机电一体化有关概念

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机电一体化知识点

1、机电一体化的概念：机电一体化又称机械电子学，它是从系统的观点出发，将机械技术、微电子技术、计算机信息技术、自动控制技术等在系统工程的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的科学技术。

机电一体化包括机电一体化技术和机电一体化系统两方面的内容。

典型的机电一体化系统有数控机床、工业机器人、汽车等。

2、机和电的关系：在机电一体化系统中，“机”指机械部分，包括结构、执行机构、传感器机构等。

“电”指电子部分，包括控制电路和电气连线等。

二者关系是，“机”是基础，“电”是核心。

机电系统在电的控制下，协调各机械部件(传感器、电机、结构等)完成各种指令及功能。

3、机电一体化的范畴：凡是由各种现代高新技术与机械和电子技术相互结合而形成的各种技术、产品以及系统都属于机电一体化的范畴4、机电一体化的发展趋势：1）性能上，向高精度、高效率、高性能、智能化的方向发展。

2）功能上，向小型化、轻型化、多功能化方向发展。

3）层次上，向系统化、复合集成化的方向发展。

系统结构采用采用开放式和模式化的总线结构，并具有强大的通讯功能，如RS232、RS485、CAN等。

4）机电一体化单元向模块化方向发展，利用标准模块解决系统集成中的不匹配、不兼容问题。

5）机电一体化产品向网络化方向发展，基于网络的各种远程控制和监视意义重大。

6、机电一体技术的主要特征1）整体结构最优化。

在设计机电一体化系统时，综合运用机械、电子、硬件、软件等各种知识和理论，实现系统优化。

2）系统控制智能化。

机电一体化系统具有自动控制、自动检测、自动信息处理、自动诊断、自动记录、自动显示等功能。

3）操作性能柔性化。

通过软件和程序实现对系统机构的控制和协调。

操作流程通过软件设定，灵活、方便。

7、机电一体化的目的功能：任何一种机电一体化产品或系统都是为满足人们某种需要而开发生产的，都具有相应的目的功能。

概括起来必须具有三大目的功能：1）变换(加工、处理)功能；2）传递(移动、输送)功能；3）存储(保存、记录)功能。

机电一体化技术毕业综述范文

1 机电一体化的基本概念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。

这里面包含了三重含义：首先，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；其次，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：Compu ter、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；最后，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。

2 机电一体化的核心内容机电一体化包括软件和硬件两方面技术。

硬件是由机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分组成。

因此，要了解机电一体化，必须从以下几方面着手：（一）机械技术机械技术是机电一体化的基础，机械技术的着眼点在于如何与机电一体化技术相适应，利用其它高、新技术来，来提高其各项性能，满足更广的需求。

在机电一体化系统制造过程中，经典的机械理论与工艺应借助于计算机辅助技术，同时采用人工智能与专家系统等，形成新一代的机械制造技术。

（二）计算机与信息技术凡是能扩展人的信息功能的技术，都是信息技术。

可以说，这就是信息技术的基本定义。

它主要是指利用电子计算机和现代通信手段实现获取信息、传递信息、存储信息、处理信息、显示信息、分配信息等的相关技术。

（三）系统技术系统技术即以整体的概念组织应用各种相关技术，从全局角度和系统目标出发，将总体分解成相互关联的若干功能单元，接口技术是系统技术中一个重要方面，它是实现系统各部分有机连接的保证。

机电一体化

1、机电一体化概念：机电一体化乃是在机械的主功能、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装置用相关软件有机结合而构成系统的总结。

2、机电一体化设计与传统系统设计比较特点|：（1）系统工程；（2）以计算机为工具，利用计算机辅助设计，优化设计，有限元分析等工具提高产品的设计效率和质量；（3）硬件与软件设计并重。

3、机电一体化系统应具备五种内部功能：主功能（变换、传递、储存）、动力功能、计测功能、控制功能、结构功能4、组成要素：动力源、机械本体、执行机构、检测与传感器装置、控制与信息处理装置5、共性的关键技术：机械技术、计算机与信息处理技术、传感与检测技术、自动控制技术、伺服传动技术、系统的总体技术6、应用的主要形式：功能附加、功能替代、机电融合7、机电一体化发展趋势：（1）性质上：高精度、高效率、智能化；（2）功能上：小型化、轻型化多功能化；（3）层次上：系统化、复合集成化8、机电一体化机械部分的要求：（1）高精度：机械部分的高精度是为了满足系统能完成其预定的机械操作（2）高刚度:采用高刚度的支承或架体，以减小产品本体的振动，降低噪声；为高精度的执行机构提供良好的支承，保证执行精度（3）低摩擦:导向和转动支承部分采用低摩擦阻力部件，以降低机械部分的阻力，提高系统的快速响应性（4）良好的稳定性:机械部分受外界环境变化的影响小，抗干扰能力强。

