机电一体化导论教案解析

课后反思

复习

新课引入

新课讲授

节课我们对这门课进行了介绍，大家初步了解了这门课应该学什么

怎么学，请同学们回忆这么几个问题：

什么是传动机构？

他的作用是什么？

通过讨论和思考，我们得出，要想使设备运行，就必须利用一种传递能量的设备——传动机构。

§2.2 齿轮的传动机构

一、分类

课堂小结课后作业课后反思

1、下图中属于平行轴齿轮传动的是？

A

D

C

B

2、下图中属于相交轴齿轮传动的是？

A

D

C

B

《机电一体化概论》期末模拟试题

《机电一体化概论》期末模拟试题 一、单项选择题 1.“机电一体化”与英文单词（ C ）一致。 A. Mechanics B. Electronics C. Mechatronics D. Electric-Machine 2.下列哪个不是传感器的动特性（ D ） A.临界速度 B.临界频率 C.稳定时间 D.分辨率 3.感应同步器定尺绕组中感应的总电动势是滑尺上正弦绕组和余弦绕组所产生的感应电动势的( C ) A.代数和 B.代数差 C.矢量和 D.矢量差 4.光栅莫尔条纹宽度的计算公式是（B 表示莫尔条纹的宽度，W 表示栅距，θ表示两光栅线纹夹角） ( A ) A.W B θ = B. cos W B θ = C. sin W B θ= D. tan W B θ = 5.直流测速发电机输出的是与转速( C ) A.成正比的交流电压 B.成反比的交流电压 C.成正比的直流电压 D.成反比的直流电压 6.下列哪项不是齿轮传动的优点（ D ） A.传动效率高 B.传动比准确 C.结构紧凑 D.制造成本低 7.右图称( B ) A.直流伺服电动机调节特性 B.直流伺服电动机机械特性 C.直流伺服电动机动态特性 D.直流伺服电动机调速特性 8. 不变)属于（ C ）调速 A.恒功率 B.变功率 C.恒转矩 D. 变转矩 9.步进电机一般用于（ A ）控制系统中。 A.开环 B.闭环 C.半闭环 D.前馈 10.计算步进电动机步距角的公式为( A ) A. 360KmZ ? B. 180cos sm T Km ? C. 60f KmZ D. 360180Km ? ?- 11.步进电动机三相六拍通电方式为（ B ） A.A-B-C-A B.A-AB-B-BC-C-CA-A C.AB-BC-CA-AB D.AC-CB-BA-AC 12.对于交流感应电动机，其转差率s 的范围为（ B ） A.1

《机电一体化技术与系统》教学大纲教案

《机电一体化技术与系统》教学大纲 课程编码： 课程名称：机电一体化技术 学时/学分：32学时/1.5学分 先修课程：《机械原理》、《机械设计》、《电工学》、《可编程控制技术》、《液压与气压传动》。 适用专业：机械设计制造及其自动化 开课教研室：机电一体化教研室 一、课程性质与任务 1．课程性质：本课程属于机械设计制造及其自动化专业选修课程，强调知识结构系统性和教学体系完整性的统一，使学生对机电一体化技术有较全面的认识，比较系统地掌握机电一体化系统各元部件的选择、计算的基本理论和方法，初步具备机电一体化系统的设计能力。 2．课程任务：任务是使机械设计制造及自动化的学生在机电一体化技术方面具有较广泛的知识，了解机电一体化系统（产品）涉及的相关技术，重点掌握典型机电一体化系统构建、设计，使学生在今后的工作中具有综合应用多学科知识的能力。二、课程教学基本要求 1．要求掌握的基本知识 机电一体化的一般知识。机电一体化的组成，各部分的性能、特点。 2．要求掌握的基本理论和方法 交流逆变技术，位置检测技术，plc控制系统基本原理。常用电动机基本工作原理，交流伺服电机特点及其调速方法，机械部件与气液控制技术基本原理。 3．要求掌握的基本技能 一、能设计电气电路图（就是控制电机启停、正反转，星三角这样的），并能完成配线。二、能进行PLC编程，能设计PLC控制电路。三、能用AUTOCAD画机械零件图，并进行简单的机械设计。三、具有较强的自学能力，能看懂设备的说明书等。

4.考核方式以平时作业和期末考试相结合的方式进行。平时占30%左右，期末占70%左右。 三、课程教学内容 教学内容 1.第一章绪论 内容：机电一体化系统的意义；机电一体化系统设计工作的组织；机电一体化系统所代表产品的范围及分类；机电一体化系统设计的发展趋势。 2.第二章交流逆变技术 内容：熟悉电力电子器件，掌握整流电路的分析方法，熟悉PWM逆变原理。 重点：整流电路的分析方法。 难点：PWM逆变原理。 3.第三章位置检测技术 内容：熟悉包括行程开关、接近开关、光电开关检测开关原理及功能。 重点：在了解各种开关原理基础上会进行简单的设计。 难点：传感器接口技术，以及各传感器和plc输入模块连接。 4.第四章PLC控制系统 内容：PLC控制系统，系统组成与PLC结构，PLC的工作原理，PLC的规格与型号，PLC连接技术 重点：PLC连接技术，程序编制。 难点：PLC的应用与实践。 5.第五章伺服传动技术 内容：伺服系统的结构组成及分类，直流伺服系统结构和原理，直流伺服系统的稳态误差分析，直流伺服系统的动态校正，交流伺服系统的分类及应用。异步型交流电动机的变频调速的基本原理及特性，异步电动机变频调速系统。步进电动机的结构、工作原理及使用特点，环形分配器；功率驱动器的种类及其工作原理。 重点: 直流伺服电机特性和调速原理，直流伺服系统组成的基本原理，交流伺服电机特点及其调速方法，变频调速装置的基本原理。 难点：直流伺服电机特性和调速原理，交流伺服电机特点及其调速方法。 6.第六章机械传动与支承技术

