机电一体化技术讲稿(1)
13机电一体化技术讲稿
如要输出较大电流以驱动输出设 备，如继电器、电磁离合器等， 则应接成达林领型，如图52所 示。
为了进一步提高普通型光 电耦合器的光耦合速度， 可采用上图所示电路。
在较恶劣环境中的前向通道，为了减少通道及电源的干扰，v／F转 换器(LM331)的频率输出可采用光耦合器隔离方法，使v／F转换器 与微机无电路联系，如图4．54所示。
按输出信号的性质可将传感器分为开关型(二值型)、模拟型和数字型
按输出信号的性质分是：
开关型传感器的二值就是“1”和“0”或 开(ON)和关(OFF)。其工作原理如图所示
模拟型传感器的输出是与输入物理量变 化相对应的连续变化的电量。如图所示。
数字型传感器有计数型和代码型两大类。 其中计数型又称脉冲数字型，其工作原 理如图(a)所示。代码型传感器又称编码 器，其工作原理如图(b)所示。
2．开关量／数字量输入控制
当检测传感元件距离控制机较远时，由检测传感元件送来的数字或脉冲信号可 采用图示电路。来自检测传感元件的信号经过放大器A放大后，输入到光电耦合 器G。这里运算放大器A接成一个跟随器即放大器的输出端与反相输入端短接。
如果检测传感元件的输出信号幅值过大，波形又较差就可采用此电路，将输入 放大器前接入一个稳压二极管DW和一个电阻来限幅整形：如果检测传感元件输 出信号波形较好，幅值又可调整时，就可省去这两个元件。另外，为了使光电耦 合器G的输出信号波形的上升沿和下降沿整齐，信号输出端在接入微机接口电路 之前，采用了一个TTL门电路来整形。
二值型传感器工作原理
模拟型传感器工作原理 数字型传感器工作原理
对检测传感器的基本要求：
机电一体化技术演讲稿范文
尊敬的各位领导、亲爱的老师和同学们：大家好！今天，我很荣幸站在这里，与大家共同探讨一个充满活力与挑战的领域——机电一体化技术。
在这个快速发展的时代，机电一体化技术已经成为了推动社会进步的重要力量。
接下来，我将从以下几个方面对机电一体化技术进行阐述。
一、什么是机电一体化技术首先，让我们来了解一下什么是机电一体化技术。
机电一体化技术是指将机械技术、电子技术、计算机技术、传感器技术、控制技术等多种技术有机地结合在一起，形成的一种新型技术。
它以机械为主体，以电子、计算机技术为辅助，实现了机械系统的智能化、自动化和高效化。
二、机电一体化技术的主要特点1. 集成化：机电一体化技术将多种技术集成于一体，实现了功能的高度融合。
2. 智能化：通过引入计算机技术和人工智能技术，机电一体化系统能够自主地进行决策和执行任务。
3. 高效化：机电一体化技术提高了生产效率，降低了生产成本，实现了资源的优化配置。
4. 柔性化：机电一体化系统能够根据不同的生产需求进行调整，具有很强的适应性。
5. 安全性：通过引入传感器和控制技术，机电一体化系统能够实时监测并防止事故的发生。
三、机电一体化技术的应用领域机电一体化技术已经广泛应用于各个领域，以下是一些典型的应用实例：1. 制造业：在制造业中，机电一体化技术被广泛应用于自动化生产线、机器人、数控机床等领域，极大地提高了生产效率和质量。
2. 交通运输：在交通运输领域，机电一体化技术被应用于汽车、船舶、飞机等交通工具的设计与制造，提高了交通运输的安全性和舒适性。
3. 医疗领域：在医疗领域，机电一体化技术被应用于医疗器械、康复设备、远程医疗等领域，为人类健康提供了有力保障。
4. 农业：在农业领域，机电一体化技术被应用于农业机械、智能温室、精准农业等领域，提高了农业生产效率，促进了农业现代化。
5. 家居生活：在日常生活中，机电一体化技术被应用于智能家居、智能家电等领域，极大地提高了人们的生活质量。
机电一体化技术专业剖析讲稿
机电一体化技术专业剖析讲稿1.机电一体化专业基本情况（1）目前，机电工程学院机电一体化技术专业是省级教学改革试点专业，也是学院的骨干专业、特色专业、重点建设专业，一直承担着为电力建设行业和区域经济企业培养机电技术专业骨干人才的重任。
(2) 机电一体化专业师资基本情况机电工程系在师资队伍建设上，树立了“人才是财富，人才是保障，人才就是发展后劲”的观念，坚持学校培养和引进并重的方针，合理规划梯队建设。
目前拥有12名教授，高级职称教师占38.7%；拥有10名博士，硕士学位以上教师占69.5%；双师背景的教师占80%以上；已经初步形成了一支以业务造诣精湛、教学经验丰富、实践经验扎实的中年教师为骨干，以年富力强、思想活跃、掌握现代专业知识与技能的青年教师为支撑的教师梯队。
教师队伍中，获江苏省“六大人才高峰”第三批高层次人才项目资助 2 人，省“青蓝工程”培养对象4名，市新世纪人才3名，市引进人才资助1名、市高层次人才资助2名。
高水平的师资队伍，是人才培养的有力保障。
2.专业建设取得的主要成果（1）形成先进的人才培养理念市场导向；企业需要什么人才，我们就培养什么人才。
