任务2.2 气动控制技术应用
“气动控制技术”课程思政的探索与实践
“气动控制技术”课程思政的探索与实践作者：陈银燕，王超来源：《现代职业教育》2021年第49期[摘要] 結合省在线开放课程和校级课程思政示范课程建设，将专业课程目标和思政育人目标融合形成课程思政映射融入点。
通过具体案例给出课程思政实施过程，经实践检验，本课程对学生的工匠精神涵养起到一定的作用，有效提升了学生的综合素养。
本课程的实践成果也为其他专业课程开展课程思政提供了实践范例。
[中图分类号] G711 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2021）49-0028-03一、引言2016年，习近平总书记出席全国高校思想政治工作会议时指出：“要坚持把立德树人作为中心环节，把思想政治工作贯穿教育教学全过程，实现全程育人、全方位育人，努力开创我国高等教育事业发展新局面。
”“各门课都要守好一段渠，种好责任田，使各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应。
”2020年，《高等学校课程思政建设指导纲要》指出：“工学类专业课程中，要注重强化学生工程伦理教育，培养学生精益求精的大国工匠精神，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。
”“气动控制技术”课程是校级课程思政示范课程建设项目之一，也是机电类专业群的一门专业基础课，以气动元件、气动控制系统构建与装调为主要内容。
课程团队教师深入研究专业课程内容、知识点以及收集大量外延扩展的专业领域知识，从教学目标、教学内容和环节、教学策略与方法[1]、教学资源分配等方面探索，挖掘课程思政素材，再通过共同探讨、集体备课、教学反馈等方式，梳理整合课程中所隐含的针对性强且可行有效的思政元素，并有意识地将思政教育元素融入专业课程内容的教学当中[2-3]，推动课程围绕服务立德树人根本任务和中心环节，向学生传递正能量、折射新思想、彰显价值观，达到思政内化于心、外化于行。
二、课程思政教学目标（一）专业课程目标1.面向机电类专业学生讲授气体的物理性质和流动特性，奠定气动技术的理论基础。
气动装置控制系统设计及应用
气动装置控制系统设计及应用随着工业自动化技术的发展，气动装置逐渐成为了各个行业中不可或缺的一部分。
气动装置通过空气压缩来实现动力传输，具有刚性强、承受冲击与振动能力好、速度可调节以及成本低等优点。
而气动装置的使用离不开一个稳定和精准的控制系统，本文就介绍气动装置控制系统的设计及其应用。
一、气动控制的基本原理气动控制是指使用空气压缩来实现对机械装置的控制调节。
其控制原理主要包括气源、执行元件、信号转换元件和控制器等几个部分。
首先，气源是气动控制系统的重要组成部分。
它一般由空气压缩机、空气处理和气管组成。
其中，空气压缩机是将大气压力压缩为所需的气源压力，而空气处理则是对气源进行过滤、减压、降湿、润滑和分配等处理，从而保证气源质量的稳定性，并不断维持所需的气源压力。
其次，执行元件是气动控制系统中的另一重要组成部分。
常用的执行元件主要有气缸、气动执行机构和气动阀门等。
最常用的是气缸，大量应用于机械操作、运输、加工、测试和检验等领域，具有结构简单、使用方便、可靠性高、承受负荷大等优点。
第三，信号转换元件是气动控制系统控制信号的中间转换部分。
它主要由传感器、信号调理模块和信号输出模块组成。
传感器是气动控制系统中的重要组成部分，它能够将机械量、电磁量或化学量等转化为电信号，进而通过信号调理和输出模块，输出符合气动执行器要求的控制信号，在实现气动控制过程中具有十分重要的作用。
最后，控制器则是气动控制系统中的核心部分，它能够不间断地读取输入信号并对其进行处理，输出所需的控制信号，以实现目标化的控制效果。
二、气动控制系统的优势相对于传统的机电控制系统，气动控制系统具有以下优势：1. 性价比高。
气动控制系统成本相对较低，同时操作简单，易于维护和保养。
其使用寿命较长，更容易实现长时间的自动化操作。
2. 安全性高。
气动控制系统在操作时，会产生诸如压缩空气、氧气、惰性气体等，从而避免了因电器产生的蓄电荷、电磁波等影响，可靠性更高。
气动技术原理和应用的关系
气动技术原理和应用的关系1. 简介气动技术旨在利用空气或气体流动产生的力和能量，来实现各种机械装置的控制、传动和自动化。
它是一门应用广泛的技术，被广泛运用于工业生产、交通运输、航空航天、机械制造等领域。
气动技术的原理与应用密不可分，下面将详细介绍气动技术的原理，以及它在各个行业中的应用。
2. 气动技术的原理2.1 气动原理概述气动技术的原理基于空气或气体流动，通过控制气体的压力和流动方式，实现机械运动的控制和传动。
其核心原理包括气动元件、气动系统和气动控制。
2.2 气动元件气动元件是气动技术中的基本组成部分，主要包括气压源、执行器、控制元件和辅助元件等。
气压源提供气体压力，执行器将气压转换为机械动力，控制元件用于实现气体流动的控制，辅助元件用于辅助气动系统的工作。
气动元件的选择和组合决定了气动系统的性能和功能。
2.3 气动系统气动系统由气源、气路、执行元件和控制元件组成，用于实现机械装置的运动和控制。
气源提供气体压力，通过气路将气体传输到执行元件，并通过控制元件控制气体的流动方向和流量。
气动系统的设计和布置需要考虑气路的长度、流量损失、压力损失等因素，以确保系统的正常运行。
