机械工程前沿--机械微型化和大型化

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机械工程和机器人学的前沿技术

机械工程和机器人学的前沿技术

机械工程和机器人学的前沿技术机械工程和机器人学是两个颇具前沿性的学科,它们的发展涉及到人类社会的生产力水平、生活质量、科技创新等多个方面。

近些年来,基于不断提升的计算能力、软件工具、传感器技术等等,机械工程和机器人学已经取得了许多重大突破。

一、机械工程的前沿技术机械工程是一门研究机械结构、材料、力学、能源、控制、加工等相关知识的学科。

近年来,基于数字化、网络化、智能化等变革趋势,机械工程领域涌现了很多新的技术、方法和应用。

1、智能制造智能制造是指利用信息技术与使能技术,对制造生产过程进行全面数字化、网络化和智能化的创新制造模式。

在智能制造中,人工智能、云计算、大数据、物联网等技术得到广泛应用。

具体而言,智能制造涉及到产品设计、工艺规划、生产调度、设备维护、质量检验等一系列环节。

例如,基于虚拟现实技术,可以在生产前进行真实感的数字化模拟,找到先前不易发现的问题;而智能加工机床则可以自适应地调整刀具、切削参数以及加工路径,以达到更高的加工精度和效率。

智能制造的实现还有助于提高生产工艺稳定性、节约资源、降低成本和提升产品质量。

2、氢能源技术氢能源技术是指利用氢气作为能源媒介,通过燃料电池等方式转化能量为电能和热能,并将其应用于交通、电力、工业等领域的一种新型能源技术。

相较于传统石化能源,氢能源具有无排放、可再生、高效等优势。

机械工程领域可直接或间接应用氢能源技术,例如氢气燃料电池车、氢气供应站、氢气船舶等。

在这些方面,机械工程师可以参与燃料电池的设计、制造和测试,从材料、制造工艺到控制系统等多个方面发挥作用。

二、机器人学的前沿技术机器人学是研究机器人制造、控制、学习、感知、认知等技术的领域,它主要围绕机器人的智能化和自主性展开。

近年来,随着科技的不断进步,机器人技术迎来了新的突破。

1、机器人与人工智能机器人与人工智能技术的结合,可以带来更高效、安全、智能的机器人应用。

随着深度学习、自然语言处理、视觉识别、控制算法等技术的不断发展,机器人能够在更多场合下与人类互动,学习人类行为模式并应用于工业、医疗、服务等领域。

机械工程的发展史,未来展望和趋势研究

机械工程的发展史,未来展望和趋势研究

机械工程的发展史、未来展望和趋势研究【摘要】机械工程是以有关的自然科学和技术科学为理论基础,结合生产实践中的技术经验,研究和解决在开发、设计、制造、安装、运用和修理各种机械中的全部理论和实际问题的应用学科。

在当今社会,任何现代生产和工程领域都要应用机械,各个工程领域的发展也要求机械工程由于只相适应的发展,都需要机械工程提供所必须的机械。

机械工程就是在各方面不断提高需求的压力下获得发展动力,同时有从各个学科和技术的进步中得到改进和创新的能力。

【关键字】机械工程发展史未来展望趋势研究一、中国机械工程的发展史中国是世界上机械发展最早的国家之一。

中国的机械工程技术不但历史悠久,而且成就十分辉煌,不仅对中国的物质文化和社会经济的发展起到了重要的促进作用,而且对世界技术文明的进步做出了重大贡献。

中国机械发展史可分为六个时期:①形成和积累时期,从远古到西周时期。

②迅速发展和成熟时期,从春秋时期到东汉末年。

⑧全面发展和鼎盛时期,从三国时期到元代中期。

④缓慢发展时期,从元代后期到清代中期。

⑤转变时期,从清代中后期到解放前的发展时期。

⑥复兴时期,解放后的发展时期。

每个时期又可分为不同的发展阶段。

(一)传统机械的形成和积累时期这一时期是中国机械发展的第一个时期,石器的使用标志着这一时期的开始。

这是一个十分漫长的时期,旧石器时代,新石器时代,在石器制造方面以磨制工艺为主,同时对石器的制造有了一套完整的工艺过程。

对石器的选择、切割、磨制和钻孔等都有了一定的要求。

这一阶段机械的发展水平有了显著的提高。

商代青铜工具和器械开始得到较广泛的应用,到西周时期,青铜冶铸技术达到了高潮。

青铜器的出现标志着一种新的机械技术和制造工艺的诞生(二) 传统机械的迅速发展和成熟时期从春秋时期开始,我国传统机械的发展进入了一个新的时期。

这一时期铁器开始得到使用,使古代机械在材料方面取得了重大突破。

钢铁技术的产生和发展为制造高效生产工具提供了条件。

探讨机械工程科学的前沿和优先领域的初步构想

探讨机械工程科学的前沿和优先领域的初步构想

建筑与工程幸福生活指南128幸福生活指南探讨机械工程科学的前沿和优先领域的初步构想王 梅洪崖建筑工程检测有限公司 江西 南昌 330072摘 要:在信息技术飞速发展的大背景下,机械工程科学依然是集计算机操作技术、信息化管理技术、自动化等手段与传统机械科学技术为一身的大学科,其主要的功能特性是在新颖式解决机械工程中的决定性问题的经验中获得长足进步。

本文将系统叙述该科学领域目前取得的进步和正在研究的前沿问题,也因此初步描绘了其优先领域未来的构想。

关键词:机械工程科学;前沿;优先领域;初步构想引言 在毫微科学、人工智能科技与大型机械工程技术取得长足进步的时代背景下,机械工程科学系统的实质又获得更深入地拓展。

我国各产业发展与社会主义市场经济的红利使得基础科学研究的实践与技术创新、科学技术发展与工程构建等之间的紧密联系更加深入,毫无疑问,新时代的中国已经迈入了科技强国的世界队伍。

而在机械工程科学将来的总体走向中,融合、全面复杂、信息智能技术、科学高效、密集型等将成为该领域的代名词。

1.机械工程科学目前取得的成果 1.1学术研究层面的成果 自从上个世纪五十年代我国将机械工程课程纳入教学体系,该领域的技术目前已经占据了历史高点。

就该领域的学术探索来说,机床非线性颤振等理论成果取得了国内自然科学技术的最高奖项----国家自然科学奖,这些理论凭借其自身的先进科学性已经位于世界前列。

除此之外,利用人工智能、微分技术等手段进行的机械工程理论研究成果也助力了我国跻身科技强国的队伍。

1.2技术开发层面的成果 机械工程作为一门融合式的大学科,尤其是信息技术、生物技术等与该领域的传统技术的融合,让现代机械科学成为一个实质更为深入边界更为宽广的领域,而在发展的半个多世纪中,其在技术开发层面取得了累累硕果。

