机电一体化系统
第六章机电一体化
第六章机电一体化机电一体化（Mechatronik）是由机械（Mechanik）和电子（Elektronik）构成的合成词。
其中，电子代表“硬件”和“软件”；机械是“机械”和“液压”方法的总称。
它不是简单的通过“电子化”替代机械装置，而是与全面的角度看问题和设计方法学有关。
其目标是对机械、电子硬件和软件进行整体优化，从而在低成本、低重量、小空间且高质量的情况下实现更多功能。
在解决问题的过程中，能否将如今已被分离的学科作为一个整体进行观察，对机电一体化方式是否成功起决定性作用。
第一节机电一体化系统及其组成部件1．1 应用如今机电一体化系统及其组成部件几乎布满在整个车辆系统中：从发动机管理、汽油机和柴油机电喷，到变速箱控制，电热能量管理，直到不同的制动-驱动力控制系统。
此外还有满足不同控制需求的通信和信息系统。
除系统及其组成部件层面外，机电一体化还在微机械领域中扮演着越来越重要的角色。
1．2系统级实例为了实现车辆全自动导向和转向，系统的进一步开发呈现出一个通用趋势：即机械系统在未来将越来越多地被线控（X by Wire）系统所代替。
“Drive by wire”（线控驱动），即电子油门，就是一个已经实际运用的例子。
“线控制动系统”省去了制动踏板和车轮制动器间的机械-液压连接。
传感器获取驾驶员刹车指令，并把这一信息传给电控单元。
控制单元通过相应的执行机构在车轮处产生所需的制动作用。
“线控制动系统”的一种可能实现形式为电动液压制动（SBC，测控一体化制动控制）。
在实施制动时或者在通过电子稳定程序ESP进行稳定性干预时，SBC控制器计算出每个车轮上期望的理想制动压力。
由于每个车轮所需的理想制动压力单独计算，且每个车轮的实际制动力独立获取，所以能通过轮压调节器对每个车轮的制动压力进行独立调节。
这四个压力调节器各由一个输入和输出阀组成，由控制器的驱动电路控制，相互配合，从而获得最佳的制动压力闭环调节。
在共轨系统中，压力生成和喷射是解耦的。
机电一体化系统概述
机电一体化系统概述机电一体化系统（Mechatronics System）是指将机械工程、电子工程和控制工程有机结合的一种综合性系统。
它融合了机械结构、传感器、执行器、电机、电子元件、控制系统和计算机等多种技术手段，实现了机械运动、能量转换和信息处理的一种智能化系统。
机电一体化系统的应用领域非常广泛，如机械制造、自动化生产线、汽车工业、航天航空、能源设备等。
机电一体化系统的组成包括多个子系统，如机械结构子系统、电子子系统、能源子系统和控制子系统等。
机械结构子系统主要由机械传动装置、机构部件和传感器等组成，它们协同工作，通过运动变换和能量转换实现特定的机械功能。
电子子系统则负责信号的采集、处理和控制执行器的工作，例如传感器可以感知环境信息，电机可以驱动机械运动。
能源子系统则是为整个系统提供能量，例如电源、电池或气压等。
控制子系统是机电一体化系统的“大脑”，通过对信号的处理和控制算法的实现，实现系统的自动化和智能化。
机电一体化系统的设计和开发需要考虑多种因素。
首先，需要对系统所应用的工作环境进行充分的分析和调研，包括温度、湿度、振动、噪声等，以便选择合适的机械结构和电子元件。
其次，需要对系统的功能要求进行明确，包括速度、精度、负载承载能力等。
此外，还需要对系统的可靠性、可维护性和安全性等进行全面的考虑。
机电一体化系统的应用领域非常广泛。
在机械制造领域，它可以用于自动化生产线的搬运、组装和装配等工作，提高生产效率和质量。
在汽车工业中，机电一体化系统可以实现汽车的自动驾驶和智能控制，提高行车安全性和舒适性。
在航天航空领域，机电一体化系统可以用于飞行器的导航、定位和控制，实现飞行器的自主飞行。
在能源设备领域，机电一体化系统可以用于风力发电、太阳能发电和水力发电等，提高能源利用效率和环境保护。
总之，机电一体化系统是一种综合性的系统，将机械工程、电子工程和控制工程有机结合，实现了机械运动、能量转换和信息处理的一种智能化系统。
机电一体化系统设计
1. 机电一体化技术（或产品）的定义定义：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的结合所构成的系统的总称。
2. 机电一体化系统或产品设计的目的是什么？主要目的：增加机械系统或产品的附加值和自动化程度3. 机电一体化系统（产品）的主要构成单元或组成部分有哪些？机械系统，电子信息处理系统，动力系统，传感系统，执行控制系统4、简述机电一体化系统或产品的机电结合（融合）设计方法。
机电结合设计方法是将个组成要素有机的结合为一体而构成专用或通用的功能部件，其要素之间机电参数的有机匹配比较充分5、简述机电一体化系统（产品）的机电组合设计方法，特点是什么？。
机电一体化系统的机电组合设计方法是将用结合法制成的功能部件，功能模块，像积木那样组合成各种机电一体化系统，特点是可以缩短设计与研制周期，节约工装设备费用，且有利于生产管理，使用和维修。
6. 机械传动系统在机电一体化系统（产品）中的基本功能和作用是什么？机械传动系统在机电一体化系统中的基本功能是传递力/转矩和速度/转速。
实质上是一种转矩，转速变换器。
作用是使执行原件与负载之间在转矩和转速方面达到合理的匹配。
7. 简答机电一体化机械传动的主要功能，目的，基本要求。
功能：传递力/转矩和速度/转速目的：使执行元件与负载之间在转矩和转速方面达到合理的匹配。
基固本要求：转动间隙小，精度高，体积小，重量轻，运动平稳，传动转矩大。
8. 机电一体化系统（产品）的机械部分与一般机械系统相比，应具备哪些特殊要求？1.较高的定位精度。
2.良好的动态响应特性－响应快，稳定性好，收敛时间合理。
3。
无间隙，低摩擦，低惯量，大刚度。
4。
高的消振频率，合理的阻尼比。
9. 简述滚珠丝杠传动装置的组成，结构和应用特点。
滚珠丝杠传动装置的组成由带螺旋槽的丝杆，螺母，滚动元件，回珠装置组成。
