机电一体化系统设计基础

第一章 概论

1.1 机电一体化系统的基本概念

1.1.1 机电一体化的定义

1.1.2 机电一体化系统的基本结构要素

1.1.3 机电一体化产品的分类

1.2 机电一体化系统的相关技术

1.2.1 机电一体化发展的技术基础

1.2.2 机电一体化相关技术

1.3 机电一体化系统的技术、经济和社会效益

1.4 机电一体化技术的发展趋势

1.4.1 机电一体化技术现状

1.4.2 机电一体化发展趋势

1.5 本章小结

第二章 系统设计方法及工程路线

2.1 现代系统设计的特征

2.2 系统设计的评价分析方法

2.2.1 技术经济性分析

2.2.2 可靠性分析

2.2.3 系统匹配性分析

2.2.4 操作性分析

2.2.5 维修性分析

2.2.6 安全性分析

2.3 机电一体化产品设计与工程路线

2.3.1 基本设计和工程路线

2.3.2 市场调查与预测

2.3.3 构思比较

2.3.4 方案评价

2.3.5 详细设计

2.3.6 系统设计中的质量控制

2.3.7 制造工程质量管理

2.4 典型机电一体化产品开发的工程路线

2.4.1 工业机器人

2.4.2 家用电器

2.5 本章小结

第三章 机械系统设计

3.1 机械传动系统概述

3.1.1 机械传动系统的特点

3.1.2 机电一体化对机械传动系统的要求

3.2 机械传动系统的主要特性

3.2.1 转动惯量

3.2.2 阻尼

3.2.3 刚度

3.2.4 传动精度

3.3 机械传动装置

3.3.1 齿轮传动及系统传动比的分配方法

3.3.2 谐波齿轮减速器

3.3.3 滚珠丝杠传动

3.3.4 同步带传动

3.3.5 滚珠花键

3.4 导轨

3.5 本章小结

第四章 动力驱动及定位

4.1 驱动装置的特点及技术要求

4.1.1 驱动装置的特点

4.1.2 驱动装置的技术要求

4.2 动力驱动元件

4.2.1 步进电机

4.2.2 直流电动机

4.2.3 交流电动机¨

4.2.4 液压与气压伺服元件

4.3 常用动力驱动元件的特性及选择方法

4.4 定位机构

4.4.1 概述

4.4.2 直接驱动定位

4.4.3 直线运动直接驱动定位

4.4.4 刚性传动定位机构

4.4.5 挠性传动定位机构

4.5 本章小结

第五章 计算机技术

5.1 微型计算机在机电一体化中的地位

5.2 工业控制计算机分类

5.2.1 分类

5.2.2 工业控制机与信息处理机的区别

5.2.3 开放式体系结构和总线系统

5.2.4 常用微机总线介绍

5.3 STD总线系统

5.3.1 STD总线信号描述及规范

5.3.2 ST口总线工作模式

5.4 STD总线的I/O子系统

5.4.1 概述

5.4.2 开关量输入/输出模块

5.4.3 A/D、D/A及模拟信号处理

5.4.4 运动控制接口

5.5 控制系统的选用

5.5.1 单板和单片微机控制系统

5.5.2 普通PC机组成的控制系统

5.5.3 STD总线微机控制系统

5.5.4 工业PC机

5.5.5 可编程序控制器

5.5.6 几种控制装置的性能比较

5.6 本章小结

第六章 传感器技术

6.1 传感器组成及分类

6.1.1 传感器的组成

6.1.2 传感器的分类

6.2 传感器的特性

6.2.1 传感器的动静特性

6.2.2 传感器的性能指标

6.2.3 传感器的输入、输出特性和对环境的要求

6.2.4 传感器的标定与校准

6.3 常用传感器

6.3.1 位移传感器

6.3.2 速度传感器

6.3.3 温度传感器

6.3.4 力传感器

6.3.5 物位传感器

6.4 本章小结

第七章 机电一体化系统设计与综合

7.1 典型机电一体化系统实例分析

7.1.1 工业机器人

7.1.2 输送、搬运设备

7.1.3 数控设备

7.1.4 办公设备

7.1.5 家用电器

7.2 机电一体化系统设计与综合

7.2.1 执行机构与驱动元件

7.2.2 驱动方式与传感器

7.2.3 控制方式与计算机

7.2.4 系统与工作环境

7.3 本章小结

参考文献2100433B

《机电一体化系统设计基础》是中央广播电视大学机械设计制造及其自动化专业（专科起点本科）必修的专业课教材。

通过对机电一体化基本要素进行分析与综合，从系统化的角度介绍了各要素之间的相互作用关系，通过五个典型的机电一体化产品实例，进一步阐述了机电一体化技术的系统化设计方法。《机电一体化系统设计基础》可作为“机电控制及自动化”专业的本科生教材，还可作为机类其他专业学生及有关工程技术人员的学习参考书。