措施：（1）采用低摩擦阻力的传动部件和导向支承部件（2）缩短传动链，提高传动与支承的刚度，提高安全性（3）选择最佳传动比（4）缩小反向死区误差（5）改进支承机构以提高刚性9、消除回差的方法：偏心套（轴）调整法、轴向垫片调整法、双片薄齿轮错齿调整法、斜齿轮垫片调整法、斜齿轮轴向压簧调整法、锥齿轮传动轴向压簧调整法、锥齿轮传动周向弹簧调整法10、滚动螺旋传动的特点：传动效率高、运动平稳、能够预紧、工作寿命长、定位精度和重复定位精度高、同步性好、可靠性高、不自锁、成本较高11、预紧方式：单螺母变位导程预紧（B）、单螺母增大钢球直径预紧（Z）、双螺母垫片预紧(D)、双螺母螺纹预紧（L）、双螺母齿差预紧（C）12、同步带传动的特点：（1）传动比准确，传动效率高；（2）工作平稳，能吸收振动；（3）不需润滑，耐油、水、高温、腐蚀，维护保养方便；（4）中心距要求严格，安装精度要求高（5）制造工艺复杂，成本高。

机电一体化知识点

一、机电一体化起源与定义：在机械的主功能、动力功能、信息功能、控制功能基础上引入微电子技术，并将机械装置与电子装置用相关软件有机地结合所构成系统的总称.机电一体化一般包含机电一体化产品(系统）和机电一体化技术两层含义。

典型的机电一体化产品（系统）有：数控机床、机器人、工程机械、汽车、智能化仪器仪表、CAD／CAM系统等.P26间隙的影响三、机电一体化的目的（功能）使系统（产品)高附加值化，即多功能化、高效率化、高可靠性化、省材料化、省能源化,并使产品结构向轻、薄、短、小巧化方向发展,不断满足人们生活和生产的多样化需要和生产的省力化、自动化需要.四、机电一体化发展概况“萌芽阶段"“蓬勃发展阶段"“智能化阶段”1 智能化、2 模块化、3 网络化、4 微型化、5、绿色化、6、人格化五、机电一体化系统的构成1、执行元件(主功能）实现机电一体化系统主功能.主功能是系统的主要特征部分，完成对物质、能量、信息的交换、传递和储存。

主功能包括三个目的功能：（1）变换（加工、处理)功能；（2）传递（移动、输送）功能;（3）储存（保存、存储、记录）功能2、机械本体(构造功能）机械本体包括机架、机械连接、机械传动等，它是机电一体化的基础,起着支撑系统中其他功能单元、传递运动和动力的作用.3、动力源（动力功能）是机电一体化产品的能量供应部分,其作用是按照系统控制要求,为系统提供能量和动力，使系统正常运行.4、传感检测单元（计测功能）对系统运行中所需要的本身和外界环境的各种参数及状态进行检测.要求：体积小、精度高、抗干扰5、控制与信息处理单元（控制功能）将来自各传感器的检测信息和外部输入命令进行集中、储存、分析、加工，根据信息处理结果,按照一定的程序和节奏发出相应的指令，控制整个系统有目的地运行。