结构：丝杆轻动时，带动滚珠螺纹滚道滚动，为阻止滚珠从滚道端面掉出，在螺母的螺旋槽两端没有滚珠回程引导装置构成滚珠的循环返回通道，从而形成滚珠滚动的闭合通路。
机电一体化系统设计
一、判断题1、机电一体化系统的主要功能就是对输入的物质（能量、信息）按照要求进行处理，输出具有所需特性的物质。
（×）2、系统论、信息论、控制论是机电一体化技术的理论基础，是机电一体化技术的方法论。
（√）3、机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸，还是人的感官与头脑的延伸，具有“智能化”的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质差别。
（√）4、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输入、识别、变换、运算、存储、输出和决策分析等技术。
（√）5、自动控制是在人（没有人）直接参与的情况下，通过控制器使被控对象或过程自动地按照预定的规律运行。
（×）6、产品的组成零部件和装配精度高，系统的精度一定就高。
（×）7、为减少机械传动部件的扭矩反馈对电机动态性能的影响，机械传动系统的基本固有频率应低于(高于)电气驱动部件的固有频率的2~3倍，同时，传动系统的固有频率应接近（远离）控制系统的工作频率，以免系统产生振荡而失去稳定性。
（×）8、传动机构的转动惯量取决于机构中各部件的质量和转速。
（×）9、在闭环系统中，因齿轮副的啮合间隙而造成的传动死区能使系统以6~10倍的间隙角产生低频振荡，采用消隙装置，以提高传动精度和系统稳定性。
（×）10、进行机械系统结构设计时，由于阻尼对系统的精度和快速响应性均产生不利的影响，因此机械系统的阻尼比ξ取值越小越好。
（×）11、滚珠丝杠垂直传动时，必须在系统中附加自锁或制动装置。
（√）12采用偏心轴套调整法对齿轮传动的侧隙进行调整，结构简单且可以（不能）自动补偿侧隙（×）13、采用虚拟样机代替物理样机对产品进行创新设计测试和评估延长了（缩短）产品开发周期增加了（降低）产品开发成本但是可以改进产品设计质量提高面向客户与市场需求能力×14、一个较完善的机电一体化系统，应包括以下几个基本要素：机械本体、动力系统、检测传感系统及执行部件（控制系统），各要素和环节之间通过接口相联系。
机电一体化系统的功能组成
机电一体化系统的功能组成
机电一体化系统是指将机械、电子、控制等多种技术融合在一起，形成一个完整的系统。
它的功能组成包括机械部分、电子部分、控制部分和信息处理部分。
机械部分是机电一体化系统的重要组成部分，它包括各种机械设备、传动装置、执行机构等。
机械部分的主要功能是将电子信号转化为机械运动，实现机械的运动控制。
例如，机械手臂可以根据电子信号的指令，完成各种复杂的动作，如抓取、搬运、装配等。
电子部分是机电一体化系统的核心部分，它包括各种传感器、电机、电子元件等。
电子部分的主要功能是将机械运动转化为电子信号，实现电子的控制。
例如，传感器可以感知环境的变化，将其转化为电子信号，控制电机的运转，实现机械的自动化控制。
控制部分是机电一体化系统的重要组成部分，它包括各种控制器、编程器、人机界面等。
控制部分的主要功能是对机械和电子进行控制和调节，实现机械的精确控制。
例如，控制器可以根据编程指令，控制机械手臂的运动轨迹和速度，实现精确的搬运和装配。
信息处理部分是机电一体化系统的重要组成部分，它包括各种计算机、软件、网络等。
信息处理部分的主要功能是对机械和电子进行数据处理和分析，实现机械的智能化控制。
例如，计算机可以对机
械手臂的运动轨迹和速度进行实时监控和分析，根据数据反馈进行调整和优化，实现机械的智能化控制。
机电一体化系统的功能组成包括机械部分、电子部分、控制部分和信息处理部分。
这些部分相互协作，共同实现机械的自动化、智能化控制，提高生产效率和质量，为人类的生产和生活带来更多的便利和效益。
机电一体化系统的基本组成
机电一体化系统的基本组成机电一体化系统是指将机械装置、电气装置和控制系统集成在一起的系统。
它将机械设备和电气设备有机地结合在一起，通过控制系统实现自动化控制和监测，从而提高生产效率和产品质量。
机电一体化系统的基本组成包括机械装置、电气装置和控制系统三个部分。
1. 机械装置：机械装置是机电一体化系统的基础，它包括各种传动装置、执行机构和工作部件。
传动装置可以将电能或其他形式的能量转换为机械能，从而实现机械装置的运动。
执行机构是机械装置的动力输出部分，通过执行机构可以实现各种工作任务，如物料的搬运、产品的加工等。
工作部件是机械装置的功能部分，它们根据具体的工作要求设计和制造，可以实现各种不同的功能。
2. 电气装置：电气装置是机电一体化系统的重要组成部分，它包括电动机、传感器、电控设备等。
电动机是电气装置的动力源，它可以将电能转换为机械能，驱动机械装置的运动。
传感器是电气装置的感知部分，通过感知环境的各种参数，将其转化为电信号，供控制系统使用。
电控设备是电气装置的控制部分，它根据控制系统的指令，控制电动机和其他执行机构的运动，从而实现机械装置的自动化控制。
3. 控制系统：控制系统是机电一体化系统的核心，它负责对机械装置和电气装置进行控制和监测。
控制系统可以根据预设的程序和逻辑，对机械装置和电气装置进行精确的控制，实现各种复杂的工作任务。
控制系统还可以通过传感器获取各种环境参数的信息，根据这些信息进行实时的监测和调节，以保证机械装置和电气装置的正常运行。
除了以上三个基本组成部分，机电一体化系统还可以包括其他辅助设备，如人机界面、通信设备等。
人机界面是机电一体化系统与操作人员之间的接口，通过人机界面，操作人员可以对系统进行监控和操作。
通信设备可以实现机电一体化系统与其他系统之间的信息交换和数据共享，从而进一步提高系统的整体性能。