2.4 气动控制气动控制是气动技术的关键环节，通过控制元件实现对气体流动的控制和调节。
常用的气动控制方式包括手动控制、机械控制和电气控制等。
手动控制通过人工操作控制元件，机械控制通过机械装置实现气体流动的控制，而电气控制则利用电气信号来控制气动元件的开关和动作。
3. 气动技术在工业生产中的应用3.1 自动化生产线气动技术在自动化生产线中得到广泛应用。
通过气动元件和气动系统的协调工作，可以实现各种机械装置的自动操作和控制。
例如，气动驱动的气缸可以用于控制工件的上下移动，气动阀门可以用于控制流体的开关和流向等。
气动技术的应用可以提高生产效率，降低人工成本，并保证生产过程的稳定性和可靠性。
3.2 车辆制造气动技术在车辆制造中也有着重要的应用。
机械设计基础了解机械设计中的气动控制技术
机械设计基础了解机械设计中的气动控制技术机械设计基础：了解机械设计中的气动控制技术机械设计是一门综合性学科，涉及到多个领域的知识和技术。
在机械设计中，气动控制技术是非常重要的一部分。
本文将介绍气动控制技术的基本原理和应用。
一、气动控制技术的基本原理气动控制技术是利用气体流体的压力和流动进行力量和运动的控制。
它的基本原理是利用空气或其他气体的压缩和释放来实现机械的运动控制。
主要包括气源、执行器、控制阀和控制系统四个部分。
1. 气源：气源是气动系统的供应源，一般采用压缩空气或气体从空气压缩机或气瓶中获得。
气源能够提供给气动设备所需的压力和流量。
2. 执行器：执行器是气动系统的执行部件，用于将气源提供的压力能转换为力或者运动。
常见的执行器有气缸、气动阀门等。
3. 控制阀：控制阀是气动系统的控制部件，用于控制气源的流通和方向。
控制阀的开关状态可以通过电磁线圈或手动操作来实现。
4. 控制系统：控制系统是气动系统的核心部分，用于实现对气动设备的控制。
它一般由传感器、控制器、执行器和电源等组成。
二、气动控制技术的应用气动控制技术在各个领域都有广泛的应用。
下面将介绍几个常见的应用领域。
1. 工业自动化：气动控制技术在工业自动化中起着重要的作用。
它可以实现对生产线上的机械设备进行运动控制，如装配线上的元件定位和装配操作。
2. 车辆制造：气动控制技术在汽车制造和航空制造中有广泛的应用。
例如，汽车的制动系统、悬挂系统和航空器的襟翼等都是采用气动控制技术实现的。
3. 生活家居：气动控制技术在生活家居中也有很多应用。
例如，家用电器、空调和电视等设备中的按键操作和运动控制就是通过气动控制技术实现的。
4. 医疗设备：气动控制技术在医疗设备中也有很多应用。
例如，手术机器人和医疗器械中的运动控制和操作都是通过气动控制技术实现的。
5. 汽车空调系统：汽车空调系统中的温度和湿度控制、风速调节等功能都是通过气动控制技术实现的。
三、气动控制技术的优势和挑战气动控制技术具有许多优势，也面临一些挑战。
工业机器人技术应用作业指导书范本1
工业技术应用作业指导书第1章工业概述 (4)1.1 工业的发展历程 (4)1.2 工业的分类与特点 (4)1.3 工业的应用领域 (4)第2章工业的结构与原理 (5)2.1 工业的机械结构 (5)2.1.1 关节 (5)2.1.2 连杆 (5)2.1.3 末端执行器 (5)2.1.4 基座 (5)2.2 工业的驱动系统 (5)2.2.1 电动驱动 (5)2.2.2 气动驱动 (5)2.2.3 液压驱动 (6)2.3 工业的控制系统 (6)2.3.1 控制器 (6)2.3.2 传感器 (6)2.3.3 驱动器 (6)2.3.4 通信接口 (6)第3章工业的关键技术与参数 (6)3.1 工业的精度与重复定位精度 (6)3.1.1 位置精度 (6)3.1.2 重复定位精度 (6)3.2 工业的负载能力与速度 (7)3.2.1 负载能力 (7)3.2.2 速度 (7)3.3 工业的自由度与坐标变换 (7)3.3.1 自由度 (7)3.3.2 坐标变换 (7)第4章工业编程与仿真 (7)4.1 工业编程语言 (7)4.1.1 编程语言的分类与特点 (7)4.1.2 常用编程语言介绍 (8)4.2 工业编程方法 (8)4.2.1 编程步骤 (8)4.2.2 编程技巧 (8)4.2.3 编程注意事项 (8)4.3 工业仿真技术 (8)4.3.1 仿真技术的意义与作用 (8)4.3.2 常用仿真软件介绍 (8)4.3.3 仿真流程与方法 (8)4.3.4 仿真与实际应用的结合 (8)第5章工业视觉系统 (9)5.1 视觉系统的基本原理 (9)5.1.1 图像获取 (9)5.1.2 图像处理 (9)5.1.3 图像分析 (9)5.2 视觉系统的硬件组成 (9)5.2.1 相机 (9)5.2.2 光源 (9)5.2.3 镜头 (9)5.2.4 图像采集卡 (10)5.3 视觉系统的软件算法 (10)5.3.1 图像预处理算法 (10)5.3.2 特征提取算法 (10)5.3.3 特征匹配算法 (10)5.3.4 目标定位与跟踪算法 (10)5.3.5 机器学习与深度学习算法 (10)第6章工业感知与认知技术 (10)6.1 工业传感器技术 (10)6.1.1 传感器概述 (10)6.1.2 传感器选型与应用 (11)6.1.3 传感器信号处理 (11)6.2 工业感知技术 (11)6.2.1 视觉感知技术 (11)6.2.2 触觉感知技术 (11)6.2.3 听觉与嗅觉感知技术 (11)6.3 工业认知技术 (11)6.3.1 