譬如,极大提高测量工作效率的高温下材料力学性能测量装置等技术成果摘取了国际性的发明奖项。

同时,机械工程技术和人工智能技术与生物技术的结合,为该领域的技术开发又创造了新的技术方向。

机械工程前沿--机械微型化和大型化(1)

机械工程前沿--机械微型化和大型化(1)

机械工程前沿--机械微型化和大型化一、引沿随着社会和科学技术的发展,微型化和大型化是机械领域的发展趋势之一。

微型化是21世纪科技发展的总趋势之一。

这种趋势在上一世纪的最后几十年电子技术的发展中已得到充分体现;微电子领域的迅猛发展在信息与通讯科技发展中的影响已超出多数人的想象。

在以电话和电报为主要通讯手段的上世纪80年代,人们很难想象到同时具有照相、录像、录音、放音功能的手机会普及到当前的广泛程度。

在生产系统中,传统的生产系统中,即使最终产品的尺寸很小,制造设备与其所加工、装配的零件尺寸相比还是很大。

比如手表、照相机零件一般长几毫米、重几毫克,使用的设备达几米,生产线达几十米。

而设备及车间的动力和材料消耗近似地与其体积成正比,因此配置与其所加工零件尺寸不相称的大机床和厂房,浪费了能源、空间和资源。

再者,由于航空航天、电子、医疗等行业和部门,有许多微小零件采用传统机床无法加工或加工困难,尤其在空间狭小、微重力、真空等特殊环境下,必须由小型或微型设备来实现。

大型化也是机械领域一重要的发展趋势。

大型化就意味着技术的提高和适应条件的提升,为保证施工的方便与快捷。

随着经济的快速发展,全球化的到来,贸易量的激增,要求机械设备具有很大的工作能力和工作效率。

大型化的机械设备具有很大的工作量,很好工作效率,能够节约很多的时间和人力资源。

二、机械微型化2.1 微型机械概述微型机械乏指尺寸范围为毫米、微米或纳米级,集微机构、微传感器、微驱动器、微执行器和微控制器为一体的的微型机电系统(MEMS)。

中国在近十年期间,通过微齿轮、微泵、微电机、微马达、微型飞机和微型陀螺等研究,在MEMS领域取得了突出进展。

提出和发展了由于尺度效应而产生的微机械学。

MEMS技术已开始在我国的社会生产中发挥作用,如微操作机器人已开始用于生物工程中的细胞分裂、显微手术和生物芯片的制造工艺;微传感器已民开始用于飞行器的加速度、压力等参数的实时测量;纳米薄膜润滑技术已应用于火箭和计算机硬盘的制造工艺。

分析工程机械新技术和发展趋势

分析工程机械新技术和发展趋势

分析工程机械新技术和发展趋势摘要:本文就我国工程机械新技术发展的现状进行分析,并进一步研究了工程机械新技术发展趋势,希望对我国工程机械研究发展提供有益参考。

关键词:工程机械;新技术;发展趋势1工程机械新技术发展现状系列化、小型化、微型化、特大型化可以说是工程机械新技术发展的方向。

当前世界工程机械向两极方向发展,开发小型化的工程机械与大型化的工程机械,以方便不同层次用户的需求,体现出能用机器代替人力的设备均为工程机械的开发方向。

向小型化及微型化方向发展的趋势特别明显。

世界上通常把74.6kW(100HP)以下的工程机械称为小型工程机械。

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。

世界上近10年来,74.6kW~298kW之间的中等型号工程机械基本上没有大的发展,近几年来还有下降趋势。

但小型工程机械一直呈快速发展之势,特别是在欧美发展很快。

2工程机械新技术发展趋势2.1一机多用,作业功能多样化一机多用,作业功能多样化是近年来工程机械装备出现的一个新技术特点。

多功能化作业装置改变了单一作业功能。

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。

为完成更多的作业功能,工程机械主机作业功能将尽可能扩大,单一功能将向多功能转化,扩大了工程机械的应用领域,如液压挖掘机作业机具的多样化,同一主机可完成挖掘、装载、破碎、剪切和压实等作业。

对于高速公路的施工和养护,多功能作业更为重要,具有清扫、除雪、挖掘、破碎及压实功能的养护机械依然是工程机械行业关注的热点课题之一。

机械工程科学前沿和优先领域的初步构想

机械工程科学前沿和优先领域的初步构想

机械工程科学前沿和优先领域的初步构想发表时间:2020-07-02T09:11:40.177Z 来源:《基层建设》2020年第7期作者:翟艳英[导读] 摘要:随着科学的进步发展,机械工程科学与管理科学、电子信息技术科学以及生命科学之间的联系越来越密切,在很大程度推动了原有机械工程体系的进一步的完善。

天泽电力(天津)有限公司天津 300000摘要:随着科学的进步发展,机械工程科学与管理科学、电子信息技术科学以及生命科学之间的联系越来越密切,在很大程度推动了原有机械工程体系的进一步的完善。

我国在快速成形制造、微型机电系统、智能结构和智能机械系统、仿生机械以及制作系统和制造模式等方面已成形成了新的新的创新研究发展方向,推动了我国机械工程科学的创新。

基于此,本文阐述了机械工程科学的主要特征以及机械工程在智能化方面的发展,对机械工程科学前沿和优先领域的初步构想进行了探讨分析。

关键词:机械工程科学;特征;智能化;科学前沿;优先领域;初步构想机械工程技术、纳米技术以及智能技术等应用发展,推进了机械工程学科体系及其内容的进一步发展与完善。

工业应用的开发应用基础研究、工程和科学技术进而形成了相互促进、相互依存的紧密联系。

随着各国工业和经济的发展,机械工程正逐步朝着集成化、综合化、数字化、清洁化以及微型化等方向发展,其发展特点主要表现为智能、交叉、柔性、高效和精密等。

一、机械工程科学的主要特征机械工程是一门利用物理定律为机械系统作分析、设计、制造及维修的工程学科。

机械工程是以有关的自然科学和技术科学为理论基础,结合生产实践中的技术经验,研究和解决在开发、设计、制造、安装、运用和维修各种机械中的全部理论和实际问题的应用学科。

机械工程是工学研究生教育一级学科,工程研究生教育一个领域,我国于1956年正式开设机械工程学科。

机械工程科学与一般的基础科学相比,有其自身的独特性。

第一,机械工程科学的实践性很强,通过研究做出的成品都会投入到实际应用中去,应用价值很高;第二,它囊括了应用中的技术问题,对于一些尚未解决的工程技术问题,通过机械工程科学的研究找到解决的方法,这样不仅能造福人类社会,还能促进经济的发展,此外,通过对理论方法的深入研究,能够进一步丰富学科内涵;第三,机械工程科学的技术成果具有市场竞争力,机械工程科学从来不是无目的的研究,它的研究带有一定的针对性和适用性,所以研究方向很明确,这样就引领科技不断向前发展。

