机电一体化系统基本组成

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机电一体化复习资料整理总结

第一章1、机电一体化系统的构成要素与功能特征五大功能构成要素：机械系统（机构）、信息处理系统（计算机）、动力系统（动力源）、传感检测系统（传感器）、执行元件系统（如电动机)五个子系统组成。

·2、机电一体化系统（产品）设计的考虑方法：1) 机电互补法机电互补法又称取代法。

该方法的特点是利用通用或专用电子部件取代传统机械产品（系统)中的复杂机械功能部件或功能子系统，以弥补其不足。

例如：用PLC或计算机取代机械式的变速器、凸轮机构、离合器等。

可简化机械结构、提高性能。

2) 结合(融合)法它是将各组成要素有机结合为一体构成专用或通用的功能部件(子系统)，其要素之间机电参数的有机匹配比较充分。

例如：将电机的转子轴作为扫描镜的转轴。

3) 组合法它是将结合法制成的功能部件(子系统)、功能模块，像积木那样组合成各种机电一体化系统（产品），故称组合法。

3、机电一体化系统的设计类型1）开发性设计它是没有参照产品的设计，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目的要求的产品或系统。

2)适应性设计它是在总的方案原理基本保持不变的情况下，对现有产品进行局部更改，或用微电子技术代替原有的机械结构或为了进行微电子控制对机械结构进行局部适应性设计，以使产品的性能和质量增加某些附加价值。

3)变异性设计它是在设计方案和功能结构不变的情况下，仅改变现有产品的规格尺寸使之适应于量的方面有所变更的要求。

第二章1.机电一体化的机械系统与一般机械系统相比，具有一定的特殊要求：（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。

（3）无间隙、低摩擦、低惯量、大刚度。

（4）高的谐振频率、合理的阻尼比。

2.滚珠丝杠副特点具有传动阻力小；传动效率高（92%~98%）；轴向刚度高；传动平稳；传动精度高；不易磨损、使用寿命长等优点；缺点:但不能自锁；因而用于高精度传动和升降传动时，需制动定位装置。

3.消除和减小丝杠轴向间隙的主要方法：双螺母螺纹预紧调整特点：结构简单，刚性好，预紧可靠，使用中调整方便; 但不能精确定量调整。

机电一体化系统的基本概念和基本构成,共性关键技术,以及发展

伴生输出
黑箱法的表达
物料能量信息
机电一体化产品（黑箱）
物料′ 能量′ 信息′
伴生输入
物料：固体、液体、气体等任何物体；能量：机械能、电能、热能、化学能、光能等；信息：数据、指示值、测量值、控制信号、波形等。物料的转换指如何将毛坯、半成品转换成成品；能量的转换指如何将其它形式的能量转换成机械能或机械能变成其它形式能量；信息的传输或转换指将物理量的测量和显示、控制信号的传递等。 2、黑箱法求解方法黑箱法求解过程就是黑箱白化的过程，步
一、市场调研
二、原理方案设计

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评价，最后确定实施方
机电一体化技术发展方向
1、智能化 2、微型化 3、模块化 4、网络化 5 人格化
6、绿色化

智能化：智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要方向。在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学新思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维和自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。主要体现在诊断过程的智能化，人机接口的智能化，自动编程的智能化，加工过程的智能化。模块化：由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。这需要制定各项标准，以便各部件、单元的匹配和接口。由于利益冲突，近期很难制定国际或国内这方面的标准，但可以通过组建一些大企业逐渐形成。显然，从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定，无论是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企业，规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。

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概念和基本构成共性关键技术以及发展

机电一体化系统的基本概念和基本构成共性关键技术以及发展机电一体化系统的基本构成包括机械结构、电气系统、控制系统和信息系统。

其中，机械结构是整个系统的物理基础，包括各种机械部件和装置；电气系统则负责提供与机械结构相应的电力能源和能量转换；控制系统通过感知、决策和执行三个过程，实现对机械结构和电气系统的控制；信息系统负责处理和管理系统中产生的各种数据和信息。