认知技术概述 (11)6.3.2 机器学习与深度学习 (11)6.3.3 认知推理与决策 (11)第7章工业典型应用案例分析 (12)7.1 汽车制造领域的应用 (12)7.1.1 点焊 (12)7.1.2 喷涂 (12)7.1.3 装配 (12)7.2 电子制造领域的应用 (12)7.2.1 SMT贴片 (12)7.2.2 焊接 (12)7.2.3 检测与测试 (12)7.3 食品饮料领域的应用 (12)7.3.1 分拣 (12)7.3.2 包装 (13)7.3.3 清洗 (13)第8章工业安全与防护 (13)8.1 工业安全标准与法规 (13)8.1.1 我国工业安全标准 (13)8.1.2 国际工业安全标准 (13)8.1.3 工业安全法规 (13)8.2 工业安全防护措施 (13)8.2.1 设计阶段安全措施 (13)8.2.2 制造与安装阶段安全措施 (14)8.2.3 运行阶段安全措施 (14)8.3 工业安全监控系统 (14)8.3.1 安全监控设备 (14)8.3.2 安全监控策略 (14)8.3.3 安全监控管理 (14)第9章工业系统集成与自动化生产线 (14)9.1 工业系统集成技术 (15)9.1.1 系统集成概述 (15)9.1.2 系统集成关键技术与流程 (15)9.1.3 系统集成案例分析 (15)9.2 工业自动化生产线设计 (15)9.2.1 自动化生产线概述 (15)9.2.2 自动化生产线设计原则与方法 (15)9.2.3 自动化生产线关键设备与组成 (15)9.2.4 自动化生产线实施与优化 (15)9.3 工业与智能物流系统的融合 (15)9.3.1 智能物流系统概述 (15)9.3.2 工业与智能物流系统的融合技术 (15)9.3.3 融合案例分析与启示 (16)9.3.4 发展趋势与挑战 (16)第10章工业发展趋势与展望 (16)10.1 工业技术的发展趋势 (16)10.1.1 市场规模持续扩大 (16)10.1.2 技术水平不断提高 (16)10.1.3 应用领域不断拓展 (16)10.1.4 产业链逐渐完善 (16)10.2 工业技术的创新与挑战 (16)10.2.1 创新方向 (16)10.2.2 挑战 (17)10.3 工业技术的未来展望 (17)10.3.1 普及化 (17)10.3.2 定制化 (17)10.3.3 网络化 (17)10.3.4 绿色化 (17)第1章工业概述1.1 工业的发展历程工业作为一种重要的自动化设备，其发展历程可追溯至20世纪中叶。
卷烟机械自动控制技术的应用及细节问题研究
卷烟机械自动控制技术的应用及细节问题研究摘要：卷烟机械是烟草制品生产过程中的关键设备，其性能直接影响到烟草制品的品质、生产效率和生产成本。
自动控制技术在卷烟机械中的应用，实现了设备的自动化、智能化运行，大大提高了生产效率，降低了人工成本。
然而，在实际应用过程中，自动控制技术也存在一些细节问题，需要进一步研究和解决。
关键词：卷烟机械；自动控制技术；应用；细节问题；研究1卷烟机械自动控制技术概述1.1自动控制技术在卷烟机械中的应用自动控制技术在卷烟机械中的应用涵盖着生产过程中的自动化控制、数据采集和分析、故障诊断和处理等多个方面。
在生产过程中，通过自动控制技术，可以实现对卷烟机械设备的自动化操作，如调节产量、烟丝张力、卷接速度等参数，从而提高生产效率和产品质量稳定性。
同时，自动化的数据采集和分析系统能够实时监测生产数据，对生产过程进行实时分析，为生产决策提供依据。
此外，自动控制技术还可以提供故障诊断和处理功能，及时发现并解决生产设备的故障，确保生产线的稳定运行。
1.2卷烟机械自动控制技术发展历程卷烟机械自动控制技术的发展经历了从传统机械操作向数字化、智能化方向的演变过程。
在早期，卷烟生产过程主要依靠人工操作和简单的机械控制，生产效率和产品质量难以得到有效保障。
随着信息技术和自动控制技术的不断发展，卷烟机械自动控制技术开始向数字化和智能化方向发展，逐渐应用了PLC（可编程逻辑控制器）、传感器、人机界面等现代化技术，使得生产过程更加智能化、精细化、可控性更强。
1.3目前卷烟机械自动控制技术的应用情况目前，卷烟机械自动控制技术在卷烟生产中已经得到了广泛应用，覆盖了卷烟生产的各个环节。
在卷烟生产线上，自动控制技术已经实现了对生产过程的智能化控制和管理，如张力控制系统、速度调节系统、故障诊断系统等，为卷烟生产提供了可靠的技术支持。
同时，自动化的数据采集和分析系统也为生产管理和决策提供了更可靠、更准确的数据基础，提高了生产效率和产品质量。
气动控制元件简介与应用概要
气动控制元件简介与应用概要
气动控制元件是指通过气动原理实现控制和调节气体流动和压力的元件，广泛应用于
工业自动化领域。
本文将为您介绍几种常见的气动控制元件及其应用。
1. 气缸
气缸是一种将压缩空气转化为机械运动的气动执行元件。
通过改变进出口的气体流量
和压力，使气缸活塞能够做直线运动，从而实现机械臂、升降装置等工业自动化装备的运
动控制。
2. 液压缸
液压缸与气缸类似，不同之处在于使用液体作为介质。
液压缸具有更大的推力和更平
滑的运动，适用于对力和速度有严格要求的工业应用，如液压升降器等。
3. 气动阀门
气动阀门是控制气流进出的元件，可用于开关、调节和方向控制等任务。
其中最常见
的是二位二通和二位三通气动电磁阀，可使用电磁铁控制气体流向和压力，实现气动元件
的动作控制。
4. 风速计
