机电一体化课程设计机设
机电一体化技术课程设计
机电一体化技术课程设计引言机电一体化技术是一种新兴的技术，已经得到广泛的应用。
机电一体化技术能够有效解决机械工程的自动化问题，并且有效降低了生产成本。
在当前工业中，机电一体化技术已经成为了制造业的基础。
本文将详细介绍机电一体化技术的课程设计。
课程目标本课程设计旨在培养学生对机电一体化技术的理解，学生在本课程中将会了解机电一体化技术的原理、应用、以及实现方法。
此外，本课程还旨在培养学生解决机械制造过程中自动化问题的能力，以及掌握机电一体化控制系统的设计、实现、和维护技术。
课程内容第一部分：机电一体化技术原理本部分将会介绍机电一体化技术的原理，包括机电一体化系统的构成、自动化技术、传感器和执行器、以及机电一体化系统的硬件和软件架构等等。
学生需要掌握机电一体化技术的原理，以及机电一体化系统的构成和工作原理。
第二部分：机电一体化技术应用本部分将会介绍机电一体化技术的应用，包括机床、自动化生产线、以及工业机器人等等。
学生需要掌握机电一体化技术在实际应用中的情况。
第三部分：机电一体化控制系统本部分将会介绍机电一体化控制系统的设计、实现、和维护技术。
学生需要掌握机电一体化控制系统的设计方法、控制方法、软件和硬件平台等等。
课程作业学生将会数次完成小组课程作业。
学生需要组成小组，根据实际问题设计和实现机电一体化控制系统，例如控制一台简单的继电器控制电机的系统，或者控制一台工业机器人的系统，或者控制一条自动化生产线的系统等等。
期末项目学生将会在本学期结束时完成期末项目。
学生可以自选实现一个机电一体化控制系统，包括问题定义、方案设计、系统实现、以及系统测试和优化等等。
课程评估学生的评估将会根据学生在课堂作业和期末项目中的表现来评估。
学生需要达到一定的水平才能获得课程学分，在学生的评估中学生的主动学习和创造性的应用将会得到充分的认可。
结论本文介绍了机电一体化技术的课程设计内容和评估方式。
希望通过本课程的学习，学生将能够掌握机电一体化技术的原理、应用和控制系统的设计、实现、和维护技术，为未来从事机械工程、控制工程和自动化工程等等方面的研究和应用奠定基础。
机电一体化课程设计
机电一体化课程设计设计目的本课程旨在帮助学生全面了解机电一体化技术的基本概念、原理和应用，培养学生的跨学科综合能力，提高学生的实际动手能力和解决实际问题的能力。
教学目标•了解机电一体化技术的基本概念和原理•掌握机电一体化技术在工程实践中的应用•培养学生的动手能力和实际问题解决能力•提高学生的团队合作能力和跨学科综合能力教学内容1.机电一体化技术概述2.传感器与执行器3.控制系统与自动化4.机械设计与制造5.电气与电子技术6.机电一体化系统集成与应用教学方法•理论讲授结合实例分析•教师和学生参与讨论•实验操作与实践综合•项目实战案例分析教学评估•学生课堂表现及作业考核•期中期末综合考核•课程设计和项目实战评比实验与实践1.传感器与执行器实验2.控制系统与自动化实验3.机械设计与制造实践4.电气与电子技术实验5.机电一体化系统集成与应用项目实战资源支持•实验室设备和工具支持•外部企业合作支持•教学资料和参考书籍支持教学团队•主讲教师：机电一体化专业教师•实验指导教师：相关实验室实验指导老师•项目实战指导老师：相关工程项目经验丰富的老师•《机电一体化技术导论》•《机电一体化系统集成与应用》•相关学术论文和案例分析以上是机电一体化课程设计的详细方案，希望能对您的参考有所帮助。
特殊应用场合一：智能家居增加条款•增加智能家居技术的介绍和应用范围•增加智能家居系统的结构和组成•增加智能家居系统的集成及核心技术介绍•增加智能家居系统的特别注意事项，如数据安全等相关问题及注意事项•数据安全问题，需要采用加密算法保障，如AES加密算法；•协议转换问题，各智能设备采用不同的通信协议，需要根据实际情况进行转换；•语音识别准确性问题，需要进行多场景训练，提高识别准确性；•技术更新换代问题，智能家居技术日新月异，需定期更新技术和设备。
特殊应用场合二：智能物流增加条款•增加智能物流技术的介绍和应用范围•增加智能物流系统的结构和组成•增加智能物流系统的集成及核心技术介绍•增加智能物流系统的特别注意事项，如物流路径规划等相关问题及注意事项•物流路径规划问题，需要考虑路程、道路状况、货物重量等多个因素进行求解；•智能识别问题，需要采用深度学习等技术，实现对货物的自动识别和分类；•跨地区协调问题，需要建立覆盖全国的智能物流网络，实现各地区之间物流的快速协调；•安全问题，智能物流系统涉及大量的物资财产和数据信息，需要采用多层安全保障机制，如认证、加密、监控等措施。
机电一体化专业课程设计报告
机电一体化专业课程设计一、选题背景机电一体化课程设计作为机械电子专业的实践教学环节, 考察学生综合运用所学专业知识进行分析问题和解决问题的能力. 科学合理地安排课程设计的内容使学生即能在有限的时间内掌机电一体化设备的设计过程, 培养学生的工程设计能力和解决实际问题能力, 又能训练学生抓住问题的主要矛盾有针对性的加以深入的研究是课程设计成功与否的关键所在. 本文针对课程设计教学过程中实际遇到的问题,探索机电一体化课程设计的内容设置, 对于提高课程设计的教学质量具有重要意义.二、设计要求设计一电路板控制系统，检测液压油油、压油温检测系统，其中压力P〈=15，油温T〈=80C，绘制电路原理图和电路板图。