机电一体化导论

第1章绪论 1.1 机电一体化技术的产生与发展 机电一体化技术的产生： 机械化技术的发展：工业革命开始…… 控制技术发展：20世纪30年代，开始快速发展，以军工技术为载体…… 信息处理技术的发展：20世纪60年代，开始快速发展，以大规模集成电路为载体… 机电一体化技术的产生：自从控制技术快速发展，就…… 20世纪70年代，60年代提出，70开始快速发展 机电一体化技术的发展： 自动化技术发展的必然产物：各个学科综合结果，尤其自动化技术+计算机技术。 （日本：机械制造领域：为提高生产效率，自动化生产、生产过程信息化控制； 美国：主动将自动化技术（正像乔布什说的“人们并不清楚自己需要什么，需要你来告诉他们”）、信息化技术推广到工程技术的各个领域； 英国学者：各个领域发展过程中的自然渗透，涉及大量学科。 中国：国家9.5开始大力支持；各个高校对机电一体化的理解） 1.2 机电一体化的相关技术 图1控制系统的基本组成 图2 机电一体化技术体系 传感器技术、自动控制技术、精密机械技术、伺服传动技术、系统总成技术

1.2.1 传感器技 传感器：能检测各种物理量，将测得的各种参量转换为电信号，并输送到信息处理部分的功能器件。 完成对各种信息的检测、收集，这些信息包括： 位移、位置、速度、加速度、力； 压力、流量、温度； 电压、电流 因此传感器首先需要有敏感元件部分。 输出量通常为 模拟电流、电压、数字量，因此传感器通常配有专用的信号处理电路。 1.2.2 信息处理技术 完成对信息的输入、输出、计算、分析、存储。通常为专用控制装置，以及计算机、单片机、A/D、D/A 完成上位机的信息交换功能。 1.2.3 自动控制技术 各种控制单元，以自动化过程为控制目的的各种逻辑控制；以某些参数值为控制目的的各种参数控制；以某些综合指标为控制目标的最优化控制。等等。 高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断、校正、补偿、示教再现、检索等技术。 各种控制理论、特殊控制策略、专用算法 1.2.4 伺服传动技术 电机拖动技术 液压传动及伺服控制技术 气压传动技术 1.2.5 精密机械技术 为更好地与控制技术结合，精密机械技术较一般的同类机械精度要求更高，要有更好的可靠性及维护性，同时要有更新颖的结构。

机电一体化概论4000字

机器人学的进步与应用是二十世纪自动控制最有说服力的成就，是当代最高意义的自动化，尤其在当今的工业制造中，机器人学已取得了最伟大的成功[1]。进入二十一世纪，人们已经愈来愈亲身地感受到机器人深入生产、生活和社会的坚实步伐。一方面随着各个国家老龄化越来越严重，更多的老人需要照顾，社会保障和服务的需求也更加紧迫，老龄化的家庭结构必然使更多的年青家庭压力增大，而且生活节奏的加快和工作的压力，也使得年轻人没有更多时间陪伴自己的孩子，随之酝酿而生的将是广大的家庭服务机器人市场。另一方面服务机器人将更加广泛地代替人从事各种生产作业, 使人类从繁重的、重复单调的、有害健康和危险的生产作业中解放出来 服务机器人是机器人家族中的一个年轻成员，到目前为止尚没有一个严格的定义，不同国家对服务机器人的认识不同。国际机器人联合会经过几年的搜集整理，给了服务机器人一个初步的定义：服务机器人是一种半自主或全自主工作的机器人，它能完成有益于人类健康的服务工作[3]，即除了手术机器人、诊断机器人、护理机器人、康复机器人等医用机器人外，也包括各种家用机器人、娱乐机器人、体育机器人、玩具机器人、导游机器人、保安机器人、排险机器人、清洁机器人、秘书机器人、建筑机器人、邮拾和送信机器人以及加油机器人等。随着开发研究的进一步开展和价格的大幅度下降，服务机器人将广泛进入医院、家庭、工地、办公室和体育娱乐场馆，直接与人类共处，为人类排忧解难 中国机器人专家、工程院院士徐扬生教授说：“只要10年时间，机器人将在世界范围内，普及到每个人的日常生活之中。这将是一个巨大的市场，预计将比现在的汽车市场还要大。”②韩国科学家预测：到2015年至2020年，每个韩国家庭将拥有一个机器人。③日本专家估计：到2020年日本将有25%的人口年龄超过65岁，护理型机器人将供不应求。④德国科学家预计：将在未来的几十年间，家庭生活中将出现的最大变化就是机器人的普及，家庭服务机器人将在日常家庭生活中扮演越来越重要的角色，承担越来越多的工作从二十世纪八十年代中期开始，机器人已从工厂的结构化环境进入人的日常生活环境—医院、办公室、家庭和其它杂乱及不可控环境，成为不仅能自主完成工作，而且能与人共同协作完成任务或在人的指导下完成任务的智能服务机器人，特别是最近几年，对会清洁地面、割草或充当导游、保姆和警卫等自主移动机器人技术上的进步，大家都有目共睹日本将机器人作为一个战略产业，给予了大力支持，而且日本根据目前机器人产业面临的问题，提出了加强机器人研究和推动机器人产业化的具体措施，日本机器人工业之所以领先世界，一方面和他们的机器人文化也有关，在日本，有一种“让机器人成为人”的氛围，在日本，由于人口不多，而且老龄化趋势严重，他们需要机器人来承担劳力的工作，因此培养起浓厚的机器人文化；另一方面，日本政府也希望机器人研发成为本国的支柱产业，所以投入大量资金，为了攻克更关键的服务机器人技术，日本在2006 年至2010 年间，每年投入1000 万美元用于研发服务机器人。 韩国将服务机器人技术列为未来国家发展的10大“发动机”产业，他们已经把服务型机器人作为国家的一个新的经济增长点进行着重发展，对机器人技术给予了重点扶持，通过不断地努力，韩国近几年来也逐渐跻身研究机器人的世界潮流。韩国信息通信部官员表示，虽然韩国的机器人技术起步比美国、日本和欧洲的竞争者要晚，但是有望在未来5～10年内迎头赶上 美国是机器人的发源地，尽管美国在机器人发展史上走过一条重视理论研究，忽视应用开发研究的曲折道路，但是美国的机器人技术在国际上仍一直处于领先地位，其技术全面、先进，适应性也很强。例如：专治中风的机器人医生将在密歇根州圣约瑟夫默西奥克兰医院率先上岗，这种机器人头部是一个显示屏，能显示网络另一端医生的形象和声音，显示屏上方安装了一个摄像头，可以把医院现场的图像和声音传回给医生，有了这种机器人，医生在