机电一体化系统是将机械装置、电气装置和控制系统有机地结合在一起的系统。
它通过自动化控制和监测，实现机械装置和电气装置的高效运行，提高生产效率和产品质量。
机电一体化系统的基本组成
机电一体化系统的基本组成
传统的机械产品主要是解决物质流和信息流的问题，而机 电一体化产品除了解决物质流和能量流以外，还要解决信息流 的问题。机电一体化系统的主要功能就是对输入的物质、能量 与信息（即所谓工业三大要素）按照要求进行处理，输出具有 所需特性的物质、能量与信息。
传
任何一个产品都是为满足人们的某种需求而开发和生产的， 因而都具有相应的目的功能。机电一体化系统的主功能包括变 换（加工、处理）、传递（移动、输送）、储存（保持、积蓄、 记录）三个目的功能。主功能也称为执行功能，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。机 电一体化系统除了具备主功能外，还应具备动力功能、检测功 能、控制功能、构造功能等其他功能。
加工机是以物料搬运、加工为主，输入物质（原料、毛坯 等）、能量（电能、液能、气能等）和信息（操作及控制指令 等），经过加工处理，主要输出改变了位置和形态的物质的系 统（或产品）。如各种机床、交通运输机械、食品加工机械、 起重机械、纺织机械、印刷机械、轻工机械等。
动力机，其中输出机械能的为原动机，是以能量转换为主， 输入能量（或物质）和信息，输出不同能量（或物质）的系统 （或产品）。如电动机、水轮机、内燃机等。
以上这五部分我们通常称为机电一体化的五大构成要素，而在实际中 有时机电一体系统的某些构成要素是复合在一起的。机电一体化产品的 五大部分在工作时相互协调，共同完成所规定的目的功能。在结构上，各 组成部分通过各种接口及其相应的软件有机地结合在一起，构成一个内部 匹配合理、外部效能最佳的完整产品。
综上所述，机电一体化系统由许多要素或子系统构成，各要素或子系 统之间必须能顺利地进行物质、能量和信息的传递与交换。因此，各要素 或各子系统相接处必须具备一定的联系条件，这些联系条件称为接口。一 方面，机电一体化系统通过输入/输出接口将其与人、自然及其他系统相 连；另一方面，机电一体化系统通过许多接口将系统构成要素联系为一体。 因此，系统的性能在很大程度上取决于接口的性能。
机电一体化系统设计
机电一体化系统设计一、引言机电一体化系统是指将机械和电气控制系统相结合，实现自动化控制和监测，以提高生产效率和产品质量。
在现代制造业中，机电一体化系统已经成为不可或缺的重要部分。
本文将探讨机电一体化系统设计的重要性、原则和实施步骤。
二、机电一体化系统设计的重要性1.提高生产效率机电一体化系统可以实现自动化生产，减少人为操作，提高生产效率。
通过优化机械和电气系统的配合，可以实现更高的生产速度和稳定性。
2.优化产品质量机电一体化系统可以实现精准控制和监测生产过程，减少因人为因素引起的错误，提高产品质量和一致性。
3.节约能源资源机电一体化系统可以实现能源的合理利用和分配，优化能源消耗结构，降低生产成本。
4.提升生产安全性机电一体化系统可以实现安全监测和自动报警，减少生产过程中的安全隐患，提高生产操作的安全性。
5.降低维护成本机电一体化系统可以实现在线监测和故障诊断，及时发现和排除问题，减少维护和维修成本。
三、机电一体化系统设计的原则1.整体性原则机电一体化系统设计要以整体性为原则，全面考虑机械和电气系统之间的协调和配合，确保系统各部分之间的一致性和稳定性。
2.可靠性原则机电一体化系统设计要考虑到系统的可靠性，选择高品质的机械和电气元器件，确保系统长期稳定运行。
3.灵活性原则机电一体化系统设计要具有一定的灵活性，能够根据生产需求进行调整和改进，适应市场的变化。
4.通用性原则机电一体化系统设计要具有一定的通用性，可以适用于不同的生产场景和环境，提高系统的适用性和可扩展性。
5.安全性原则机电一体化系统设计要考虑到系统的安全性，确保生产过程中的操作安全和人员安全，防止事故的发生。
四、机电一体化系统设计的实施步骤1.需求分析首先进行生产需求分析，明确机电一体化系统的功能和性能要求，确定系统的基本架构和设计方案。
2.系统设计根据需求分析的结果，进行系统设计，包括机械结构设计、电气控制系统设计、传感器和执行器的选择等。
简述机电一体化系统的组成和各部分的作用
一个中子系统就像一个超级酷的团队由机械，电气，和截肢者一起工作来完成一些出色的任务。
机械机组包括马达，齿轮，传感器，以及起动器，它们基本上是操作的肌肉和运动制造器。
然后我们有了电动
小队配有电源开关中继器以及控制电路给带来能量和控制信号最后但并非最不重要的是，截肢者团伙与他们的微控制器，PLCs，和
HMI接口，保持一切检查他们的软件和硬件向导。
这就像一支高科
技的管弦乐团，但与其说是音乐，不如说是创造了惊人的工程成就！
你知道，在一个中子系统，你得到了所有这些不同的部分一起工作。
你有你的马达做举重，你的感应器保持对事物的注意，你的电源为
一切提供动力，和你的截肢者做所有的思考。
当他们都组成团队时，监控系统可以做一些相当酷的事情这些部件都无法自己做。
就像他们有对方的背，你知道吗？并且由于这种团队合作，系统可以做一些诸
如超精确的控制，实时监测，甚至可以自己运行一些事情。
这等于使
事情在各种不同情况下更平稳，更快地运转。
中子系统通过机械、电气和输出方的共同努力运作，以完成具体任务，每个系统在确保系统的整体运行方面发挥关键作用。
这些负责人的协
调和融合对于使系统能够精准高效地履行复杂职能至关重要，从而巩
固了作为现代工业和日常生活中不可或缺的技术的元数据。
机电的一体化系统设计
机电的一体化系统设计机电一体化系统设计是指将机械、电子、电气、自动化等技术相结合的一种综合性设计。
它通过将机械结构、电气设备、传感器、执行器和控制系统等有机地结合在一起来实现系统的功能。
一体化设计能够提高系统的整体性能和运行效率。