国外工程机械新技术新结构和发展趋势_王世明

国外工程机械新技术新结构和发展趋势_王世明
为此开发中国自己的正面吊, 满足国内日益增 长的对集装箱装卸设备的需求已是迫在眉睫的任 务。 加入 234 后, 应充分利用各类配套件都可以在 全球采购的有利条件, 解决国内工程机械重型配套 元器件困难的问题。广州港口实业总公司已经走在 了前面, 安徽合力叉车总厂及其他大型叉车制造厂 和工程机械厂也已计划开发集装箱正面吊。
,EE8C3 软件。这种软件与来自装有 2B@> 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 无线电通信网络及 业。=’>% 导航系统与电子地图、 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
=’> 和电子地图可以实时显示出车辆的实际位置 F
/0结束语
由于集装箱正面吊是一种重型起重设备, 其技 术含量高, 集机械、 电子、 液压液力传动技术于一 体, 对发动机、 变矩 器 、 变速器、 驱动桥、 液压元件、 传感器、 电器元件、 金属结构件要求高, 因此价格昂 贵,上述介绍的两款集装箱正面吊进口价格均在
视 窗 新 景
%1. 万元人民币左右。
摘 要: 综述了 自 "# 年 代 以 来 国 外 工 程 机 械 新 技 术 发 展 现 状 , 以轮式装载机为例 叙述了工程机械新结构和发展趋势,在此基础上指出了我国与国外工程机械的主要差
!!!"
近年来 7 随着建筑施工和资源 开 发 规 模 的 扩 大 8! 对工程机械需求量迅速增加 8! 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 %. 世 纪 ". 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

机械工程学科前沿综述

机械工程学科前沿综述

机械工程学科前沿综述班级:机械1201班姓名:孟斌学号:201211534摘要:近年来,机械工程学科在各大领域内取得了一系列突破性进展和原创性成果,为繁荣的经济建设提供了大量的理论方法和实践经验,对世界产生了重要的影响。

本文针对当前机械工程领域的发展现状,综述了其重要进展和成果,并对我国机械工程的发展趋势进行了展望。

关键词:机械工程,前沿,综述1 引言机械工程是一门与机械和动力生产有关的工程学科,它以有关的自然科学和技术科学为理论基础,结合生产实践中的技术经验,研究和解决在开发、设计、制造、安装、运用和修理各种机械中的全部理论和实际问题。

机械工程学科包含以下几个方面机械制造及其自动化机械电子工程机械设计及理论车辆工程和仿生技术。

机械工程的服务领域广阔而多面,凡是使用机械、工具,以至能源和材料生产的部门,无不需要机械工程的服务。

概括说来,现代机械工程有五大服务领域:研制和提供能量转换机械;研制和提供用以生产各种产品的机械;研制和提供从事各种服务的机械;研制和提供家庭和个人生活中应用的机械;研制和提供各种机械武器。

机械的发展经历了从制造简单工具到制造由多个零件、部件组成的现代机械的漫长过程。

机械工程以增加生产、提高劳动生产率、提高生产的经济性为目标来研制和发展新的机械产品。

随着世界的进步、国家的需求和学科的发展,机械工程科学的发展出现了以下显著特点和趋势:一方面,高技术领域如光电子、微纳系统、航空航天、生物医学、重大工程等的发展,要求机械与制造科学向这些领域提供更多更好的新理论、新方法和新技术,因而出现和发展着微纳制造、仿生及生物制造、微电子制造等制造科学新领域;另一方面,随着机械与制造科学与信息科学、生命科学、材料科学、管理科学、纳米科学技术的交叉,除了推动着机构学、摩擦学、动力学、结构强度学、传动学和设计学的发展外,还产生和发展着仿生机械学、纳米摩擦学、制造信息学、制造管理学等新的交叉科学。