三、选题目的当代数学信号处理的发展趋势之一是在通用的硬件上借助软件实现复杂的功能，伴随对软件依赖性的增加，软件的开发成本也相应提高，甚至出现赶超硬件投入的趋势。
机电一体化是指机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进了电子技术，并将机械装备和电子设备以及软件等有机的结合起来所构成的系统的总称。
也就是说机电一体化的连接机械和电子、气压、液压等相关的的关键技术，在微电子技术、计算机技术、及信息处理技术的高速发展，消费者对高性能、高自动化的机械化产品提出了更高的要求，也就是要求我们从事机械设计制造及自动化行业的技术人员掌握机电一体化技术的重要性所在。
机电一体化的关键技术有：（ 1 ）机械技术，（2）计算机及信息处理技术，（3）系统技术，（4）自动控制技术，（5）传感检测技术，（6）侍服传动技术。
在新的历史背景下，同时因也是个知识爆炸的年代，不管是对祖国经济的发展，还是一个很现实的问题：对自己将来的发展，对于掌握、精通这门技术都尤为的显得重要。
而这次课程设计，一方面让我们从理论到实践的一个联系，另一方面也是温习和巩固所学的专业知识特别是单片机方面的知识，对于单片机系统能够从整体上认识和把握，能够从整体的高度上根据实际需求设计出有效的系统。
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机电一体化系统设计是一门涉及多个学科领域的课程，需要学生综合应用机械设计、电气工程、控制工程等知识，将机械和电子相结合，实现系统自动化控制和优化。
以下是一些可能的课程设计主题和步骤，供参考：
设计一个自动化生产线：学生可以根据一定的生产任务要求，设计一个包含多个工作站的生产线，要求实现自动化控制、物料输送、零部件加工、质量检测等功能。
学生需要考虑机械部分的设计和制造，电气控制系统的设计与编程，以及整个系统的优化调试。
设计一个自动驾驶小车：学生可以选择一个现有的小车平台，通过搭载各种传感器和控制电路，实现自动驾驶功能。
学生需要学习机器视觉、Lidar雷达等技术，掌握小车路径规划和控制算法，以及电子电路设计和调试技巧。
设计一个智能家居系统：学生可以设计一个包含多个智能设备的家居系统，例如温度控制器、照明系统、智能锁等，实现远程控制和
智能联动。
学生需要学习无线通信技术、物联网协议、嵌入式系统设计等知识，掌握电子电路和程序设计技能。
设计一个机器人系统：学生可以设计一个具有自主导航和自主控制能力的机器人系统，例如巡检机器人、拾取机器人等。
学生需要学习机器人动力学、路径规划、机器视觉等技术，掌握机械设计和电子控制技能，以及编写机器人控制程序的能力。
在进行课程设计时，建议采用分组或个人完成的形式，根据课程要求和时间安排，确定任务目标、分工协作、进度管理等方面的具体内容。
同时，需要注意安全问题，加强实验室安全教育和管理，保证学生人身安全和设备安全。
机电一体化系统设计第二版课程设计
机电一体化系统设计第二版课程设计概述本课程设计旨在运用机电一体化的知识，完成一台具有完整机电一体化系统体系结构的机械及其控制系统。
通过本课程设计，希望学生们能够掌握机电一体化系统设计的方法和技能，以及掌握系统设计、机械设计和控制系统设计等方面的综合能力。
设计任务设计一台模拟生产线过程的机械并配备相应的控制系统，以完成自动化生产线上的生产任务。
设计的机械应能够具备多种功能特点，例如自动分拣、切割和堆垛等工作，同时具备跟踪控制，安全保护，维修与调试等多种功能。
设计原则1.设计应具备先进性和实用性，以最大限度地满足实际生产需求。
2.系统应保证运行的可靠性和稳定性，降低因意外故障导致的生产线停顿率。
3.应达到生产效率和质量的双重要求。
4.充分考虑机械、控制系统整体的设计与集成，确保实现机电一体化效果。
设计流程1.确定设计要求，明确机械和控制系统的功能需求及性能标准。
2.进行市场调研，确定可行的方案，考虑机械与控制系统的整体集成，保证机电一体化的效果。
3.进行机械结构设计，包括3D模型设计、零件图纸绘制与操作方案的设计等。
4.进行控制系统设计，涉及电气电子控制系统的设计、PLC控制器的编程、人机界面的设计等环节。
5.进行机械和控制系统的联调，调试并运行检测。
6.进行测试和试验，在实际生产环境下检验系统的性能和可靠性。
7.进行方案评估和效果分析，优化系统设计。
设计内容设计内容主要分为两个方面：机械部分和控制系统部分。
机械部分1.确定机械的结构设计方案。
2.设计机械的3D模型。
3.绘制机械零部件图纸。
4.设计机械操作方案。
控制系统部分1.设计电气电子控制系统方案，包括传感器、执行器、驱动器等控制元件的确定。
2.对PLC控制器进行编程。
3.设计和实现人机界面系统。
4.调试控制系统的各个部分，并进行系统集成测试。
设备说明机械设备清单序号设备名称规格型号数量1 传送带宽度1500mm，长度10000mm 12 自动分拣系统– 13 切割系统进口激光数控切割机 14 堆垛系统最大承载1000kg 1控制系统清单序号设备名称规格型号数量1 PLC控制器– 12 人机界面设备– 13 传感器–104 执行器–105 控制柜– 1序号设备名称规格型号数量6 电缆线–若干总结机电一体化系统设计是一个相当有挑战性的任务，需要综合运用机械、电气、电子、自动控制等多学科知识。
