1、機(jī)電一體化技術(shù)基礎(chǔ) 緒論預(yù)備知識 （1）具有電路分析、電子技術(shù)的基本知識； （2）具有機(jī)械基礎(chǔ)、機(jī)械加工、機(jī)械設(shè)計的基礎(chǔ)知識； （3）具有常用機(jī)電設(shè)備、機(jī)電產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、工作原理的知識； （4）具有常用機(jī)電一體化系統(tǒng)安裝、使用、維護(hù)的基本知識； （5）具有設(shè)計中等復(fù)雜程度的機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本知識；第一章 緒論 緒論學(xué)習(xí)目標(biāo) 重點:掌握機(jī)電一體化的概念 掌握機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)及其內(nèi)容; 掌握機(jī)電一體化技術(shù)方向難點: 機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)及其內(nèi)容 機(jī)電一體化系統(tǒng)開發(fā)的工程路線 緒論老式英文打字機(jī)與激光打印機(jī)對比 純機(jī)械結(jié)構(gòu)。最早是英國研制出用打字機(jī)代替手書的機(jī)器，通過按鍵可輸入各個字母及各種標(biāo)點符號等

2、，這在當(dāng)時實在是一個巧妙的書寫工具。打出的字體規(guī)范整潔，一目了然。鍵盤字母的排列也是獨具匠心的。當(dāng)時將常用的字母置于方便位置，不常用的字母置于偏僻處。這種排列方法直至今日電腦鍵盤仍然沿襲下來，可見其合理性。 后期的打字機(jī)，只是在體積上縮小，其原理結(jié)構(gòu)幾乎與原始機(jī)器無異，只是形成便攜式而已，直到20多年前，才逐漸被電腦所取代，在書寫歷史上打字機(jī)功不可沒。 老式英文打字機(jī) 緒論老式英文打字機(jī)與激光打印機(jī)對比 典型機(jī)、電、光一體化產(chǎn)品，激光打印機(jī)是由激光器、聲光調(diào)制器、高頻驅(qū)動、掃描器、同步器及光偏轉(zhuǎn)器等組成，其作用是把接口電路送來的二進(jìn)制點陣信息調(diào)制在激光束上，之后掃描到感光體上。感光體與照相機(jī)構(gòu)

3、組成電子照相轉(zhuǎn)印系統(tǒng)，把射到感光鼓上的圖文映像轉(zhuǎn)印到打印紙上，其原理與復(fù)印機(jī)相同。激光打印機(jī)是將激光掃描技術(shù)和電子顯像技術(shù)相結(jié)合的非擊打輸出設(shè)備。 隨著半導(dǎo)體技術(shù)趨向成熟。以美國、日本為代表的科研人員，相繼研制出半導(dǎo)體激光打印機(jī)。這種類型打印機(jī)的打印質(zhì)量好、速度快、無噪音，所以很快得到了廣泛應(yīng)用。激光打印機(jī) 緒論1.1 機(jī)電一體化的定義 機(jī)電一體化是機(jī)電一體化技術(shù)及其產(chǎn)品的統(tǒng)稱，它是以機(jī)械學(xué)、電子學(xué)和信息科學(xué)為主的多門技術(shù)學(xué)科在機(jī)電產(chǎn)品發(fā)展過程中相互交叉、相互滲透而形成的一門新興邊緣性技術(shù)學(xué)科。 機(jī)電一體化的三重含義：是機(jī)械學(xué)、電子學(xué)與信息科學(xué)等學(xué)科相互融合而形成的學(xué)科 ；是一個發(fā)展中的概念