在未来的时代,新产品的研制将以降低资源消耗,发展洁净的再生能源,治理、减轻以至消除环境污染作为超经济的目标任务。

机械工程行业的最新技术趋势

机械工程行业的最新技术趋势

机械工程行业的最新技术趋势一、机械工程行业的数字化转型随着科技的不断发展,机械工程行业也在不断迎来新的技术趋势。

其中,数字化转型是当前机械工程行业的一个重要趋势。

数字化转型是指利用数字技术和信息化手段,对传统机械工程进行升级和改造,实现智能化生产和管理。

通过数字化转型,可以提高生产效率、降低成本、提升产品质量,从而在激烈的市场竞争中脱颖而出。

二、人工智能在机械工程中的应用人工智能作为一种新兴技术,正在逐渐渗透到机械工程行业中。

在传统的机械制造过程中,人工智能可以帮助企业实现智能化生产,提高生产效率和产品质量。

例如,通过人工智能技术,可以实现设备的自动化控制和优化,提高生产线的运行效率。

同时,人工智能还可以帮助企业实现智能化的产品设计和制造,提升产品的竞争力。

三、物联网技术在机械工程中的应用物联网技术是指利用传感器、通信技术和云计算等手段,实现设备之间的互联互通,实现信息的实时采集和共享。

在机械工程行业中,物联网技术可以帮助企业实现设备的远程监控和管理,提高设备的利用率和维护效率。

同时,物联网技术还可以实现设备之间的协同工作,提高生产线的整体效率和灵活性。

四、3D打印技术在机械工程中的应用3D打印技术作为一种新型的制造技术,正在逐渐应用到机械工程行业中。

通过3D打印技术,可以实现复杂零部件的快速制造和定制化生产,大大缩短产品的研发周期和生产成本。

同时,3D打印技术还可以帮助企业实现零部件的快速修复和替换,提高设备的可靠性和稳定性。

五、结语随着科技的不断发展,机械工程行业也在不断迎来新的技术趋势。

数字化转型、人工智能、物联网技术和3D打印技术等新兴技术正在逐渐改变着机械工程行业的生产方式和管理模式,为企业带来了更多的发展机遇和挑战。

只有不断跟上技术的步伐,不断创新和改进,才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。

愿机械工程行业在新的技术浪潮中不断前行,迎接更加美好的未来。

机械工程领域的前沿技术

机械工程领域的前沿技术

机械工程领域的前沿技术随着科技的不断进步和创新,机械工程领域也在不断发展,涌现出许多前沿技术。

这些技术不仅为机械工程师提供了更多的可能性和挑战,也为现代社会的发展做出了巨大贡献。

本文将介绍一些机械工程领域的前沿技术,包括人工智能、3D打印、机器人技术和纳米技术。

首先,人工智能(Artificial Intelligence,AI)在机械工程领域的应用越来越广泛。

人工智能技术可以模拟人类的智能行为,通过机器学习和深度学习算法,使机械设备能够自动感知、识别和处理信息。

例如,智能化的机器人可以根据环境变化自主决策和执行任务,提高生产效率和质量。

此外,人工智能还可以应用于机械设计和优化,通过算法模拟和分析,提高产品设计的准确性和效率。

其次,3D打印技术(3D Printing)在机械工程领域的应用也越来越广泛。

3D打印技术可以将数字模型直接转化为实体产品,实现快速、定制化的生产。

它不仅可以用于制造零部件和原型,还可以用于制造复杂结构和定制产品。

例如,航空航天领域可以使用3D打印技术制造轻质复合材料零件,提高飞机的燃油效率和性能。

此外,3D打印技术还可以减少材料浪费和能源消耗,对环境保护具有积极意义。

第三,机器人技术在机械工程领域的应用也越来越广泛。

机器人技术可以代替人类完成重复、危险和繁重的工作,提高生产效率和安全性。

例如,工业机器人可以在生产线上完成装配、焊接和搬运等工作,减少人力成本和提高生产质量。

此外,机器人技术还可以应用于医疗、农业和救援等领域,为人类提供更多的便利和帮助。

最后,纳米技术(Nanotechnology)是一种研究和应用物质在纳米尺度下的特性和现象的技术。

纳米技术可以制造纳米材料和纳米结构,具有独特的物理、化学和生物学特性。

在机械工程领域,纳米技术可以应用于材料加工、润滑和传感等方面。

例如,纳米润滑剂可以减少机械零件的摩擦和磨损,提高机械设备的寿命和效率。

此外,纳米传感器可以实时监测和控制机械设备的运行状态,提前预防故障和损坏。

超精密加工技术在未来机械领域的发展前景概述

超精密加工技术在未来机械领域的发展前景概述

超精密加工技术在未来机械领域的发展前景概述超精密加工技术在未来机械领域的发展前景[前言]近二十年以来机械制造业正以迅猛的发展步伐向精密加工、超精密加工发展,在未来的发展过程中精密加工、超精密加工将成为在国际竞争、市场竞争中取胜的关键技术。

现代制造业之所发要致力于提高加工精度,其主要原因在于提高产品的性能和质量,提高其质量的稳定性和性能的可靠性,促进产品的小型化、功能性强,零件互换性好,产品的装配、调试生产率高,并促进制造装配自动化。

随着制造业的发展,现在的精密机械加工正在从微米、亚微米级工艺发展,在今后的加工中,普通机械加工、精密加工与超精密加工精度可分别达到1μm、0.01μm、0.001μm(即1nm),而且超精密加工正在向原子级加工精度逼进(0.1nm)。

随着极限加工精度的不断提高,为科学技术的发展和进步创造了条件,也为机械冷加工提供了良好的物质手段。

关键词超精密加工发展趋势发展策略后续研发一、引言我们一提到超精密这个词语,就觉得它比较神秘,但跟任何其他复杂的高新技术一样,经过一段时间的熟悉、适应,都会被大众所了解,也就不再是所谓的高科技了,超精密加工也是如此。

实际上,如果拥有超精密的加工设备,并且在其它相关技术和工艺上能匹配,经过一段时间的实践之后,就能很好地掌握它,但这需要一个过程。

超精密加工领域集成了很多IT、机械以及电气控制方面的技术,设备方面的操作和使用也非常复杂,所以,只有在对它有很深的理解之后才能把它用好。

二、正文超精密加工当前是指被加工零件的尺寸和形状精度高于0.1μm,表面粗糙度Ra小于0.025μm,以及机床定位精度的分辨率和重复性高于0.01μm的加工技术,亦称之为亚微米级加工技术,目前正在向纳米级加工技术发展。