能力至上；专业建设必须重视人才的能力培养。
学生为本；以学生为本是我们办学的核心要素。
特色创新。
特色和创新是我们专业建设发展的动力。
（2）确定合理的专业定位目标①专业建设定位：依托葛洲坝集团；中国葛洲坝集团公司是我院的主管领导，为机电一体化技术专业提供了大量实习基地，是机电一体化技术专业毕业生主要就业单位之一。
企业办职业教育的优势是:学校与企业有天然的亲缘关系，走“以就业为导向，工学结合，校企合作”的道路优于其他学校；学校与行业联系紧密，为本企业服务的同时，为行业和社会服务，生存发展空间较大。
对接三峡区域。
机电一体化技术专业毕业生主要就业单位许多都集中在三峡区域。
电力、化工、设备制造是宜昌的支柱行业。
全通公司：是国内最大，世界领先的涂镀板生产研发基地。
机电一体化讲稿
第一章 绪 论本章教学重点：机电一体化功能要素、相关技术。
本章教学难点：机电一体化相关技术。
本章教学方式：多媒体教学、机电一体化功能要素举例说明。
第一节 机电一体化概念一、机电一体化概念Mechatronics=Mechanics+Electronics机械工程和电子工程相结合的技术，以及应用这些技术的机械电子装置（产品）。
机电一体化产品分类：数控机床、机器人、自动生产设备生产用机电一体化产品柔性生产单元、自动组合生产单元 FMS 、无人化工厂、CIMS微机控制汽车、机车等交通运输工具 运输、包装及工程用机电一体化产品 数控包装机械及系统数控运输机械及工程机械设备图1-1 机电一体化产品归类图自动仓库储存、销售用机电一体化产品自动空调与制冷系统及设备自动称量、分选、销售及现金处理系统自动化办公设备社会服务性机电一体化产品动力、医疗、环保及公共服务自动化设备文教、体育、娱乐用机电一体化产品微机或数控型耐用消费品家庭用机电一体化产品炊事自动化机械家庭用信息、服务设备测试设备科研及过程控制用机电一体化产品控制设备信息处理系统农、林、牧、渔及其它民用机电一体化产品航空、航天、国防用武器装备等机电一体化产品二、机电一体化产品的表现形式1.机械的电子化（1）在原有机械系统的基础上采用微型计算机控制装置，使系统的性能提高，功能增强。
例如，模糊控制洗衣机能根据衣物的洁净度自动控制洗涤过程，从而实现节水、节电、节时、节洗衣粉的功能；机床的数控化是另一个典型的例子。
（2）用电子装置局部替代机械传动装置和机械控制装置，简化结构，增强控制灵活性。
例如，数控机床的进给系统采用伺服系统，简化了传动链，提高了进给系统的动态性能；将传统电机的电刷用电子装置替代形成的无刷电机，具有性能可靠、结构简单、尺寸减小等优点。
（3）用电子装置完全替代原来执行信息处理功能的机构，既减化了结构，又极大地丰富了信息传输的内容，提高了速度。
例如，石英电子钟表、电子秤、按键式电话等。
机电一体化讲议第一二章
软件标准化：减少研制成本，提高维修效率。 包括：子程序标准化、程序模块化、软件程序 的固化等。
应予以关注的的问题：数据库的建立，作业描 述语言的开发，语言理解、文字理解软件等。
机电一体化产品是一个系统，存在着许 多综合技术问题。例如：
3.2 产品范围
在新技术革命的浪潮中，自动化技术已深入到 社会的各个方面，有人称之为"全盘自动化"。
在这些自动化的系统中，主要是由很多种机电 一体化产品所构成。
从我国将要发展的机械工业产品来分析主要由 以下产品需要实现程度不同的机电一体化。
具体地说，包括:
1._大型成套设备 2._数控机床 3._仪器仪表电子化 4._自动化管理系统 5._电子化量具量仪 6._工业机器人 7._电子化家用电器 8._电子化电机传动与调整系统 9._电子化电站自动装置与开关板 10._电子医疗器械 11._电子化低压电器 12._微电脑控制加热炉
E、接口技术
定义：将机电一体化产品各组成部分连 接起来的元件就是接口。
接口标准化：不仅给信息传送和维修上 带来方便，而且可以简化设计。
今后方向：研制成本低、高速串行接口， 解决信号电缆非接触化，光导纤维以及 光耦合器的大容量化、小型化、标准化 等问题，积极引进光信号传输技术。
F、软件与综合技术
A、性能提高、功能增强
①例如，过去精密机床采用的是机械校正，只能 校正机床的系统误差，现在数控机床，可克服 随机误差和系统误差，从而可以达到前所未有 的高精度。
②调整切削阻尼，减少颤振，保证很高的生产率 与很高的加工表面光洁度。
③粗加工与精加工工序集成，深刻地改变了传统 机床的结构布局，冲破了传统的机床按类别的 划分。
机电一体化技术讲稿
机电一体化技术在农业领域的应用
智能农机
机电一体化技术使得农机 具备自动化操作、智能监 测和数据分析能力，提高 农业生产效率。
精准农业
机电一体化技术结合卫星 定位和传感器技术，实现 农作物的精准施肥、精确 灌溉，提高农业资源利用 效率。