要求：高可靠性、处理速度快、智能化6、接口将各组成单元或子系统连接成一有机的整体。

各要素或子系统之间能顺利进行物质、能量和信息的传递和交换。

机电一体化概论

四、计算机辅助工程
计算机辅助工程（CAE）是采用CAE技术以及有限元分析发，可实现对质量、体积、
惯性力矩、强度等计算分析；对产品的运动精度，动、静态特征等的性能分析；对产品的应力、变形等的结构分析。
五、并行工程
并行工程是集成地、并行地设计产品及其部件和相关各种过程的一种系统工作模式。
律、分析方法和自控系统的构造等。三、机电一体化技术的特点机电一体化技术具有以下特点： 1、体积小、重量轻
2、速度快、精度高 3、可靠性高 4、柔性好
由于机电一体化技术的上述特点，使其机电一体化产品具有节能、高质、高效、低成本的共性，从而产生一系列过去不可想象的新产品。
管理信息系统（MIS）、物料需求计划（MRP）制造资源计划(MRP)等。
从狭义上来讲，先进制造是指各种计算机辅助制造设备和计算机集成制造系统。
生产过程中机电一体化所包括的内容：一、计算机的辅助设计
计算机的辅助设计是在计算机硬件与软件的支撑下，通过对产品的描述、造型、系统分析、优化、仿真和图形处理的研究，使计算机辅助完成产品的全部设计过程，最后输出满意的设计结果和产品图形。
为系统提供能量和动力。使系统正常运行。（4）传感器（检测要素）传感器是将被测对象的状态、性质等信息
转换为一定的物理量或者化学量。（5）计算机控制装置（控制要素）为达到一定的目的而实行的适当的操作成
为控制。
6、接口
机电一体化系统由许多要素或子系统构成，各子系统之间必须能顺利进行物质、能量和信息的传递与交换，为此各要素或子系统相接处必须具备一定的联系部件，这个部件称为接口，其基本功能主要有三个：1、交换，需要进行信息交换和传输之间，2、放大，在两个信息强度相差悬殊的环节间，经接口放大，达到能量的匹配；

机电一体化

机电一体化1、机电一体化的概念：机电一体化是以机械、电子技术和计算机科学为主的多门学科相互渗透、相互结合的过程逐渐形成和发展得一门新兴边缘技术学科。

机电一体化又称机械电子学它是由机械学的前半部分与电子学的后半部分组成的。

2、变量施肥的过程：获取土壤的信息，通过农业专家决策，指定变量施肥处方图并将变量数据输入到施肥变量播种机控制系统中实现变量施肥。

不同变量施肥系统包括：步进电机驱动、电控无级变速器驱动、电控液压马达驱动。

3、伺服系统的组成：输出各部分的作用：（1）控制器：控制器的功能是根据输入信号和反馈信号比较的结果，决定控制方式。

常用的控制有PID 控制和最优控制等。

控制器一般都是电子线路或计算机组成等。

（2）功率放大器：控制器输出的信号通常都很微弱，需经功率放大器放大后，才能驱动执行机构动作。

功率放大器主要由电子器件组成。

（3）执行机构：执行机构直接与被控对象打交道，最后执行控制器的指令，完成某种特定的动作。

执行机构要准确，迅速，精准，可靠地实现对被控对象的调整和控制。

执行机构主要由各种执行元件和机械传动装置等组成。

（4）检测装置：为了提高工作精度和抗干扰能力，伺服系统一般采用闭环控制。

检测装置是系统反馈环节，通过检测装置的测量，将执行机构的输出信号反馈到伺服系统输入端，实现反馈控制。

反馈信号一般为位置反馈信号、速度反馈信号和电流反馈信号，要经过多种传感元件进行检测。

用来检测位置信号的装置有自整角机、旋转变压器、光电编码器等；用来检测速度信号的装置有测速发电机、旋转变压器、光电编码器等；用来检测电流信号的装置有取样电阻霍尔集成电路传感器等，可检测的装置要求是精度高、线性度好、可靠性高、响应快。

4、采样定理：为了保证在采样过程中不丢失原来信号中所包含的信息，采样频率必须按照香侬采样原理来确定，即要求； f≥fmax（L被来原信号f（t）的最高有效频率）在实际应用中，fn≥（5-10）fmax5、采样/保持电路的作用由于采样信号f※（t）在函数轴上仍是连续变化的模拟量，因此还需要A/D转换器将其转换成数字量。

关于机电一体化专业认知的资料

关于机电一体化专业认知的资料机电一体化专业是一种综合性的学科，它涵盖了机械工程、电气工程和自动控制工程三个学科领域，旨在培养掌握机械设计、电气控制、自动化技术等多学科交叉应用的高级工程技术人才。