超精密加工技术在国际上处于领先地位的国家是美国、英国和日本。

美国是开展超精密加工技术研究最早的国家,也是迄今处于领先地位的国家。

英国的克兰菲尔德精密工程研究所(简称CUPE)享有较高声誉,是当今世界上精密工程的研究中心之一。

浅谈现代机械设计方向及发展

浅谈现代机械设计方向及发展

浅谈现代机械设计方向及发展现代机械设计是一门综合性很强的学科,它不仅需要建立在牢固的理论基础上,同时还需要结合工程实践经验。

在当今社会,机械设计的方向和发展受到人们广泛的关注,随着科技的不断进步和发展,机械设计也呈现出了许多新的趋势和特点。

本文将就现代机械设计的方向及其发展进行浅谈。

一、现代机械设计的主要方向1. 精密化、微型化、轻量化随着科学技术的发展和进步,人们对机械设备的要求越来越高,对机械设备精密度、微型化和轻量化的需求也越来越大。

尤其是在高精度的微型机械设备、器件和仪器的制造中,对机械设计的精密化要求也越来越高。

2. 智能化、自动化在现代社会,人们对机械设备的智能化、自动化的需求越来越大。

这不仅包括机械设备的智能控制系统,还包括机械设计的智能化过程。

机械设计要朝着智能化和自动化方向发展,不断提高机械设备的智能化水平,提高生产效率,降低成本。

3. 绿色环保随着环境污染问题日益严重,人们对机械设备的环保性能要求也越来越高。

现代机械设计的方向之一是朝着环保、节能的方向发展,研发和设计符合环保要求的新型机械设备和产品。

4. 高效化、可靠化现代社会对于机械设备的工作效率和可靠性要求越来越高,因此机械设计也要朝着这两个方向进行不断地提高。

高效化和可靠化是机械设计的重要方向之一,只有提高机械设备的工作效率和可靠性,才能更好地满足社会的需求。

1. 先进制造技术的应用现代机械设计的发展趋势之一是先进制造技术的应用。

随着先进制造技术的不断发展,如数字化设计、计算机辅助制造等技术的应用,机械设计的效率和质量都将得到显著提高。

2. 新材料的应用新材料的应用也是现代机械设计的一个重要趋势。

随着材料科学的不断发展,一些新型材料的应用为机械设计提供了更多的可能性,比如碳纤维复合材料、功能性材料等,能够带来更轻、更强、更耐磨的机械产品。

3. 多学科融合现代机械设计不再是简单的机械学科,而是多学科融合的产物。

机械设计需要与电子、材料、自动控制等学科进行深度的交叉融合,才能更好地满足社会对机械设备的需求。

未来机械工程的发展趋势

未来机械工程的发展趋势

未来机械工程的发展趋势人类的文明发展离不开机械工程,随着科技的不断进步,机械工程领域也在不断创新和发展。

未来机械工程的发展趋势可以从多个方面进行展望。

1. 智能化未来机械工程的发展将更加注重智能化。

智能机械的出现让机器不再只是简单的执行人类指令,而是能够根据环境和任务条件自主进行决策和学习。

智能化的机械将极大地提高效率和准确性,同时减少人为操作的需求。

2. 轻量化随着空间探索和移动机器人的需求增加,轻量化将成为未来机械工程的重要趋势。

轻量化的机械更适合在各种极端环境下工作,同时也更节省能源。

利用先进材料和设计,未来的机械将更加轻巧而强大。

3. 精准化未来的机械工程将更加注重精准化。

精准化不仅体现在机械的操作精度上,还包括机械在设计、制造和维护过程中的精确性。

精准化将减少人为干预的可能性,提高机械的效率和可靠性。

4. 多功能化未来的机械将呈现出更多的多功能性。

随着技术的融合和发展,机械将能够同时完成多种不同的任务。

多功能化的机械将提高资源利用效率,同时也减少机器的占地和维护成本。

5. 自动化自动化将是未来机械工程发展的必然趋势。

自动化机械将能够在没有人类干预的情况下完成各种任务,从制造到运输再到服务都能实现自主化。

自动化的机械将提高生产效率,降低劳动成本,同时也减少人类在危险环境下的风险。

结语未来机械工程的发展趋势将是智能化、轻量化、精准化、多功能化和自动化。

这些发展趋势将使机械工程在各个领域实现跨越式的发展,为人类的生活和文明进步带来更多的可能性和便利。

让我们拭目以待,迎接未来机械工程发展的新篇章。

机械工程科学前沿和优先领域的初步构想

机械工程科学前沿和优先领域的初步构想

机械工程科学前沿和优先领域的初步构想文章主要把现代机械工程学科所涉及到的信息、管理、计算机、自动化等学科融合在一起,结合现代机械工程的另一大特征创造性解决现代机械工程中关键学科的问题。

文章详细解读现代机械工程学科的发展和前沿问题,进而展望机械工程科学在有限领域的构想,发现问题并解决问题。

标签:机械工程科学;进展;初步构想;展望伴随纳米技术、智能技术、微细工程以及重大机械工程技术的快速发展,机械工程学科的体系和内容也将获得快速扩大、完善以及充实。

并且伴随我国工业和市场经济的完善,工业应用开发与应用基础研究之间、工程与科学技术之间互相依存、相互促进的关系越来越明显。

随着21世纪的到来,机械工程科学未来的发展方向势必是数字化、集成化、综合化、微型化、清洁化,其表现出来的特点可归结为以下五点:智能、柔性、交叉、精密、高效。

1 机械工程科学的进展1.1 机械工程科学在学术研究方面的进展建国之后,国内的机械工程科学通过短短半个世纪的发展取得的成是飞跃式的。

从学术研究方面来看,大体理论成就包括以下几个方面:电接触可靠性、圆弧齿轮强度分析、空间并联机构、计量型原子力显微镜、弹性流体润滑、机床震颤非线性和超塑挤压变形规律等已经跻身世界先进水平[1]。

1.2 机械工程科学在技术创新方面的进展近些年,依靠电子信息科学、管理科学和生命科学与机械工程科学的结合,让原来的机械工程科学有了长足的进展。

以下几项技术创新都已经获得国际上的认可,有些则得到了相关的发明奖项,比如说:高温材料力学性能测试装置、超精密加工表面微观形貌在位检测仪、SiC陶瓷刀具、等角速度万向联轴器、高温密栅云纹法、稀土化合物摩擦学特性、型MIG焊接电弧控制法、微机化现场动平衡仪和磁盘精密沙袋研抛机理等[2]。

另外,多方面的新学科研究方向也已经形成,比如说:智能机械系统和智能结构、快速成形制造、仿生制造、制造模式和制造系统、仿生机械和微型机电系统等方面。

1.3 机械工程科学在工程医用方面的进展部分技术的发明创造使我国不少科学家获得诺贝尔奖,由于这些研究已经转化为生产力,也给我国的制造业创造了数量众多的科学财富和社会财富,直接提升人民的生活水平。

微机械加工的前沿技术和发展趋势 一

微机械加工的前沿技术和发展趋势  一

微机械加工的前沿技术和发展趋势一、微型机械加工技术综述微型机械加工或称微型机电系统或微型系统是指可以批量制作的、集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、甚至外围接口、通讯电路和电源等于一体的微型器件或系统。

其主要特点有:体积小(特征尺寸范围为:1μm-10mm)、重量轻、耗能低、性能稳定;有利于大批量生产,降低生产成本;惯性小、谐振频率高、响应时间短。

微型机械的目的不仅仅在于缩小尺寸和体积,其目标更在于通过微型化、集成化来搜索新原理、新功能的元件和系统,开辟一个新技术领域,形成批量化产业。

微型机械系统可以完成大型机电系统所不能完成的任务。

微型机械与电子技术紧密结合,将使种类繁多的微型器件问世,这些微器件采用大批量集成制造,价格低廉,将广泛地应用于人类生活众多领域。

可以预料,在本世纪内,微型机械将逐步从实验室走向适用化,对工农业、信息、环境、生物医疗、空间、国防等领域的发展将产生重大影响。

微细机械加工技术是微型机械技术领域的一个非常重要而又非常活跃的技术领域,其发展不仅可带动许多相关学科的发展,更是与国家科技发展、经济和国防建设息息相关。

微型机械加工技术的发展有着巨大的产业化应用前景。

微型机械加工技术领域的前沿关键技术有:1、微系统设计技术主要是微结构设计数据库、有限元和边界分析、CAD/CAM仿真和拟实技术、微系统建模等,微小型化的尺寸效应和微小型理论基础研究也是设计研究不可缺少的课题,如:力的尺寸效应、微结构表面效应、微观摩擦机理、热传导、误差效应和微构件材料性能等。

2、微细加工技术主要指高深度比多层微结构的硅表面加工和体加工技术,利用X射线光刻、电铸的LIGA和利用紫外线的准LIGA加工技术;微结构特种精密加工技术包括微火花加工、能束加工、立体光刻成形加工;特殊材料特别是功能材料微结构的加工技术;多种加工方法的结合;微系统的集成技术;微细加工新工艺探索等。