《机电一体化系统设计课程设计》设计说明书
《机电一体化系统设计课程设计》设计说明书一、课程设计的目的机电一体化系统设计是一门综合性很强的课程，通过本次课程设计，旨在让我们将所学的机电一体化相关知识进行综合运用，培养我们独立设计和解决实际问题的能力。
具体来说，课程设计的目的包括以下几个方面：1、加深对机电一体化系统概念的理解，掌握系统设计的基本方法和步骤。
2、熟悉机械、电子、控制等多个领域的知识在机电一体化系统中的融合与应用。
3、培养我们的工程实践能力，包括方案设计、图纸绘制、参数计算、器件选型等。
4、提高我们的创新思维和团队协作能力，为今后从事相关工作打下坚实的基础。
二、课程设计的任务和要求本次课程设计的任务是设计一个具有特定功能的机电一体化系统，具体要求如下：1、确定系统的功能和性能指标，包括运动方式、精度要求、速度范围等。
2、进行系统的总体方案设计，包括机械结构、驱动系统、控制系统等的选择和布局。
3、完成机械结构的详细设计，绘制装配图和零件图。
4、选择合适的驱动电机、传感器、控制器等器件，并进行参数计算和选型。
5、设计控制系统的硬件电路和软件程序，实现系统的控制功能。
6、对设计的系统进行性能分析和优化，确保满足设计要求。
三、系统方案设计1、功能需求分析经过对任务要求的仔细研究，确定本次设计的机电一体化系统为一个小型物料搬运机器人。
该机器人能够在规定的工作空间内自主移动，抓取和搬运一定重量的物料，并放置到指定位置。
2、总体方案设计（1）机械结构采用轮式移动平台，通过直流电机驱动轮子实现机器人的移动。
机械手臂采用关节式结构，由三个自由度组成，分别实现手臂的伸缩、升降和旋转，通过舵机进行驱动。
抓取机构采用气动夹爪，通过气缸控制夹爪的开合。
（2）驱动系统移动平台的驱动电机选择直流无刷电机，通过减速器与轮子连接，以提供足够的扭矩和速度。
机械手臂的关节驱动选择舵机，舵机具有控制精度高、响应速度快等优点。
抓取机构的气缸由气泵提供气源，通过电磁阀控制气缸的动作。
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。
机电一体化课程设计
机电一体化课程设计一、课程设计的背景和意义机电一体化是指机械工程和电气工程的融合，将机械和电气两个领域的知识与技术有机地结合起来，形成一种新的综合学科。
随着科技的快速发展，机电一体化在现代制造业中发挥着重要的作用。
因此，开设机电一体化课程既是适应时代发展的需要，也是培养学生综合能力的重要途径。
机电一体化课程的设计意义不仅在于培养学生的专业知识和技能，更重要的是培养学生的创新意识和实践能力。
通过实践课程设计，学生不仅能够熟悉机电一体化的基本理论和工程技术，还能够通过实践项目来锻炼解决实际问题的能力，培养学生的创新思维和团队合作精神。
二、课程设计的目标和要求机电一体化课程设计的目标是培养学生掌握机电一体化的基本理论和工程技术，具备独立开展机电系统的设计和实施能力。
具体要求如下：1.理论知识：学生应掌握机电一体化的基本原理、技术和方法，了解机电系统的设计和运行原理；2.技术能力：学生应具备使用相关软件和硬件工具进行机电系统设计、模拟和测试的能力；3.实践能力：学生应能够独立完成机电系统的设计和实施，并能解决实际工程中遇到的问题；4.创新能力：学生应具备独立思考和创新的能力，能够提出改进机电系统性能的方案。
三、课程设计的内容机电一体化课程设计的内容包括以下几个方面：1.理论学习：学生将学习机电一体化的基本原理和技术，了解机电系统的设计和运行原理。
包括机械工程基础知识、电气工程基础知识、自动控制理论等方面的内容；2.实践项目：学生将参与一项机电一体化实践项目，通过实际操作来巩固和应用所学的理论知识。
实践项目可以是机械组件的设计和制造、电气电子系统的集成与测试等；3.实验与测试：学生将进行一系列实验和测试，以验证机电系统的设计和运行效果。
实验可以包括传感器的选型和调试、电机控制系统的调试等；4.综合评估：学生将根据实践项目的完成情况、实验和测试的结果以及论文的撰写质量进行综合评估，以评判学生的课程设计水平和综合能力。
机电一体化(波轮式全自动洗衣机)课程设计
目录前言........................................... 错误!未定义书签。
洗衣机说明书1. 课程设计的任务.............................. 错误!未定义书签。
2. 洗衣机简介 (2)2.1全自动洗衣机特点 (3)2.2洗衣机工作原理概述 (4)3. 传动方案讨论 (4)4.传动系统的设计计算 (6)4.1减速离合器的结构和工作原理简介 (6)4.2减速离合器零部件的计算与选择 (13)4.3减速离合器零件装配图 (16)5.进/排水系统结构原理简介 (16)5.1进水电磁阀的结构与工作原理 (17)5.2排水电磁阀的结构与工作原理 (18)5.3水位开关控制原理 (20)6.控制系统的设计 (22)6.1控制芯片的选择 (22)6.2程序框图 (22)6.3控制程序设计 (24)6.4电气控制图 (39)心得体会 (40)参考文献 (41)附录 (41)前言本次机电一体化课程设计的重点在于硬件部分的减速离合器设计。