机电一体化技术在我国的发展应用概述

专科毕业论文 题目：机电一体化技术在我国的发展应用 学生姓名 学号 20130429 指导教师张进年 院系西北大学继续教育学院 专业机电一体化 年级

诚信声明 本人郑重声明：本人所呈交的毕业论文（设计），是在导师的指导下独立进行研究所取得的成果。毕业论文（设计）中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。除文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或在网上发表的论文。 特此声明。 论文作者签名：杨健 日期：2015年10月12 日

目录 摘要.............................................................................................I 目录.............................................................................................II 1 绪论 (1) 1.1 现实背景和理论背景 (1) 1.1.1现实背景 (1) 1.2 研究的目的和意义 (1) 2 机电一体化概述 (2) 2.1 机电一体化的基本概念 (2) 2.2机电一体化产品的优越性 (3) 2.3机电一体化产品的分类 (4) 3 机电一体化技术在我国的应用与发展 (5) 3.1国内外机电一体化技术发展状况： (5) 3.1.1国外机电一体化发展现状 (5) 3.1.2国内机电一体化发展现状 (7) 3.2机电一体化技术在我国的应用 (8) 3.2.1在现代机械制造业中的应用 (8) 3.2.2在饮料行业中的应用 (9) 3.2.3在钢铁企业中的应用 (9) 3.2.4在煤矿中的应用 (10) 3.3我国机电一体化技术发展存在的一些问题及解决对策 (12) 3.3.1缺乏核心技术是我国机电一体化产品出口的软肋 (12) 3.3.2技术壁垒是我国机电一体化产品出口的新拦路虎 (13) 3.4 机电一体化技术的发展趋势 (15) 总结 (18) 参考文献 (19) 致谢 (20)

机电一体化——第一章 概述

1 .概论 随着科学技术的发展，世界正面临着以信息技术为中心的技术革命，其目标是极大地提高劳动生产率和产品质量。信息技术有三大支柱，即测量与控制技术、计算机技术和通信技术。机械技术和微电子技术、计算机技术和信息技术的结合，是机械技术与电子技术发展的共同趋势之一。特别是新兴的微电子技术、信息技术引入传统的机械技术之中，已使传统的机械类产品在功能上、性能上以及制造技术上提高到了一个新的水平，创造出许多不曾有过的新产品与新设备，带来了巨大的经济效益和社会效益。 因此，运用机电一体化技术设计机电一体化的设备或产品，改变机械产品与机械工业的面貌，满足社会和生活的物质需要，已成为工程设计人员的历史使命。本章将介绍机电一体化系统的基本概念、系统组成要素和机电一体化系统的设计任务。 1．1机电一体化系统的概念 1．1．1系统的基本概念 “系统”这个名词，使用非常广泛。在不同的词典、手册和专著中系统的定义都是：系统是由相互作用的依赖的若干组成部分按一定规律结合成的、具有特定功能的有机整体。 系统具有如下特征： “集合性”，系统是许多元素的集合。 “关联性”，系统的各个组成部分之间是互相联系的互相制约的。 “目的性”，系统总是具有特定的功能，特别是人所创造或改选的系统，总是有一定的目的性。 “环境适应性”，系统总是存在并活动于一个特定的环境中，与环境不断进行物质、能量、信息的交换。系统必须适应环境。 对于系统工程还很难给出一个人们所公认的定义，这里列举一个较典型的解释。 “系统是为了更好地达到系统目标，而对系统的构成要素、组织结构、信息流动和控制机理等进行分析和设计的技术”（1967年日本工业标准JIS）。 由于系统是研究系统共性的跨学科的方法性技术，那么它研究和处理任何问题时都应遵循以下基本原则。

《机电一体化导论》期末测试题

《机电一体化导论》期中测试题 姓名班级学号分数 一、填空题（每空1分，共20分） 1、机电一体化系统的关键技术有机械设计技术、计算机与信息处理技术、自动控制技术、传感与检测技术、执行与驱动技术和机电一体化总体设计技术。 2、机电系统的支撑部件包括导向支撑部件轴系支撑部件旋转支撑部件和机座机架。 3、传感器是由敏感元件转换元件基本转换电路三部分组成。 4、机电一体化系统中常见的接口有输入/输出芯片、RS-232串行口和RS-485串行口等。 5、机械设计是机械生产的第一道工序。 6、交流伺服电动机的控制方式有幅值控制、相位控制幅相控制双相控制 7、计算机网络按覆盖范围划分为局域网、城域网和广域网。 8、机电一体化系统设计的方法有机电互补法机电结合法和组合法。 二、名词解释（每题4分，共20分） 1、机电一体化 机电一体化：从系统的观点出发，将机械技术、信息技术、控制技术等在系统工程基础上有机地加以综合，实现整个机械系统最优化而建立起来的一门新技术。 2、闭环系统 闭环系统：当一个系统以所需要的方框图表示而存在反馈回路时，称为闭环系统。 3、工业机器人 工业机器人：是一种自动控制，可重复编程，多功能、多自由度的操作机，是搬运物料、工件或操作工具及完成其他各种作业的机电一体化设备。 4、伺服系统 伺服系统：是一种能够跟踪输入的指令信号进行动作，从而获得精确的位置、速度或力输出的自动控制系统及驱动系统，也叫随动系统。 5、接口 接口：为确保机电一体化系统各要素与系统之间能够顺利地进行信息、物质能量的传输和转换，必须在它们之间建立一定的联系条件，这些联系条件称为接口。 三、判断题（每题2分，共20分） 1、‘机电一体化’的英文单词是Mechanics。（） 2、真空吸附手是工业机器人的一种末端执行器。(√ )