以下是关于机电一体化专业的一些认知资料：1. 学科背景：机电一体化专业是在机械工程、电气工程和自动控制工程等学科基础上发展起来的新兴学科。

它将传统的机械设计与制造技术与现代电气控制、自动化技术相结合，形成了一种机械、电气、传感器、控制器等多学科交叉的工程学科。

2. 专业特点：机电一体化专业具有综合性、实践性和创新性的特点。

学生需要掌握机械设计与制造、电气控制与自动化、传感器技术与仪器测量等多个方面的知识和技能，具备解决机械电气一体化问题的能力。

3. 学科内容：机电一体化专业的课程设置包括机械设计、机械制造、电气工程基础、自动控制原理、传感器技术、嵌入式系统设计等方面的内容。

学生将学习机械设计与制造的基本原理，了解电气控制和自动化技术的应用，学习传感器技术的原理和应用，掌握嵌入式系统设计与开发的方法。

4. 就业前景：机电一体化专业具有广阔的就业前景。

毕业生可以在机械制造企业、电气设备制造企业、自动化设备制造企业等企事业单位中从事研发、设计、制造、运维等工作。

他们也可以在自动化控制系统集成、智能制造领域、机器人技术研发等高科技领域找到工作。

5. 专业发展趋势：随着工业自动化的发展和智能制造的兴起，机电一体化专业将更加受到重视。

未来，该专业的发展将趋向于智能化、自动化、数字化和柔性化。

学生需要学习掌握机器人技术、人工智能、物联网技术等前沿技术，适应未来工业发展的需求。

以上是关于机电一体化专业的一些认知资料，希望对您有所帮助。

机电一体化

（3）检测与传感器技术。在机电一体化产品中，工作过程的各种参数、工作状态以及与工作过程有关的相应信息都要通过传感器进行接收，并通过相应的信号检测装置进行测量，然后送入信息处理装置以及反馈给控制装置，以实现产品工作过程的自动控制。机电一体化产品要求传感器能快速和准确地获取信息并且不受外部工作条件和环境的影响，同时检测装置能不失真地对信息信号进行放大和输送以及转换。
（2）信息处理技术。信息处理技术是指在机电一体化产品工作过程中，与工作过程各种参数和状态以及自动控制有关的信息的交换、存取、运算、判断和决策分析等。在机电一体化产品中，实现信息处理技术的主要工具是计算机。计算机技术包括硬件和软件技术、网络与通信技术、数据处理技术和数据库技术等。在机电一体化产品中，计算机信息处理装置是产品的核心，它控制和指挥整个机电一体化产品的运行，因此，计算机应用及其信息处理技术是机电一体化技术中最关键的技术，它包括目前广泛研究并得到实际应用的人工智能技术、专家系统技术以及神经网络技术等。
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，机电一体化产品的种类很多，而且还在不断地增加。按照机电一体化产品的功能，可以将其分成下述几类。
①数控机械类。主要产品包括数控机床、机器人、发动机控制系统以及全自动洗衣机等。这类产品的特点是执行机构为机械装置。
（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。

机电一体化概述

第一章机电一体化概述一、机电一体化定义及特征机电一体化是指在机构得主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。

机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科，随着科学技术的不但发展，还将被赋予新的内容。

但其基本特征可概括为：机电一体化是从系统的观点出发，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术，根据系统功能目标和优化组织目标，合理配置与布局各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术。

由此而产生的功能系统，则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。

二、.机电与机械电气的区别：机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科，随着科学技术的不但发展，还将被赋予新的内容。

机电一体化从系统的观点出发，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术，根据系统功能目标和优化组织目标，合理配置与布局各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术。

由此而产生的功能系统，则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。

“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。

机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术，而不是机械技术、微电子技术以及其它新技术的简单组合、拼凑。

机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科，随着科学技术的不但发展，还将被赋予新的内容。

这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。

机械工程技术有纯技术发展到机械电气化，仍属传统机械，其主要功能依然是代替和放大的体力。

但是发展到机电一体化后，其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外，还能赋予许多新的功能，如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制自动诊断与保护等。

机电一体化概论

机电一体化概论一．机电一体化的基本概念及主要特性1，机电一体化的基本概念机电一体化是微电子技术向传统机械工业渗透过程中逐渐形成的一个新概念，是机械技术、微电子技术相互融合的产物，如图8—1所示。

机电一体化打破了传统的机械工程、电子工程、化学工程、建筑工程、信息工程、控制工程等旧模块的划分，形成了融机械技术、微电子技术、信息技术等多种技术为一体的一门新兴的交叉学科。