无人农场
机电一体化技术带来全自 动农场和无人机等应用， 减少人工操作，提高农业 生产的自动化程度。
机电一体化技术在交通领域的应用
1
电动汽车
机电一体化技术推动电动汽车的快速发展，提高能源利用效率和减少环境污染。
2
智能交通
机电一体化技术结合智能交通系统，实现交通信号的智能控制和拥堵监测，提高 交通效率。
3
自动驾驶
机电一体化技术的进步为自动驾驶技术提供了支持，有望实现未来交通的智能化 和安全性。
机电一体化技术的未来发展趋 势
机电一体化技术是指通过融合机械和电气技术，实现设备智能化和自动化， 提高生产效率和质量。
它可以加速工业升级，推动经济发展，提高生活质量，并带来更多的创新和 应用。
机电一体化技术的发展历程
1
第一阶段
机械与电气技术独立发展，无明显融合。
2
第二阶段
机械与电气技术开始融合，形成初步整合。
3
第三阶段
机电一体化技术成熟，实现深度整合，自动化程度显著提高。
机电一体化技术在工业领域的应用
智能工厂
机电一体化技术使得工厂能够 实现智能化生产、自动化控制 和优化调度，提高生产效率。
机器人应用
传感器网络
机电一体化技术推动机器人在 生产线上的应用，实现高精度、 高速度的生产作业。
机电一体化技术结合传感器网 络，实现对设备状态的实时监 测和预测性维护，提高设备可 靠性。
03机电一体化技术(讲稿)
向垫片调整法。 ③双片薄齿轮错齿调整法 (2)斜齿轮传动—垫片调整和轴向压簧错齿调整。
课后习题
1. 对于谐波齿轮减速器，作为主动件的元件是 ( )。 A.波形发生器 B.钢轮 C.柔轮 D.不能确定 2.今有一减速器，其总的传动比是27，若采用3级传动，按重量最轻原则 对传动比进行分配，则其传动比i1、i2、i3的关系是（ ）。 A. i1＝i2＝i3 B. i1＜i2＜i3 C. i1＞i2＞i3 D.不能确定 3.如图1所示三级齿轮传动链，I为输入轴，O为输出轴，各级传动比为i1、 i2、i3，各齿轮的齿数分别为Z1，Z2，Z3，Z4，Z5，Z6。设各级齿轮 的齿侧间隙分别为Δ1、Δ2、Δ3，求将所有齿侧间隙都折算到输出轴O上 的总间隙Δ。 1 O 4.齿轮传动的传动比的最佳分配原则有哪些？简要说明 Z Z Z 5.课后习题2-16、2-18 . 2
加速度响应为最大。
如图所示，额定转矩为Tm、转子转动惯量为Jm的直流伺 服电机通过减速比为i的齿轮减速器带动转动惯量为JL、 负载转矩为TLF的负载，其最佳传动比如何确定？
最佳传动比0102
i
m L
m
L
m
L 1
Ta Tm TLF i ;Ta ( J m J L i 2 )iL 设其加速转矩为Ta，则 故 Tai (TmiTLF )
(k 2,3,4,5,...... ) n
具体要求有以下几点 ：
①对于要求体积小、重量轻的齿轮传动系统可用重量最轻 原则。 ②对于要求运动平稳、起停频繁和动态性能好的伺服系统 的减速齿轮系，可按最小等效转动惯量和总转角误差最小的 原则来处理。对于变负载的传动齿轮系统的各级传动比最好 采用不可约的比数，避免同期啮合以降低噪声和振动。 ③对于提高传动精度和减小回程误差为主的传动齿轮系， 可按总转角误差最小原则。对于增速传动，由于增速时容易 破坏传动齿轮系工作的平稳性，应在开始几级就增速，并且 要求每级增速比最好大于l：3，以有利于增加轮系刚度、减 小传动误差。 ④对较大传动比传动的齿轮系，往往需要将定轴轮系和行 星轮系巧妙结合为混合轮系。对于相当大的传动比、并且要 求传动精度与传动效率高、传动平稳、体积小重量轻时，可 选用新型的谐波齿轮传动。
04机电一体化技术(讲稿)
(3)精度的保持性 (4.12)
主要由导轨的耐磨性决定。多采用多层金属薄板伸缩式 防护罩进行防护。
(4)运动的灵活性和低速运动的平稳性
原因：摩擦系数随运动速度的变化和传动系统刚性不足。 措施：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。
轴间距可调整时：
a a0 L p L0 2
10
4
d
mm
p1
d
p1
z 1 Pb
实际轴间 距
轴间距不可调整时：
a mm
a d
p2
d
p1
n1 n2 z1
2 cos
1
2
5
z2
z 2 iz 1
i —传动比 n 2 —大带轮的转 速 r / mm
11 6
d
p2
mm
d
p2
z 2 Pb
小带轮啮 合齿数 基本额定 功率 带宽 作用在轴 上的力 带轮的结 构和尺寸
12 通常
v m ax
XL 、 L v max 50 H v max 40 XH 、 XXH v max 30
7
带速
v
m /s
v
d
p1
n1
13 14 15
60 1000
8 初定轴间 距
2．钢带传动
3．绳轮传动
2.1.6
间歇传动部件
1．棘轮传动机 构
棘轮传动机构的形式