风速计是一种测量气体流速的设备，可用于测量压缩空气的流速和压力，并调节气体
流速。
常见的风速计有叶片式风速计、热线风速计等，广泛用于风力发电、空气动力学试
验等领域。
5. 气动扩散器
气动扩散器是利用高速气流穿过特殊设计的喷嘴，产生均匀分布的气流和颗粒的元件。
气动扩散器可用于气体混合、干燥、气体分离等领域，如用于水泥熟料的均匀混合，以及
生物质颗粒的干燥和输送。
总结：
气动控制元件作为工业自动化领域中不可或缺的组成部分，在现代工业中扮演着重要
的角色。
气缸、液压缸、气动阀门、风速计、气动扩散器等常见的气动控制元件，各自有
着特定的应用领域，它们的不断发展与完善，将进一步推动工业自动化的发展。
装配式建筑施工中的气动与减振控制技术
装配式建筑施工中的气动与减振控制技术随着社会发展和科技进步，装配式建筑在现代建筑领域扮演着越来越重要的角色。
为了保证装配式建筑的安全性和稳定性，需要运用一系列先进的控制技术来应对各种挑战。
本文将介绍气动与减振控制技术在装配式建筑施工中的应用，并深入探讨它们对于提高建筑质量和施工效率的积极影响。
一、气动控制技术1. 气动原理简介气动控制技术是利用气体或压缩空气作为能量传递媒介，在系统内流动并通过调节元件进行力、转矩等信号的转换和传递。
在装配式建筑施工中，气动控制技术可以实现多个构件之间的协调运动，提高施工过程中的精度和效率。
2. 气缸应用气缸是常见的气动元件之一，广泛应用于装配式建筑施工中。
通过控制气缸的伸缩行程，可以实现构件的定位、移动和抓取等功能。
使用气缸能够大大提高施工中的准确性和稳定性，减少人力投入和时间成本。
3. 皮带传输系统装配式建筑施工中，需要将各种构件从生产线运送到装配区域。
采用气动控制技术驱动的皮带传输系统可以自动化地完成这一任务。
该系统通过调节气囊的充放气来控制皮带运动速度和方向，具有灵活、高效的特点，能够提升施工效率并减少人为错误。
二、减振控制技术1. 振动对装配式建筑的影响装配式建筑常受外部环境因素（如风、地震等）或内部发生的活动（如设备开启等）引起的振动干扰。
这些振动可能会导致构件错位、损坏甚至倒塌，严重影响整个建筑结构的稳定性。
因此，在施工阶段就需要采取有效措施进行减振控制。
2. 被动减振控制技术被动减振控制技术是指利用减震器、阻尼器等被动元件来吸收和分散振动能量，从而减少振幅和振动频率。
在装配式建筑施工中，可以在构件连接点处设置减震器，通过精确调节其刚度和阻尼系数来达到减振效果。
被动减振控制技术成本较低且操作简便，适合应对大部分常见的振动问题。
3. 主动减振控制技术主动减振控制技术采用感知系统、计算控制与执行机构等协同工作的方式，实时地检测、分析并响应外部振动干扰。
通过力学传感器和激励器的联动，可以根据不同情况对建筑进行主动调节，并产生与外界干扰相反的力以抵消其中的振荡能量。
气动控制技术的原理和应用
气动控制技术的原理和应用1. 概述气动控制技术是一种利用压缩空气作为驱动力的控制系统，通过控制气流的流动来实现机械设备的运动和控制。
本文将介绍气动控制技术的基本原理和在工业应用中的常见应用。
2. 基本原理气动控制技术基于压缩空气的物理性质和流体力学原理，通过控制气流的压力、流量和方向，实现机械设备的运动和控制。
2.1. 压缩空气的产生气动控制系统的核心是压缩空气的产生。
通常使用压缩机将大气中的空气压缩，提高其压力和能量，并存储在气缸中。
压缩空气作为驱动力传递到执行元件，如气缸和阀门，通过控制气流的流动来实现机械设备的运动。
2.2. 控制元件在气动控制系统中，常见的控制元件包括气缸、阀门和气源处理单元。
•气缸：气缸是气动控制系统中最常见的执行元件。
通过控制气流的进入和排出，气缸可以实现线性运动或旋转运动。
气缸的结构和工作原理各有不同，常见的有单作用气缸和双作用气缸。
•阀门：阀门用于控制气流的流动方向、流量和压力。
常见的气动控制系统中使用的阀门有单向阀、电磁阀和比例阀等。
通过控制阀门的开关或调节阀门的开口度，可以实现对气流的精确控制。
•气源处理单元：气源处理单元用于过滤、调压和润滑压缩空气。
通过气源处理单元可以提供干净、稳定的压缩空气供给气动控制系统使用，提高系统的稳定性和寿命。
2.3. 控制方式气动控制系统中常用的控制方式包括开关控制和调节控制。
•开关控制：开关控制是一种简单的气动控制方式。
通过控制阀门的开关，可以实现对气缸等执行元件的启动和停止，实现机械设备的基本运动。
•调节控制：调节控制是一种精确控制气动系统运动的方式。
通过调节阀门的开口度或电磁阀的电磁信号，可以实现对气缸等执行元件的运动速度、位置和力的精确控制。
3. 应用领域气动控制技术在工业领域有广泛的应用。
以下列举了一些常见的应用领域：3.1. 生产线自动化气动控制技术在生产线自动化中起到关键作用。
通过气动控制系统可以实现对工件的定位、夹持、传送和组装等操作，提高生产效率和产品质量。
气动技术基础及应用
2)溢流阀 溢流阀和安全阀的作用是当系统中的工作压力超过调定值时，把多余的
压缩空气排入大气，以保持进口压力的调定值。实际上，溢流阀是一种 用于保持回路工作压力恒定的压力控制阀;而安全阀是一种防止系统过载 、保证安全的压力控制阀。 图3一13所示为一种常用的直动式减压阀结构。 3)顺序阀 顺序阀也称压力连锁阀，是依靠回路中压力的变化来控制顺序动作的一 种压力控制阀，如图3一14所示
项目三 气动技术基础及应用