3、微型机械组装和封装技术主要指沾接材料的粘接、硅玻璃静电封接、硅键合技术和自对准组装技术,具有三维可动部件的封装技术、真空封装技术等新封装技术的探索。

机械工程前沿

机械工程前沿

机械工程前沿之精密超精密加工技术1 引言近些年,随着社会经济的不断发展,精密加工和超精密加工技术已成为机械制造技术的前沿标志。

它反映着一个工业国家机械加工的水平,它是六十年代应电子、计算机、宇航及激光尖端技术的发展而发展起来的一门新兴工艺技术。

在三十年的时间里,利用近代先进的技术和工艺使机械加工精度提高了一个数量级,目前正从微米、亚微米向纳米级精度迈进。

提高制造精度后可提高产品的性能和质量,提高其稳定性和可靠性;促进产品的小型化;增强零件的互换性,提高装配生产率,并促进自动化装配。

现如今,无论是科研领域还是生产领域,这项技术都得到了必要的应用。

这项技术的重要性是不言而喻的,直接关系到工艺事业的发展进程。

本文从精密超精密加工技术的相关理论、发展现状、运用三个角度,对该问题进行深入地分析与研究。

2 精密超精密加工技术理论众所周知,加工是一个非常宽泛的词汇。

在现实生活中,存在着普通加工、精密加工和超精密加工三种形式的加工。

普通加工是指一般技术水平就完成的精度;精密加工是指通过高精度的加工工具或器械,以及先进的加工技术才能实现的精度;超精密加工是指必须对先进加工技术进行实验、讨论、研究才能完成的精度。

每个时期的精度指标是不同的,因此,这三种形式的加工也会随着时间的变化而变化。

超精密加工技术以每个历史时期所能达到的最高加工精度值为衡量标准,只要超过了这个标准,我们就可将这些加工方法称之为超精密加工技术。

就目前的标准而言,精密加工技术的加工精度为1一0.1um、表面粗糙度为Ra0.2一0.01um;而超精密加工技术的加工精度高于0.1um、表面粗糙度Ra小于0.25um,以及所用机床定位精度的分辨率和重复性高于0.01um。

超精密加工主要包括三个领域:(1) 超精密切削加工如金刚石刀具的超精密切削,可加工各种镜面。

它已成功地解决了用于激光核聚变系统和天体望远镜的大型抛物面镜的加工。

(2) 超精密磨削和研磨加工如高密度硬磁盘的涂层表面加工和大规模集成电路基片的加工。

机械安全技术发展趋向分析

机械安全技术发展趋向分析

机械安全技术发展趋向分析近几年以来,机械安全技术发展很快。

从最近的研究动态与技术信息分析,机械安全技术的发展趋势有:①进一步发展机械故障专家诊断系统;②进一步完善和研究机械故障诊断理论方法;③进一步完善机械安全检测技术;④机械安全设计;⑤建立机械安全保障体系。

(1)进一步发展机械故障专家诊断系统20多年以来,机械故障诊断专家系统研究一直比较活跃。

其原因是因为随着科学技术的进步与发展,大量机械设备的结构、性能与作用等日益高级化、复杂化,修理人员一般很难凭经验解决问题,需要利用人工智能,将专家的知识系统地存入计算机内以提供诊断支援。

目前许多机械设备的故障诊断专家系统已趋成熟,但仍有许多复杂的难题有待进一步研究与探讨。

(2)进一步完善和研究机械故障诊断理论与方法目前许多机械工程专家正在研究一些新的机械故障诊断理论与方法,如小波包变换诊断的理论与方法、人工神经网络模型方法、虚拟现实技术、非线性模型理论与技术等。

(3)进一步完善机械安全检测技术虽然现代化的测试技术与设备在不断更新,但是机械设备本身的复杂性及其工作环境的复杂性和大量不可预测的偶发事件的存在,机械安全检测技术仍然需要不断完善和进步。

(4)机械安全设计虽然目前许多机械在安全设计方面已有比较成熟的理论与方法,但是随着科学技术的进步与发展,又有新的课题需要解决。

此外,对于有些大型、复杂的关键机械设备,目前安全设计只有理论,还没有成熟的、理想的安全设计方法。

(5)建立机械安全保障体系现代机械的发展方向为大型、重载和高速化,智能化及微型化三化一体。

由于涉及安全的因素很多,单一学科的理论与方法已经不能解决问题。

在这种情况下,人们提出了建立机械安全保障体系的思路。

专家们认为,机械安全保障体系应该由感知体系,信息传输、提取与处理体系,分析体系,安全反应体系,自诊断体系和管理体系组成。

这种安全保障体系的核心思想是综合利用各学科的理论、技术与方法来实现和保证机械的安全。

微机械加工的前沿技术和发展趋势

微机械加工的前沿技术和发展趋势

微机械加工的前沿技术和发展趋势一、微型机械加工技术综述微型机械加工或称微型机电系统或微型系统是指可以批量制作的、集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、甚至外围接口、通讯电路和电源等于一体的微型器件或系统。

其主要特点有:体积小(特征尺寸范围为:1μm-10mm)、重量轻、耗能低、性能稳定;有利于大批量生产,降低生产成本;惯性小、谐振频率高、响应时间短。

微型机械的目的不仅仅在于缩小尺寸和体积,其目标更在于通过微型化、集成化来搜索新原理、新功能的元件和系统,开辟一个新技术领域,形成批量化产业。

微型机械系统可以完成大型机电系统所不能完成的任务。

微型机械与电子技术紧密结合,将使种类繁多的微型器件问世,这些微器件采用大批量集成制造,价格低廉,将广泛地应用于人类生活众多领域。

可以预料,在本世纪内,微型机械将逐步从实验室走向适用化,对工农业、信息、环境、生物医疗、空间、国防等领域的发展将产生重大影响。

微细机械加工技术是微型机械技术领域的一个非常重要而又非常活跃的技术领域,其发展不仅可带动许多相关学科的发展,更是与国家科技发展、经济和国防建设息息相关。

微型机械加工技术的发展有着巨大的产业化应用前景。

微型机械加工技术领域的前沿关键技术有:1、微系统设计技术主要是微结构设计数据库、有限元和边界分析、CAD/CAM仿真和拟实技术、微系统建模等,微小型化的尺寸效应和微小型理论基础研究也是设计研究不可缺少的课题,如:力的尺寸效应、微结构表面效应、微观摩擦机理、热传导、误差效应和微构件材料性能等。

2、微细加工技术主要指高深度比多层微结构的硅表面加工和体加工技术,利用X 射线光刻、电铸的LIGA和利用紫外线的准LIGA加工技术;微结构特种精密加工技术包括微火花加工、能束加工、立体光刻成形加工;特殊材料特别是功能材料微结构的加工技术;多种加工方法的结合;微系统的集成技术;微细加工新工艺探索等。

3、微型机械组装和封装技术主要指沾接材料的粘接、硅玻璃静电封接、硅键合技术和自对准组装技术,具有三维可动部件的封装技术、真空封装技术等新封装技术的探索。

未来机械工程的发展趋势

未来机械工程的发展趋势

未来机械工程的发展趋势未来机械工程的发展趋势21世纪以前,科学与技术着重于认识自然世界,不断提高人类生存能力;21世纪科技将更多地着眼于认识人类自身,不断提高人的生命质量。