本书以机电一体化系统基本组成要素为主线展开编写，共分为7章，主要包括绪论、机械系统、伺服系统、传感检测系统、计算机控制系统、机电一体化系统中的接口、典型机电一体化系统（足球机器人、模糊控制全自动洗衣机、自动驾驶汽车、自助柜员机、三坐标测量机、3D打印机）。书后附有实用技术资料，涉及机械传动机构（滚珠丝杠副、谐波齿轮传动、同步带）、伺服系统（交流伺服系统、电液伺服阀）、传感器和控制器（单片机、PLC）等。本书可作为高等院校机械设计制造及其自动化专业和机电工程专业教材，也可供从事机电一体化技术工作的工程技术人员参考。

1 绪论

1.1 机电一体化系统的基本概念

1.1.1 机电一体化的定义

1.1.2 机电一体化产品

1.1.3 机电一体化技术特点

1.1.4 机电一体化系统的基本组成要素

1.1.5 机电一体化系统的技术组成

1.1.6 机电一体化技术与其他技术的区别

1.2 机电一体化系统的设计

1.2.1 机电一体化系统的设计思想

1.2.2 机电一体化系统的现代设计方法

1.3 机电一体化的发展

1.3.1 机电一体化技术的发展历程

1.3.2 机电一体化的发展趋势

思考与练习

2 机电一体化系统的机械设计

2.1 概述

2.2 机电一体化对机械系统的基本要求

2.2.1 机械系统的组成

2.2.2 机械系统的设计思想

2.3 机电一体化系统中的机械传动

2.4 伺服机械传动系统的传动特性

2.4.1 转动惯量

2.4.2 摩擦

2.4.3 爬行

2.4.4 阻尼

2.4.5 刚度

2.4.6 谐振频率

2.4.7 间隙

2.5 齿轮传动副的设计

2.5.1 齿轮传动装置的设计内容

2.5.2 齿轮传动副间隙的消除

2.6 三种精密传动机构

2.6.1 谐波齿轮传动

2.6.2 滚珠花键传动

2.6.3 同步齿形带传动

2.7 滚珠丝杠副传动

2.7.1 滚珠丝杠副的工作原理

2.7.2 滚珠丝杠副的机构与？整

2.7.3 滚珠丝杠副的选型与计算

2.7.4 滚珠丝杠副的结构参数与标注

2.8 联轴器

2.8.1 一般联轴器

2.8.2 锥环无键联轴器

2.8.3 膜片弹性联轴器

2.8.4 安全联轴器

2.9 导轨

2.9.1 导轨概述

2.9.2 导轨的类型和特点

2.9.3 贴塑滑动导轨

2.9.4 滚动直线导轨

2.10 进给传动系统的误差与动态特性分析

2.10.1 进给传动系统的误差分析

2.10.2 进给传动系统的动态特性分析

思考与练习

3 机电一体化检测系统

3.1 概述

3.1.1 检测系统的组成

3.1.2 传感器的构成、分类及基本特性

3.1.3 信号传输与处理电路

3.2 机电一体化系统常用传感器

3.2.1 电阻传感器

3.2.2 电容传感器

3.2.3 电感传感器

3.2.4 压电传感器

3.2.5 磁敏传感器

3.3 其他类型检测技术

3.3.1 固态图像传感器（CCD）

3.3.2 激光检测

3.3.3 超声波检测

3.3.4 光纤传感器

……

4　机电一体化计算机控制及接口技术

5　机电一体化伺服控制系统

6　机电一体化抗干扰技术

7　机电一体化自动化制造系统

8　机电一体化项目案例教学

参考文献

·收起全部<<2100433B

以机械为基础，以机电结合为重点进行编写。主要内容包括：绪论、机械系统设计、传感器检测及其接口电路、控制电动机及其选择计算、工业控制计算机及其接口技术、机电一体化系统设计及应用举例。《机电一体化系统设计》最大特色是以典型的机电一体化系统设计实例为例，详细介绍了机电一体化系统设计的思想和方法，力求使读者对机电一体化有全面的认识，系统地掌握机电一体化系统设计的基本原理和方法。《机电一体化系统设计》可作为高等院校机械类各专业高年级本科生、研究生教材，同时也可供相关专业技术人员与研究人员的参考书。