在1971年，日本《机械设计》杂志提出了”MECHA TRONICS”这个新英文名词，它是由英文单词“MECHANICS”(机械学)的前半部分和“ELECTRONIS”(电子学)后半部分组合@成的。

用汉子表达即为“机电一体化”。

目前对“机电一体化”的涵义有各种各样的认识。

即使在最早提出这一概念的日本也有众多说法。

例如，“机电一体化是机械工程中采用微电子技术的体现”;“机电一体化就是利用微电子技术，最大限度地发挥机械能力的一种技术”；“机电一体化是考&事物的一种方法”。

总之，由于各自的出发点和着眼点不尽相同，在加上“机电一体化”本身的涵义还在随着生产和科学技术的发展被赋予新的内容，因@，目前较为人们普遍接受的涵义是：“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@构成系统的总称”。

机电一体化技术不是机械技术和电子技术的简单叠加，@是将电子设备的信息处理功能和控制功能“揉和”到机械装置中去，从而达到扬长避短、互为补充的目的，使机电一体化产品更具有系统性、完整性和科学性。

“机电一体化”具有“技术”与“产品”两方面的内容。

“机电一体化技术”主要是指其技术原理和机电一体化系统（或产品）得以实现、得已实现、使用和发展的技术。

而“机电一体化产品”是机电一体化技术的物化结果。

机电一体化产品主要指机械系统和微电子系统有机结合，从而赋予新的功能和性能的新一代产品。

2，机电一体化产品的主要特征机电一体化是在信息论、控制论和系统论基础上建立起来的应用技术。

机电一体化概述

信息和检测等多种技术相互交叉融合而成
5)高可靠性，高稳定性
的新兴技术。
非接触传感器检测、无刷电动机驱
2)层次多，覆盖面广
动、简化的机械系统以及计算机在线监
覆盖了包括机械、电子、信息、计算测、误差补偿和校正等技术提高了系统
机、控制和检测技术等多门学科。
的可靠性和稳定性。
3)体小量轻，结构简化，方便操作
机电一体化概述
返回
1.1
机电一体化的基本概念
1.2
机电一体化系统的组成与实例
1.3
机电一体化相关技术及特点
1.4
机电一体化的发展
机电一体化概述
1.1 机电一体化的基本概念
返回
机电一体化Mechatronics是由机械学Mechanics的前半部分与电子学 Electronics的后半部分组合而成的。
2. 传感器技术
传感器检测的精度和分辨力直接决定系统所能达到的最高精度,其检测的信息全面与否决定着系统的自动化程度，而检测信息的准确度和灵敏度直接影响系统的精度。
3. 计算机控制技术
计算机控制技术主要是根据各种理论
和算法，通过计算机对信息进行运算、判断与决策。
4. 接口技术
接口技术是系统中非常重要的
机电一体化概述
1.2 机电一体化系统的组成与实例
1.2.2 机电一体化系统的实例
2. 指针式石英钟
指针式石英钟的组成框图
指针式石英钟步进电动机原理图
机电一体化概述
1.3 机电一体化相关技术及特点
返回
1.3.1 机电一体化相关技术
1. 机械技术
与一般的机械装置相比,要求质量小、转动惯量小、摩擦小、误差小、效率高、精度高，同时要能提高刚度及改善性能。