1.传感与感知技术：传感器用于感知机械结构和电气系统的状态和参数，并将其转化为可供控制系统处理的信号。

常见的传感器有温度传感器、压力传感器、速度传感器等。

2.信号与信息处理技术：通过对传感器采集到的信号进行采样、滤波、放大、调理等处理，提取有用的信息，并进行信号分析和处理，为控制系统提供准确的输入信号。

3.控制与决策技术：控制系统根据传感器提供的信号和经过信号处理的信息，通过控制算法对机械结构和电气系统进行控制和调节。

决策技术包括对系统当前状态的分析和判断，以及根据系统的要求和约束进行决策的能力。

4.执行与操作技术：执行与操作技术包括执行机构和执行器的设计、选择和控制。

执行机构负责根据控制信号执行相应的动作，执行器则负责将电气信号转化为机械动作。

5.通信与网络技术：通信与网络技术用于实现机械结构、电气系统、控制系统和信息系统之间的数据传输和交互。

常见的通信方式包括有线通信和无线通信。

1.集成化与智能化：随着科技的发展，机电一体化系统越来越趋向于集成化与智能化，即将机械结构、电气系统、控制系统和信息系统集成在一起，并通过智能算法实现对系统的自动控制和优化调节。

2.网络化与远程监控：通过网络技术，可以实现机械设备的远程监控和远程操控。

这样可以提高系统的运行效率，减少维护成本，同时也方便了对系统的管理和维护。

3.精密化与高效化：精密化是指机械结构和电气系统的精度和响应速度不断提高，从而提高系统的定位精度和运行效率。

高效化则是指系统在保证精确性的基础上，通过优化设计和控制算法，实现能源的高效利用和减少能量消耗。

机电一体化系统基本组成ppt课件

测量值
测量值温度
闭环（反馈）控制系统
• 概念
– 多输入
• 设定值 • 反馈
– 过程控制
• 优点
– 自动化
– 精确
• 缺点
– 昂贵
机械
传感器
辅助
驱动器
机电
设计
一体化
电气
计算机
控制
– 更复杂
设定值
控制系统 (自动体温)
测量值
闭环控制系统
• 传感器
– 测量设备输出
• 误差检测
– 检测误差
• 反馈控制系统 • 跟踪误差最小化
计算机
控制
F =kx
最终读数时间
建模系统
输入电力
机械
传感器
辅助
驱动器
机电
设计
一体化
电气
计算机
控制
水壶
输出水温
100℃
温度
20℃
时间
电水壶系统的输入响应
2min
连接（接口）系统

输入 CD
电信号
CD机
更大的电信号
扩音器
喇叭
输出声音
CD 机
机械
传感器
辅助
驱动器
机电
设计
一体化
电气
计算机
控制
测量系统
加法器
(比较单元)
设定值
误差
控制单元
校正单元
过程
测量值
机械
传感器
辅助
驱动器
机电
设计
一体化
电气
计算机
控制
测量系统
马桶水箱
• 设定值 - 调整后的浮臂位置
• 比较单元 - 浮臂

机电一体化简介

机电一体化简介工程学院机械设计摘要：本文主要阐述的是关于机电一体化的基本内容。

机电一体化又称机械电子学，英语称为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。

机电一体化系统由机械系统（机构）、信息处理系统（计算机）、动力系统（动力源）、传感检测系统（传感器）、执行元件系统（如电动机）五个子系统组成，具有以下三大“目的功能”，其系统内部必须具备五种内部功能。

机电一体化的发展经历了三个阶段，我国起步较晚，与先进国家相比仍有相当差距。

未来机电一体化将更智能化、模块化、绿色化、网络化、微型化、系统化方向发展。

关键词：机电一体化机械电子模块系统智能一、机电一体化的定义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，并综合应用到实际中去的综合技术。

是现代化的自动生产设备几乎可以说都是机电一体化的设备。

中国机电设计迈入PLM全新阶段，正挑战着了前所未有的，不可预测的难题，一个个久战沙场经久不衰精兵良将正褪去了昨日英雄的光环，唯有CAMEL VIEW 能够胜任军统三国，光复旧业的重任，此时数系科技与德国iXtronics GmbH公司携手共同开拓机电设计领域的新篇章，CAMEL VIEW 作为机电一体化设计系统，从产品的概念设计到产品性能的测试、验证、通过都是一体化的，流程化的、规范化的，在满足用户设计的前提下，数值实验的仿真与结果的验证无不精确化，支持复杂环境下，多工况，多耦合场设计。