4、；表達(dá)了技術(shù)之間相互結(jié)合的學(xué)術(shù)思想，強(qiáng)調(diào)各種技術(shù)在機(jī)電產(chǎn)品中的相互協(xié)調(diào)，以達(dá)到系統(tǒng)總體最優(yōu)。 緒論1.2 機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本功能要素 一個完善的機(jī)電一體化系統(tǒng)通常應(yīng)該包含以下幾方面基本要素：機(jī)械本體、動力部分、傳感檢測部分、執(zhí)行部分、驅(qū)動部分、控制及信息處理部分與接口部分。 緒論1.2 機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本功能要素機(jī)械本體(基礎(chǔ)) 包括機(jī)械傳動裝置和機(jī)械結(jié)構(gòu)裝置，將系統(tǒng)各部分零件和子系統(tǒng)按照一定的空間和時間關(guān)系安置在一定位置上。實現(xiàn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的主功能和構(gòu)造功能，影響系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、重量、體積、剛性、可靠性等。 動力部分(能源部分) 按照系統(tǒng)控制要求為系統(tǒng)提供能量和動力，應(yīng)盡可能實現(xiàn)較小的動力

5、輸入獲得較大的功能輸出。 緒論1.2 機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本功能要素傳感檢測部分 對運行過程中所需要的系統(tǒng)自身和外界環(huán)境各種參數(shù)及運行狀態(tài)進(jìn)行檢測，并產(chǎn)生相應(yīng)的反饋控制信息傳感器和專用儀器儀表。研究對象：傳感器及其信號檢測裝置（即變送器） 作 用：感受器官、反饋環(huán)節(jié)。 要 求：快速、精確獲得信息并在相應(yīng)的應(yīng)用環(huán)境中具有高可靠性。執(zhí)行部分 由機(jī)械、電磁、電液等機(jī)構(gòu)組成，根據(jù)控制信息和指令完成系統(tǒng)需求的動作，實現(xiàn)輸入能量向機(jī)械能的轉(zhuǎn)換。 緒論1.2 機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本功能要素驅(qū)動部分 在控制信息的作用下驅(qū)動各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成各種動作和功能。 研究對象：執(zhí)行元件及其驅(qū)動裝置 執(zhí)行元件種類：電動、液壓、

6、氣壓 驅(qū)動裝置：各種電動機(jī)的驅(qū)動電源電路控制與信息處理部分 是機(jī)電一體化系統(tǒng)的核心部分，完成對來自各傳感器檢測信號和外部命令的集中、存儲、分析和處理，并發(fā)出相應(yīng)的控制信號。一般由計算機(jī)、PLC、數(shù)控裝置、邏輯電路、A/D或D/A轉(zhuǎn)換、I/O接口等組成。 緒論什么叫接口，接口有哪些作用？ 機(jī)電一體化系統(tǒng)由許多要素或子系統(tǒng)組成，各子系統(tǒng)之間必須能夠順利地進(jìn)行物質(zhì)、能量和信息的交換，為此，各要素或各子系統(tǒng)相接處必須具備一定的連接部件，這個部件就稱為接口。 主要功能包括：信息交換、信號放大、信號傳遞。接口包括電氣接口、機(jī)械接口、人機(jī)接口。 緒論1.2 機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本功能要素接口 將各部分子系統(tǒng)連

7、接為一個有機(jī)整體，使各功能環(huán)節(jié)有目的地協(xié)調(diào)一致運動，主要功能包括：信息交換、信號放大、信號傳遞。接口包括電氣接口、機(jī)械接口、人機(jī)接口。 在機(jī)械本體的支持下，由傳感器檢測產(chǎn)品的運行狀態(tài)及環(huán)境變化，將信息反饋給控制及信息處理單元，控制及信息處理單元對各種信息進(jìn)行處理，并按要求控制驅(qū)動部分，在驅(qū)動部分的動力作用下，執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成要求的動作。 緒論1.3 機(jī)電一體化系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)機(jī)電一體化系統(tǒng)主要包括六方面相關(guān)技術(shù)： 緒論機(jī)械技術(shù) 機(jī)電一體化的基礎(chǔ)，具有結(jié)構(gòu)簡單、功能更強(qiáng)、性能優(yōu)越等特點，在剛度、精度和動態(tài)性能方面有更高的要求。1.3 機(jī)電一體化系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)機(jī)電一體化系統(tǒng)主要包括六方面相關(guān)技術(shù)： 緒論