《机电一体化概论》word版

机电一体化概论 一、机电一体化的基本概念 机电一体化是在以机械、电子技术和计算机科学为主的多门学科相互渗透、相互结合过程中逐渐形成和发展起来的一门新兴边缘技术学科，而机电一体化产品是在机械产品的基础上，采用微电子技术和计算机技术生产出来的新一代产品。初级的机电一体化产品是指采用微电子技术代替和完善机械产品中的一部分，以提高产品的性能；而高级的机电一体化产品是利用机电一体化技术使机械产品实现自动化、数字化和智能化，使产品性能实现质的飞跃。因此，机电一体化是在机械产品中的机构主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术和计算机技术，并将机械装置和电子设备以及计算机软件等有机结合起来构成的系统总称。机电一体化技术同时也是工程领域不同种类技术的综合及集合，它是建立在机械技术、微电子技术、计算机和信息处理技术、自动控制技术、电力电子技术、伺服驱动技术以及系统总体技术基础之上的一种高新技术。近年来，随着微电子技术和计算机应用技术的快速发展，机电一体化技术领域在不断地扩大和完善。目前机电一体化的研究和开发主要包括计算机数控系统、机器人、计算机辅助设计／辅助制造系统、柔性制造系统和计算机集成制造系统等。机电一体化产品和系统的特点是产品和系统功能的实现是机构中所有部分功能共同作用的结果，这与传统机电设备中机械与电子系统相对独立，可以分别工作具有本质的区别。随着机电一体化技术的快速发展，机电一体化产品有逐步取代传统机电产品的趋势，这完全取决于机电一体化技术所存在的优越性和潜在的应用性能。与传统的机电产品相比，机电一体化产品具有下述优越性。 （1）使用安全性和可靠性提高。机电一体化产品一般都具有自动监视、报警、自动诊断、自动保护等功能。在工作过程中，遇到过载、过压、过流、短路等电力故障时，能自动采取保护措施，避免和减少人身和设备事故，显著提高设备的使用安全性。机电一体化产品由于采用电子元器件，减少了机械产品中的可动构件和磨损部件，从而使其具有较高的灵敏度和可靠性，产品的故障率低，寿命得到了提高。 （2）生产能力和工作质量提高。机电一体化产品大都具有信息自动处理和自动控制功能，其控制和检测的灵敏度、精度以及范围都有很大程度的提高，通过自动控制系统可精确地保证机械的执行机构按照设计的要求完成预定的动作，使之不受机械操作者主观因素的影响，从而实现最佳操作，保证最佳的工作质量和产品的合格率。同时，由于机电一体化产品实现了工作的自动化，使得生产能力大大提高。例如，数控机床对工件的加工稳定性大大提高，生产效率比普通机床提高5 ～6 倍，柔性制造系统的生产设备利用率可提高1 ．5 ～3．5 倍，机床数量可减少约50 ％，节省操作人员数量约50 ％，缩短生产周期40 ％，使加工成本降低50 ％左右。 （3）使用性能改善。机电一体化产品普遍采用程序控制和数字显示，操作按钮和手柄数量显著减少，使得操作大大简化并且方便、简单。机电一体化产品的工作过程根据预设的程序逐步由电子控制系统指挥实现，系统可重复实现全部动作。高级的机电一体化产品可通过被控对象的数学模型以及外界参数的变化随机自寻最佳工作程序，实现自动最优化操作。 （4）具有复合功能并且适用面广。机电一体化产品跳出了机电产品的单技术和单功能限制，具有复合技术和复合功能，使产品的功能水平和自动化程度大大提高。机电一体化产品一般具有自动化控制、自动补偿、自动校验、自动调节、自动保护和智能化等多种功能，能应用于不同的场合和不同领域，满足用户需求的应变能力较强。例如，电子式空气断路器具有保护特性可调、选择性脱扣、正常通过电流与脱扣时电流的测量、显示和故障自动诊断等功能，使其应用范围大为扩大。 （5）调整和维护方便。机电一体化产品在安装调试时，可通过改变控制程序来实现工作方式的改变，以适应不同用户对象的需要以及现场参数变化的需要。这些控制程序可通过多种手段输入到机电一体化产品的控制系统中，而不需要改变产品中的任何部件或零件。对于具有存储功能的机电一体化产品，可以事先存入若干套不同的执行程序，然后根据不同的工作对象，只需给定一个代码信号输入，即可按指定的预定程序进行自动工作。机电一体化产品的自动化检验和自动监视功能可对工作过程中出现的故障自动采取措施，使工作恢复正常。 机电一体化技术和产品的应用范围非常广泛，涉及到工业生产过程的所有领域，因此，机电一体化