经过小组提出方案对比与讨论，最终决定使用单向轴承式减速离合器，具体讨论过程将在后面的说明书中详细介绍。
减速离合器的各部件的选择、设计是洗衣机硬件部分的设计重点，其具有体积小，功能多，零部件构成复杂等特点。
主要构成部分有离合装置，制动装置以与行星轮系二级减速装置，这些装置的设计尺寸选择，功能原理将在后面的洗衣机说明书中详细介绍。
考虑到设计的是家用洗衣机，并根据对洗衣机体积，功能的要求确定洗衣机采用以单片机为核心的通用自动控制装置，它具有功能强、可靠性强、编程简单、使用方便、体积小等特点。
该控制系统可实现用编写的程序进行逻辑控制、定时、记数和算术运算等，并通过数字量和模拟量的输入/输出来控制机械设备或生产过程。
该设计为单片机控制的全自动家用洗衣机，主要介绍了全自动洗衣机的工作原理（主要是重点设计部件减速离合器），控制系统的单片机的选型和资源的配置，控制系统程序设计与调试，控制系统单片机程序。
机电一体化课程设计
机电一体化课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解机电一体化的基本概念，掌握其核心组成部分及工作原理；2. 学习并掌握机电一体化系统中的常见传感器、执行器及其应用；3. 掌握机电一体化系统设计的基本流程和方法，能够进行简单的系统分析与设计。
技能目标：1. 能够运用所学知识，进行简单的机电一体化系统组装与调试；2. 培养学生运用CAD软件进行机电一体化系统零部件的设计与绘图的技能；3. 提高学生团队协作能力，培养在项目实践中解决问题、动手操作的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对机电一体化技术的兴趣，激发创新意识，提高学习积极性；2. 培养学生具备良好的工程素养，认识到机电一体化技术在工业发展中的重要性；3. 培养学生的环保意识，关注机电一体化技术在节能减排方面的应用。
课程性质分析：本课程为实践性较强的学科，旨在培养学生的动手能力、设计能力和创新能力。
学生特点分析：学生为高中年级，已具备一定的物理、数学基础，对机电一体化技术有一定了解，但缺乏实践经验。
教学要求：结合课程性质、学生特点，注重理论与实践相结合，强调实践操作，培养学生在实际项目中的应用能力。
通过课程学习，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面达到预期目标，为后续学习打下坚实基础。
二、教学内容1. 机电一体化基本概念：介绍机电一体化的定义、特点及发展历程，对应教材第一章内容。
- 机电一体化的基本组成部分- 机电一体化的应用领域及发展趋势2. 传感器与执行器：学习各类传感器、执行器的工作原理与应用，对应教材第二章内容。
- 常见传感器的工作原理及选用方法- 常见执行器的类型、原理及控制方法3. 机电一体化系统设计：讲解机电一体化系统设计的基本流程、方法及注意事项，对应教材第三章内容。
- 系统设计的基本步骤- 常用设计方法及案例分析- 设计中应注意的问题及解决方案4. CAD软件应用：学习CAD软件在机电一体化设计中的应用，对应教材第四章内容。
机电一体化系统课程设计免费范文
机电一体化系统课程设计一、概述机电一体化系统是指将机械、电子、控制等多学科有机地结合起来，形成一个具有机械、电气、电子等功能部分的新型产品或系统。
随着科学技术的不断发展，机电一体化系统在工业、交通、农业等领域的应用日益广泛。
为了培养学生的综合能力和实际操作能力，机电一体化系统课程设计成为一门重要课程。
本篇文章将介绍一篇免费的机电一体化系统课程设计范文，旨在帮助同学们更好地理解该课程的设计要求和实际操作过程。
二、课程设计内容1. 课程设计主题：基于PLC的自动化控制系统设计2. 设计要求：a. 选择一个具体的工业生产场景，例如流水线生产、自动包装、自动搬运等；b. 设计一个基于PLC的自动化控制系统，实现对该生产场景的自动控制和监测；c. 设计系统的硬件配置和接线图，包括传感器、执行器、PLC等设备的选型和连接方式；d. 编写PLC控制程序，实现对生产场景的自动化控制；e. 设计人机界面，实现对系统的监控和操作；f. 编写课程设计报告，包括设计思路、系统配置、程序代码等内容。
三、课程设计步骤1. 选择工业生产场景根据实际情况，选择一个具体的工业生产场景作为课程设计的基础，例如流水线生产。
2. 系统需求分析分析所选生产场景的具体要求，包括自动控制的功能需求、安全性要求、生产效率要求等。
3. 硬件配置和接线图设计根据系统需求，选择合适的传感器、执行器和PLC等硬件设备，并设计它们之间的连接方式。
4. PLC控制程序设计根据系统需求，编写PLC控制程序，实现对生产场景的自动化控制。
5. 人机界面设计设计一个直观简洁的人机界面，实现对系统的监控和操作。
6. 系统调试和实验验证将硬件设备和控制程序进行组装和调试，验证系统在实际场景中的性能和稳定性。
7. 课程设计报告撰写撰写课程设计报告，包括系统设计思路、硬件配置、程序代码、系统调试结果等内容。