8、傳感檢測技術(shù) 是機(jī)電一體化系統(tǒng)的感覺器官，實現(xiàn)自動控制、自動調(diào)節(jié)等功能，其功能強(qiáng)弱表征了系統(tǒng)自動化程度的高低。研究內(nèi)容包括： 將被測量按比例轉(zhuǎn)換為電量； 電信號的處理加工。 在快速、準(zhǔn)確、可靠性等方面有較高要求。1.3 機(jī)電一體化系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)機(jī)電一體化系統(tǒng)主要包括六方面相關(guān)技術(shù)： 緒論信息處理技術(shù) 實現(xiàn)信息的交換、存取、運算、判斷和決策等處理過程，與計算機(jī)技術(shù)密切相關(guān)。 信息處理發(fā)展方向：提高信息處理速度、可靠性和智能化程度。1.3 機(jī)電一體化系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)機(jī)電一體化系統(tǒng)主要包括六方面相關(guān)技術(shù)： 緒論自動控制技術(shù) 其目的在于實現(xiàn)機(jī)電一體化系統(tǒng)的目標(biāo)最優(yōu)化，主要包括位置控制、速度控制、最優(yōu)控制

9、、自適應(yīng)控制和智能控制，其與計算機(jī)技術(shù)的也有密切聯(lián)系。1.3 機(jī)電一體化系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)機(jī)電一體化系統(tǒng)主要包括六方面相關(guān)技術(shù)： 緒論伺服傳動技術(shù) 是實現(xiàn)電信號到機(jī)械動作的轉(zhuǎn)化裝置或部件，決定了系統(tǒng)動態(tài)性能、控制質(zhì)量和功能，主要包括電氣伺服和液壓伺服。1.3 機(jī)電一體化系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)機(jī)電一體化系統(tǒng)主要包括六方面相關(guān)技術(shù)： 緒論系統(tǒng)總體技術(shù) 以整體的概念組織應(yīng)用各種相關(guān)技術(shù)，使整體系統(tǒng)實現(xiàn)最佳化。1.3 機(jī)電一體化系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)機(jī)電一體化系統(tǒng)主要包括六方面相關(guān)技術(shù)： 緒論1.4 現(xiàn)代機(jī)電一體化方法 機(jī)電一體化產(chǎn)品和系統(tǒng)分類： 緒論1.4 現(xiàn)代機(jī)電一體化方法 機(jī)電一體化產(chǎn)品和系統(tǒng)分類：汽車自動裝配生產(chǎn)

10、線紙箱包裝生產(chǎn)線 緒論1.4 現(xiàn)代機(jī)電一體化方法 機(jī)電一體化產(chǎn)品和系統(tǒng)分類：立體車庫健身器材 緒論1.4 現(xiàn)代機(jī)電一體化方法 機(jī)電一體化產(chǎn)品和系統(tǒng)分類：全自動洗衣機(jī)三坐標(biāo)測量儀 緒論1.4 現(xiàn)代機(jī)電一體化方法 機(jī)電一體化產(chǎn)品和系統(tǒng)分類：農(nóng)用機(jī)械防爆機(jī)器人 緒論1.4 現(xiàn)代機(jī)電一體化方法機(jī)電一體化的目標(biāo)提高精度增強(qiáng)功能提高生產(chǎn)效率節(jié)約能源、降低能耗提高安全性、可靠性改善操作性和實用性減輕勞動強(qiáng)度簡化結(jié)構(gòu)、減輕重量降低價格增強(qiáng)柔性應(yīng)用功能發(fā)展方向高速化、精密化、高效率、高可靠性、智能化、輕量化、微型化 緒論試分析機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計與傳統(tǒng)的機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計的區(qū)別 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計方法與用經(jīng)驗公式、圖表和手冊為設(shè)計依據(jù)的傳統(tǒng)方法不同，它是以計算機(jī)為手段，其設(shè)計步驟通常如下：設(shè)計預(yù)測一信號分析一科學(xué)類比一系統(tǒng)分析設(shè)計一創(chuàng)造設(shè)計一選擇各種具體的現(xiàn)代設(shè)計方法（如相似設(shè)計法、模擬設(shè)計法、有限元法、可靠性設(shè)計法、動態(tài)分析法、優(yōu)化設(shè)計法、模糊