机电一体化1.概论

1 序言及概论 序言 一、对机电一体化技术的初步了解 什么是机电一体化技术呢？机电一体化技术是在生产、制造机电一体化产品过程中使用的各种现代先进的技术。 那么哪些是机电一体化产品呢？日本学者高森年在他的著作中说：“当今世上只要是使人感到比较灵活、灵巧便利的机械都是基于机电一体化技术制造的，这样的说法毫不过分。” 因此可在自己感兴趣的领域想象。实际上，机电一体化在家用电器、各种车辆、工厂设备、航天航空等各种领域、场所都得到了广泛的应用。 如家用照相机、全自动洗衣机、无人驾驶的汽车、全自动的玩具小车、工厂化流水线作业设备、航天器、火星探测器及机器人等。 综上所述，机电一体化产品是机械装置和电子装置的有机结合而形成的。 机电一体化技术是机械技术和电子技术等互相结合的各种技术的统称。 二、机电一体化产品的优越性 列举出一系列实例后，这些机械都是机电一体化产品，由此可见机电一体化产品在各行各业都得到了非常广泛的应用。随着机电一体化技术的快速发展，机电一体化产品有逐步取代传统机电产品的趋势，这完全取决于机电一体化技术所存在的优越性和潜在的应用性能。这些机电一体化产品，它们有哪些优越性呢？它比一般机械产品及传统机电产品突出的优越性具体体现在： （1）精度提高 机电一体化产品大都具有信息自动处理和自动控制功能，其控制和检测的灵敏度、精度以及范围都有很大程度的提高，通过自动控制系统可精确地保证机械的执行机构按照设计的要求完成预定的动作，使之不受机械操作者主观因素的影响，从而实现最佳操作，保证最佳的工作质量。数控机床的加工精度比一般手工操作的机床的加工精度大大提高。 （2）功能增强 机电一体化产品跳出了机电产品的单技术和单功能限制，具有复合技术和复合功能，使产品的功能水平和自动化程度大大提高。机电一体化产品一般具有自动化控制、自动补偿、自动校验、自动调节、自动保护和智能化等多种功能，能应用于不同的场合和不同领域，满足用户需求的应变能力较强。例如电子式空气断路器具有保护特性可调、选择性脱扣、正常通过电流与脱扣时电流的测量、显示和故障自动诊断等功能，使得其应用范围大为扩大。 全自动洗衣机比一般的洗衣机增加了根据衣物自动检测水量的电子装置，非常方便；许多自动化设备都比一般的机械产品增加了许多功能。 （3）改善操作性和使用性 机电一体化产品普遍采用程序控制和数字显示，操作按钮和手柄数量显著减少，使得操作大大简化并且方便、简单。机电一体化产品的工作过程根据预设的程序逐步由电子控制系统指挥实现，系统可重复实现全部动作。高级的机电一体化产品可通过被控对象的数学模型以及外界参数的变化随机自寻最佳工作程序，实现自动最优化操作。 （4）提高生产率和降低成本 由于机电一体化产品实现了工作的自动化，使生产能力得以大大提高。例如数控机床对工件的加工稳定性大大提高，生产效率比普通机床提高5-6 倍；柔性制造系统的生产设备利用率可提高1.5-3.5 倍，机床数量可减少约50%，节省操作人员数量约50%，缩短生产周期40%，使加工成本降低50%左右。 （5）减轻劳动强度和改善劳动条件

机电一体化概论复习题

《机电一体化概论》复习题一、名词解释： 1．机电一体化 2．阈值电压 3.输入阻抗/输出阻抗 3．传感器 4．工控机 5．系统软件/应用软件 6．柔性加工 7．机器人 8．模糊推理

9、失真 10、接口 11、单片机的扩展系统 12、变频器 13、“Sick Building Sydrome” 14、计算机智能化 15、硬件和软件 二、填空题： 1．机电一体化技术是同时运用、、、和等多种技术的一种复合技术。

2．一般来说，机电一体化的系统是由以下四部分构成的：（1）；（2）；（3）；（4）。3．计算机控制部分的作用是处理，并作出相应的、和。 4．检测及传感器部分的作用是。 5．工控机可对机电一体化系统进行的控制，也可进行的控制，可实现、和。 6．机电一体化的产品是集、、、、等技术为一体的综合体。 7．一般自动控制系统和机电一体化系统的区别仅在于后者使用了。 8．根据不同的动力源，执行机构有、和三类。9．初期的自动扶梯，控制中心曾采用_______________，与之相配合使用的是_______________、_______________等。 10．一般来说，机电一体化的产品或设备都具有自动、自动、自动、自动、自动和智能等多种功能。 11．实现人—机交互功能的硬件设备是和，软件是计算机的。 12．机械本体的发展趋势是，，等。13．消防水泵由_______________和______________启动。 14．传感器发展的趋势是和。 15．传感器是由、、及组成。16．随着控制技术的发展，传感器的和也越来越高。17．衡量传感器静态特性的指标主要有、、 和。 18．机电一体化系统(或设备)对机械本体的要求是、、、和。 19．为了减少噪声，自动扶梯中的减速器采用_______________或

机电一体化概论

《机电一体化技术基础》课程标准 一、课程概述 1、课程性质 本课程是高等职业教育机电一体化专业《机电一体化技术》模块中的核心课程之一。通过本课程的学习，使学生了解本专业所需的专业知识、机电一体化的本质及发展方向，通过介绍各种机电一体化仪器、设备的组成及其工作原理，让学生了解机电一体化仪器、设备在企业中的应用。为学生今后进一步学习机电一体化专业的其他课程铺好路。 2、课程基本理念 根据本课程在专业教学中的作用，围绕本专业的培养目标，“以就业为导向，以能力为本位”的教学理念为指导，注重与实践相联系，以实用为主、够用为度展开设计。 3、课程设计思路 课程结构与内容根据高职教育特点，面向机电类企业，围绕常用的机电设备的结构原理及应用展开，可操作性强。课程主要内容包括：机电一体化技术的发展，系统的组成及其原理，机械和电子技术基础知识，自动控制理论简介，数控机床，工业机器人，自动生产线等。课程教学把提高学生的职业能力放在突出的位置，与实践密切相联，注重新知识、新技术的介绍，为学生今后的专业学习和发展服务。 二、课程目标 1、总目标 使学生对所学习的专业有个总体了解和掌握，明确机电一体化专业的概念和内容，为学生后续的学习和将来的工作打好基础。 2、具体目标 1）通过介绍和观察体会，懂得“机电一体化”的内涵，它是“机”与“电”的有机融合，不同于传统的“机”和“电”。 2）掌握“机电一体化”系统的组成及其工作原理。 3）了解“机电一体化”技术中包含的机械、自动控制、电机等技术基础知识。4）了解机电一体化系统的控制方式及其应用特点。 5）了解“机电一体化”技术人员的主要任务及所应具备的基本技能。 三、课程内容与要求 第一章导论 教学目标：掌握机电一体化的概念、技术体系的组成及其发展前景。