1 任务一 气压传动系统的认知 2 任务二 流量控制阀及速度控制回路的构建 3 任务三 气动回路的继电器控制 4 任务四 气动搬运机械手PLC控制
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任务一 气压传动系统的认知
一、气压传动的工作原理 气压传动与液压传动的工作原理是基本相似的，气压传动系统的工作原
理是空气压缩机将电动机或其他原动机输出的机械能转化为空气的压力 能，然后在控制元件和辅助元件的作用下，通过执行元件再把压力能转 化为机械能，从而完成所要求的直线或旋转运动并对外做功。 如图3一1所示为气动剪切机的工作原理图，图示位置为气动剪切机的预 备工作状态。 二、气压传动系统的组成 气压传动系统的元件及装置是由气源装置、气动执行元件、气动控制元 件、气动逻辑元件和气动辅助元件组成。
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任务一 气压传动系统的认知
薄型气缸的特点是:缸筒与无杆侧端盖压铸成一体，杆盖用弹性挡圈固 定，缸体为方形。这种气缸通常用于固定夹具和搬运中固定工件等。
2)气动手指(气爪) 气动手指(气爪)用于抓取、夹紧工件。气爪通常有滑动导轨型、支点开
闭型和回转驱动型等工作方式。滑动导轨型气动手指如图3一11所示。 3)气动摆台 气动摆台是直线气缸驱动齿轮齿条实现回转运动的，回转角度能在00一
气动技术应用及发展相关情况
气动技术应用及发展相关情况1、气动技术应用情况及研究和发展的重要性随着科学技术的发展，自动控制技术已被广泛应用于工农业生产和国防建设。
实现自动化的技术手段目前主要有两个：电气(电子)控制和流体动力控制。
流体动力控制有三类：(1)液压控制，工作流体主要是矿物油。
(2)气压控制，工作介质主要是压缩空气，还有燃气和蒸气。
(3)射流技术，工作介质有气体也有液体，该技术在一些多管道的生产流程中得到应用。
气压伺服控制是以气体为工作介质，实现能量传递、转换、分配及控制的一门技术。
气动系统因其节能、无污染、结构简单、价格低廉、高速、高效、工作可靠、寿命长、适应温度范围广、工作介质具有防燃、防爆、防电磁干扰等一系列的优点而得到了迅速的发展。
众多的报道表明，气动技术是实现现代传动和控制的关键技术，它的发展水平和速度直接影响机电产品的数量和水平，采用气动技术的程度已成为衡量一个国家的重要标志。
据英才网调查表明，目前气动控制装置在自动化中占有很重要的地位，已广泛应用于各行业，概括如下：(1)绝大多数具有管道生产流程的各生产部门往往采用气压控制。
如：石油加工、气体加工、化工、肥料、有色金属冶炼和食品工业等。
(2)在轻工业中，电气控制和气动控制装置大体相等。
在我国已广泛用于纺织机械、造纸和制革等轻工业中。
(3)在交通运输中，列车的制动闸、货物的包装与装卸、仓库管理和车辆门窗的开闭等。
(4)在航空工业中也得到广泛的应用。
因电子装置在没有冷却装置下很难在300℃～500℃高温条件下工作，故现代飞机上大量采用气动装置。
同时，火箭和导弹中也广泛采用气动装置。
(5)鱼雷的自动装置大多是气动的，因为以压缩空气作为动力能源，体积小、重量轻，甚至比具有相同能量的电池体积还要小、重量还要轻。
(6)在生物工程、医疗、原子能中也有广泛的应用。
(7)在机械工业领域也得到广泛的应用。
从气动的特点和应用情况可知，研究和发展气动技术具有非常重要的理论价值和实际意义。
项目10 气动控制元件的使用及气动
任 务 一 气动控制元件的使用
任务实施
二、控制阀使用注意事项 （1）安装前应彻底清除管道内的粉尘、铁锈等污物，接
管时应防止密封带碎片进入阀内。 （2）对于双电控电磁阀应在电气回路中设联锁回路，为
防止两端电磁铁同时通电而烧毁线圈。 （3）应注意阀的安装方向，多数电磁阀对安装位置及方
向无特别要求，有指定要求的应予以注意。
和弹簧力相平衡的原理来进行工作的。（）
15
任 务 一 气动控制元件的使用
思考与练习
4.排气节流阀可调节排气量，还起到降低排气噪声的作用。（） 5.中的气液转换器是一个执行元件。（）
16
任 务 一 气动控制元件的使用
思考与练习
6.与门型梭阀只要两个输入口P1、P2中有任意一个有输入时，A 就不能有输出。（）
任 务 一 气动控制元件的使用
思考与练习
一、填空题 1.气动控制元件按其功能和作用分为控制阀、控制阀和控制阀三大
类。 2.气动压力控制阀主要有、和。 3.按照气流在阀内的流动方向，方向控制阀可分为和。 4.按控制方向，方向控制阀可分为 、 、 、 等。 5.顺序阀的作用是依靠回路中来控制执行元件的顺序动作。顺序阀
10
任 务 一 气动控制元件的使用
任务实施
一、控制阀的选用 （6）方向控制阀根据流量选择阀的通径。 （7）根据气动自动化系统工作要求选用方向阀的功能及控制方
式。 （8）流量阀根据所控制气缸的缸径和缸速，计算流量可调节范
围，然后从样本上查节流特性曲线，选择流量控制阀的规格，用流量 控制的方法控制气缸的速度，因受空气的压缩性及气阻的影响，一般 气缸的运动速度不得低于30 mm/s。
8
任 务 一 气动控制元件的使用
气动技术的应用
收稿日期:2006-07-17作者简介:李家书(1972-),女,毕业于无锡江南大学机电一体化专业和南京师范大学计算机信息管理专业,助理工程师,现任无锡宏大纺织机械专件有限公司技术开发部任产品主管技术员。