机电一体化知识点汇总

机电一体化包括机电一体化技术和机电一体化系统两方面的内容。

典型的机电一体化系统有数控机床、工业机器人、汽车等。

2、机和电的关系：在机电一体化系统中，“机”指机械部分，包括结构、执行机构、传感器机构等。

“电”指电子部分，包括控制电路和电气连线等。

二者关系是，“机”是基础，“电”是核心。

机电系统在电的控制下，协调各机械部件(传感器、电机、结构等)完成各种指令及功能。

2）功能上，向小型化、轻型化、多功能化方向发展。

3）层次上，向系统化、复合集成化的方向发展。

系统结构采用采用开放式和模式化的总线结构，并具有强大的通讯功能，如RS232、RS485、CAN等。

4）机电一体化单元向模块化方向发展，利用标准模块解决系统集成中的不匹配、不兼容问题。

5）机电一体化产品向网络化方向发展，基于网络的各种远程控制和监视意义重大。

6、机电一体技术的主要特征1）整体结构最优化。

在设计机电一体化系统时，综合运用机械、电子、硬件、软件等各种知识和理论，实现系统优化。

2）系统控制智能化。

机电一体化系统具有自动控制、自动检测、自动信息处理、自动诊断、自动记录、自动显示等功能。

3）操作性能柔性化。

通过软件和程序实现对系统机构的控制和协调。

操作流程通过软件设定，灵活、方便。

7、机电一体化的目的功能：任何一种机电一体化产品或系统都是为满足人们某种需要而开发生产的，都具有相应的目的功能。

概括起来必须具有三大目的功能：1）变换(加工、处理)功能；2）传递(移动、输送)功能；3）存储(保存、记录)功能。

机电一体化简述

第五节机电一体化产品设计及其工程路线一、机电一体化产品附加值与技术构成的关系
机械元器件为主，1948年出现电子元器件发展历程机械元器件+电子元器件，1974年电子微处理开始应用机械元器件+标准电子电器硬件+软件， 1987年专用集成电路开始应用机械元器件+标准电子电器硬件++专用硬件 +软件
对设计者的要求
开发性设计要求设计者具有扎实的基础理论、丰富的想象力和敏锐的市场洞察力。适应性设计要求设计者对原有产品及相关的市场需求、变化和技术进步要有充分的了解和掌握。变异性设计
要求设计者注意防止因参数变化可能对产品性能产生的影响。
进行机电一体化产品设计时，应尽量以计算机为工具，充分利用计算机辅助设计、仿真分析、模拟设计、优化设计、动态分析设计、可靠性设计等现代化设计方法，以提高产品的效率和质量。机电一体化设计同样也要遵循产品的一般性设计原则，即在保证产品目的功能、性能和使用寿命的前提下，尽量降低成本。这意味着，
动力源
动力
计算机执行件
计测
控制
操作
传感器
构造
机电一体化产品五大功能
机构
机电一体化产品功能部件
机电一体化产品的功能部件又称为结构要素
例1 人体五大要素及功能
食物
运作内脏
外界信息
感官
头脑
手足
计测
控制
动作
构造
骨骼
人体五大要素人体五大功能
例2
CNC机床的内部构成
热、振动热、振动、切屑
毛坯（物质）
由图知：在当代机电一体化产品中，单纯的机械技术的附加值越来越少，而微电子技术的附加值越来越高，因此其经济效益也相应增高。

机电一体化知识点

机电一体化包括机电一体化技术和机电一体化系统两方面的内容。

典型的机电一体化系统有数控机床、工业机器人、汽车等。

2、机和电的关系：在机电一体化系统中，“机”指机械部分，包括结构、执行机构、传感器机构等。

“电”指电子部分，包括控制电路和电气连线等。

二者关系是，“机”是基础，“电”是核心。

机电系统在电的控制下，协调各机械部件(传感器、电机、结构等)完成各种指令及功能。

2）功能上，向小型化、轻型化、多功能化方向发展。

3）层次上，向系统化、复合集成化的方向发展。

系统结构采用采用开放式和模式化的总线结构，并具有强大的通讯功能，如RS232、RS485、CAN等。

4）机电一体化单元向模块化方向发展，利用标准模块解决系统集成中的不匹配、不兼容问题。

5）机电一体化产品向网络化方向发展，基于网络的各种远程控制和监视意义重大。

6、机电一体技术的主要特征1）整体结构最优化。

在设计机电一体化系统时，综合运用机械、电子、硬件、软件等各种知识和理论，实现系统优化。

2）系统控制智能化。

机电一体化系统具有自动控制、自动检测、自动信息处理、自动诊断、自动记录、自动显示等功能。

3）操作性能柔性化。

通过软件和程序实现对系统机构的控制和协调。

操作流程通过软件设定，灵活、方便。

7、机电一体化的目的功能：任何一种机电一体化产品或系统都是为满足人们某种需要而开发生产的，都具有相应的目的功能。

概括起来必须具有三大目的功能：1）变换(加工、处理)功能；2）传递(移动、输送)功能；3）存储(保存、记录)功能。

机电一体化

机电一体化一、机电一体化概念机电一体化技术又称机械电子技术，是机械技术、电子技术和信息技术有机结合的产物。

机电一体化在国外被称为Mechatronics，是日本人在20 世纪70 年代初提出来的，它是用英文Mechanics 的前半部分和Electronics 的后半部分结合在一起构成的一个新词，意思是机械技术和电子技术的有机结合，现已得到包括我国在内的世界各国的承认。