研究将电子器件的信息处理和控制功能附加或融合在机械装置中的一种复合化技术。

俗称机电一体化。

机械电子学 (mechatronics)是由机械学(mechanics)和电子学(electronics)两个词结合而成的新词。

其全称为机械电子工程学，英语为mechanical and electronical engineering。

机电专业一体化试题及答案

机电专业一体化试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 机电一体化系统的基本组成包括：A. 机械系统B. 电子系统C. 控制系统D. 所有以上选项答案：D2. 下列哪个不是机电一体化系统的特点？A. 高精度B. 高可靠性C. 低效率D. 集成度高答案：C3. 伺服电机主要用于：A. 精确控制位置B. 产生大扭矩C. 快速启动和停止D. 所有以上选项答案：A4. PLC（可编程逻辑控制器）的主要功能是：A. 数据存储B. 逻辑控制C. 人机交互D. 所有以上选项答案：B5. 传感器在机电一体化系统中的作用是：A. 检测外部信号B. 转换信号C. 执行控制命令D. 所有以上选项答案：A6. 以下哪个不是机械传动元件？A. 齿轮B. 皮带C. 电机D. 轴承答案：C7. 以下哪个是机电一体化系统中常用的传感器类型？A. 温度传感器B. 压力传感器C. 光敏传感器D. 所有以上选项答案：D8. 以下哪个不是机电一体化系统的执行元件？A. 电机B. 液压缸C. 传感器D. 气动缸答案：C9. 以下哪个是机电一体化系统中常用的控制策略？A. PID控制B. 模糊控制C. 神经网络控制D. 所有以上选项答案：D10. 以下哪个是机电一体化系统设计时需要考虑的因素？A. 成本B. 性能C. 可靠性D. 所有以上选项答案：D二、简答题（每题10分，共30分）1. 简述机电一体化系统与传统机械系统的区别。

答案：机电一体化系统与传统机械系统的主要区别在于，机电一体化系统将机械系统与电子系统、控制系统相结合，实现了高度的集成和自动化。

它通过传感器检测外部信号，利用电子系统进行信号处理，并通过控制系统实现精确的控制，从而提高系统的精度、效率和可靠性。

2. 解释什么是伺服电机，并简述其工作原理。

答案：伺服电机是一种高精度的电机，它能够根据输入的控制信号精确地控制电机的转速和位置。

伺服电机的工作原理是，通过编码器检测电机的实际位置，将位置信号反馈给控制系统，控制系统根据位置误差调整电机的输入，从而实现精确控制。

机电一体化系统的基本组成

机电一体化
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

• 其关键是建立统一的全局产品数据模型和数据管理及共享的机制，以保证正确的信息在正确的时刻以正确的方式传到所需的地方。
1、先进制造技术
先进制造技术（AMT－Advanced Manufacturing Technology）先进制造技术是传统制造技术不断吸收机械、电子、信息、材料、能源和现代管理等方面的成果，并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用Байду номын сангаас服务的制造全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产，并取得理想技术经济效果的制造技术的总称。
系统的五个子系统及其功能
• 1 计算机（微机） • 2 执行元件 • 3 机构 • 4 传感器 • 5 动力源
控制功能操作功能构造功能检测功能动力功能
2、机电一体化相关技术
机械技术、微电子技术、信息技术、控制技术、传感器技术、驱动技术、计算机技术、软件技术
等多种学科的技术融合在一起，紧密结合在一起。
机电一体化系统设计步骤：
• 1明确任务 • 2调研 • 3方案拟定（设计） • 4机械部件设计 • 5电气控制硬件设计 • 6控制软件设计 • 7组织生产、调试 • 8改进设计 • 9整理资料
机电一体化机械系统（特点）要求
• 1低摩擦阻力的传动部件和导向支承部件。 • 2缩短传动链，提高传动与支承刚度。 • 3最佳传动比，减少系统等效转动惯量，提高加
• 1)单推一单推式 • 2)双推一双推式 • 3)双推一简支式 • 4)双推一自由式
1)单推一单推式
• 止推轴承分别装在滚珠丝杠的两端并施加预紧力。其特点是轴向刚度较高，预拉伸安装时，预紧力较大，但轴承寿命比双推一双推式低。
2)双推一双推式
• 两端分别安装止推轴承与深沟球轴承的组合，并施加预紧力，其轴向刚度最高。该方式适合于高刚度、高转速、高精度的精密丝杠传动系统。但随温度的升高会使丝杠的预紧力增大，易造成两端支承的预紧力不对称。