四、课程设计范文（此处省略具体的课程设计范文，仅列出课程设计内容的大纲）1. 课程设计主题：基于PLC的自动化控制系统设计2. 设计要求：a. 选择流水线生产场景；b. 设计一个基于PLC的自动化控制系统，实现对流水线的自动控制和监测；c. 设计系统的硬件配置和接线图，包括传感器、执行器、PLC等设备的选型和连接方式；d. 编写PLC控制程序，实现对流水线的自动化控制；e. 设计人机界面，实现对系统的监控和操作；f. 编写课程设计报告，包括设计思路、系统配置、程序代码等内容。
机电一体化系统设计 课程设计
一、概述机电一体化系统是指在机械与电气领域的融合中，通过智能化、自动化技术手段的应用，实现机械和电气控制及驱动一体化。
机电一体化系统的设计是一个复杂而又重要的课题，涉及到机械、电子、自动控制、传感器、软件等多个领域的知识。
在现代工业生产中，机电一体化系统已经得到广泛应用，因其具有高性能、高效率、高灵活性和可靠性等优点，因此对其设计的研究与应用愈发受到重视。
二、机电一体化系统设计的基本原理1. 机电一体化系统的定义机电一体化系统是指在机械、电子、计算机、自动控制等多个领域知识的基础上，将各种设备或系统组合成一个整体，在保证各子系统之间具有联动性、互补性和协调性的基础上，使之实现协同工作，其目的是提高系统的集成度、稳定性和可靠性，降低能源消耗和材料的浪费。
2. 机电一体化系统设计的基本原理（1）需求分析：根据客户需求以及系统使用环境等，对机电一体化系统的功能和性能进行详细的分析和界定，确定系统的基本要求和指标。
（2）功能设计：在明确了系统的需求后，根据系统的功能和性能要求，进行系统的结构设计、模块设计、软硬件设计等。
（3）控制系统设计：设计和实现机电一体化系统的控制策略，选择合适的传感器、执行器和控制器，并设计相应的控制算法。
（4）通信网络设计：建立合适的通信网络，实现不同设备之间的数据交换和信息传递。
（5）安全性设计：设计系统的安全控制系统，保证系统在运行过程中的安全性。
（6）可靠性设计：考虑系统的故障预防、故障检测和故障诊断手段。
（7）试验验证：通过实验验证，检验系统的各项指标是否符合设计要求。
三、机电一体化系统设计的主要挑战1. 多学科交叉：机电一体化系统设计需要涉及到机械、电子、计算机、自动控制等多个学科的知识，需要具备全面的知识背景和跨学科的综合能力。
2. 复杂性：机电一体化系统设计需要考虑到各种不同的因素，如机械结构、传感器、执行器、控制算法等，使得系统设计变得极为复杂。
3. 故障预防：机电一体化系统工作环境复杂，系统工作稳定性要求高，需要考虑到各种故障可能性，并提出相应的预防措施。
机电一体化课程设计报告书
《机电一体化创新设计项目》实验教学大纲(一)一、课程简介课程名称：机电一体化创新设计项目Creative Design of Electromechanical Integration课程代码： 112010学分和总学时： 3学分 72学时实验（上机）学时： 30学时开课单位：机电工程学院选课对象：机械设计制造及其自动化专业二、课程内容与实验目的：本项目课程以德国慧鱼公司生产的机电产品模型为对象，学生通过装配机电设备模型，对设备进行较为细致的观察和分析，从而完成综合性的设计训练过程。
虽然用模型学生可装配出各种各样的产品，但学生学习的重点是选定其中一个产品进行分析研究；对产品进行编程运行，检验其功能、性能等效果；初步掌握开发、设计一个产品的有关过程；学习查阅资料，为自己的设计和分析提供理论依据。
加强实践教学，培养学生的动手能力，在一定程度上改变工科教学重理论教学，轻实践环节的现状，使学生生动活泼地进行学习，较全面地掌握各类机械机构，机电一体化机构、计算机编程等基本知识。
本课程的任务是，在简明扼要的介绍各类装置之后，对指定装置进行测绘，学生完成所有零件图、部件图、最后完成总装图设计。
根据学生的能力，还可进行相关的改进设计、动画设计等。
在设计过程中，学生还可接触到机械装备的控制、驱动、传动的技术，学习机械制造中的工艺、工装、测量等知识。
三、实验教材与实验考核本课程通过对指定的装置或模型进行测绘和设计，设计时采用三维设计软件，使学生对设备的结构和组成等获得较为丰富的感性认识，对机械装置的设计过程和设计要点有基本概念，为完成后面的设计任务，以及完成将来的学习任务提供思维源泉。
实验教材有实验指导书、实验设备供学生使用。
项目过程中学生要自学Solidworks等三维设计软件，独立的完成课程内容。
实验考核评分参考平时成绩和实验报告成绩，设计图纸的质量，以及答辩的情况给定。
比例基本参考如下：平时成绩10%，实验报告成绩10%，设计图纸的质量40%，答辩的情况40%。
机电一体化的课程设计
机电一体化的课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解机电一体化的基本概念，掌握其核心组成部分及工作原理；2. 掌握机电一体化系统中的传感器、执行器、控制器的功能及相互关系；3. 了解常见机电一体化设备的结构、原理及应用。
技能目标：1. 能够分析并绘制简单的机电一体化系统原理图；2. 能够运用所学知识对机电一体化设备进行故障排查和维护；3. 能够运用相关软件对机电一体化系统进行仿真分析。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对机电一体化的兴趣，激发其探索精神和创新意识；2. 培养学生具备良好的团队合作精神，学会与他人共同解决问题；3. 增强学生的环保意识，使其关注机电一体化技术在可持续发展中的作用。