在21世纪里,就制造业来讲,发明和发展了汽车、机床、机器人、飞机、火箭、芯片、计算机、电视机等成千上万的机电产品,极大地改变了人类的生产方式和生活方式展望未来,21世纪将更加伟大、更加辉煌。

制造业将出现更多意想不到的奇迹。

生产的汽车不仅会跑,可能还会飞;制造的飞机将更快、更安全;高速列车和磁悬浮列车将飞驰在祖国的原野;智能仪器装备和智能机器人将按照人们的要求高效率、高质量地制造产品;微型机器人将能进入血管清理“垃圾”、修补心脏;人们可用分子组装技术组装出理想性能的微器件;掌上工具可能是计算机、可视电话、电视、音响和网络的集成,等等。

未来机械工程科学发展的总趋势将是交叉、综合化;柔性、集成化;智能、数字化;精密、微型化;高效、清洁化。

智能机器人及仪器设备、微型机电系统、高效柔性、智能自动化制造技术将日趋成熟,并被市场所接受;可重构制造系统的理论与技术和适合我国的制造模式将得到完善和发展;在机构学、摩擦学、仿生机械和仿生制造等领域我国将进入世界先进行列;我国科学家问鼎诺贝尔奖将不是天方夜谭。

制造业在制造科学技术的武装下将全面现代化,国家由于制造业创造的财富而更加昌盛繁荣。

人民的生活将更加富裕潇洒。

信息科学、材料科学、生命科学、纳米科学、管理科学和制造科学将是改变21世纪的主流科学,由此产生的高新技术及其产业将改变世界。

与以上领域交叉发展的制造系统和制造信息学、纳米机械和纳米制造科学、仿生机械和仿生制造学、制造管理科学和可重构制造系统等是21世纪机械工程科学的重要前沿。

半个世纪以来,我国的机械工程科学得到了很大的发展,我们已经建立了较完善的学科体系,在学科前沿、技术创新和工程应用诸方面取得了突出成就。

新技术在制造业中的应用,使得被人们称作“夕阳产业”的机械制造业不断涌现新的希望,唤发新的活力。

机械工程发展方向(投稿)

机械工程发展方向(投稿)

机械工程及其自动化的发展方向(陕西省岐山县农机技术推广站张锐)摘要:文章从系统的观念出发,根据机械设计制造及自动化的设计原则,分析了机械自动化系统的优点与效益,指出了机械设计制造及其自动化的发展方向,提出了机械工程及其自动化的发展方向的措施。

关键词:机械工程;自动化;产品;发展;方向早在1971年日本的《机械设计》杂志副刊上刊登了机电一体化这一名词,后来随着机电一体化的发展而被广泛的应用。

20世纪90年代国际机器与机构理论联合会,给出了这样的定义,机电一体化是精密机械工程、电子控制和系统思想在产品设计和制造过程中的协同结合。

因此又可以说机电一体化就是在机械设计制造及其自动化基础上的发展。

1 机械设计制造及自动化的符合设计原则1.1 满足对机器的功能要求任何一种产品都是为满足人们的某种需要而开发的,都必须具有某种主要功能,不同的产品具有不同的主要功能。

概而言之,都能对输入的物质、能量和信息(即所谓工业三大要素)进行某种处理,输出具有所需特性的物质、能量与信息。

因此,机械自动化系统也必须具有对输入的物质、能量和信息进行某种处理,从而输出具有所需特性的物质、能量与信息的主功能。

1.2利用先进技术不断创新根据产品或系统的主功能不同,可对产品或系统进行分类。

以物料搬运、加工为主。

输入物质、能量和信息,经过加工处理,主要输出改变了位置和形态的物质系统(或产品)称为加工机。

如各种机床、交通运输机械、食品加工机械、起重机械、纺织机械、印刷机械、轻工机械等。

以能量转换为主,输入能量和信息,输出不同能量的系统(或产品)称为动力机,其中输出机械能的为原动机。

如电动机、水轮机、内燃机等。

以信息处理为主,输入信息和能量。

主要输出某种信息。

如数据、图像、文字、声音等的产品称为信息机。

如各种仪器、仪表、计算机、传真机以及各种办公机械等。

2机械自动化系统的优点与效益随着机械自动化技术的快速发展,机械自动化产品有逐步取代传统机电产品的趋势,与传统机电产品相比,机械自动化产品具有高的功能水平和附加值,它将给开发生产者和用户带来社会、经济效益。

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机械工程前沿--机械微型化和大型化
一、引沿
随着社会和科学技术的发展,微型化和大型化是机械领域的发展趋势之一。

微型化是21世纪科技发展的总趋势之一。

这种趋势在上一世纪的最后几十年电子技术的发展中已得到充分体现;微电子领域的迅猛发展在信息与通讯科技发展中的影响已超出多数人的想象。

在以电话和电报为主要通讯手段的上世纪80年代,人们很难想象到同时具有照相、录像、录音、放音功能的手机会普及到当前的广泛程度。

在生产系统中,传统的生产系统中,即使最终产品的尺寸很小,制造设备与其所加工、装配的零件尺寸相比还是很大。

比如手表、照相机零件一般长几毫米、重几毫克,使用的设备达几米,生产线达几十米。

而设备及车间的动力和材料消耗近似地与其体积成正比,因此配置与其所加工零件尺寸不相称的大机床和厂房,浪费了能源、空间和资源。

再者,由于航空航天、电子、医疗等行业和部门,有许多微小零件采用传统机床无法加工或加工困难,尤其在空间狭小、微重力、真空等特殊环境下,必须由小型或微型设备来实现。

大型化也是机械领域一重要的发展趋势。

大型化就意味着技术的提高和适应条件的提升,为保证施工的方便与快捷。

随着经济的快速发展,全球化的到来,贸易量的激增,要求机械设备具有很大的工作能力和工作效率。

大型化的机械设备具有很大的工作量,很好工作效率,能够节约很多的时间和人力资源。

二、机械微型化
2.1 微型机械概述
微型机械乏指尺寸范围为毫米、微米或纳米级,集微机构、微传感器、微驱动器、微执行器和微控制器为一体的的微型机电系统(MEMS)。

中国在近十年期间,通过微齿轮、微泵、微电机、微马达、微型飞机和微型陀螺等研究,在MEMS领域取得了突出进展。

提出和发展了由于尺度效应而产生的微机械学。

MEMS技术已开始在我国的社会生产中发挥作用,如微操作机器人已开始用于生物工程中的细胞分裂、显微手术和生物芯片的制造工艺;微传感器已民开始用于飞行器的加速度、压力等参数的实时测量;纳米薄膜润滑技术已应用于火箭和计算机硬盘的制造工艺。