机电一体化系统构成要素

机电一体化系统构成要素机电一体化系统主要由动力、机构、执行器、计算机和传感器五个部分组成，相互构成一个功能完善的柔性自动化系统。

其中计算软硬件和传感器是光机电一体化技术的重要组成要素。

（一）、动力源动力源是机电一体化产品能量供应部分，其作用是按照系统控制要求向机械系统提供能量和动力使系统正常运行。

提供能量的方式包括电能、气能和液压能，以电能为主。

（二）、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、新技术来更新概念，实现结构上、材料上\性能上的变更，满足减小重量、缩小体积、提高精度、提高刚度及改善性能的要求只有机械本体减轻了重量，才有可能实现驱动系统的小型化，进而在控制方面改善快速响应特性，减少能量消耗，提高效率。

只有机械本体减轻了重量，才有可能实现驱动系统的小型化，进而在控制方面改善快速响应特性，减少能量消耗，提高效率。

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。

（三）、执行器执行器的作用是根据电子控制单元的指令驱动机械部件的运动。

执行器是运动部件，通常采用电力驱动、气压驱动和液压驱动等几种方式。

（四）、计算机与信息技术其中信息交换、存取、运算、判断与决策、人工智能技术、专家系统技术、神经网络技术均属于计算机信息处理技术。

（五）、传感检测技术传感检测技术是系统的感受器官，是实现自动控制、自动调节的关键环节。

其功能越强，系统的自动化程序就越高。

现代工程要求传感器能快速、精确地获取信息并能经受严酷环境的考验，它是机电一体化系统达到高水平的保证。

对外部息传感器来说目前主要发展非接触型检测技术。

机电一体化的机械系统组成

机电一体化的机械系统组成机电一体化是指将机械、电气和控制等多个学科的知识进行融合，形成一个统一的系统。

机电一体化的机械系统由多个组成部分组成，这些组成部分相互协调、相互作用，以实现特定的功能。

本文将重点介绍机电一体化的机械系统的组成部分。

1. 机械传动部分机械传动部分是机电一体化的机械系统的核心组成部分，它负责将电机的转动传递给工作机构，实现所需的运动。

常见的机械传动方式有齿轮传动、带传动和链传动等。

齿轮传动具有传动效率高、传动比稳定等优点，广泛应用于机电一体化的机械系统中。

2. 电机部分电机部分是机电一体化的机械系统的能量转换部分，它通过将电能转化为机械能，驱动机械系统的工作。

常见的电机有直流电机、交流电机和步进电机等。

电机的选择应根据机械系统的需求来确定，以确保系统的稳定运行。

3. 传感器部分传感器部分是机电一体化的机械系统的感知部分，它通过感知周围环境的变化，将这些变化转化为电信号，供控制系统使用。

常见的传感器有温度传感器、压力传感器、光电传感器等。

传感器的选择应根据机械系统的需求来确定，以确保系统的可靠性和精度。

4. 控制器部分控制器部分是机电一体化的机械系统的控制中心，它根据传感器的信号和预设的控制策略，对机械系统进行控制和调节。

常见的控制器有PLC（可编程逻辑控制器）、单片机和微处理器等。

控制器的选择应根据机械系统的需求来确定，以确保系统的稳定性和可靠性。

5. 人机界面部分人机界面部分是机电一体化的机械系统与操作人员之间的交互界面，它通过显示器、键盘、触摸屏等设备，将机械系统的状态和参数展示给操作人员，并接受操作人员的指令。