课程性质：本课程旨在帮助学生建立机电一体化的基本概念，掌握相关知识和技能，培养其实践操作能力，提高解决实际问题的能力。
学生特点：本课程针对的是高年级学生，他们已具备一定的物理、数学和工程基础知识，具有较强的学习能力和实践操作能力。
教学要求：结合学生特点和课程性质，将课程目标分解为具体的学习成果，注重理论与实践相结合，提高学生的综合运用能力。
在教学过程中，注重启发式教学，引导学生主动探究，培养其创新精神和团队合作能力。
同时，关注学生的个体差异，因材施教，使每位学生都能在课程中取得良好的学习效果。
二、教学内容1. 机电一体化基本概念：介绍机电一体化的定义、发展历程、应用领域及发展趋势；教材章节：第一章内容列举：1.1 机电一体化的定义；1.2 发展历程；1.3 应用领域；1.4 发展趋势。
2. 机电一体化系统组成：讲解传感器、执行器、控制器等核心组成部分的功能及相互关系；教材章节：第二章内容列举：2.1 传感器；2.2 执行器；2.3 控制器；2.4 各组成部分的相互关系。
3. 常见机电一体化设备：分析典型机电一体化设备的结构、原理及应用；教材章节：第三章内容列举：3.1 数控机床；3.2 工业机器人；3.3 智能家居；3.4 自动化生产线。
机电一体化系统设计课程设计范本
江西机电职业技术学院毕业设计设计课题___________________________ 系部___________________________ 专业___________________________ 班级___________________________ 姓名___________________________ 学号___________________________ 指导老师___________________________ 任务书发给日期______________________ 预定完成日期________________________课程设计完成的技术文件1.课题的目的和意义 (1)2.课题任务的控制要求 (2)3.PLC外部硬件连接图 (2)4.输入输出点地址分配 (4)5.梯形图程序 (5)5.1符号表 (5)5.2梯形图 (6)6.指令语句表 (12)7.模拟调试的过程和出现问题的分析 (16)7.1系统调试及解决的问题 (16)7.2结果分析 (16)8.调试程序所用的试验设备 (17)9.设计体会 (20)10. 参考文献 (21)自动售货机的模拟控制1.课题的目的和意义PLC的发展与计算机技术、半导体技术、控制技术、数字技术、通信网络技术等高新技术的发展息息相关，这些高新技术的发展推动了PLC的发展，而PLC 得发展又对这些高新技术提出了更高更新的要求，促进了他们的发展。
本次设计就在于结合PLC的种种优点联系实际情况来弥补原有系统的不足，利用PLC控制的自动售货机提高了系统的稳定性，保证了自动售货机能够长期稳定的运行。
自动售货机能够充分补充人力资源的不足，适应消费环境和消费模式的变化，可以更省力，运营时需要的资本少、面积小，有吸引人们购买好奇心的自身性能，可以很好地解决人工费用上升的问题等各项优点。
很多城市的公共场所里面都放置有自动售货机。
出售的商品五花八门,从饮料、零食、香烟、糖果、方便面、照相机等。
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《机电一体化课程设计》课程设计说明书题目数控两轴旋转工作台设计工作机械工程学院机械设计制造及其自动化专业0804班41号学生姓名曾斌斌.指导教师黄中华刘玉松.完成日期2012年12月29日.湖南工程学院机械工程系湖南工程学院课程设计任务书数控两轴旋转工作台设计工作设计题目：姓名曾斌斌系别机械专业机械设计制造及自动化班级JS0804 学号41 指导老师黄中华刘玉松教研室主任陈小异一、基本任务及要求1．设计任务1) 课题内容简介或设计要求：完成如图所示两轴步进电机驱动运动工作台及控制系统的设计；要求工作台旋转输出精度2mrad，工作台重20Kg, 具备锁住功能，步进电转速<300rpm，有手动控制旋转角度功能和角度显示功能；2) 包括步进电机及驱动器的选择、减速器的设计、单片机控制、输入电路、控制电路、等主要组成部分。
3) 设计内容包括：总体设计，机械系统的设计与计算，计算机控制系统设计，编写设计计算说明书；2．要求1) 机械部分的设计：零件图，装配图；2）计算机控制系统的设计：控制系统接口图。
二、进度安排及完成时间1．设计时间二周（从2011年11月14日至2011年11月25 日）2．进度安排第1周第2周整理设计资料；按格式撰写设计说明书；上交设计作业；并参加答辩。
目录摘要………………………………………………………………………. . . . . . .11.任务与分析……………………………………………………………... . . .22.总体方案的设计…………………………………………………………. . .32.1总体方案的设计…………………………………………………. .32.2机械部分的设计 (4)2.2.3步进电机的选择…………………………………………………. .52.3控制面板的布局及按钮的功能设计 (6)2.4控制系统的设计 (7)3. 程序编写…………………………………………………………………. . .133.1流程图 (13)3.2键盘子程序 (13)结论………………………………………………………………. . . . . . . .20 参考文献……………………………………………………………….. . . 21摘要随着数控技术的普及，现在越来越多的设备都离不开这项技术了。