我国的工程技术人员习惯上把它译为机电一体化技术。

机械技术是一门古老的学科，它发展到今天经历了一个漫长的历史时期。

机械是现代工业的物质基础，国民经济的各个部门都离不开机械。

机械种类繁多，功能各异，不论哪一种机械，从诞生以来都经历了使用—改进—再使用—再改进，不断革新和逐步完善的过程。

对于某一种形式的机械，一般来说都有一定的局限性，或者说都有一定的适用范围、存在某些固有的缺点，这就迫使人们寻找新的工作原理，发明新型的机械．从而使得具有同一用途的机械具有不同的种类。

机械本身的发展也是无止境的，但是这种发展却是缓慢的。

各种机械发展到今天．单从机械角度对它们进行改进是越来越不容易了。

随着科学技术的发展，一个比较年轻的学科——电子技术正在蓬勃发展，从分立电子元件到集成电路（IC），从集成电路到大规模集成电路和超大规模集成电路，特别是微型计算机的出现，使电子技术与信息技术相结合并向其他学科渗透，把人类带人了一个神化般的世界。

信息技术（3C 技术）的主体包括计算机技术、控制技术和通信技术。

电子技术与计算机技术同机械技术相互交叉，相互渗透，使古老的机械技术焕发了青春。

在原有机械基础上引入电子计算机高性能的控制机能，并实现整体最优化，就使原来的机械产品产生了质的飞跃，变成功能更强、性能更好的新一代的机械产品或系统，这正是机电一体化的意义所在。

机电一体化技术是现代科学技术发展的必然结果。

由于大规模集成电路和超大规模集成电路的出现，特别是微型电子计算机的空前发展，促进了机械技术和电子技术相互交叉和相互渗透，并使机械技术和电子技术在系统论、信息论和控制论的基础上有机地结合起来．形成今天的机电一体化技术。

机电一体化

1.机电一体化的定义：机电一体化是指按系统工程观点，将机械、电子、信息等有关技术进行有机地组织与综合，以实现机电系统整体最佳化的技术方法。

组成：机械本体，动力，检测传感，信息处理，执行与驱动。

信息特征(微型化嵌入式实时性分布化）；动力特征（动力系统分散化更加紧凑独立传动链更加简单精度更高）；结构特征（结构模块化整机结构趋于简单结构刚度加强几何精度提高机械变形小传动结构简化实现物理到逻辑转变)。

2.机电一体化对机械系统的基本要求：1高精度2快速响应3良好的稳定性，抗干扰能力强。

较大的刚度良好可靠性重量轻体积小寿命长等。

3.滚珠丝杠副特点：1传动效率高2定位精度高3传动可逆性4使用寿命长5同步性能好。

缺点是结构制造工艺复杂成本高不具有自锁功能提高精度的方法：1.垫片调节式2.双螺母调节式3.齿差调节式影响传动精度因素：轴向间隙+原有预留间隙+弹性变形引起的间隙4.间歇传动特点：连续运动转化为间歇运动结构形式：棘轮传动机构槽轮传动机构蜗形凸轮传动机构不完全齿轮机构5.传动机构的性能要求：1足够的刚度减少弹性变形节能固有频率高不易振动增加闭环伺服系统稳定性2.惯性小大惯量会降低固有频率从而使系统负载大响应慢灵敏度低易产生谐振3阻尼适中大阻尼抑制大振幅震动快速衰减增大系统误差精度降低6机电一体化系统类型特点选用：基于PC的控制系统1.具有完善的输入输出通道2可靠性高对环境适应性强满足工业现场生产的要求3人机交互方便画面丰富可实现在线测控与控制4运算速度快能力强实现复杂控制算法5与普通PC的软硬件的兼容性好。

