Мехатроника философиясы

                                                    Мазмұны 

Кіріспе......................................................................................................................3

Мехатроника мен философияның байланысы.....................................................4

Мехатрондық объектілердің беріліс механизмдерінің  кинематикасы…........7

Мехатрондық қозғалыс модульдері...............................................................8

Пневматикалық МҚМ.........................................................................................10

Электромеханикалық  МҚМ.............................................................................11

Электрогидравликалық  МҚМ..............................................................................17

Қорытынды………………………………………………………………………20

Глоссарий……………………….………………………………………….…….21

Пайдаланылған әдебиеттер тізімі………………………………………....……22

ҚОСЫМША.....................................................................................……………23 
 
 
 

 

Кіріспе

      Мехатроника – басқа салаларға қарағанда бір-екі саты артта қалып келеді. Бірақ дамуы баяу емес, қарқынды болып келе жатыр. Электроника, электротехника, механика және роботтарды зерттейтін робототехника саласының өзі жеке дамып, өзінің сүбелі үлесін қосып келеді.

      Ал  енді бұл жұмыстың тақырыбы мехатрониканың философиямен байланысты болуы, екеуінің сол өздерінің орталарында байланысын зерттеп айқындап беру болып отыр. Философия гуманитарлық сала бола тұра, жаратылыстану ғылымдарына байланысы  қандай болуы мүмкін? Біз осы жұмысымызда  осы мәселені айқындауға тырысып  көрелік.

      Философия – барлық қоғамдық ғылымдардың түп атасы. Бұл анықтамадан білетініміз, мехатроника да ғылым саласы, осы жағына жақын болуы мүмкін. Ол - үнемі дамып, адмзат ақыл-ойының жетістіктерімен толықтырылып отыратын ғылым. Ал енді нағыз жетістіктерге жететін техникалық ғылымдар, соның ішінде мехатрониканың өркендей түсетіні белгілі. Бұл ғылымдардың дамуымен, философия да толықтырылып отырады делініп отыр. Яғни екі ғылымның бір-біріне байланысы осы анықтамалардан жақындай түскен секілді.    

 

     Мехатроника мен философияның байланысы

     Философия (philio-сүйемін, sophia-даналық) – деген екі сөзден құралып, яғни даналықты сүйетін ғылым екендігін білдіріп отыр. 

     Философия – адамзат дамуының қайнарынан бастау алатын ғылым.

       Философия – дін мен ғылым  екеуінің арасындағы дәнекер  дейтін көзқараста та кездеседі.  Әрине, философия – өз алдына  ғылым. Ол, ең алдымен, дүниетанымдық, теориялық, методологиялық ғылым. Философия бүкіл әлемді, басты салалары – табиғат, қоғам, адам санасын тұтас құбылыс ретінде алып, оның жалпы заңдылықтарын ашады, объективтік шындық жөніндегі белгілі қағидалар жүйесін қалыптастырады. Сол мақсатқа жетуде ол басқа ғылымдар сияқты қоғам тарихында өз орны бар ғылым ретінде өмір сүреді.

     Сонымен, философия дегеніміз – материя мен сана, таным мен болмыс, адам мен қоғам жайлы адамзат ой-cанасының дамуы барысында жинақталған, жүйеленген ғылыми ой-п-пікірдің теориялық жиынтығы.

     Философияның  техникалық салалармен қатысы бар ма, қаншалықты бір-біріне жақын? Техникалық салалар дамыған сайын философия  өзгеріп, әр дәуірлерге бөлінді. Мысалға, кемелер жасалып, су жолының ашылуы қайта өрлеу дәуірінің философиясының дамуына алып келді. Ал оған дейін ежелгі үнді, қытай, араб философиялары болып келген еді.    

     Мехатроника —түрлі ашылуларға, эксплуатациялық машиналар және компьютермен басқарылатын жүйелердің қозғалысының ғылым мен техникадағы саласы. Механика, электроника және микропроцессорлық техника, ақпараттану және компьютерлік басқару білімдерімен машиналар мен агрегаттардың қозғалысының басқарылуы.

     Альтернативтік  анықтама:

     Мехатроника – электротехникалық және компьютерлік компоненттермен, электрондық механика синергетикалық бірлестіктерге негізделген ғылым мен техниканың саласы. Олар жаңа модульдердің, жүйелердің, машиналар мен кешендік машиналардың  жобалануы мен өндірілуін интеллектуалды басқаруы мен функционалды қозғалыстармен бірге жүруін қамтамасыз етеді.  

     Меха́ника (грекше μηχανική — машина құрастыру өнері) — материалдық объектілер мен олардың арасындағы өзара байланысты зерттейтін физиканың саласы. 

   Мехатроника ғылым саласы, философия да ғылым саласы болып табылады. Бірақ екеуінің бағыттары әртүрлі болып келеді. Бұл екеуі әртүрлі салаларда оқытылып, жүргізіледі. Мехатрониика философияға қарағанда көбірек қолданылады. 