因为机械、电子和自动化等不同专业领域的知识被集成在一起，可以更好地协同工作，提升系统的综合效益。
在机电一体化系统设计中，首先需要进行系统分析和需求分析，明确系统的功能和性能要求。
然后进行系统设计，包括机械结构设计、电气设计、自动化控制设计等方面。
机械结构设计是机电一体化系统设计的重要组成部分。
在设计机械结构时，需要考虑系统的稳定性、刚度和强度等因素。
同时还需要考虑材料的选择和加工工艺的优化，以提高系统的可靠性和寿命。
电气设计是机电一体化系统设计的另一个重要方面。
在电气设计时，需要选择适当的电气设备和元件，并设计电路图和布线图。
同时还需要进行电气参数计算和控制系统设计，以实现对整个系统的控制和监测。
此外，还需要考虑系统的电磁兼容性和安全性等因素。
自动化控制设计是机电一体化系统设计中的关键一环。
通过使用传感器和执行器，可以实现对系统的自动化控制。
在自动化控制设计中，需要选择合适的传感器和执行器，并进行控制算法的设计和优化。
同时还需要进行系统的建模和仿真，以验证设计的正确性和可行性。
在机电一体化系统设计中，还需要考虑系统的可拓展性和模块化设计。
通过模块化设计，可以将整个系统划分为若干个独立的子系统，每个子系统都具有独立的功能和自主控制。
这样可以提高系统的灵活性和可维护性，同时也方便对系统进行拓展和更新。
此外，在机电一体化系统设计中还需要考虑系统的能效和环保性。
通过优化设计和选择节能设备和材料，可以提高系统的能源利用效率和减少对环境的影响。
综上所述，机电一体化系统设计是一项复杂而综合的工作。
它需要综合运用机械、电子、自动化等多个学科的知识，进行系统的分析、设计和优化。
只有通过科学的设计和综合考虑各个方面的因素，才能确保机电一体化系统具有良好的性能和可靠性。
机电一体化系统设计课程设计
机电一体化系统设计课程设计一、课程概述1.1课程背景1.2课程目标1.3课程内容1.4教学方法1.5考核方式二、课程背景2.1机电一体化系统概述2.2机电一体化系统在工业生产中的应用2.3机电一体化系统在日常生活中的应用2.4机电一体化系统的发展趋势三、课程目标3.1了解机电一体化系统的基本概念和原理3.2掌握机电一体化系统的设计方法3.3能够应用机电一体化系统解决实际问题3.4培养学生的团队合作能力和创新能力四、课程内容4.1机电一体化系统的基本概念和原理4.1.1机电一体化系统的定义4.1.2机电一体化系统的组成4.1.3机电一体化系统的工作原理4.2机电一体化系统的设计方法4.2.1机电一体化系统的需求分析4.2.2机电一体化系统的结构设计4.2.3机电一体化系统的控制设计4.2.4机电一体化系统的传感器和执行机构设计4.3机电一体化系统的应用案例分析4.3.1工业生产中的机电一体化系统应用4.3.2日常生活中的机电一体化系统应用4.4机电一体化系统的实验设计4.4.1机电一体化系统实验的设计原则4.4.2机电一体化系统实验的搭建方法4.4.3机电一体化系统实验的数据分析五、教学方法5.1理论教学5.1.1讲授5.1.2讨论5.1.3案例分析5.2实践教学5.2.1实验教学5.2.2项目设计5.3网络教学5.3.1在线课程5.3.2远程协作六、考核方式6.1平时表现6.2实验报告6.3课堂讨论6.4期末考试6.5项目设计成果七、机电一体化系统设计课程的意义与发展7.1对于学生的意义7.1.1增强对机电一体化系统的理解7.1.2培养创新能力和团队合作能力7.1.3提升就业竞争力7.2对于专业发展的意义7.2.1推动机电一体化系统相关课程的设置7.2.2加强学校与企业的合作7.2.3增强学校在机电领域的影响力7.3机电一体化系统设计课程的未来发展7.3.1结合人工智能和大数据技术7.3.2强化实践教学和创新创业教育八、结语8.1总结课程设计的重点8.2展望机电一体化系统设计课程的未来发展以上就是机电一体化系统设计课程设计的内容，通过对课程背景、目标、内容、教学方法和考核方式的详细规划，可以有效地帮助学生掌握机电一体化系统的基本概念和设计方法，培养学生的实践能力和团队合作能力，提升学校在机电领域的影响力，推动机电一体化系统设计课程的发展。
机电一体化系统
机电一体化系统的核心是电子技术，也就是电力电子技术。
B 错误机电一体化技术是以机械为核心，微电子技术为主体的综合性技术。
A 正确按机电一体化产品和系统的用途分类，有产业机械和（）。
A 信息机械B 民生机械正确答案：AB机电一体化产品一般都具有（）等功能。
A 自动监视B 自动报警C 自动诊断D 自动保护E 自动编程正确答案：ABCD机电一体化技术是从系统工程的观点出发，应用机械、微电子等有关技术，使机械、电子相互独立，实现系统或产品整体最优的综合性技术。
B 错误在机电一体化产品中，实现信息处理技术的主要工具是（）。
A 传感器B 计算机C 驱动器正确答案：B自动控制是在人直接控制的情况下，使被控对象或过程自动地按照预定的规律运行。
B 错误伺服驱动技术直接影响着机电一体化产品的功能执行和操作，对产品的动态性能、稳定性能、操作精度和控制质量等具有决定性的影响。
A 正确机电一体化系统是通过许多接口将各组成要素的输入/输出联系成一体的系统。
A 正确机电一体化系统各要素及各子系统之间的接口性能是综合系统性能好坏的决定性因素。
A 正确为了开发出具有较强竞争能力的机电一体化产品，系统总体设计除考虑优化设计外，还包括（）。
A 可靠性设计B 标准化设计C 系列化设计D 造型设计E 相对设计正确答案：ABCD一个典型的机电一体化产品的机械系统主要包括传动机构、导向机构、执行机构以及（）。
A 轴系C 机座或机架正确答案：AC机电一体化机械系统中传动机构的主要功能是传递转速。
B 错误机电一体化系统的机械系统与一般的机械系统相比，要求具有较好的静态特性，即动作响应要快、稳定性要好，以满足伺服系统的设计要求。
B 错误机电一体化系统的稳定性是指其工作速度稳定的能力。