机电一体化概念

《机电一体化系统》教案授课学时分配表

机电一体化基本概念 1。机电一体化的历史 机电一体化又称机械电子学，英文称为Mechatronics ，它是由英文机械学 Mechanics 的前半部分与电子学Electronics 的后半部分组合而成。机电一体 化最早出现在1971年日本《机械设计》杂志的副刊上，随着机电一体化技术的 快速发展，机电一体化的概念被人们广泛接受和普遍使用。1996年出版的 WEBSTER 大词典收录了这个日本造的英文单词，这不仅意味着 “Mechatronics ” 这个单词得到了世界各国学术界和企业界的认可，而且还意味着“机电一体化” 的哲理和思想为世人所接受。 2。机电一体化的定义 到目前为止，就机电一体化这一概念的内涵国内外学术界还没有一个完全统一 的表述。一般认为， 机电一体化 信息科学 机械学 电子学 图1- 1机电一体化与其它学科的关系

3。定义 机电一体化是以机械学、电子学和信息科学为主的多门技术学科在机电产品发展过程中相互交叉、相互渗透而形成的一门新兴边缘性技术学科。 4。定义的三重含义： （1）机电一体化是机械学、电子学与信息科学等学科相互融合而形成的学科。 图1-1 形象地表达了机电一体化与机械学、电子学和信息科学之间的相 互关系； （2）机电一体化是一个发展中的概念，早期的机电一体化就像其字面所表述的那样，主要强调机械与电子的结合，即将电子技术“溶入”到机械技术 中而形成新的技术与产品。随着机电一体化技术的发展，以计算机技术、 通信技术和控制技术为特征的信息技术（即所谓的“3C”技术：Computer、 Communication和 Control Technology）“渗透”到机械技术中，丰富了 机电一体化的含义，现代的机电一体化不仅仅指机械、电子与信息技术的 结合，还包括光（光学）机电一体化、机电气（气压）一体化、机电液（液 压）一体化、机电仪（仪器仪表）一体化等； （3）机电一体化表达了技术之间相互结合的学术思想，强调各种技术在机电产品中的相互协调，以达到系统总体最优。换句话说，机电一体化是多种 技术学科有机结合的产物，而不是它们的简单叠加。 从概念的外延来看，机电一体化包括机电一体化技术和机电一体化产品两个方面。机电一体化技术是从系统工程的观点出发，将机械、电子和信息等有关技术有机结合起来，以实现系统或产品整体最优的综合性技术。机电一体化技术主要包括技术原理和使机电一体化产品（或系统）得以实现、使用和发展的技术。机电一体化技术是一个技术群（族）的总称，包括检测传感技术、信息处理技术、伺服驱动技术、自动控制技术、机械技术及系统总体技术等。机电一体化产品有时也称为机电一体化系统，它们是两个相近的概念，通常机电一体化产品指独立存在的机电结合产品，而机电一体化系统主要指依附于主产品的部件系统，这样的系统实际上也是机电一体化产品。机电一体化产品是由机械系统（或部件）与电子系统（或部件）及信息处理单元（硬件和软件）有机结合、而赋予了新功能和新性能的高科技产品。由于在机械本体中“溶入”了电子技术和信息技术，与纯粹的机械产品相比，机电一体化产品的性能得到了根本的提高，具有满足人们使用要求的最佳功能。 5。应用概况 现实生活中的机电一体化产品比比皆是。我们日常生活中使用的全自动洗衣机、空调及全自动照相机，都是典型的机电一体化产品；在机械制造领域中广泛使用的各种数控机床、工业机器人、三坐标测量仪及全自动仓储，也是典型的机电一体化产品；而汽车更是机电一体化技术成功应用的典范，目前汽车上成功应用和正在开发的机电一体化系统达数十种之多，特别是发动机电子控制系统、汽车防抱死制动

《机电一体化导论》试题

《机电一体化导论》试题 姓名班级学号分数 一、填空题（每空1分，共20分） 1、机电一体化系统的关键技术有机械设计技术、计算机与信息处理技术、、、、、执行与驱动技术和。、 2、机电系统的支撑部件包括、、、。 3、传感器是由、、、三部分组成。 4、机电一体化系统中常见的接口有、、RS-232串行口和 RS-485串行口等。 5、机械设计是、的第一道工序。 6、交流伺服电动机的控制方式有幅值控制、、幅相控制、 7、计算机网络按覆盖范围划分为、、、和、。 8、机电一体化系统设计的方法有、、和组合法。 二、名词解释（每题4分，共20分） 1、机电一体化 2、闭环系统 3、工业机器人 4、伺服系统 5、接口 三、判断题（每题2分，共20分） 1、‘机电一体化’的英文单词是Mechanics。（） 2、真空吸附手是工业机器人的一种末端执行器。( ) 3、谐波齿轮减速器承载能力小。 ( ) 4、某光栅的条纹密度是50条/mm，光栅条纹间的夹角θ=0.001孤度，则莫尔条纹的宽度 是20mm。( ) 5、SN型直流伺服电动机用于低速、启动和反转频繁的控制系统( ) 6、车载信息系统中车速传感器的参数变化表现为电阻值的变化（）。 7、中央处理单元是计算机控制系统的核心。（） 8、步进电动机三相双三拍的通电方式步距角为30°（）。 9、接口有三个基本功能，它们是变换、放大、控制。( ) 10、计算机系统基本功能的是对信息进行实时转换和控制功能，人机交换功能和接口功能 和可扩展性。（）