      Қоғам өмірін тарихи процесс ретінде бейнелеу үшін қолданылатын ұғымдардың бірі –  прогресс ұғымы (лат. – ілгері қозғалу, табыс деген сөзден алынған).

      Прогресс  – қоғамның материалдық күш-қуатының артуы, оның қатынастарының кемелдене түсуі, қоғам мүшелерінің жан-жақты жетілуіне қажетті мүмкіндіктердің молаюы, яғни қоғамның ұдайы төменнен жоғарыға қарай өрлей дамуының түрі, сипаты.

     Адамзат қоғамының қалыптасып, одан әрі өсіп-өркендеуінде, тарихи сатылармен ілгерілеуінде ғылымның атқаратын рөлі айрықша екені белгілі. Екінші жағынан, ғылым – қоғамның өзі дүниеге келтірген, оның өркендеуінде жағдай туғызған құбылыс. Біз ғылымның дүниені танып, игерудің, данышпандық пен зерделіліктің қайнар көзі екенін жақсы білеміз. Сонда ғылым деген не? Ғылым және білім деген түсініктер бір мағынада ма?

     Білім дегеніміз – материалдық және рухани құбылыстар туралы шынайы әрі нақты мәліметтер жиынтығы, олардың адам санасында дұрыс, объективті бейнеленуі.

     Сөйтіп, ғылым дегеніміз – заттардың, құбылыстар мен процестердің ішкі болмысын, табиғатын ашып көрсететін, олардың даму заңдылықтарын, байланыстарын ашып, даралап тұжырымдайтын шынайы, ақиқат, жүйеленген, қисынға келтірілген білім және объективтік шындық.

     Ғылымның  негізгі ерекшеліктеріне тоқталайық. Табиғат пен қоғамның объективті, адам санасынан тәуелсіз заңдарын ашу  – ғылымның негізгі мақсаты.

     Ғылымды математикаландыру, ғылым мен техниканың дамуында есептеу техникасы мен  информатиканы кеңінен қолдану, адам қызметінің көптеген саласына компьютерлік техниканың еркін енуі – қазіргі  ғылым ерекшеліктерінің бірі.

     Ғылымды техникамен және өндіріспен байланыстыратын  қажетті буын – қолданбалы зерттеулер мен технологиялық ізденістер. Болашақ жаңа технология мен техниканың жалпы нұсқасы мен іргетасы нақ осында қаланады.

     Қазіргі ғылыми-техникалық прогресті жеделдету жағдайында іргелі және қолданбалы зерттеулер арасындағы байланысты анықтау ғылыми жұмысты тиімді жоспарлау мен ұйымдастырудың қажетті шарты болып отыр. Ғылым жетістіктері негізінде жаңа техника мен технология жасалып, содан кейін олар өндірісте қолданылады. Ғылым саласында өндірістің жаңа құралдары мен технологиялық процестері, өнеркәсіптің мүлде жаңа салалары мен бағыттары пайда болып отыр. Оған инженерлік орталықтар, ғылыми—өндірістік бірлестіктер, салааралық ғылыми-техникалық кешендер жатады. Сөйтіп, ғылым мен өндірістің арасында белгілі бір формалар қалыптасуда. Инженерлік академиялар өмірге келді. Ядролық физика бойынша кезінде жүргізілген ғылыми-зерттеу жұмыстарына байланысты өнеркәсіптің жаңа саласы – ядролық энергетика, сол сяқты қатты дене, қиын балқыту физикасы мен жоғары қысым физикасына сәйкес жартылай  өткізгішті аспаптар мен жасанды алмастар, биотехнология пайда болды. Осыған орай радио-технологиялық құрылымдыр және робот техника түрлері қолданылатын өнеркәсіп орындарында сапалық өзгерістер, сондай-ақ ультрадыбыс, қалдықсыз технология әдістерін өндіру жолға қойылуда.

     Қазіргі кездегі ғылымның дамуы, осы заманғы  ғылыми-теориялық ойдың қалыптасуы мен өрістеуі, жалпы алғанда, диалектиканың заңдары мен категорияларына сүйене отырып, оларды ғылыми теорияны қалыптастыру мен дамыту процестеріне тікелей қолданады. Диалектикалық логика – біртұтас философиялық ғылым.

     Жаратылыстанудағы ең жаңа революциялық табыстарға байланысты философия категорияларының (материя, қозғалыс, кеңістік, уақыт, т.б.) мазмұны, соған сәйкес материализмнің мәні өзгерістерге ұшырады. Ескі классикалық физикадан  жаңа физикаға (яғни салыстырмалылық  теориясы мен микрофизика) өтуге  орай метафизикалық методологияның диалектикалық материализм методологиясына  орын босатуы тиісті болады. 