B 错误系统的快速响应性是要求机械系统运行速度快。
B 错误传动系统的惯性可用转动惯量来计算，它主要取决于机构中各部件的（）。
A 质量B 尺寸C 精度正确答案：AB传动系统的固有频率与传动部件的质量和综合刚度有关，减小刚度或增加质量可提高系统的固有频率。
机电一体化系统教程
二、传感器组成 传感器一般由敏感元件、传感元件和测量转换电路三部分组成
三、传感器的分类 1、按被测物理量分类 按被测物理量，可分为温度、压力、流 量、物位、位移、加速度、磁场、光通量等传感器。 2、按传感器工作原理分类 按工作原理，可分为电阻传感器、 热敏传感器、光敏传感器、电容传感器、自感 传感器、磁电传感器 等 3、按传感器转换能量供给形式分类 按转换能量供给形式，分 为能量变换型（发电型）和能量控制型（参量型）两种 。 4、按传感器工作机理分类 按工作机理，可分为结构型传感器 和物性型传感器。 习惯上常把工作原理和用途结合起来命名传感器，如电容式压力传 感器、电感式位移传感器等。
构成机电一体化系统的五大组成要素之间必须遵循结构耦合、运动传 递、信息控制与能量转换四大原则。
其涉及的技术 领域有：
1 机械技术 2 计算机与信息技术 3 系统技术 4 自动控制技术 5 传感检测技术 6 伺服传动技术
六）、发展方向：
复合化；小型化和轻型化；高速化和精确化；智能化；系统化；绿色化和网络 化
二）、主要特征： 1、多项技术的合成 2、一个系统中不同子系统在空间上的集成 3、柔性化、智能化和自动化 4、内部运行是隐蔽的 5、由于有微处理器，所以其潜在功能可以扩大 三）、研究的重要意义 1、产品加工精度、质量提高；柔性增加 2、提高生产率、降低成本 3、简化结构、节约能源 4、提高现代制造业的装备水平（如机器人、数控机床等）
学习任务二：学习常用传感器
一、电阻应变片式传感器 电阻应变式传感器主要由电阻应变片及 测量转换电路等组成。
悬臂梁测量的应变片的机械变形
图3.12 各式箔式电阻应变片
图3.11 金属丝电阻应变片的结构
—半导体敏感条；2—基底；3—引线；4—引线联接片；5—内引线 图3.13 半导体应变片
机电一体化全解
2.1 精密机械技术
四、轴系
轴系设计的基本要求
（1）旋转精度 （2）刚度 （3）抗振性 （4）热变形 （5）轴上零件的布置 （6）轴系的驱动方法
轴系的分类、特点和结构形式
2.2 传感检测技术
传感器技术是现代检测和自动化技术的重要基础之 一，机电一体化系统的自动化程度越高，对传感器 的依赖性也就越大。 能将各种非电物理量转换成电量的传感器及其应用 技术便成为机电一体化技术系统中不可缺少的组成 部分。 传感器是整个设备的感觉器官，其性能好坏直接影 响到工作机械的运动性能、控制精度和智能水平。
滚珠丝杠副的典型结构类型
单圆弧型
①按螺纹滚道截面形状分 双圆弧型 内循环 ②按滚珠的循环方式 外循环 端盖式外循环 插管式外循环 双螺母螺纹调隙预紧式 双螺母垫片调隙预紧式 ③按消除轴向间隙的调整方法 双螺母齿差调隙预紧式 单螺母增大滚珠直径法 单螺母偏置导程法
2.1 精密机械技术
二、机械导向机构
机械部分是主体，这不仅由于机械本体是系统重要的 组成部分，而且系统的主要功能必须要由机械装置来完成， 否则就不能称其为机电一体化产品。 机电一体化的核心是电子技术，这电子技术包括微电 子技术和电力电子技术，但重点是微电子技术，特别是微 型计算机或微处理器。
② 机电一体化将工业产品和过程都作为一个完整的系统看待，因此强 调各种技术的协同和集成，不是将各个单元或部件简单拼凑到一起。
1.6 机电一体化的发展
机电一体化的主要发展方向如下： （1）智能化 （2）模块化 （3）网络化 （4）微型化 （5）绿色化 （6）人性化
总之，机电一体化的发展前景： 性能上 高精度、高效率、高性 能、智能化 功能上 层次上 系统化、集成复合化
小型化、轻型化、多功 能
机电一体化系统的设计步骤
机电一体化系统的设计步骤机电一体化系统设计就像搭积木，但这个积木超级复杂又超酷。
一、需求分析。
这是第一步啦。
就好比你要盖房子，得先知道住的人有啥需求。
要是给小两口设计机电一体化系统，和给大工厂设计肯定不一样。
得了解这个系统是干啥用的，要达到啥功能。
比如说，是要一个能精确控制温度的设备呢，还是一个快速搬运东西的机械臂。
这一步就像侦探找线索，把各种需求都挖出来，越详细越好。
二、方案构思。
有了需求就开始想办法啦。
这时候就像厨师做菜，各种食材（技术、部件）在脑袋里组合。
是用液压传动好呢，还是电动的更合适。
就像你搭配衣服，要找最适合的风格。
要考虑系统的整体布局，各个部分怎么连接，是串联还是并联。
这个阶段可以脑洞大开，多画几个草图，把各种可能的方案都列出来，哪怕有些看起来很奇葩。
三、模型制作。
想好了方案就动手做个小模型呗。
这就像做个小手工，把想法变成实实在在能看到的东西。
可以用简单的材料先搭个架子，看看各个部分的配合是不是像想象中那么完美。
这个模型不一定要很精致，但要能体现出系统的主要结构和功能。
在这个过程中，可能会发现一些之前没想到的问题，比如说某个部件太大，装不下，或者某个连接的地方很别扭。
四、详细设计。
模型有了，问题也发现了，就开始详细设计。
这一步就像给房子画施工图，每个细节都不能放过。
要确定每个部件的具体尺寸、材料、性能参数。
比如说电机要用多大功率的，传感器的精度要多高。
这时候要参考很多资料，像个学霸一样去研究各种标准和规范。
而且要和不同的供应商联系，看看有没有合适的部件可以买，要是没有可能还得自己设计制造。
五、系统集成。
把各个精心设计的部件组合在一起就像拼拼图。
要保证它们之间能完美协作。
这时候要进行各种调试，就像给乐队调音一样。
看看系统整体的功能是不是达到了预期的要求。
如果有问题，就像医生看病一样，一点点排查是哪个部件出了毛病，是线路接错了，还是程序有bug。
六、测试优化。
最后就是测试优化啦。