本课程设计说明书围绕数控技术展开了一系列的讨论和说明。
首先，为满足课程设计的要求，控制系统采用的是MCS-51单片机控制系统，该系统的性能较好，价格也还算公道，比较适合完成此课程设计（即数控旋转台的设计）的相关任务。
但由于MCS-51单片机的驱动能力有限，不能直接带动工作台旋转，所以还必须外接一个驱动器，所以驱动电路的设计在此说明书中占有比较大的比例，根据设计任务的要求，可采用开环控制的步进电机驱动电路。
当然整个系统离不开机械部分的支持，所以机械部分的设计也尤为重要，此说明书主要针对步进电机、轴承的选择，以及蜗杆蜗轮的配合等做了相应的阐述。
关键词：数控技术MCS-51单片机驱动电路1.任务与要求1．设计任务1) 课题内容简介或设计要求：完成如图所示两轴步进电机驱动运动工作台及控制系统的设计；要求工作台旋转输出精度2mrad，工作台重20Kg, 具备锁住功能，步进电转速<300rpm，有手动控制旋转角度功能和角度显示功能；2) 包括步进电机及驱动器的选择、减速器的设计、单片机输入电路、控制电路、等主要组成部分。
3) 设计内容包括：总体设计，机械系统的设计与计算，计算机控制系统设计，编写设计计算说明书；2．要求1) 机械部分的设计：零件图，装配图；2）计算机控制系统的设计：控制系统接口图。
2．总体方案的设计2.1数控旋转台总体设计数控旋转台根据其特点，大致包括以下主要部件：1.完成最终功能的机械执行部件（即产品的机械装置）；2.操作者操纵产品的工作以及了解产品的工作状态的操作面板；3.处理操作指令的控制系统；4.对控制系统发出的控制信号进行发大以及驱动相应设备的驱动电路。
1 转角轴驱动电机2 连接盘3 联轴器4右转位半轴5 转角轴支架6 传动轴7 夹盘8 转角主轴9 左转位半轴10 转位蜗轮轴支架11 转位蜗轮12 转位蜗杆13 工作台壳体14 转角轴蜗杆15 转角轴蜗轮16 齿轮 17齿轮18 定位键19 连接盘20 转位轴驱动电机 2 1 底座图1 两轴数控旋转工作台的结构2.2步进电机的选择首先必须要明白步进电机的工作原理，它将是电脉冲信号变为角位移或线位移的开环控制元件，所以步进电机常用于开环系统的控制，这一点刚好能满足课程设计中开环控制的要求。
在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则相应转过一个角度（这个角度叫做步矩角，是步进电机中一个很重要的参数）。
由于这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累计误差等特点，使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变得非常很方便，其次，还要知道虽然步进电机已被广泛地应用，但步进电机并不能像普通的直流电机、交流电机在常规下使用，因此用好步进电机却非易事，它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。
要正确地选择步进电机，还必须清楚它的特性，主要有以下几点：1. 步进电机必须加驱动才可以运转，驱动信号必须为脉冲信号，没有脉冲的时候，步进电机静止，如果加入适当的脉冲信号，就会以一定的角度转动。
转动的速度和脉冲的频率成正比；2. 步进电机电机具有瞬间启动和急速停止的优越特点；3.改变脉冲的顺序，可以方便地对步进电机进行调整。
要根据转矩和步矩角选择合适的步进电机，表3-2所述，可选择型号为DM39系列的步进电机，步矩角为1.2度，保持转矩为7.6N.m。
步进最高转速为900转/分钟。
2.3控制系统的设计2.3.1 操作控制面板的功能设计及按钮的布局设计布局如图二，包括LCD显示器（用于显示五位分度角度）、数字键0~9（用于输入分度角度）、Left和Right键（用于左右移动光标）、Up和Down键（用于增加或减少每一位的数值）、回零按钮（用于分度转台的机械回零）、显示器开关按钮、报警指示灯、串口RS232指示灯以及Enter键（完成输入分度角度之后，按下此键分度转台转过相应的角度）。
2.3.2 控制系统的设计首先要明确控制系统的基本硬件包括：CPU、存储器（程序存储器ROM和数据存储器RAM）、I/O接口电路等。
由于单片机具有以下的特点：1.优异的性价比；2.集成度高、体积小、可靠性高。
单片机把各功能部件集成在一块芯片上，内部采用总线结构，减少了各芯片之间的连续，大大提高了计算机的可靠性与抗干扰能力，另外，其体积小，对于强磁环境，易于采取屏蔽措施，适合在恶劣环境下工作；3.控制功能强。
为了满足工业控制的要求，一般单片机的指令系统中有丰富的转移指令、I/O的逻辑操作以及位处理功能。
单片机的逻辑控制功能及运行速度均高于同一档次的微机；4.低功耗、低电压，便于生产便携式产品；5.单片机的系统扩展和系统配置较典型、规范，容易构成各种规模的应用系统。
由于单片机具有以上的特点，微处理可选择MCS-51的单片机。