四、简答题（每题5分，共20分） 1、试列举10种常见的机电一体化产品。 2、为确保机械系统的传动精度和工作稳定性应采取哪些措施？ 3、传感器的静态特性和动态特性各是什么？ 4、计算机控制系统的基本功能是什么？ 五、已知数控机床控制系统如图所示，试说明图中的各个部分属于机电一体化系统中的哪个基本要素？各要素的功能是什么？（每题20分，共20分）

机电一体化教案概论部分

安徽工贸职业技术学院 《机电一体化系统》教案授课学时分配表

机电一体化基本概念。机电一体化的历史1，它是由英文机械学Mechatronics 机电一体化又称机械电子学，英文称为的后半部分组合而成。机电一Electronics Mechanics 的前半部分与电子学年日本《机械设计》杂志的副刊上，随着机电一体化技1971体化最早出现在年出版1996术的快速发展，机电一体化的概念被人们广泛接受和普遍使用。收录了这个日本造的英文单词，词的WEBSTER大典这不仅意味着 “Mechatronics”这个单词得到了世界各国学术界和企业界的认可，而且还意味着“机电一体化”的哲理和思想为世人所接受。 机械学电子学 机电一体化 信息科学 机电一体化与其它学科的图1- 1关系2。机电一体化的定义到目前为止，就机电一体化这一概念的内涵国内外学术界还没有一个完全统一的表述。一般认为， 3。定义 机电一体化是以机械学、电子学和信息科学为主的多门技术学科在机电产品发展过程中相互交叉、相互渗透而形成的一门新兴边缘性技术学科。 4。定义的三重含义： （1）机电一体化是机械学、电子学与信息科学等学科相互融合而形成的学科。图1-1 形象地表达了机电一体化与机械学、电子学和信息科学之间的相互关系；（2）机电一体化是一个发展中的概念，早期的机电一体化就像其字面所表述的那样，主要强调机械与电子的结合，即将电子技术“溶入”到机械技术中而形成新的技术与产品。随着机电一体化技术的发展，以计算机技术、通信技术和控制技术为特征的信息技术（即所谓的“3C”技术：Computer、Communication和

机电一体化技术及应用期末试卷答案

一、填空题（每空1分，共26分） 1、构成机电一体化系统的要素：机械本体、动力部分、检测部分、执行机构和控制器、接口。 2、机电一体化系统（产品）设计大致可分为开发性设计、适应性设计和变参数设计。 3、机电一体化系统常用的机械传动有：齿轮传动、带传动、螺旋传动、链传动、键传动等。 4、伺服系统基本组成包含控制器、功率放大器、执行机构和检测装置等四大部分 5、摩擦对伺服系统的影响主要有：引起动态滞后、降低系统的响应速度、导致系统误差和低速爬行。 6、步进电动机按其工作原理分：主要有磁电式和反应式两大类。 7、衡量可靠性高低的数量指标有概率指标和寿命指标。它们一般都是时间的函数。 8、机械夹持器是工业机器人中最常见的一种手部装置，可分为回转式和移动式两类。 9、同步带传动的主要失效形式有：承载绳疲劳拉断、打滑、跳齿和磨损。 10、工业机器人的力学分析主要包括静力学分析和动力学分析。 2、与一般机械系统比较，机电一体化机械系统的要求：定位精度要高、 响应速度要快和稳定性高。 6、从干扰源把干扰能量递送到干扰对象有传导和辐射两种方式。 7、滚珠丝杠副代号为G14008左-2-P4其中G代表内循环固定式公称直径为 140 。 9、在伺服系统中，通常采用负载角加速度最大原则选择总传动比，以提高伺服系统的响应速度。 二、名称解释题（每题6分，共24分） 1、机电一体化 答：机电一体化乃是机械的主功能、动力功能、信息功能和控制功能上引进微电子技术并将机械装置与电子设备以及相关软件有机结合而构成系统的总称。机电一体化不是机械与电子简单的叠加，而是在信息论、控制论和系统论的基础上建立起来的应用技术。 2、单级谐波齿轮减速器XBD100-125-250-Ⅱ代表的含义 3、屏蔽 答：利用导电或导磁材料制成的盒状或壳状屏蔽体，将干扰源或干扰对象包围起来而割断或消弱干扰场的空间耦合通道，阻止其电磁能量的传输。 4、伺服电动机 答：步进电动机是一种将脉冲信号转换成角位移的执行元件。 三．简答题（每题10分，共50分） 1、什么是干扰？分为哪几类？传播途径有哪些？ 2、计算机控制系统的接口技术是什么？包括哪些？ 3、工业机器人控制系统的特点和基本要求有哪些？ 4、何为柔性制造系统？应具备的功能有哪些？按机床台数和工序，柔性制造系统可分为哪几种类型？ 5、什么是环行分配器？如果三相步进电动机绕组为U、V、W，写出则三相六拍的通电顺序。 1、什么是可靠性设计？它的目标是什么？ 答：可靠性设计就是事先考虑产品可靠性的一种方法。 目标是使产品在完成预定功能的前提下，取得性能、重量、成本、寿命等方面的协调，设计出高可靠性的产品。 2、接口的作用是什么？有哪些基本功能？ 答：接口的作用是将各要素或子系统连接成为一个有机整体，使各个功能环节有目的地协调一致运动，从而形成机电一体化的系统工程。