让系统跑一跑，看看在各种情况下的表现。
机电一体化系统
机电一体化系统复习资料概念部分1、机电一体化系统基本要素机电一体化系统一般包括七个基本结构要素：机械本体、动力部分、传感检测部分、执行部分、驱动部分、控制部分及信息处理单元。
2、机电一体化系统各元素功能3、执行机构含义、种类机械本体含机械传动装置和机械结构装置——人的身体,骨骼（数控的工作台,丝杆等）机械系统内涵：起传递功率，支承连接、执行功能。
机械系统种类和作用1、传动机构：机电一体化系统中传动机构的主要功能是传递转矩和转速，实际上它是一种转矩、转速变换器。
机械传动部件对伺服系统的伺服特性有很大影响，特别是其传动类型、传动方式、传动刚性以及传动的可靠性对系统的精度、稳定性和快速响应性有重大影响。
2、导向机构：其作用是支承和限制运动部件按给定的运动要求和规定的运动方向运动。
该机构应能保证安全准确。
3、执行机构：用来完成操作任务，执行机构根据操作指令的要求在动力源的带动下完成预定的操作，一般要求它具有较高的灵敏度、精确度、良好的重复性和可靠性等。
动力单元1、按照机电一体化系统的控制要求，为系统提供能量和动力以保证系统正常运行。
2、机电一体化的显著特征之一，是用尽可能小的动力输入获得尽可能大的功能输出。
传感控制单元1、自动检测——人的五官、皮肤（感应同步器,光栅）。
2、对系统运行过程中所需要的本身和外界环境的各种参数及状态进行检测，并转换成可识别信号，传输到控制信息处理单元，经过分析、处理产生相应的控制信息。
执行和驱动单元1、驱动单元:是在控制信息作用下，驱动各种执行机构完成各种动作和功能。
2、机电一体化技术一方面要求驱动单元具有高频率和快速响应等特性，同时又要求其对水、油、温度、尘埃等外部环境的适应性和可靠性；另一方面由于受几何上动作范围狭窄等限制，还需考虑维修方便，并且尽可能实行标准化、系列化、通用化。
3、常见执行和驱动单元：机械、电磁、电液执行机构和步进电机、交直流伺服电机驱动系统。
控制与信息处理单元机电一体化系统的核心单元，其功能是将来自各传感器的检测信息和外部输入命令进行集中、存储、分析、加工，根据信息处理结果，按照一定的程序发出相应的控制信号，通过输出接口送往执行机构，控制整个系统有目的地运行，并达到预期的性能。
典型的机电一体化系统
以六足爬虫机器人的设计来介绍典型的机电一体化系统姓名：朱尧班级：给排委培13-1学号：1323810122机电一体化系统的简介一、机电一体化的概念和内涵“机电一体化”是新生事物,由日本造英语Mechatronics (Mechanics和Electronics)翻译而来，关于它的确切含义，各国专家、学者的论点也各不相同，迄今国际上尚无统一标准。
较为人们接受的是由日本机械振兴协会经济研究所1981年提出的解释：1.机电一体化的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称。
（如机床电器化不能称为机电一体化）2.机电一体化的内涵机电一体化的内涵包括产品和技术。
典型机电一体化产品：BKX-I并联机床二、机电一体化产品的分类1.生产用：数控机床、机器人、FMC、FMS、CIMS2.运输包装用：电梯、数控包装机械、数控运输机械3.销售及银行用：自动称量机、自动售货机、自动取款机4.家庭用：录音机、CD/VCD/DVD、全自动洗衣机、微波炉、儿童玩具5.办公用：打印机、复印机、传真机、磁盘驱动器6.医疗用：X-射线机此外，还有航空、航天、国防、天文等及其他民用机电一体化产品，如雷达跟踪系统、射电望远镜.机电一体化产品的分类并没有统一的标准，一件产品是否属于机电一体化产品应根据前述机电一体化定义来判断。
尽管机电一体化产品（系统）中引入了微电子（计算机）技术，但其中的机械本体仍然是主体，产品（系统）的主要功能必须由机械来完成，否则就不能称其为机电一体化产品。
如电子计算器，非指针式电子表等，其主要功能是由电子器件和电路等完成，机械退居次要地位，这类产品应归属于电子产品，而不是机电一体化产品。
三、机电一体化相关技术1.基础技术：机械技术（包括机械学、机械加工技术和精密机械技术）电工电子技术：逻辑代数技术、计算机技术（软/硬件，操作系统）、电路原理、电子技术。
机电一体化系统设计及应用实例
6.3
6.3.1 有轨小车（RGV） 有轨小车（RailGuideVehicle）是一种沿着铁轨行
走的运输工具，有自驱和它驱两种驱动方式。自驱动 有轨小车通过车上的小齿轮和安装在铁轨一侧的齿条 啮合，利用交、直流伺服电动机驱动。它驱式有轨小 车由外部链索牵引，在小车底盘的前、后各装一导向 销，地面上修有一组固定路线的沟槽，导向销嵌入沟 槽内，保证小车行进时沿着沟槽移动。
图6-2 柔性制造单元
图6-3所示是加工棱体零件的柔性制造单元。单元 主机是一台卧式加工中心，刀库容量为70把，采用双 机械手换刀，配有8工位自动交换托盘库。托盘库为环 形转盘，托盘库台面支承在圆柱环形导轨上，由内侧 的环链拖动而回转，链轮由电机驱动。
图6-3 带托盘库的柔性制造单元
6.1.3柔性制造系统(FMS) 柔 性 制 造 系 统 （ FlexibleManufacturingSystem ） 由
图6-1所示为加工曲拐零件的刚性自动线总体布局 图。该自动线年生产曲拐零件17000件，毛坯是球墨铸 铁件。由于工件形状不规则，没有合适的输送基面， 因而采用了随行夹具安装定位，便于工件的输送。
图6-1 (a)正视图；(b)俯视图
该曲拐加工自动线由七台组合机床和一个装卸工 位组成。全线定位夹紧机构由一个泵站集中供油。工 件的输送采用步伐式输送带，输送带用钢丝绳牵引式 传动装置驱动。
6.2 数控机床
6.2.1 一般数控机床通常是指数控车床、数控铣床、数
控镗铣床等，它们的下述特点对其组成自动化制造系 统是非常重要的。
1. 2.自动化程度高 3.加工精度高且质量稳定
4.生产效率较高
5.
