机械系统的发展历程与技术探究

（1）机械系统的基本组成型式

根据原动机、传动机构、执行机构的不同组合以及机械系统运动输出特性的不同，机械系统的基本组成形式见表5.1。

表5.1中的线性机构是指机构传动函数为线性函数的机构，如齿轮机构、螺旋传动机构、带传动机构及链传动机构等都是线性机构。而机构传动函数为非线性函数的机构，则称为非线性机构，如凸轮机构、连杆机构，间歇运动机构等都是非线性机构。

类型1和2是最基本、最常见的机械系统。如电动卷扬机属类型1，鄂式破碎机属类型2。类型5在数控机床、机器人等自动机械中得到广泛的应用。其他类型则少见其应用。

表5.1　机械系统的基本组成形式

续表

（2）机械系统的发展与演变

机械系统分为刚性机械系统和柔性机械系统，其划分的依据就是机械系统的运动是否具有可控制性。

1）刚性机械系统(www.xing528.com)

刚性机械系统一般是指机械装置与电器装置独立组合的机械系统，其特点是不具有可控性。常见传统机械，如车床、铣床、刨床、钻床和起重机等都属于刚性机械系统。

2）柔性机械系统

柔性机械系统是指可借助传感器或控制电路，通过微机按位置、位移、速度、加速度、压力、温度等参数实施智能化控制的机械系统，其特点是具有可控性，数控机床和机器人都属于柔性机械系统。

3）机械系统的发展

电子技术的飞速发展正在改变传统的机械系统，电子技术与机械技术不断的紧密结合，诞生了机械电子学这一新的学科。刚性机械系统也正向柔性机械系统演化，使机电一体化的机械系统发展很快。图5.20为机械系统的演变过程框图。图（a）为典型的刚性机械系统；图（b）为改进的刚性机械系统，以电子控制的调速电机取代了机械变速装置。图（c）所示框图已演化为柔性机械系统；图（d）所示框图为直接驱动式的柔性机械系统，由于该系统中省去了传动机构，有更高的运动精度，其应用日益广泛。

从机械系统的演变过程可以看出，随着机械电子学的诞生与发展，刚性机械系统正在向柔性机械系统发展，为了进一步加快这一演化，把这个转换也作为机械创新设计的重点对象，推动机械系统发展水平的进一步提高。

图5.20　机械系统的演变过程框图