气动技术的应用李家书T he application of pneumatic technologyLI Jia -shu(无锡宏大纺织机械专件有限公司,江苏无锡 214062)中图分类号:T H138 文献标识码:B 文章编号:1008-0813(2006)04-0006-051 气动技术的特点气动技术是以压缩空气或其他气体为工作介质,利用其能量完成各项工作。
由于气体的可压缩性,相对液压、电力等,气动技术有以下特点。
(1)容易积聚能量。
小型压缩机配备储气罐,就可在间歇工作状态下输出较大能量,甚至可以预先封装压缩空气,以后不必供给能量即可产生力。
(2)借助气体的可压缩性,实现柔软操作。
(3)抗过载能力强,不易发热,不易因过载而发生事故。
(4)动作调整方便简单,并且便于控制。
可以进行检测、放大、传输、逻辑运算等信息处理。
(5)环境适应性强,环境污染小,防火防爆性好。
只要气动元件的材质和密封件许可,介质经适当处理,气动系统的适用环境温度范围大,可达-20e ~200e 。
(6)可以构成低成本系统。
气动元件结构简单,价格较低,维修保养方便,工作介质随处可取。
气动系统、装置投资成本及运行成本低。
为此,利用气动技术实现自动化素有低成本自动化之说。
但是,气动技术也有某些弱势,例如速度控制和定位精度不高;驱动力不大,仅适用于中、轻负载;能量利用效率偏低等。
但随着气动技术的提高,这些不足正在得到改善。
2 气动技术的应用气动技术的应用范围大,广泛应用于各个领域,不仅用于生产、工程自动化和机械化中,还渗透到医疗保健和日常生活中。
气动系统具有防火、防爆等特点,可应用于矿山、石油、天然气、煤气等设备。
还因其耐高温,适用于火力发电设备、焊接夹紧装置等。
气动系统在机械控制中的应用研究
气动系统在机械控制中的应用研究摘要：气动系统作为一种重要的机械控制技术，在各个领域中广泛应用。
本文将从气动系统的原理、组成和工作特点入手，探讨气动系统在机械控制中的应用研究，并举例说明其在自动化生产线、机械手臂和车辆控制中的应用。
同时，还将介绍一些目前存在的问题和发展趋势，以期对气动系统的研究与应用起到一定的推动作用。
1. 引言气动系统是利用气体的压力与流动进行机械传动和控制的系统。
其基本原理是通过在气源、执行器和控制元件之间传递气压信号，来实现机械设备的运动和控制。
与液压系统相比，气动系统具有启动快、传动效率高、环境污染小等优点，因此在机械控制领域得到广泛应用。
2. 气动系统的原理、组成和工作特点2.1 气动系统的原理气动系统的原理是利用气体的压力产生力和运动，从而实现机械设备的工作。
其核心是通过将气压信号经过压力调节、方向控制和位置检测等元件的作用，将气体能量转化为机械能量，推动执行器进行动作。
2.2 气动系统的组成气动系统由气源、执行器和控制元件组成。
气源是气动系统的能源，一般采用压缩空气。
执行器是气动系统的工作机构，通过气动缸、马达等将气压信号转化为物理运动。
控制元件则起到传递和控制气压信号的作用，包括压力调节阀、电磁阀、气缸等。
2.3 气动系统的工作特点气动系统具有启动快、传动效率高、结构简单等特点。
首先，气动系统由于气体的可压缩性，响应速度非常快，可以实现快速启动和停止。
其次，由于气动系统的传动效率高，能够实现较大的力矩输出，并广泛应用于需要大扭矩和高速度的场合。
此外，气动系统的结构相对简单，易于维修和更换元件。
3. 气动系统在自动化生产线中的应用研究自动化生产线是目前工业生产中的重要组成部分，而气动系统在自动化生产线中起着至关重要的作用。
例如，在装配线中，气动系统可以控制机械手的抓取和放置动作，实现零件的自动装配。
此外，在输送系统中，气动系统也常用于控制输送带的启动和停止，提高生产效率。
气动控制技术的原理及应用
气动控制技术的原理及应用1. 气动控制技术的概述•定义：气动控制技术是指利用气体作为工作介质，通过控制气体的流动和压力来实现对工业系统中的执行器和工作过程的控制。
•特点：具有快速响应、灵活可靠、安全环保等优势，广泛应用于工业生产中的压力控制、运动控制及流体传动等领域。
2. 气动控制技术的基本原理气动控制技术的基本原理包括压缩空气的产生与处理、气源的分配与控制、信号的传送与转换以及执行器的控制与调节等方面。
2.1 压缩空气的产生与处理•压缩空气是气动控制技术的动力来源，常见的方法包括压缩机的压缩、气瓶的蓄气等。
•处理包括滤波、干燥、减压等过程，以确保供给系统中的气体质量和稳定性。
2.2 气源的分配与控制•气源分配是指将压缩空气从气源系统引出，并分配给不同的工作执行机构。
•气源控制是指通过阀门、控制元件等将压缩空气引导到相应的执行器中，以控制其动作和方向。
2.3 信号的传送与转换•信号传送是指将控制信号从控制器传送到执行器的过程，可以通过电气、气动等方式实现。
•信号转换是指将不同形式的信号进行转换，如将电气信号转换为气动信号，以配合执行器的控制要求。
2.4 执行器的控制与调节•执行器包括气缸、气动阀门等，通过气源的控制实现对工作过程的控制。
•控制与调节可通过控制阀、压力传感器等装置来实现，以达到精确的控制效果。
3. 气动控制技术的主要应用领域气动控制技术在许多工业领域中得到了广泛的应用，主要包括以下几个方面：3.1 压力控制•气动系统能够通过控制压力来实现对工作环境中气体压力的调节和控制，从而保证系统的稳定运行。
•压力控制应用广泛，如在供水系统中控制水压、在制药工艺中控制压力等。