随着纳米技术的悄然崛起,纳米产品迅速出现在人类的各个领域。

所谓纳米技术是指在0.1~100纳米尺度范围内,研究电子、原子和分子内在规律和特征,并用于制造各种物质的一门崭新的综合性科学技术。

其中1纳米等于10亿分之一米。

当物质被“粉碎”到纳米级细小并制成“纳米材料”,不仅光、电、热、磁性发生变化,而且具有辐射、吸收、催化、吸附等许多新特性,可彻底改变目前的产业结构。

据预测,进入纳米时代后,世界上将会出现1微米以下的机器设备。

有关资料介绍,日本已用极微小的部件制成了直径只有1~2毫米的静电发电机,其体积只有常规机器的万分之一。

还有能够转动的机床以及直径仅 5.5毫米的“尺蠖”。

在我国也已有微直升飞机、微马达、微泵、微喷器、微传感器等一系列纳米微机电系统元器件问世。

由于纳米技术导致产品微型化,使所需资源减少,不
仅可达到“低消耗、高效益”的可持续发展目的,而且其成本极为低廉。

可以预料,未来那些资源浪费、造价昂贵的庞然大物型机械设备将会逐步被淘汰,以实现资源消耗率的“零增长”。

2.2 迄今最快最小纳米发动机
今年五月份左右,美国德克萨斯大学奥斯汀分校科克雷尔工程学院科学家造出了迄今世界上最小、最快,而且运转时间最长的微型发动机,如图1所示。

该发动机比一粒盐要小500倍,能把电能转化为机械运动,达到每分钟18000转,相当于喷气式飞机上发动机的转速,而且能连续旋转15小时。

相比之下,其他纳米发动机每分钟只有14到500转,只能转几秒到几分钟。

图一迄今最快最小纳米发动机
该校研究小组成功设计、组装了这种高性能纳米发动机,并在非生物系统中进行了测试。

纳米发动机由三部分组成,能迅速混合、泵出生化药剂,并能在液体中运动,这些特征在未来应用中非常重要。

这种纳米发动机是开发微型机器的重要一步,微型机器能注入人体内,控制胰岛素以治疗糖尿病,瞄准或攻击癌细胞而不伤害其他正常细胞。

纳米发动机从各角度来量都不超过1微米,很适合在人体细胞内工作。

为了测试其药物释放能力,研究人员在它表面涂了一层生化药物纳米粒子,然后开始旋转。

结果发现发动机转得越快,药物释放得越快。

能通过转速来制定和控制分子释放速度,这也意味着纳米发动机是第一款能控制药物释放的机器,这有助于促进药物递送、细胞间通讯的研究。

2.3微型机械人广泛应用
由微型机械组装的微型机器人大有用武之地,可以从事大型机器人无法做的收集信息和智能操作等各项工作。

如图二为微型机械人
1)在工业上,微型机器人能够用来加工三维密集连接的硅片结构,制造下一代更微小的超微型机器人。

2)农业上可以用微型机器人将农药取而代之,因为撒在农田里的成千上万的微型机器人能杀灭害虫,在确保庄稼收成好的同时还可避免作物和环境的污染。

3)在医学上,植入人体血管中的微型机器人能从大腿的静脉经由微细血管送入心脏。

它们首先用装在前端的摄像机“诊察”心脏血管内部的情况,然后用安装在身上的微型手术刀做手术。

4)军事上可利用微型机器人在海下监听噪音,在发现异常时喷洒出化学染料,显示敌潜艇所处的位置,以便用导弹将其摧毁。

哨所周围如果有装备了红外传感器的微型机器人“站岗放哨”,能够收集到入侵者兵力布署等信息。

图二微型机械人
三、机械大型化
在机械生产中,为了提高生产效率,简化生产流程,降低基建投资和操作维修费用等,要求机械设备向大型化发展,采用高效,节能、低能耗的大型设备是必然的发展趋势。

近年来这些大型设备成功的应用,证明了机械大型化的优越性。

3.1 全球起重能力最大的可移动门式起重机
新世纪以来,大型化工程趋势加速,全球大型机械开始慢慢出现在众人面前。

港口起重机也不断大型化,起重机械大型化是指起重机械的主要性能指标起重重量或起重力矩在迅速地不断增大。

全球起重能力最大的可移动门式起重机“宏海吊”,如图2所示。

目前正在进行总装合龙,预计今年年底,这座约50层楼高的庞然大物将矗立在长江入海口北侧。

“宏海吊”总重14800吨,相当于两个埃菲尔铁塔的重量,总体造价约3.6亿元,耗费超过1.1万吨高强度钢材。

它由两台跨度达124米、高度为150米的拱形门式起重机平行组合而成,建成后最大起重能力有2.2万吨,是现有世界最大同类设备的11倍。

建成后设备提升高度最高为65米,可以轻松吊起整座重量过万吨的海洋钻井平台。

“宏海吊”改变了海工装备的制造工艺,它使得在海上船坞里建造的海工装备变成陆上制造,可大幅减少海洋钻井平台的建造周期和建造成本。

图二全球起重能力最大的可移动门式起重机“宏海吊”
3.2 世界单门提升能力最大的门式起重机
五月份左右,中国石油工程建设公司第一建设公司洛阳伊滨新区试验场传来消息:世界单门提升能力最大的门式起重机已完成预制工作量的90%,进入调试阶段。

这套起重机获国家知识产权局五项实用新型专利授权。

针对重量超过2000吨以上炼化加氢裂解反应器吊装难题,2012年1月,一建公司立项研发世界单门提升能力最大、操作系统最先进的MYQ型5000吨门式起重机,与英国多门朗技术有限公司联合开发,实现控制系统、机电设备和液压顶升系统响彻等关键技术的突破。

这套门式起重机具有三大独特优势:可在承载5000吨负荷的工况下滑移行走,其提升高度160米,跨度35米,提升速度每小时30米;采用移动式吊装控制中心,以有线网络或无线网络对吊装过程进行整车控制;整体结构采用模块化,由滑移系统、塔节系统、自安装系统、横梁系统、吊具系统、主提升系统、缆风绳系统和控制系统八大模块组成,可根据现场设备吊装重量、作业场地等灵活预组装。

四、总结
微型化是各类产品今后的重要发展方向,有越来越多的市场需求,目前在电子、信息、电器、医疗、生物等部门已表现出明显的发展势头就是例证。

而大型化设备得到了很快的发展,在很多工程领域都有大型化的机械产品的存在。

在微型化和大型化发展的过程当中仍有很多的问题和困难需要解决,但科学家和工程人员一直在这两个方向上不断地努力,为创造出为人类前进发展做出贡献的产品。

参考文献:
[1].方肇伦.微型化在化学科学发展中的战略地位[J].化学工业出版社,2006.
[2].孙雅洲.制造设备与系统的微型化技术[J].江苏机械制造与自动化,2001.。

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