2．槽轮传动机构
3．蜗形凸轮传动机构
机电一体化讲课文档
第43页，共73页。
光栅位移传感器和光电转速传感器
主光栅
增量式
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绝对值编码器由机械位置决定的每个位置的唯一性，它无需记 忆，无需找参考点，而且不用一直计数，什么时候需要知道位 置，什么时候就可以去读取它的位置。这样，编码器的抗干扰 特性、数据的可靠性大大提高了
代码型传感器又称编码器，它输出的信号是数字代码，
每一代码相当于一个一定的输入量之值。
第45页，共73页。
（4）集成式数字信号:模拟传感器+A/D转换器
智能压力网络 传感器
放大及 AD转换
数字信号
第46页，共73页。
第五节 模拟型传感器前期信号处理
被测量
模拟传
放大器
滤波
A/D
感器
计算机
传感器输出的信号往往较弱，因此必须先将其放大。 随着集成运算放大器性能的不断完善和价格的不断下 降，传感器的信号放大采用集成运算放大器的越来越
电路。
发送器对准目标发射光束，发射的光束一般来源于半 导体光源，发光二极管(LED)、激光二极管及红外发射 二极管。接收器有光电二极管、光电三极管、光电池 组成。在其后面是检测电路，它能滤出有效信号和应 用该信号
第23页，共73页。
输出
图3-21 透光型光电传感器 接口电路
在透光型光电传感器中， 发光器件和受光器件相对 放置，中间留有间隙。当 被测物体到达这一间隙时， 发射光被遮住，从而接收 器件（光敏元件）便可检 测出物体已经到达。这种 传感器的接口电路如图 3-21所示。
光源发生的光通过缝隙圆盘和指示缝隙照射到光电器件上。当缝 隙圆盘随被测轴转动时，由于圆盘上的缝隙间距与指示缝隙的间 距相同，因此圆盘每转一周，光电器件输出与圆盘缝隙数相等的
01机电一体化技术(讲稿)
品，并说明其为什么能够称为“机电一体
化产品”。
每个小组上交1份报告即可。下次上课上交
。
习题
1.机电一体化系统由五个子系统组成，分别是：机械系统、电子信息处理系 统、 、传感检测系统、 。 2.机电一体化系统内部具备五种内部功能，分别是： 、动力功能、 、 控制功能、构造功能。 3.机电一体化系统的设计归根结底就是接口的设计，根据接口的输入/输出功 能可将接口分成以下四种： 、物理接口、 、环境接口。 4.评价机电一体化系统或产品的基本指标是： 、 、 。在满足基本指标的前提下，还需考虑一些指标： 、 、 、 。 5.说明机电一体化的涵义 。 6.机电一体化系统或产品的设计类型有哪些？简要说明 7.什么是系统工程？ 8.机电一体化总体设计的程序是什么？应注意哪些问题？设计的准则是什么？ 9.机电一体化设计规律是什么？ 10.功能结构的基本形式有哪三种？ 11.机电一体化系统的设计步骤是什么？ 12.现代设计方法有哪些？简要说明
输入能量 能源 控制输入/输出口个数 手动操作 尺寸、重量 强度 精度
小 强 少 高
少 内装 多 少 小、轻 高 高
大 弱 多 低
多 外设 少 多 大、重 低 低
动力功能 控制功能 构造功能 计测功能
评价内容
机电一体化系统 主功能 高附加值化
高性能化 低价格化
计测功能
动力功能 构造功能
高可靠性化
智能化
参考资料
《机电一体化系统设计》，张立勋，孟庆鑫，张今瑜等，哈尔滨工程 大学出版社，1997.9 第一版 《机电一体化系统设计》冯浩， 武汉：华中科技大学出版社，2009. 第一版 《伺服系统 》，敖荣庆，航空工业出版社，2006.第一版 《机电一体化系统设计》，朱林，北京：石油工业出版社，2008. 第 二版 《机电一体化生产系统设计》，谢存禧，北京：机械工业出版社， 1999.10.第一版 《机电一体化设计基础》，郑堤，北京：机械工业出版社，1998.10. 第一版 《机电一体化基础》，殷际英，冶金工业出版社，1997.8.第一版 《机械电子学》，刘政华，何将三，长沙：国防科技大学出版社， 1999.10 第一版 《机电一体化控制技术与系统》，周祖德，唐泳洪等，华中理工大学 出版社，1992.1 第一版
机电演讲稿
机电演讲稿尊敬的评委、各位领导、亲爱的同学们：大家好！我是机电系的一名学生，今天我演讲的主题是机电一体化。
机电一体化是指在机械领域与电气领域之间互相合作和融合，实现机械系统与电气技术的有机结合。
机电一体化技术的应用范围非常广泛，包括制造业、交通运输、医疗卫生、家用电器、军工等领域。
机电一体化技术的优势主要体现在以下几个方面：首先，机电一体化技术的应用可以提高生产效率。
通过将机械系统与电气控制系统进行有机结合，可以使生产过程更加自动化、智能化，减少人工操作，从而提高生产效率。
例如，在制造业中，机电一体化技术的应用可以使生产线更加高效，降低生产成本，提高产品质量。