3.2 运动控制•气动系统通过控制气缸的动作来实现对物体的运动控制，具有快速响应、灵活性好等特点。
•运动控制应用广泛，如在自动化生产线上对工件进行定位、装配等操作。
3.3 流体传动•气动技术可用于控制流体介质的传动，在液压系统受限或不适用的场合具备优势。
机械工程中的气动系统与控制技术
机械工程中的气动系统与控制技术气动系统是机械工程领域中一项重要的技术，广泛应用于各种工业领域，例如汽车制造、航空航天、工程机械等。
气动系统以压缩空气为动力源，通过管路、气压储存装置、气动执行元件等设备组成，可实现各种机械运动。
而气动系统的控制技术则是对气动系统进行精确控制和调节的关键。
在机械工程中，气动系统的应用十分广泛。
以汽车制造为例，气动系统被用于驱动制动系统和悬挂系统。
制动系统中的制动器利用气压作用于制动活塞，使刹车片贴紧制动盘从而实现制动效果。
悬挂系统中的气动悬挂则通过控制气压的大小，调节车身的高度，提高车辆的稳定性和行驶舒适性。
同时，气动系统还被应用于装载机、挖掘机等工程机械的控制系统。
气动控制技术可实现机械臂、铲斗等部件的精确运动控制，提高工程机械操作的效率和安全性。
气动系统在航空航天领域也有广泛应用。
在飞机的液压系统中，常常会配备气动系统，以备紧急情况下压力下降。
当液压系统故障或失效时，气动系统能够提供一定的应急动力，保障飞机的正常运行。
此外，气动系统还用于飞机的滑油系统中，通过控制气压来调节滑油的流量和速度，保证飞机各部件的润滑性能。
气动系统的控制技术是实现系统自动化和智能化的基础。
传统的气动系统控制方法主要是通过手动调节阀门、气源压力等参数，无法实现精确控制。
而现代化的气动系统控制采用数字化控制技术，通过传感器监测气压、温度等参数，将信号输入控制器进行处理，再通过执行机构实现气动元件的运动控制。
这种控制技术可以实现气动系统的自动化和远程监控，提高生产效率和安全性。
随着科技的不断发展，气动系统的控制技术也在不断创新。
例如，人工智能技术的引入，使气动系统可以学习和适应不同的工况条件，实现智能化控制。
另外，无线通信技术的应用，使得气动系统可以实现远程监控和数据传输，方便对系统状态进行实时监测和分析。
这些新技术的应用，不仅提高了气动系统的控制精度和效率，还为机械工程领域的发展带来了更多的可能性。
任务2.2 气动控制技术应用
2.2.3 气动控制元件认知及应用
a）
b）
c）
图2- 29 常用气动压力控制阀的实物图
a）安全阀 b）顺序阀 c）减压阀
2.2.3 气动控制元件认知及应用
类型 作用及应用特点 也称为溢流阀，在系统中起到安全保护作用。当系 统的压力超过规定值时，安全阀打开，将系统中一 部分气体排入大气，使得系统压力不超过允许值， 从而保证系统不因压力过高而发生事故。 依靠气路中压力的作用来控制执行元件按顺序动作 的一种压力控制阀，顺序阀一般与单向阀配合在一 起，构成单向顺序阀。 对来自供气气源的压力，进行二次压力调节，使气 源压力减小到各气动装置需要的压力，并保证压力 值保持稳定。
摆动气缸
利用压缩空气驱动输出轴在一定角度范围内作往复回转运动，其摆动角度 可在一定范围内调节，常用的固定角度有90°、180°、270°；用于物体 的转位、翻转、分类、夹紧、阀门的开闭以及机器人的手臂动作等。 节省空间，行程缸径比可达50至200，定位精度高，活塞两侧受压面积相 等，具有同样的推力，有利于提高定位精度，长行程制作可能。结构简单、 占用空间小，适合小缸径、长行程的场合，但限位器使负载停止时，活塞 与移动体有脱开的可能。 气动手爪的开闭一般是通过由气缸活塞产生的往复直线运动带动与手爪相 连的曲柄连杆、滚轮或齿轮等机构，驱动各个手爪同步做开、闭运动；主 要是针对机械手的用途而设计的，用来抓取工件，实现机械手的各种动作。 表2- 4 工程实际应用中常用气动执行元件的应用特点
无杆气缸
气动手爪
2.2.3 气动控制元件认知及应用
流量控制阀
压力控制阀
控制元件
方向控制阀
在气动控制系统中，控制元件是控制和调节压 缩空气的压力、流量和流动方向，以保证执行 元件具有一定的输出力和速度并按设计的程序 正常工作
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表2- 6 主要气动流量控制阀的类型及应用特点
2.2.3 气动控制元件认知及应用
方向控制阀是气动系统中通过
改变压缩空气的流动方向和气 流通断，来控制执行元件启动、 停止及运动方向的气动元件。
电磁阀是气动控制中最主要的元件，
方向控制阀 常 用
它是利用电磁线圈通电时，静铁心对 动铁心产生电磁吸引力使阀切换以改 变气流方向的阀，根据阀心复位控制 方式，又可以分为单电控和双电控两 种
任务2.2 气动控制技术应用
知识与能力目标 1
2 3
熟悉气动控制系统基本组成
认识常用的气动执行元件及其应用
认识常用的气动控制元件及其应用
任务2.2 气动控制技术应用
2.2.1 2.2.2 2.2.3
气动控制系统认知 气动执行元件认知及应用 气动控制元件认知及应用
2.2.1 气动控制系统认知
简 单 的 气 动 控 制 系 统
电磁控制换向阀 简称电磁阀
2.2.3 气动控制元件认知及应用
a） 图2- 31 电磁控制换向阀实物图
b）
a）单电控 b）双电控
2.2.3 气动控制元件认知及应用
电磁控制换向阀
注意的是，两侧的电磁铁不能同时得电， 否则将会使电磁阀线圈烧坏。
电磁控制换向阀易于 实现电—气联合控制， 能实现远距离操作， 在气动控制广泛使用。