6. 现代数控机床一般都具有通信接口，可以实现上层计 算机与数控机床之间的通信，也可以实现几台数控机床之 间的数据通信，同时还可以直接对几台数控机床进行控制。 通信功能是实现DNC、FMC、FMS的必备条件。 图6-10是数控装置的基本组成框图。图6-10中的4为数 控系统，它是数控机床的核心环节。
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机电一体化系统多选题CNC控制体统综合应用了（）技术。
正确答案：ABCDCNC控制系统的基本组成包括（）。
正确答案：ABCDEFR-A500变频器常用的外置选件可能有（）。
正确答案：ABCDEPLC常用的编程元件有（）。
正确答案：ABCDEPLC可以分为（）结构形式。
正确答案：ABCDEPLC指令分为（）。
正确答案：ABCD步进电机可以为（）。
正确答案：ABCDE采用PWM技术的逆变器具具有（）特点。
正确答案：ABCD齿轮传动的优点有（）。
正确答案：ABCDE当PLC用于开关量逻辑程序控制时，其执行过程可分为（）。
正确答案：ABCDE电力电子器件有（）特点。
正确答案：ABCDE电气控制系统设计的步骤包括（）。
正确答案：ABCDE多选题工业上所使用的机电一体化控制系统一般由（）组成。
正确答案：ABCD光电编码器的信号输出形式有（）。
正确答案：ABCDE光电编码器的信号输出形式有（）。
正确答案：ABCDE光栅内部由（）组成，正确答案：ABCDE滚珠丝杠副的有点有（）。
正确答案：ABCDE恒量PLC性能的主要技术指标有（）。
正确答案：ABCD机电一体化包括（）。
正确答案：ABCDE机电一体化的优点有（）。
正确答案：ABCD基本单元加扩展型PLC是机电一体化产品常用的PLC，它由（）组成。
正确答案：ABCDE交流电机具有（）优点。
正确答案：ABCDE交流伺服驱动器常用的DO信号有（）。
正确答案：ABCDE交流伺服驱动系统硬件组成包括（）。
正确答案：ABCDE开环CNC属于经济性产品，一般无内置PLC，I/O信号直接连接到CNC的接口上，通常需要（）基本输入信号。
正确答案：ABCDE气动控制系统有一些基本的回路组成，包括（）。
正确答案：ABCDE数控机床种类繁多，包括（）。
正确答案：ABCDE无论就爱那个一个系统分解为多少子系统，都必须具备（）基本要素，才能称之为“机电一体化系统”，否则只能是一正确答案：ABCD下列哪些属于FX系列PLC计数器（）。
正确答案：ABCDE现代工业自动化技术的4大支柱是（）。
正确答案：ABCD 直线滑动导轨的截面形状常用的有（）。
正确答案：ABCD 单选题：∑Ⅱ操作单元分为（）个区域。
正确答案：B∑Ⅱ操作单元分为（）种显示模式。
正确答案：D ∑Ⅱ系列驱动器报警显示为A.02，其对应报警名称为（）。
正确答案：A∑Ⅱ系列驱动器报警显示为A.03，其对应报警名称为（）正确答案：B∑Ⅱ系列驱动器报警显示为A.04，其对应报警名称为（）正确答案：C∑Ⅱ系列驱动器报警显示为A.05，其对应报警名称为（）。
正确答案：D∑Ⅱ系列驱动器报警显示为A.30，其对应报警名称为（）。
正确答案：A∑Ⅱ系列驱动器报警显示为A.32，其对应报警名称为（）正确答案：B∑Ⅱ系列驱动器报警显示为A.33，其对应报警名称为（）正确答案：C∑Ⅱ系列驱动器报警显示为A.40，其对应报警名称为（）。
正确答案：D∑Ⅱ系列驱动器报警显示为A.b1，其对应报警名称为（）。
正确答案：A∑Ⅱ系列驱动器报警显示为A.b2，其对应报警名称为（）正确答案：B∑Ⅱ系列驱动器报警显示为A.bF，其对应报警名称为（）正确答案：C∑Ⅱ系列驱动器报警显示为A.C1，其对应报警名称为（）。
正确答案：D∑Ⅱ系列驱动器的DI输入信号ON电流可能为（）mA。
正确答案：A∑Ⅱ系列驱动器工作状态参考号为Un000，代表（）。
正确答案：A∑Ⅱ系列驱动器工作状态参考号为Un001，代表（）。
正确答案：B∑Ⅱ系列驱动器工作状态参考号为Un002，代表（）。
正确答案：C∑Ⅱ系列驱动器工作状态参考号为Un00A，代表（）。
正确答案：A∑Ⅱ系列驱动器工作状态参考号为Un00B，代表（）。
正确答案：B∑Ⅱ系列驱动器工作状态参考号为Un00C，代表（）。
正确答案：C∑Ⅱ系列驱动器工作状态参考号为Un00D，代表（）。
正确答案：D∑Ⅱ系列驱动器工作状态参考号为Un012，代表（）。
正确答案：A∑Ⅱ系列驱动器工作状态参考号为Un013，代表（）。
正确答案：B∑Ⅱ系列驱动器工作状态参考号为Un014，代表（）。
正确答案：C∑Ⅱ系列驱动器工作状态参考号为Un015，代表（）。
正确答案：D∑Ⅱ系列驱动器集电极开路输出响应时间可能为（）ms。
正确答案：A∑Ⅱ系列驱动器连接端端子号为CN1-25/26，其作用是（）。
正确答案：A∑Ⅱ系列驱动器连接端端子号为CN1-27/28，其作用是（）。
正确答案：B∑Ⅱ系列驱动器连接端端子号为CN1-29/30，其作用是（）。
正确答案：C∑Ⅱ系列驱动器连接端端子号为CN1-31/32，其作用是（）。
正确答案：D∑Ⅱ系列驱动器连接端端子号为CN1-40，其作用是（）。
正确答案：A∑Ⅱ系列驱动器连接端端子号为CN1-41，其作用是（）。
正确答案：B∑Ⅱ系列驱动器连接端端子号为CN1-42，其作用是（）。
正确答案：C∑Ⅱ系列驱动器连接端端子号为CN1-43，其作用是（）。
正确答案：D∑Ⅱ系列伺服电机型号为SGMPH01AAA2S，由型号可知，该电机额定电压为（）。
正确答案：B∑Ⅱ系列伺服驱动器控制凡事设定参数参数号为Pn301，其对应参数名称为（）。
