出了惯性
冲击式管道微机器人, 上海交通大学的微机器人用
层叠型压电驱动器驱动; 上海大学的微机器人驱动器
有层叠型和双压电薄膜两种类型[3] 。图1 所示为双压
电薄膜微小管道机器人其运动机理, 该机器人用双
压电薄膜驱动器, 相对于单压电薄膜, 增大了驱动
力, 提高了承载能力。该机构的最大移动速度可以达
到15mm/ s , 具有前进、后退、上升和下降功能。
112 微型医疗机器人的发展
近几年来, 医疗机器人技术的研究与应用开发进
展很快, 微型医疗机器人是其中最有发展前途的应用
领域, 据日本科学技术政策研究所预测, 到2017 年
医疗领域使用微型机器和机器人的手术将超过全部
医疗手术的一半。因此日本制定了用“机器人外科
医生”的, 并正在开发能在人体血管中穿行、用
于发现并杀死癌细胞的超微型机器人。美国马里兰州
的约翰·霍普金实验室研制出一种“灵巧药丸”, 实际
上是装有微型硅温度计和微型电路的微型检测装置,
吞入体内, 可以将体内的温度信息发给记录器。瑞典
科学家发明了一种大小如英文标点符号的机器人, 未
来可移动单一细胞或捕捉细菌, 进而在人体内进行各
种手术。
国内的的许多科研院所主要开展了无创伤微型
医疗机器人的研究, 取得了一些成果。无损伤医用机
器人主要应用于人体内腔的疾病医疗, 它可以大大减
轻或消除目前临床上使用的各类窥镜、内注射器、内
送药装置等医疗器械给患者带来的严重不适合及痛
苦。中国科学技术大学在国家自然科学基金的资助下
研制出了基于压电陶瓷驱动的多节蛇行游动腹腔手
术术微型机器人, 该机器人将CCD 摄像系统, 手术
器械及智能控制系统分别安装在微型机器人的端部,
通过开在患者腹部的小口, 伸入腹腔进行手术。其特
点是响应速度快, 运动精度高, 作用力与动作范围
大, 每一节可实现两个自由度方向上±60°范围内迅
捷而灵活的动作, 图2 所示的是利用腹腔手术机器人
进行手术的场景[5] 。浙江大学也研制出了无损伤医用
微型机器人的原理样机, 该微型机器人以悬浮方式进
入人体内腔(如肠道, 食道) , 可避免对人体内腔有
机组织造成损伤, 运行速度快, 速度控制方便。
113 特殊作业微型机器人的发展
除了上述提到的微型管道机器人和无创伤微型
医疗机器人以外, 国内外一些科研工作者广泛开展了
进行特殊作业微型机器人的研究。这种微型机器人配
备相应的传感器和作业装置, 在军事和民用方面具有
非常好的发展前景。
美国国家安全实验室制造出了有史以来世界上
最小的机器人, 这部机器人重量不到28g , 体积为
411cm3 , 腿机构为皮带传送装置, 该机器人可以代替
人去完成许多危险的工作。美国海军发明了一种微型
城市搜救机器人, 该机器人曾在2001 年“9111”事
件发生后的世贸废墟搜救现场大显身手。日本三菱电
子公司、松下东京研究所和Sumitomo 电子公司联合研
制出只有蚂蚁大小的微型机器人, 该机器人可以进入
空间非常狭小的环境从事修理工作, 身体两侧有两个
圆形的连接器可以与其他机器人相连接完成一些特殊
的任务。
由于自然界中的生物具有人类无法比拟的某些机
能, 因此近年来利用自然界生物的运动行为和某些机
能进行机器人设计、实现其灵活控制、受到了机器人
学者的广泛重视。国内已有多所高校和科研院所在开
展微型仿生机器人方面的研究。上海交通大学基于仿
生学原理, 利用六套并联平面四连杆机构、微型直流
电动机及相应的减速增扭机构研制出了微型六足仿生
机器人, 体积微小, 具有良好的机动性。该机器人长
30mm, 宽40mm, 高20mm, 重613 克, 其步行速度达
到3mm/ s[2] 。上海大学也进行了一些微型仿生机器人
的研究工作。
2 微型机器人发展中面临的问题
(1) 驱动器的微型化
微驱动器是MEMS 最主要的部件, 从微型机器人
的发展来看, 微驱动技术起着关键作用, 并且是微机
器人水平的标志, 开发耗能低、结构简单、易于微型
化、位移输出和力输出大, 线性控制性能好, 动态响
应快的新型驱动器(高性能压电元件、大扭矩微马
达) 是未来的研究方向。
(2) 能源供给问题
许多执行机构都是通过电能驱动的, 但是对于微
型移动机器人而言, 供应电能的导线会严重影响微型
机器人的运动, 特别是在曲率变化比较大的环境中。
微型机器人发展趋势应是无缆化, 能量、控制信号以
及检测信号应可以无缆发送、传输。微型机器人要真
正实用化, 必须解决无缆微波能源和无缆数据传输技
术, 同时研究开发小尺寸的高容量电池。
(3) 可靠性和安全性
目前许多正在研制和开发的微型机器人是以医
疗、军事以及核电站为应用背景, 在这些十分重要的
应用场合, 机器人工作的可靠性和安全性是设计人员
必须考虑的一个问题, 因此要求机器人能够适应所处
的环境, 并具有故障排除能力[4] 。
(4) 新型的微机构设计理论及精加工技术
微型机器人和常规机器人相比并不是简单的结
构上比例缩小, 其发展在一定程度上和微驱动器和精
加工技术的发展是密切相关的。同时要求设计者在机
构设计理论上进行创新, 研究出适合微型机器人的移
动机构和移动方式。
(5) 高度自治控制系统
微机器人要完成特定的作业, 其自身定位和环境
的识别能力是关键, 开发微视觉系统, 提高微图象处
理速度, 用神经网络及人工智能等先进的技术来解
决控制系统的高度自治难题是最终实现实用化的关
键。
3 结论
微机器人还处于实验室理论探索时期, 离实用化
还有相当的距离。存在许多关键的技术没有得到解
决, 这些问题的解决过程中同时会带动许多相关学科
的发展。只有当这些问题解决以后, 微型机器人的实
用化才会成为可能。我们要勇于创新, 抓住这个前沿
课题, 将微型机器人技术应用到国民经济建设发展影
响较大的领域。
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