缺点：可靠性环境适应性一般成本较高。

应用较为广泛开放式通用性较强的控制系统适于规模复杂运算大控制算法场合。

基于MCU的控制系统1成本低性价比高2实时性好3体积小功耗低可嵌入系统4通用性适应性好缺点是交互性差运算能力不强抗干扰环境适应性一般。

应用：功能要求不复杂成本低结构嵌入场合，作为计算机控制系统下级前段处理部分构成更加复杂的控制系统。

机电一体化

第一章机电一体化概念：机电一体化技术是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机地结合。

机电一体化系统的基本功能要素：机械本体、动力部分、传感检测部分、执行部分、驱动部分、控制与信息处理部分、接口机电一体化的相关技术：机械技术、传感检测技术、信息处理技术、自动控制技术、伺服传动技术、系统总体技术机电一体化产品按机电结合程度分为：功能附加型、功能替代型、机电融合型机械本体包括：机械传动装置和机械结构装置第二章机械系统是机电一体化系统的最基本要素机械移动系统的基本元件是：质量、阻尼器和弹簧机械移动系统数学模型的基本原理是：牛顿第二定律机械传动的主要性能取决于：传动类型、传动方式、传动精度、动态特性及可靠性影响机电一体化系统中传动链的动力学性能的因素一般有：负载的变化、传动链惯性、传动链固有频率、间隙、摩擦、润滑的温升两物体接触面间的摩擦力在应用上可以简化为：粘性摩擦力、库仑摩擦力、静摩擦力三类。

机电一体化系统对机械传动部件的摩擦特性要求为：静摩擦力尽可能小，动摩擦力应为尽可能小的正斜率，若为负斜率则易产生爬行，降低精度，减少寿命。

运动中机械部件易产生振动：振幅取决于系统的阻尼和固有频率阻尼对弹性系统的振动特性的影响有：1、系统的静摩擦阻尼越大，系统的矢动量和反转误差越大，使定位精度降低，加上摩擦——速度特性的负斜率，易产生爬行，降低机械的性能。

2、系统的粘性阻尼摩擦越大，系统的稳态误差越大，精度越低。

3、对于质量大、刚度低的机械系统，为了减小振幅、加速振动衰减，可增大粘性摩擦阻尼。

间隙的主要形式：齿轮传动的齿侧间隙、丝杠螺母的传动间隙、丝杠轴承的轴向间隙。

消隙的措施：1、齿轮传动尺侧间隙的消隙：刚性消隙法、柔性消隙法2、丝杠螺母间隙的调整：垫片式螺纹式齿差式齿轮传动链的级数和各级传动比的分配：最小等效转动惯量原则、质量最小原则、输出轴的转角误差最小原则谐波齿轮传动与一般齿轮传动相比的特点：传动比大，承载能力大，传动精度高，齿侧间隙小，传动平稳，结构简单、体积小、重量轻密珠轴承两种形式：径向轴承和推力轴承支撑部件的要求：精度高、刚度大、热变形小、抗振性好，可靠性高，并且具有良好的摩擦特性和结构工艺性。

机电一体化基本概念

机电一体化基本概念
课外作业:
1.什么是机电一体化？其组成要素是什么？
课后体会：
1.机电一体化相关的技术有哪些？
2.你的未来准备怎么应用机电一体化技术
撰责主电制稿任子编作编教：辑师…：………（以姓氏为序）
机电一体化基本概念
2 简化结构
SKXT-1200铣镗钻机床
传动系统图
变频调速电机
d=37
d=71 m=3 z=58
m=3 z=23 m=3 z=46 β＝１５°
m=3 z=55 β＝１５°
p=12 p=12
回转工作台 m=3 z=46
m=3 z=23 交流伺服电机
m=3 z=48 β＝8° m=3 z=25 β＝8°
机电一体化基本概念
二、总体方案设计
1．产品方案构思产品方案构思完成后，以方案图的形式将设计方案表达出来。方案图应尽可能简洁明了，反映机电一体化系统各组成部分的相互关系，同时应便于后面的修改。
2．方案的评价对多种构思和多种方案进行筛选，选择较好的可行方案进行分析组合和评价，从中再选几个方案按照机电一体化系统设计评价原则和评价方法进行深入的综合分析
机电一体化基本概念
1、机械本体机身、框架、机械联接等产品支持机
构，实现构造功能。
要求：可靠、小型、美观
2、能源提供能量，转换成需要的形式，实现动力功能。要求：效率高、可靠性好
机电一体化基本概念
3、检测传感装置检测产品内部状态和外部环境，实现计测功能。要求：体积小、精度高、抗干扰
4、电子控制单元处理、运算、决策，实现控制功能。要求：高可靠性、柔性、智能化
机电一体化基本概念
3.90年代后期开始为第三阶段，“智能化阶段” ① 光学、通信技术等进入了机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支； ② 对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法，机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。 ③ 由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步，为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。这些研究，将促使机电一体化进一步建立完整的基础和逐渐形成完整的科学体系。