其次，机电一体化技术的应用可以提高产品质量。
机电一体化技术可以实现对生产过程的全面监控和控制，确保产品在不同工艺环节中的质量标准得以准确控制。
例如，在医疗设备制造领域，机电一体化技术的应用可以确保医疗设备的性能稳定、使用安全。
再次，机电一体化技术的应用可以提高产品的创新能力。
机电一体化技术的发展，使得产品的功能和性能得以不断提升。
例如，智能家居产品的出现，就是机电一体化技术的应用结果。
通过将机械与电气技术的结合，智能家居产品可以实现远程控制、智能化管理，给人们的生活带来了更多的便利。
最后，机电一体化技术的应用可以降低能源消耗和环境排放。
机电一体化技术可以通过优化设计和控制算法，实现能源的高效利用，从而降低能源消耗和环境排放。
例如，在交通运输领域，机电一体化技术的应用可以实现智能交通系统的建设，提高交通流量的运行效率，减少交通堵塞和尾气排放。
总的来说，机电一体化技术的应用可以带来巨大的经济和社会效益。
我们作为机电专业的学生，应该努力学习和掌握机电一体化技术，为促进我国工业化进程和经济的可持续发展做出应有的贡献。
谢谢大家！在机电一体化技术的不断发展中，需要我们机电专业的学生不断提高自身的知识和技能水平。
首先，我们要学习机械和电气方面的基础知识，掌握各种机械和电气设备的原理和工作方式。
我的专业我出彩演讲稿机电一体化
我的专业我出彩演讲稿：机电一体化引言尊敬的评委和各位评审官，大家好！今天我很荣幸能够站在这里，向大家介绍一下我的专业——机电一体化，并分享一些关于这个领域的重要信息和发展趋势。
机电一体化作为一门融合了机械与电气工程的学科，正在成为未来科技创新和工业发展的重要驱动力之一。
专业介绍机电一体化是一门跨学科的综合性学科，它结合了机械工程和电气工程两个领域的知识。
机电一体化的目标是通过融合机械和电气技术，设计和开发能够自动实现控制和操作的复杂系统。
这门学科的应用范围非常广泛，涵盖了机器人技术、自动化控制、智能制造等多个领域。
机电一体化的重要性机电一体化在现代工业中具有重要的地位和作用。
首先，通过机电一体化的技术，我们能够实现生产过程的自动化，提高生产效率和质量。
其次，机电一体化的应用可以减少人工劳动的需求，降低劳动成本，并提高工作环境的安全性。
此外，机电一体化还可以实现产品的智能化，为用户提供更加便捷和高效的服务。
机电一体化的应用领域机电一体化的应用领域非常广泛。
在工业制造中，机电一体化的技术被广泛应用于机器人、数控设备、自动化装备等方面，改变了传统制造业的生产模式。
在航空航天领域，机电一体化的技术可以应用于飞行器的设计和控制系统。
在交通运输领域，机电一体化可以应用于智能交通系统和自动驾驶技术。
此外，机电一体化还可以应用于医疗设备、智能家居、能源系统等方面。
机电一体化的发展趋势随着人工智能和物联网技术的发展，机电一体化正迎来新的机遇和挑战。
一方面，机电一体化将更加智能化和自动化，通过与人工智能技术的结合，实现更加智能和自主的控制系统。
另一方面，机电一体化将更加紧密地与物联网相结合，实现设备的远程监控和管理，提高生产效率和质量。
我在机电一体化中的经历和感悟作为机电一体化专业的学生，我有幸接触到了这个令人兴奋和挑战的领域。
在学习的过程中，我深刻理解到机电一体化不仅涉及到理论知识的学习，更需要具备实践能力和团队合作精神。
11机电一体化技术讲稿
控制机和可编程控制器等。
4.2 单片机(4.12)
单片机
一、单片机的结构特点 1、在系统结构上采用哈佛型（程序存储与数据存储 分离）； 2、极强的布尔处理能力（位寻址功能，算术和逻辑 运算）；
3、具有较齐全的输入输出接口及实时中断功能（并 行、串行、定时／计数；A/D或D／A）。
4、配有实时控制的特殊电路 但是，存储容量很小，在系统内部，缺乏监控程 序或管理软件。
单 片 机
工 控 机
PLC
第四章 微机的控制系统及接口
4.1：概述
计算机的特点是具有存储记忆功能和极强的信息处理能力，它与检测传感装置相结 合，能根据给定的指令和机器的实际运行状态，去控制执行机构完成预定的工作。 增强了机电一体化系统的功能，提高了机电一体化系统的柔性和可靠性，使机电一 体化系统具有了一定的智能。
三、 STD总线工业控制计算机
STD总线工业控制计算机是由某种型号CPU芯片构成的主机板和按要求 配置的I/O功能模板共同插在带有总线板的机箱内，再配上相应的电源 而组成。 1、 Z80系列 Z80系列STD总线工控机的基本系统硬件组成如下： ①CPU板(z80CPU或6418CPU，EPROMRAM，定时器，中断控制器等)； ②存储板(64KB，带后备电池)： ③人一机接口(单色／彩色图形汉字显示／PLC键盘或LED显示小键盘)； ④系统支持板；两级watchdog,电源掉电检测，总线匹配，日历时钟和 SRAM(带电池)； ⑤软件配置可采用z80汇编语言，扩展BASIC语言等。 2、单片机系列 8位的MCS一51和16位MCS一96系列 3、8088系列 8088／8086系列的CPU或NEC的V20／V40系列CPU