人机界面的设计应简单直观、易于操作，以提高机械系统的使用效率。

6. 机械结构部分机械结构部分是机电一体化的机械系统的支撑和承载部分，它负责将各个组成部分连接在一起，并提供稳定的结构支撑。

机械结构的设计应考虑机械系统的功能需求和载荷要求，以确保系统的稳定性和可靠性。

机电一体化系统组成

机电一体化系统组成1.机械本体机械本体包括机架、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。

与纯粹的机械产品相比，机电一体化系统的技术性能得到提高、功能得到增强，这就要求机械本体在机械结构、材料、加工工艺性以及几何尺寸等方面能够与之相适应，具有高效、多功能、可靠和节能、小型、轻量、美观的特点。

2.检测传感部分检测传感部分包括各种传感器及其信号检测电路，其作用就是检测机电一体化系统工作过程中本身和外界环境有关参量的变化，并将信息传递给电子控制单元，电子控制单元根据检查到的信息向执行器发出相应的控制。

3.电子控制单元电子控制单元又称ECU（Electrical Control Unit ），是机电一体化系统的核心，负责将来自各传感器的检测信号和外部输入命令进行集中、存储、计算、分析，根据信息处理结果，按照一定的程度和节奏发出相应的指令，控制整个系统有目的地进行。

4.执行器执行器的作用是根据电子控制单元的指令驱动机械部件的运动。

执行器是运动部件，通常采用电力驱动、气压驱动和液压驱动等几种方式。

5.动力源动力源是机电一体化产品能量供应部分，其作用是按照系统控制要求向机械系统提供能量和动力使系统正常运行。

提供能量的方式包括电能、气能和液压能，以电能为主。

二、机械制造与自动化行业发展趋势加入WTO 后，我国经济融入世界经济的步伐加快，调整产业结构的国策，使我国迅速成为世界加工制造大国。

随着外资企业的大量涌入，我国已成为加工制造业的重要基地之一。

需要大量的机械设计制造及其自动化专业的应用型高级工程技术人才，尤其是既能。

机电一体化

机电一体化1. 机电一体化的定义：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。

2. 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。

3. 机电一体化产品的分类：按机电结合程度分类：✍机械电子化产品✍机械与电子融合的产品。

4. 机电一体化系统的构成：机械本体、检测传感部分、电子控制单元、执行器、动力源。

5. 执行元件：实现机电一体化系统主功能（三个目的功能）：变换、传递、储存。

6. 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。

7. 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。

提供能量的方式包括电能、气能和液压能，以电能为主。

8. 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。

9. 共性关键技术：机械技术、传感检测技术、信息处理技术、自动控制技术、伺服驱动技术、系统总体技术。

10. 广义的接口功能有两种：一种是输入/输出；另一种是变换、调整。

11. 机电一体化系统（产品）的常用设计方法（三种）的区别：✍取代法（机电互补法）：取代法就是用电气控制取代原系统中的机械控制机构。

✍整体设计法（融合法）：将各构成要素有机结合为一体构成专用或者通用的功能部件(子系统),要素间的机电参数匹配比较充分。

✍组合法：选用各种标准功能模块组合设计成机电一体化系统。

12. 开发性设计、变异性设计、适应性设计有何异同：✍开发性设计：没有参照产品的设计，仅仅是根据抽象的设计原理和要求，设计出质量和性能方面满足目的要求的系统。

✍适应性设计(改进)：是在总的方案原理基本保持不变的情况下，对现有产品进行局部更改，或用微电子技术代替原有的机械结构，或为了微电子控制进行局部适应性设计，以提高产品的性能和质量。

简述机电一体化机械系统的组成

简述机电一体化机械系统的组成机电一体化机械系统是指将机械结构、电气控制和传感器技术有机地融合在一起，形成一个整体的系统。

这种系统的设计和制造能够实现机械运动的控制、感知和反馈，从而提高机械设备的性能和精度。

机电一体化机械系统的组成主要包括以下几个方面：1. 机械结构：机械结构是机电一体化机械系统的基础，它由各种机械零部件组成，包括机床、传动装置、导轨、滑块和夹具等。