 

1-сурет.  Мехатрониканы құрайтын ғылым салалары

Мехатрондық объектілердің беріліс  механизмдерінің  кинематикасы

     Беріліс механизмдері (БМ) барлық мехатрондық  объектілерде болады. Олар қозғалтқыш және атқарушы орган немесе атқарушы механизм буынының (манипулятордың) арасында орналасады.

      Беріліс механизмі функционалдық қатынаста  бір қозғалысты басқаға түрлендіреді, мысалы ілгерілемелі қозғалысты айналмалы  қозғалысқа немесе керісінше; қозғалыстың  бағытын және жылдамдығын өзгертеді; қозғалысты біршама қашықтыққа береді.

      БМ-нің  негізгі кинематикалық сипаттамасы беріліс қатынасы болып табылады. БМ-нің беріліс қатынасы кіріс буынының сызықтық (бұрыштық) жылдамдығының шығыс буынындағы сызықтық жылдамдығына қатынасына тең. Беріліс қатынасымен қатар БМ-нің маңызды кинематикалық сипаттамасы беріліс дәлдігі болып келеді.

      Беріліс механизмдерін таңдау және салыстыру  үшін шусыз, жатық, қатаңдық, пайдалы  әсер коэффиценті (ПӘК) сияқты динамикалық  қасиетке негізделген сипаттамалар қолданылады.

      БМ  ретінде бір түрлі қозғалысты келесіге түрлендіру үшін бұрама және төрткілдеш (реечный) берілістер қолданылады. Бір айналмалы қозғалысты басқа  айналмалы қозғалысқа түрлендіру үшін қозғалмайтын өсті тісті берілістер (цилиндрлік, конустық, гипоидты доңғалақты), планетарлық, қозғалмалы өсті дифференциал берілістер, сонымен қатар, иілгіш тісті доңғалақты толқынды беріліс қолданылады. Айналмалы қозғалысты қашықтыққа беру үшін белдікті, шынжырлы, арқанды, таспалы, тросты берілістерді қолданады. Иінтіректі және жұдырықшалы механизмдер БМ-нің функциясын атқара алатынын ескеру қажет.     

      Роботтардың атқарушы механизмдерінде және жетектерінде айналмалы қозғалысты кеңістікте әртүрлі  берілген екі өстер арасында қайта  болдыру үшін механизмдер кең  қолданылады. Екі қозғалмайтын өстер  арасындағы берілген беріліс қатынастарын қайта болдыру үшін қолданатын қарапайым  механизм үшбуынды механизм болып табылады. Бұл жағдайда тісті доңғалақ тістер ілінісі ішкі және сыртқы цилиндрлі тісті болып келетін берілісті құрайды. Егер бірліктер өсьтері қиылысса, онда тісті доңғалақтар конустық беттік түрге ие және ереже бойынша конустық берілісті болып келеді. Егер бірліктер осьтері айқастырылған болса, онда тісті доңғалақтар гиперболоидты тісті беріліс береді. Гиперболоидты берілістен практикада бұрандалы, гипоидты, бұрамалы тісті берілістер қолданыс тапты.

      Кинематикалық көзқараспен тісті доңғалақтардың үш буынды тісті механизмдерінде  айналу әртүрлі бұрыштық жылдамдықтармен  орындалады.  

 

                                     
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     2-сурет. Мехатрониканың жұмыс сферасы

     БМ-ның  маңызды кинематикалық сипаттамасы  ретінде беріліс қатынасы деп  аталатын бұрыштық жылдамдықтарының қатынасы саналады.

      Егер  доңғалақтар әртүрлі бағытта  айналса, беріліс қатынасын теріс  таңбамен алу шартталған. Сондықтан, екі доңғалақтың сыртқы ілінісінде берілістік қатынасы теріс санды, ал ішкі ілінісінде – оң санды болады.

      Беріліс қатынасын геометриялық өлшемдер арқылы және доңғалақтың тістер саны арқылы өрнектеуге болады. Кинематикалық көзқарас тұрғысынан алады.

      Практикада  көбінесе шамасы бойынша беріліс  қатынасын қайта болдыру талап  етіледі. Бұл жағдайда қарапайым  үш буынды механизм жеткіліксіз болып  шығады, сондықтан көпсатылы тісті  механизмдерді қолданады.

      Егер  БМ-ның жетекші буыны жетектегі буынға қарағанда үлкен бұрыштық жылдамдыққа ие болса, онда мұндай механизм редуктор деп аталатынын ескеру қажет. Редуктор бұрыштық жылдамдықты төмендетеді. Егер, керісінше жетекші доңғалақ жетектігімен салыстыррғанда кіші бұрышты жылдамдыққа ие болса, онда мұндай БМ мультипликатор деп аталады. Мультипликатор бұрыштық жылдамдықты жоғарылатады.