3．串行通信接口和工业局域网络功能模板 这是为工控 机之间，系统之间的联系、信号交换而研制的，如RS232、 RS422接口板，构成工业局域网络的网络控制模板等。
机电演讲稿
机电演讲稿I. 引人入胜的开场白。
各位尊敬的老师、同学们：在科技飞速发展的时代，机电一体化技术如同璀璨之星，照亮着我们的工业文明。
今天，我怀着无比激动的心情，站在这里，与大家共同探讨机电演讲的奥秘。
II. 明确的演讲结构和逻辑。
机电一体化技术是一门融合机械、电子、计算机和控制等学科的交叉学科。
演讲中，我们将从以下几个方面进行阐述：1. 机电一体化技术的发展历程。
2. 机电一体化技术的核心技术。
3. 机电一体化技术的应用领域。
III. 有说服力和启示性的内容。
1. 机电一体化技术的发展历程。
从19世纪末的机械自动化到20世纪初的电气自动化，再到21世纪的机电一体化自动化，机电一体化技术经历了从萌芽到成熟的漫长发展过程。
如今，它已成为现代工业中的核心技术之一。
2. 机电一体化技术的核心技术。
机电一体化技术涉及众多的核心技术，包括传感器技术、执行器技术、控制技术和信息处理技术等。
这些技术相互融合、协同工作，实现了机电系统的高精度、高效率和智能化控制。
3. 机电一体化技术的应用领域。
机电一体化技术广泛应用于汽车制造、医疗器械、自动化生产线、智能家居等多个领域。
它大大提高了生产效率、改善了产品质量、减轻了劳动强度，为人类生活带来了质的飞跃。
随着人工智能、物联网和云计算等技术的不断发展，机电一体化技术将迎来新的变革。
未来的工业将朝着智能化、互联化和绿色化的方向发展，机电一体化技术将发挥愈发重要的作用。
IV. 优美的语言、清晰的表达和深刻的思考。
在演讲中，我将使用优美的语言、清晰的表达和深刻的思考，引经据典、旁征博引，让大家深入理解机电一体化技术的精髓。
V. 结语。
各位，机电一体化技术是一座知识的宝库，它不仅蕴藏着丰富的科技知识，更承载着工业文明的进步与发展。
让我们携手共进，深入探索机电一体化技术的奥秘，为我国的工业强国建设贡献自己的力量。
最后，用一句名人名言作结：> “科学技术是第一生产力。
”。
我相信，机电一体化技术将成为推动我国经济社会发展的新引擎，引领我们走向更加美好的未来！谢谢大家！。
机电一体化(讲稿2014年2学期)郭文松
图2-1力-质量系统是一质量系统，如不考虑其它阻力的情况下可建立如下方程：一个给定的转动惯量取决于部件相对于质量和转动惯量的直线和旋转部件组解：例子中计算存在问题,结果也有问题二、弹性系数的转化一般认为位移弹簧储有位能，这与电气网络中的电容或电感相似。
当弹簧变形很小时可看成线性，其表达式为：式（2-5）式（2-5）的物理模型见图2-3，这是一个力弹簧系统。
当给圆棒或轴，附加一个转矩时，圆棒或轴的弹性可用扭力弹簧系数k表示，则扭矩为T(t)，其表达式为：式（2-6）系统中各环节的弹性变形对所研究元件的影响，弹性系数转化如下;式（2-7）式中：k——转化的弹性系数；K j——各构件的弹性系数；i j——各构件到被研究元件的传动比。
上式是对旋转系统而言，如果是移动系统则需要转换串联弹簧的等效计算见图2-5，其数学表达式为:并联弹簧的等效计算见图2-6，其数学表达式为:三、阻尼系数的转化机械系统在工作过程中，相互运动的元件间存在着阻力，并以不同的形式表现出来，如摩擦阻力、流体阻力、以及负载阻力，这些建立物理模型时都需要进行转化，转化为与速度有关的粘滞阻尼力。
（注：阻尼，是指任何振动系统在振动中由于外界作用或系统固有原因引起的振动幅度逐渐下降的特性）。
阻尼对机械的动态特性影响：1、系统部件产生振动时，系统中的阻尼越大，最大振幅越小，且衰减越快。
2、系统的粘滞阻尼摩擦越大，系统的稳态误差就越大，精度降低。
3、系统的粘滞阻尼摩擦对系统的快速响应性产生不利影响。
4、如果系统的刚度低而质量大，则系统的固有频率较低（容易产生共振），此时应增加系统的粘滞阻尼，以减小振幅和加快衰减过程。
（-）直线运动的摩擦两个部件彼此相对运动或者相互间存在运动趋势，就有摩擦力存在。
物理系统的摩擦一般是非线性的。
接触面之间的摩擦力特性往往取决于表面性质，以及相对运动速度等，很难用数学形式描述。
一般摩擦力分为三个类型。
1、静摩擦如图2-7a静摩擦存在于物体运动为零。
机电一化技术讲稿(1)
dp dt
d (T ) dt
T d N dt T TN
TN
TN2 / Jm (W / s)
(2)快速性好，即加速转矩大，频响特性好；
(3)位置控制精度高、调速范围宽、低速运行平稳 无爬行现象、分辨率高、振动噪声小；
