1.5. Podstawy mechatroniki

Mechatronika jest nową dyscypliną techniczną, rozwijaną głównie w Japonii, Europie i Stanach Zjednoczonych Ameryki Północnej. Powstała w wyniku zapotrzebowania, Mechatronika jest współdziałaniem: mechaniki, elektroniki /elektryki/ i informatyki w połączeniu z myśleniem systemowym w projektowaniu utworów i procesów wytwarzania.

Rys. 1.5.1. Powiązania mechaniki, elektroniki i informatyki w projektowaniu utworów i procesów wytwarzania.

Dotychczasowa izolacja poszczególnych dziedzin nauki szkodziła produktywności inżynierów, niezależnie od tego czy ich dziedziną była elektryka i elektronika, mechanika, włókiennictwo, chemia, budownictwo lądowe lub przemysłowe itp. Obecnie, współczesne systemy wytwarzania, maszyny, urządzenia, komputery i niezliczone mnóstwo innych złożonych wyrobów, zależy od zgodnej współpracy kilku różnych technik. Mechatronika przynosi, więc wielkie korzyści przemysłowi.

Znane jest pionierskie zastosowanie narzędzi mechatroniki w projektowaniu i wytwarzaniu samochodów wśród wytwórców pojazdów samochodowych w Stanach Zjednoczonych Ameryki Północnej. Rozwijane są przez nich obecnie następujące dziedziny mechatroniki:

• projektowanie mechatroniczne wytworów: maszyn, urządzeń, samolotów i pojazdów samochodowych oraz procesów wytwarzania,

• inteligentne systemy mechatroniczne,

• wyposażenie mechatroniczne: mechaniczne, elektryczne i elektroniczne, maszyn i urządzeń, samolotów i pojazdów samochodowych,

• niekonwencjonalne systemy napędowe,

• biocybernetyka,

• aparatura biomedyczna.

Przykładami rozwijanej /również w Polsce/ mechatroniki jest między innymi projektowanie: lotniczych i motoryzacyjnych systemów sterowania, jak również jednostek sterowania i organizacji działania: silników spalinowych, maszyn i urządzeń, opartych na: sztucznej inteligencji oraz sieciach neuronowych i logice rozmytej; samochodowych architektur elektrycznych (sterowania i rozdziału energii elektrycznej, dwu-napięciowych systemów rozdziału energii elektrycznej - systemów 42/14 V, sieci wewnątrz pojazdowych itd.); dynamiki pojazdowej (zaawansowanych systemów hamowania, tłumienia kierowania, sterowania stabilnością pojazdu); bezpieczeństwa (inteligentnych poduszek powietrznych, pasów bezpieczeństwa, informacji o sytuacjach przedkolizyjnych, ochrony pieszych); multimediów wewnątrz pojazdowych (telefon/fax/pc/internet, rozrywek: TV, gier, audio, skojarzonej pojazdowej sieci komunikacyjnej); systemów gromadzenia energii (zawierających ultrainduktory, ultrakondensatory i ultrabezwładniki); telematyki (protokoły komunikacyjne sterowania pojazdu: GATS, WAP, Bluetooth); telemetyki - informacji dla kierowcy; zaawansowanych systemów wspomagania kierowcy (zapobieganie kolizji, rozwiązania nawigacyjne, orientowanie się w otoczeniu); niezawodności (programowalnych elektronicznych jednostek sterujących), biomechaniki (rozpoznawanie: odcisku palca, siatkówki, głosu, zapachu); systemów i oprogramowania {np. 'plug and play', krytycznego oszacowania bezpieczeństwa); łączy kierowcy (pokazywania obrazu, ludzkiego widzenia i ergonomiki); systemów dobrego samopoczucia (sterowania klimatyzacją: ogrzewaniem, przewietrzaniem i kondycjonowaniem powietrza); pokładowej diagnostyki i magistral danych, naprowadzania GPS, pokładowych komputerów lub radarów); rejestratorów obrazu; napędów dysków komputerowych; odtwarzaczy CD-ROM i robotów przemysłowych.

11

---