机电一体化

1、机电一体化技术：从系统的观点出发，将机械技术、微电子技术、信息技术、控制技术 等在系统工程基础上有机的加以综合，以实现整个系统最佳化的一门新科学技术。 2、开发性技术：是没有参照样品的设计，仅仅是根据抽象的设计原理和要求，设计出在质 量和性能方面满足要求的产品或系统。 3、变参数设计（变异性设计）：在设计方案和功能机构不变的情况下，仅改变现有产品的 规格尺寸使之适应量方面有所变更的要求。 4、组合法设计：组合法设计就是选用各种标准功能模块像搭积木一样组合设计成各种机电 一体化系统。 5、灵敏度：在静态标准条件下，输出的变化量对输入变化量的比值，称为灵敏度。 6、传感器：传感器是测量系统中的一种前置部件，它将输入变量转换成可供测量的信号。 重复性：按同一方向做全量程连续多次重复测量时，所得输出—输入曲线不一致程度。 7、线性度：所谓传感器的线性度就是其输出量与输入量之间的实际关系曲线偏离直线的程 度，又称非线性误差。 8、脉冲当量：步进电机驱动机床工作台时，步进电机每接受脉冲，工作台走过的位移。 9、全闭环控制系统：在控制中，系统直接测被控量并反馈回到输入端而组成的闭环控制系 统称为全闭环控制系统。 10、半闭环控制系统：在控制中，系统间接测被控量并反馈回到输入端而组成的控制系统称 为半闭环控制系统。 11、PWM技术：通过调节直流电压脉冲的占空比（导通率）改变发在电压平均值的脉宽调制 调压技术。 12、SPWM技术：利用冲量相等的原理，通过一序列等幅不等量的脉冲去等效相应频率正弦 波的脉宽调制技术。 1、机电一体化系统设计开发的类型，通常有：适应性设计、开发性设计、变参数设计三种。 2、机电一体化系统设计的方法通常有：取代法（机电互补法）、整体设计法（融合法）、组 合法。 3、机电一体化系统有五大组成部分，分别为：机械本体、动力驱动部分、传感器测试部分、 执行机构、控制与信息处理部分。 机电一体化系统有五大组成要素，分别为：结构组成要素、动力组成要素、感知组成要素、运动组成要素、智能组成要素。 4、机械系统的组成：传动机构、导向机构、执行机构。 5、一般来说，伺服系统的执行元件驱动方式主要分为：电磁式、液压式、气压式三大类型。 6、机电一体化系统对机械传动总传动比的确定，减速系统通常采用负载角加速度最大原则 选择总传动比，以提高伺服系统的响应速度（特性）。 7、机电一体化系统对机械传动级数的确定与传动比分配的选择方案有三个最小原则，分别 是：等效转动惯量最小原则、输出轴转角误差最小原则、质量最小原则。 8、在建立机械系统教学模型时要考虑两物接触面的摩擦，再应用中可简化为：粘性摩擦力、 库伦摩擦力、静摩擦力等三种摩擦力。 9、机电一体化系统中伺服系统按控制方式可分为：开环控制、半闭环控制和全闭环控制。 10、螺旋传动是机电一体化系统中常用的一种传动方式，包括：滑动螺旋传动、滚珠螺旋传 动、静压螺旋传动。 11、滚珠螺旋传动按滚珠在整个循环过程中与螺杆表面的接触情况，可将滚珠的循环方式分 为内循环和外循环两类。

15级机电一体化《机电一体化概论》期末考试A卷

-------------------------------------密-----------------------封-----------------------线--------------------------------- 系部___________ 班级___________ 考场_________ 姓名______________ 学号_________ 山东海事职业学院 2016-2017学年第一学期 机电一体化概论期末试卷A 题号 一 二 三 四 总分 得分 15级机电一体化技术专业用 考试时间80分钟 一、填空题（共10题，每小题2分，共计20分） 1.有自适应性的智能系统已进入采用 和 的研制阶段。 2.完善的机电一体化系统基本要素：机械本体、 、 、控制器，各要素之间通过接口相联系。 3.伺服系统的基本组成：包含控制器、 、执行机构和 、等四大部分。 4.按利用的能源执行装置大体上分为电动执行装置、 、 和 。 5.一个完整的气动或液压系统主要由以下几部分构成： 、控制元件、 、和辅助装置。 6.干扰的分类按性质分： 、 、固有干扰。 7.电磁干扰的抑制方法： 、隔离、滤波、接地、 和设备的合理布 局等都是控制或消除干扰的基本方法和有效措施。 8.工业机器人的结构一般由操作机、 、 及人工智能系统等部分组成。 9.数控机床一般由 、 和机床本体组成。 10.FMS 的有点表现为： ；主要设备利用率高、投资减少； ； 降低加工费用。 二、判断题（共10小题，每题1分，共计10分;正确打√，错误打×） 1.伺服控制系统的比较环节是将输入的指令信号与系统的反馈信号进行比较，以获得输出与输入间的偏差信号。（ ） 2.电气式执行元件能将电能转化成机械力，并用机械力驱动执行机构运动。如交流电机、直流电机、力矩电机、步进电机等。（ ） 3.对直流伺服电动机来说，其机械特性越硬越好。（ ） 4.步进电机的步距角决定了系统的最小位移，步距角越小，位移的控制精度越低。（ ） 5.伺服电机的驱动电路就是将控制信号转换为功率信号，为电机提供电能的控制装置，也称其为变流器，它包括电压、电流、频率、波形和相数的变换。（ ） 6.20世纪80年代后机电一体化技术进入智能化发展阶段。（ ） 7.液压传动设备一般用于自动化程度比较高的食品加工企业。（ ） 得分 评卷人 得分 评卷人