(4)适应启、停频繁的工作要求；
(5)可靠性高、寿命长。
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3.2.2控制用电机的种类、特点及选用 启停频率低、但要求低速平稳和扭矩脉动
在空载状态下，转子从静止状态能够不失步地起动时的最大控制频率称为 空载起动频率或空载突跳频率(fq)。当带载起动时，所允许的起跳控制频率 会大大下降。步进电机带动惯性负载时的起跳频率与负载惯量之间的关系 为惯一频特性。一般讲，随着负载惯量的增加，起跳频率也会降低。除惯 性负载之外，还有外负载力矩，则起跳频率将会进一步下降。一般来说， fmax远远大于起动频率，在高于最高连续运行频率时，电机将产生失步。在 不同负载下，电机允许的最高连续运行频率是不同的。一般步进电机的技 术说明书上都指明空载最高连续运行频率和空载起动频率。在有负载情况 下，不失步启动所允许的起动频率将大大降低。为了缩短起动时间，可在 一定的起动时间内将电脉冲频率按一定的规律逐渐增加到所允许的运行频 率。
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本次课的任务
1.了解执行元件的种类、特点及基本要求；了解 步进电机技术指标；
2.机电一体化系统(或产品)对执行元件的基本要 求；控制用电机的基本要求、种类、特点及选用；
3.掌握步进电机的工作原理
-步进电机环形脉冲分配方式 -步距角的计算
4.步进电机的运行特性及性能指标 5.步进电机的驱动与控制
③控制性能好。在起动、停止、反转时不易“丢步”。
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1．步进电机的种类
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• 滚道型面与滚珠接触点之法线与丝杠轴向之垂线 间的夹角被称为接触角，一般为45° 。
• 单圆弧型：图(a)有： R／rb有1.04和1.1l两种。 • 双圆弧型： 图(b)
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(2)滚珠的循环方式
•有内循环和外循 环二种
•内循环 ：如图
•优点：滚珠循环
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2.1.3 滚珠丝杠传动部件
• 1．组成及特点
• 组成：由丝杆3、螺母 2、滚珠4和反向器(滚 珠循环反向装置)1等四 部分组成。
• 优点 ：轴向刚度高、 运动平稳、传动精度 高；不易磨损，使用 寿命长等优点。
• 缺点：不能自锁，具 有传动的可逆性。 可编辑ppt 结构
运行轨迹 9
2．滚珠丝杠副的典型结构类型：
•②高速化——
•③小型化、轻量化——
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常见的机械传动机构
• 螺旋传动 • 齿轮传动 • 同步带传动 • 高速带传动 • 非线性传动 • ……
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2.1.2 丝杆螺母机构基本传动形式
丝杠
螺母
转 动
移 动
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（5）其它传动方式（例差动传动方式）
• 原1动导02程理螺)两的：母段大丝1螺的小杆纹移相上，动差有其距较基旋离少本向为，导相s则＝程同可n(或(。获10螺当得l—距丝较l02)杆小)不，的2同如转位的果动移(两时如s。基，l01、本可 • 应用场合：多用于各种微动机构中。
–(1)双螺母螺纹预紧调整式 –(2)双螺母齿差预紧调整式 –(3)双螺母垫片调整预紧式 –(4)弹簧式自动调整预紧式 –(5)单螺母变位导程自预紧式和单螺母滚珠过盈 预紧式
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(1)双螺母螺纹预紧调整
• 如图所示，螺母3的外端有凸缘，而螺母4的外端虽无凸缘， 但制有螺纹，并通过二个圆螺母固定。调整时旋转圆螺母 2消除轴向间隙并产生一定的预紧力，然后用锁紧螺母1锁 紧。预紧后两个螺母中的滚珠相向受力(如图b)，从而消 除轴向间隙。其特点是结构简单、刚性好、预紧可靠，使 用中调整方便，但不能精确定量地调整。
–精度要求高时应选取较小的基本导程。滚珠的 工作圈(或列)数和工作滚珠的数量N由试验可 知：第一、第二和第三圈(或列)分别承受轴向 载荷的50%、30%和20%左右。因此，工作圈 (或列)数一般取2.5～3.5。
–滚珠总数N一般不超过150个。