机械结构的设计和制造要考虑系统的运动特性、刚度和稳定性，以及与其他部件的配合和传递力矩等。

2. 电气控制：电气控制是机电一体化机械系统的核心，它通过电气信号控制机械的运动和操作。

电气控制包括各种传感器和执行器的选择和安装，以及控制器的设计和编程。

通过电气控制，可以实现机械的自动化和智能化，提高生产效率和产品质量。

3. 传感器技术：传感器技术是机电一体化机械系统中的重要组成部分，它能够感知机械的运动和工作环境的各种参数。

常用的传感器包括位移传感器、力传感器、温度传感器和压力传感器等。

传感器的选择和布置要根据具体的应用需求，以提供准确可靠的反馈信号。

4. 控制算法：控制算法是机电一体化机械系统中的关键技术，它决定了机械的运动轨迹和操作方式。

控制算法可以通过编程实现，也可以通过硬件电路实现。

常用的控制算法包括PID控制、模糊控制和神经网络控制等。

控制算法的设计要考虑系统的稳定性、鲁棒性和响应速度等指标。

5. 数据通信：数据通信是机电一体化机械系统中的重要环节，它实现了机械系统与其他系统之间的信息交互和数据传输。

数据通信包括有线通信和无线通信两种方式，可以通过串口、以太网、无线网络和蓝牙等方式实现。

数据通信的设计要考虑数据传输速率、可靠性和安全性等因素。

机电一体化机械系统的组成是一个相互关联、相互作用的整体，各个组成部分之间紧密配合，共同实现机械系统的功能和性能要求。

通过机电一体化技术的应用，可以提高机械设备的生产效率、准确度和可靠性，降低生产成本和能源消耗，实现智能制造和工业自动化的目标。

机电一体化系统设计知识点整理

1、什么是机电一体化？机电一体化系统的功能构成和定义是什么？机电一体化是指在机构的主功能、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。

机电一体化系统的功能构成：机械本体、动力与驱动部分、执行机构、传感测试部分、控制及信息处理部分。

机械本体：系统所有功能元素的机械支持结构，包括机身、框架、联接等。

动力与驱动部分：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。

执行机构：根据控制信息和指令，完成要求的动作。

传感测试部分：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，变成可识别信号，传输到信息处理单元，经过分析、处理后产生相应的控制信息。

控制及信息处理部分：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。

2、简要叙述机电一体化系统的共性关键技术。

机械设计技术、计算机与信息处理技术、系统技术、自动控制技术、传感与检测技术、伺服传动技术3、试举出十例典型的机电一体化产品。

数控机床、工业机器人、发电机控制系统、全自动洗衣机、线切割机、电火花加工机床、超声波加工机、激光测量仪、自动探伤机、CT扫描诊断机、自动售货机、传真机、录音机、复印机、磁盘存储器。

4、常用的机械传动机构有哪些？各有何特点？传动机构种类：齿轮传动副、滚珠丝杠副传动系统、同步齿形带、谐波齿轮减速器、软轴传动、联轴器、滚珠花键等机构。

滚动丝杠副的特点：（1）传动效率高、摩擦损失小。

（2）定位精度高，刚度好。

（3）运动平稳，无爬行现象，传动精度高。

（4）运动具有可逆性。

（5）磨损小，使用寿命长。

（6）制造工艺复杂。

（7）不能自锁。

同步带传动的特点（1）能方便地实现较远中心距的传动；（2）工作平稳，能吸收振动；（3）不需要润滑，耐油、水、耐高温，耐腐蚀，维护保养方便；（4）强度高，厚度小，重量轻；（5）中心距要求严格，安装精度要求高；（6）制造工艺复杂，成本高。