气动系 统中常 用的执 行元件
气缸 气马达
气马达则是实现连 续回转运动的动作
2.2.2 气动执行元件认知及应用
a）
b）
图2- 28 几种常见的气动执行元件实物图 a）气缸 b）气马达
2.2.2 气动执行元件认知及应用
类型 应用特点 单作用气缸结构简单，耗气量少，缸体内安装了弹簧，缩短了气缸的有效 行程，活塞杆的输出力随运动行程的增大而减小，弹簧具有吸收动能的能 单作用气缸 力，可减小行程终端的撞击作用；一般用于行程短，对输出力和运动速度 要求不高的场合。 通过双腔的交替进气和排气驱动活塞杆伸出与缩回，气缸实现往复直线运 双作用气缸 动，活塞前进或后退都能输出力（推力或拉力）；活塞行程可以根据需要 选定，双向作用的力和速度可根据需要调节。
2.2.3 气动控制元件认知及应用
a）
Hale Waihona Puke b）c）图2- 29 常用气动压力控制阀的实物图
a）安全阀 b）顺序阀 c）减压阀
2.2.3 气动控制元件认知及应用
类型 作用及应用特点 也称为溢流阀，在系统中起到安全保护作用。当系 统的压力超过规定值时，安全阀打开，将系统中一 部分气体排入大气，使得系统压力不超过允许值， 从而保证系统不因压力过高而发生事故。 依靠气路中压力的作用来控制执行元件按顺序动作 的一种压力控制阀，顺序阀一般与单向阀配合在一 起，构成单向顺序阀。 对来自供气气源的压力，进行二次压力调节，使气 源压力减小到各气动装置需要的压力，并保证压力 值保持稳定。
无杆气缸
气动手爪
2.2.3 气动控制元件认知及应用
流量控制阀
压力控制阀
控制元件
方向控制阀
在气动控制系统中，控制元件是控制和调节压 缩空气的压力、流量和流动方向，以保证执行 元件具有一定的输出力和速度并按设计的程序 正常工作
2.2.3 气动控制元件认知及应用
安全阀 减压阀 顺序阀
压力控制阀
用来控制气动控制系统中压缩空气的压力，以满足各 种压力需求或节能，将压力减到每台装置所需的压力，并 使压力稳定保持在所需的压力值上。
单向阀的功能是靠单向型密封圈来实现的。单向节流阀是由单向阀 和节流阀并联而成的流量控制阀，常用于控制气缸的运动速度，故 常称为速度控制阀。
单向节流阀
带消声器的排气节流阀通常装在换向阀的排气口上，控制排入大气 带消声器的排气节 的流量，以改变气缸的运动速度。排气节流阀常带有消声器，可降 流阀 低排气噪声20dB以上。一般用于换向阀与气缸之间不能安装速度控 制阀的场合及带阀气缸上。
为此，在电气控制回路上，通常设有防 止同时得电的联锁回路。
2.2.3 气动控制元件认知及应用
切换通道数目 电磁阀按阀切换通道 数目的不同又可以分 为 二通阀 三通阀 四通阀 五通阀 二位二通阀 二位三通阀 二位五通阀 有2个通口的二位阀 有3个通口的二位阀 用于推动双作用气缸的回路中 按阀心
同时，按阀心的 切换工作位置数 目的不同又可以 分为 二位阀 三位阀
摆动气缸
利用压缩空气驱动输出轴在一定角度范围内作往复回转运动，其摆动角度 可在一定范围内调节，常用的固定角度有90°、180°、270°；用于物体 的转位、翻转、分类、夹紧、阀门的开闭以及机器人的手臂动作等。 节省空间，行程缸径比可达50至200，定位精度高，活塞两侧受压面积相 等，具有同样的推力，有利于提高定位精度，长行程制作可能。结构简单、 占用空间小，适合小缸径、长行程的场合，但限位器使负载停止时，活塞 与移动体有脱开的可能。 气动手爪的开闭一般是通过由气缸活塞产生的往复直线运动带动与手爪相 连的曲柄连杆、滚轮或齿轮等机构，驱动各个手爪同步做开、闭运动；主 要是针对机械手的用途而设计的，用来抓取工件，实现机械手的各种动作。 表2- 4 工程实际应用中常用气动执行元件的应用特点
2.2.3 气动控制元件认知及应用
电 磁 阀 岛
在工程实际应用中，为了简化控制阀的 控制线路和气路的连接，优化控制系统结构 通常将多个电磁阀及相应的气控和电控信 号接口、消声器和汇流板等集中在一起组成 控制阀的集合体使用，此集合体称为阀岛。
图2- 32 气动控制中常用电磁阀岛实物图
安全阀
顺序阀
减压阀
表2- 5 主要气动压力控制阀的类型、作用及应用特点
2.2.3 气动控制元件认知及应用
a）
b） 图2- 30 常用气动流量控制阀的实物图
c）
a）调速阀 b）单向节流阀 c）带消声器的排气节流阀
2.2.3 气动控制元件认知及应用
类型 应用特点
调速阀
大流量直通型速度控制阀的单向阀为一座阀式阀芯，当手轮开启圈 数少时，进行小流量调节。当手轮开启圈数多时，节流阀杆将单向 阀顶开至一定开度，可实现大流量调节。直通式接管方便，占用空 间小。
图2- 27 静音气泵 用来产生具有足够压力和流量的 压缩空气并将其净化、处及存储的一 套装置
气泵
气泵的输出压力可通过其上 的过滤减压阀进行调节
2.2.2 气动执行元件认知及应用
缸用于实现直线往复运动
气动执行元件
在气动控制系统中，气动执行 元件是一种将压缩空气的能量 转化为机械能，实现直线、摆 动或者回转运动的传动装置。
静音气泵 气动二联件 气缸
电磁阀
检测元件 控制器
气动控制系统是以压缩空气为 工作介质，在控制元件的控制 和辅助元件的配合下，通过执 行元件把空气的压缩能转换为 机械能，从而完成气缸直线或 回转运动并对外做功。
2.2.1 气动控制系统认知
图2- 26 气动控制系统基本组成功能图
2.2.1 气动控制系统认知