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5．滚珠丝杠副轴向间隙调整与预紧
•常用的几种调整预紧方法
复习
• 1、提出了机电一体化系统的概念。 • 2、分析了它的五大构成要素和五大功能。 • 3、各要素之间通过接口进行联结，不同的分类有
不同的接口。 • 4、讲述了机电一体化系统的设计流程。 • 5、机电一体化系统的评价。 • 6、考虑的方法（3种）和设计的类型（3种) • 7、机电一体化工程与系统工程的异同 • 8、设计的程序、准则、规律 • 9、机电一体化设计与现代设计方法（6种）
的寸小、易于制造。
但是挡珠器刚性差、易磨
损。
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②插管式
•用一弯管1代替螺纹凹槽，弯管的两端插入与螺纹滚道5相 切的两个内孔，用弯管的端部引导滚珠4进入弯管，构成滚 珠的循环回路，再用压板2和螺钉将弯管固定。
•结构简单、容易制造。但是径向尺寸较大，弯管端部用作 挡珠器比较容易磨损。
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③端盖式
•构造：在螺母1上钻出纵向 孔作为滚子回程滚道，螺母 两端装有两块扇形盖板或套 筒2，滚珠的回程道口就在盖 板上。滚道半径为滚珠直径 的1.4～1.6倍。
•特点：结构简单、工艺性好， 但滚道吻接和弯曲处圆角不 易做准确而影响其性能，故 应用较少。常以单螺母形式 用作升降传动机构。
• (2)缩短传动链，提高传动与支承刚度，
• (3)选用最佳传动比，以达到提高系统分辨率、减 少等效到执行元件输出轴上的等效转动惯量，尽 可能提高加速能力。
• (4)缩小反向死区误差。
• (5)改进支承及架体的结构设计以提高刚性、减少 振动、降低噪声。
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2.1 传动部件的选择与设计
• 2.1.1 机械传动部件及其功能要求 •①精密化——
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本节重点
• 1.丝杠螺母传动机构的基本传动形式；丝杠 螺母副的的组成及特点；
• 2.滚珠丝杠副的典型结构；循环方式；预紧 方式；
• 3.滚珠丝杠副的选择方法
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实例：X-Y工作台的结构
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第二章 机械系统的部件选择与设计
• 概述
• 采取措施
• (1)采用低摩擦阻力的传动部件和导向支承部件。
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3．滚珠丝杠副的主要尺寸参数
• 公称直径d0 ： • 基本导程l0(或螺距t) ： • 行程l：
• 还有丝杆螺纹大径d、丝杆螺纹小径d1、滚珠直径db、螺 母螺纹大径D、螺母螺纹小径D1、丝杆螺纹全长ls等。
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基本导程的大小的确定
•根据机电一体化系统的精度要求确定：
的回路短、流畅
性好、效率高、
螺母的径向尺寸 •工作原理：在螺母2的侧面孔内装有接
也较小。
通相邻滚道的反向器4，利用反向器引 导滚珠3越过丝杆1的螺纹顶部进入相邻
•缺点：反向器加 滚道，形成一个循环回路。一般在同一
工 困 难 、 装 配 调 螺母上装有2～4个滚珠用反向器，并沿
整也不方便。 螺母圆周均匀分布。
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浮动式反向器的内循环滚珠丝杠副
•结构特点:反向器1上的安装孔有0.01～0.015mm的配合间隙，反向器
弧面上加工有圆弧槽，槽内安装拱形片簧4，外有弹簧套2，籍助拱形片 簧的弹力，始终给反向器一个径向推力，使位于回珠圆弧槽内的滚珠与 丝杆3表面保持一定的压力，从而使槽内滚珠代替了定位键而对反向器 起到自定位作用。
•优点：在高频浮动中达到回珠圆弧槽进出口的自动对接，通道流畅、
摩擦特性较好，更适用于高速、高灵敏度、高刚性的精密进给系统。
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外循环
• 从结构上看，外循环有三 种形式：
• ①螺旋槽式 ：在螺母2的 外圆表面上铣出螺纹凹槽，
槽的两端钻出二个与螺纹
滚道相切的通孔，螺纹滚 道内装入二个挡珠器4引导 滚珠3通过这二个孔，应用 套筒1盖住凹槽，构成滚珠