《机电一体化系统设计》复习资料解读

思考题：
1.机电一体化的涵义、目的、特征、基本组成要素以及分别实现哪些功能?
2. 工业三大要素指的是什么？机电一体化设计的目标是哪些？
3. 机电一体化的接口功能有哪些？根据不同的接口功能试说明接口的种类。
4. 说明机电一体化系统设计的设计思想、方法。
5. 开发性设计、变异性设计、适应性设计有何异同？
一对齿轮区中在的闭一环个系齿统轮中4装，则可能造成系统不稳在电机输定出，轴常上会，使并得将系电统机产生以1～5倍的间隙 2安装在偏而心进套行1的(或低偏频心振轴荡) 。上，通过转动为偏此心尽套量(采偏用心齿轴侧) 隙较小、精度较高的轮齿轮转的正角中、，心的则反就距齿多转可，轮采时调从传用的节而动各齿两消副种侧啮除。调间合圆但整隙齿柱为齿。了侧13偏减降隙心速低的套箱 2制方电动造法机成来本消，除特点是结或构减简小单啮，合但间其隙侧，隙以提4和高5减传速动齿轮精度和系不能自动统补的偿稳。定性。
弹簧-阻尼系统图
1-主动件；2-弹簧-阻尼； 3-运动件；4-静导轨
防止爬行现象采取以下几项措施
为防止爬行现象的出现，可同时采取以下几项措施： ★ 采用滚动导轨、静压导轨、卸荷导轨、贴塑料层导轨等； ★ 在普通滑动导轨上使用含有极性添加剂的导轨油； ★ 用减小结合面、增大结构尺寸、缩短传动链、减少传动副等方法来提高传动系统的刚度。
导向支承部件
▪ 导向支承部件的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。这样的部件通常被标为导轨副，简称导轨。
▪ 导轨副主要由承导件1和运动件2两部分组成，如图2-20所示。运动方向为直线的被称为直线导轨副，为回转的被称为回转运动导轨副。常用的导轨副种类很多，按其接触面的摩擦性质可分为滑动导轨、滚动导轨、流体介质摩擦导轨等。

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。

今年机电考试题目及答案

今年机电考试题目及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 以下哪个选项是机电一体化系统的基本组成？A. 机械系统B. 电子系统C. 控制系统D. 所有选项答案：D2. 伺服电机的控制方式不包括以下哪一项？A. 开环控制B. 闭环控制C. 半闭环控制D. 手动控制答案：D3. PLC编程语言中，梯形图的主要优点是什么？A. 直观易懂B. 易于编程C. 易于调试D. 所有选项答案：D4. 以下哪个不是传感器的类型？A. 温度传感器B. 压力传感器C. 速度传感器D. 颜色传感器5. 以下哪个选项不是机械传动的类型？A. 齿轮传动B. 链条传动C. 皮带传动D. 电磁传动答案：D6. 以下哪个是直流电机的特点？A. 转速恒定B. 启动力矩大C. 调速范围广D. 所有选项答案：D7. 在机电系统中，以下哪个不是执行元件？A. 电机B. 气缸C. 传感器D. 电磁阀答案：C8. 以下哪个不是机电系统设计中需要考虑的因素？A. 系统效率B. 成本C. 环保D. 美观答案：D9. 以下哪个是步进电机的特点？B. 响应速度快C. 力矩大D. 所有选项答案：A10. 以下哪个不是PLC的特点？A. 可靠性高B. 编程简单C. 灵活性差D. 易于扩展答案：C二、多项选择题（每题3分，共15分）1. 以下哪些是机电一体化系统的优点？A. 自动化程度高B. 维护成本低C. 操作简便D. 系统稳定性好答案：A、C、D2. 以下哪些是机电一体化系统设计时需要考虑的要素？A. 系统性能B. 经济性C. 环境适应性D. 安全性答案：A、B、C、D3. 以下哪些是机电系统中常用的传感器？A. 位移传感器B. 力传感器C. 光传感器D. 声音传感器答案：A、B、C、D4. 以下哪些是机电系统中常用的传动方式？A. 齿轮传动B. 皮带传动C. 链条传动D. 液压传动答案：A、B、C、D5. 以下哪些是PLC在机电系统中的作用？A. 控制逻辑B. 数据处理C. 通信接口D. 用户界面答案：A、B、C、D三、判断题（每题1分，共10分）1. 机电一体化系统可以实现精确控制。