正确答案：A∑Ⅱ系列伺服驱动器型号为SGDM-01ADAR，由型号可知，该驱动器输入电压等级为（）V。
正确答案：BCNC键盘简称为（）。
正确答案：ACNC一次在不同的场合使用具有（）种不同的含义。
正确答案：CCNC主轴控制包括（）方面内容。
正确答案：BFR-700系列S形加减速分为（）种方式。
正确答案：DFR-A700系列变频的的参数Pr570=0时，负载类型为（）。
正确答案：AFR-A700系列变频器的连接端端子号为FU，其意义代表（）。
正确答案：A FR-A700系列变频器的连接端端子号为IPF，其意义代表（）。
正确答案：DFR-A700系列变频器的连接端端子号为OL，其意义代表（）。
正确答案：CFR-A700系列变频器的连接端端子号为RES，其意义代表（）。
正确答案：DFR-A700系列变频器的连接端端子号为STF，其意义代表（）。
正确答案：AFR-A700系列变频器的连接端端子号为STOP，其意义代表（）。
正确答案：CFR-A700系列变频器的连接端端子号为STR，其意义代表（）。
正确答案：BFR-A700系列变频器的连接端端子号为SU，其意义代表（）。
正确答案：BFR-A700系列变频器若想反转禁止PU操作，则需要将Pr78参数设定为（）。
DFS-0iC/0iD的特点有（）。
正确答案：DFX1S基本单元有（）种规格。
正确答案：DFX3U基本单元有（）种规格。
正确答案：CFX系列PLC的输入OFF电流可能为（）mA。
正确答案：AFX系列PLC继电器输出电阻负载功率可能为（）W/点。
正确答案：AFX系列PLC是日本三菱公司在F系列PLC基础上发展起来的小型PLC产品，主要由（）种基本型号，D PLC常用的编程语言有（）。
正确答案：DPLC的功能有（）。
正确答案：DPLC的输入电源通常有（）种。
正确答案：B PLC的梯形图程序可用等效继电器控制线路进行描述。
等效工作电路图分为（）部分组成。
正确答案：CPWM控制逆变具有（）优点。
正确答案：D STEPDRIVE C/C+步进驱动器由（）组成。
正确答案：D安川驱动器的参数功能与现实形式分为（）类。
正确答案：B按照功能区分，机械手可分为（）种。
正确答案：D按照控制信号的传递方式不同，液压伺服系统可分为（）种。
正确答案：C闭环CNC连接包括（）。
正确答案：D变频控制线性加速可分为（）种方式。
正确答案：B变频器操作模式一般分为（）种。
正确答案：C不仅驱动系统包括（）部分组成。
正确答案：B步进驱动器的输入来自位置控制装置的指令脉冲，输出连接到电机绕组，这样的驱动器应具有（）功能。
正确答案：D 磁栅由（）组成。
正确答案：D磁栅由（）组成。
正确答案：D从用途上说，机电一体化传感器可归纳为（）。
正确答案：D 从用途上说，机电一体化传感器可归纳为（）。
正确答案：D当触发角a=0时，整流输出电压为最大值（）U。
正确答案：C德国HEIDENHAIN公司中的LS100光栅产品中的S指的是（）。
正确答案：B德国HEIDENHAIN公司中的LS100光栅产品中的S指的是（）。
正确答案：B等效工作电路图中的输入部分由（）部分组成。
正确答案：B根据受力情况，滚珠导轨分为（）种。
正确答案：B根据输入信号的方式不同，伺服阀分为（）种。
正确答案：B功率MOSFET的优点有（）。
正确答案：D钩刀机械手换刀一次所需的基本动作分为（）步。
正确答案：C光栅常用的输出信号有（）。
正确答案：D光栅常用的输出信号有（）。
正确答案：D滚珠丝杠的精度等级分为（）各等级。
正确答案：C机电一体化产品是电子控制与机械装置的结合物，在产品设计时突出体现了（）个方面的思想。
正确答案：B机电一体化机械系统通常包括（）部分组成。
正确答案：C 机电一体化控制装置包括（）。
正确答案：D机电一体化设备使用的驱动器可分为（）种。
正确答案：B机械手一般由（）部分组成。
正确答案：D机械装置的运动要素包括（）。
正确答案：D机械装置的运动要素包括（）。
正确答案：D交流伺服驱动系统的优点有（）。
正确答案：D较常用的双螺母消除间隙的方法有（）种。
正确答案：C 接近开关的输出线一般有（）种。
正确答案：C接近开关的输出线一般有（）种。
正确答案：C接近开关的特点有（）。
正确答案：D接近开关的特点有（）。
正确答案：D禁区保护包括（）。
正确答案：D控制系统的安全性包括（）方面。
正确答案：B 利用液压缸传位实现定位的转塔刀架动作次序分为( )部。
正确答案：D内置扩展选件与附件包括（）。
正确答案：D逆变电路可以采用（）基本形式。
正确答案：D气动马达分类包括（）。
正确答案：D驱动控制分为（）类。
正确答案：B若变频器操作错误代号为CP代表（）。
正确答案：C若变频器操作错误代号为Er.1代表（）。
正确答案：A 若变频器操作错误代号为PS代表（）。
正确答案：A若变频器今报显示代号为E.CPU代表（）。
正确答案：A 若变频器今报显示代号为E.EP代表（）。
正确答案：A 若变频器今报显示代号为E.LF代表（）。
正确答案：A 若变频器今报显示代号为E.THT代表（）。
正确答案：A 弱变频器今报显示代号为E.OC1代表（）。
正确答案：A 数控装置包括（）。
正确答案：D伺服驱动器的给定输入包括（）类。
正确答案：B 系统设定包括（）个阶段。
正确答案：B下列哪个∑Ⅱ系列驱动器报警显示对应报警名称不是“绝对编码器初始化、通信错误”（）。
正确答案：D 显像管显示器简称为（）。
正确答案：B液晶显示器简称为（）。
正确答案：C已知一三菱FR-700系列变频器型号为FR-A520-S-40K-CH，此产品的辅助标记为（ A）。