MCS-51的单片机共有四个8位的并行I/O口，分别记作P0、P1、P2、P3,也就是说一共有32个接口，由于课程设计所完成的功能比较简单，32个接口足够用了，不需要再进行扩展I/O的设计，但要知道这四个8位的并行I/O口都有相同的特殊功能寄存器，并且具有字节寻址和位寻址的功能，每个口都包含一个锁存器，一个输出驱动器和输入缓冲器，其中P0口的驱动能力最强，可驱动八个LSTTL负载，其他口只能驱动四个，另外P3口具有第二功能（包括RXD、TXD、INT0、INT1、T0、T1、WR、RD）。
MCS-51的单片机与控制面板的链接设计如图3：2.3.3 驱动电路的设计在步进电机已选择好的情况下，再来对驱动电路进行设计，因为步进电机对驱动电路有如下的要求：1.驱动电路的通电数、通电方式、驱动电压、驱动电流都必须能满足步进电机的要求；2.驱动电路的设计要满足步进电机起动频率和连续运行的要求；3.能最大限度抑制步进电机的振荡；4.工作可靠，抗干扰能力强，能承受一定的过载；5.成本低，效率高，安装和维护方便。
另外，还必须知道步进电机驱动电路的基本组成部分，主要包括：脉冲发生器、脉冲分配器和脉冲功率放大器三个部分，具体执行情况如下：指令——脉冲发生器——脉冲分配器——脉冲功率放大器——步进电机。
在不同的机电应用系统中，步进电机各部分有所不同。
根据课程设计任务的要求，选择脉冲的产生和分配均由MCS-51单片机来完成的方式，输出脉冲信号经功率放大器放大再进入步进电机。
经过多方综合的考虑，选择继电器驱动方式（因为继电器方式的开关量输出是最常见的输出方式，通过弱电控制外界的交流或直流的高电压、大电流设备，继电器驱动电路的设计要根据所用继电器线圈的吸合电压和电流而定，控制电流一定要大于继电器的吸合电流才能使继电器可靠地工作），具体的接口电路如图（3）继电器的动作由单片机的P0.0端控制，P0.0端输出低电平时，继电器J吸合；P0.0端输出高电平时，继电器J释放，采用这种控制逻辑可以使继电器在上电复位或单片机受控复位时不吸合。
二极管VD的作用是保护三极管V。
原理如下：当P0.0端输出低电平时，V导通，继电器吸合；当P0.0端输出高电平时，V截止，继电器断开。
在继电器吸合到断开的瞬间，由于线圈中的电流不能突变，将在线圈产生较高的下正上负的感应电压，使晶体管集电极承受较高电压，有可能烧坏驱动三级管V。
为此在继电器J线圈两端并接一个续流二极管VD，使线圈产生的感应电流有二极管VD流回。
正常工作时，线圈上的电压上正下负，二极管VD截止，对电路没有影响。
机械继电器可在继电器节点两端并接火花抑制电路，减少电火花影响，如图（4）中的0.0uF的电容。
4N25使两部分的电流信号独立。
UCC是单片机系统电源，UDD 是供继电器的电源。
输出部分的地线接机壳或接大地，而单片机系统的电源地线——数字地（浮空的）不与交流电源的地线相接。
这样可避免输出部分电源变化对单片机电源的影响，减少系统所受的干扰，提高系统的可靠性。
3 程序编写3.1流程图记录输入的数据计算程序，算出步进电机的步数循环产生脉冲中断时间到响应中断，停止脉冲输出3.2键盘子程序：键盘扫描计算程序，算出步进电机的步数循环产生脉冲中断时间到响应中断，停止脉冲输出等待键盘输入键盘子程序：KEY： LCALL KS2 检查有闭合键否？JNZ MK1 A非0，有键闭合则转LJMP MK7 无键闭合转返回MK1： LCALL DIR 有键闭合，则延时12ms LCALL DIR 消抖LCALL KS2 再次检查有键闭合JNZ MK2 若无键闭合则转LJMP MK7 若无键闭合则转返回MK2： MOV P1，#F0H 发行线全扫描信号，列线全1MOV A，P1 读入列状态ANL A，#F0H 保留高4位CJNE A，#FOH ，MK3 有键按下则转LJMP MK7 无闭合键转返回MK3： MOV R2，A 保存列值ORL A，#0FH 列线信号保留，行线全1 MOV P1，A 从列先输出MOV A，P1 读入P1口状态ANL A，#0FH 保留行线值ADD A，R2 将行线值和列线值合并MOV R2，A 暂存与R2中MOV R3，#00H R3存简直MOV DPTR，#TRBE 指向键值表首地址MOV R4，#10H 查找次数送R4MK4：CLR AMOVC A，@A+DPTR 表中值送入AMOV 70H,A 暂存与70H单元中MOV A,R2 键特征值送入ACJNE A,70H,MK6 未查到则转MK5: LCALL DIR 扫描1遍显示器LCALL KS2 还有键闭合否？JNZ MK5 若键未释放，则等待LCALL DIR 若键已释放，则延时12ms LCALL DIR 消抖MOV A,R3 将键值存入A中RET 返主MK6: INC R3 键值加一INC DPTR 表地址加1DJNE R4,MK4 未查到，反复查找MK7: MOV A,#FFH 无闭合键标志存入A中RET 返主KS2: MOV P1,#FOH 闭合键判断子程序MOV A,P1 发全扫描信号，读入列线值ANL A,#FOH 保留列线值CPL A 取反，无键按下全0RET 返主TRBE: DB 01H,02H,03H,04H,05H,06H,07H,08HDB 09H,00H,FFH,FFH,FFH,FFH,FFH,FFH把输入的数字转换成字节数：MOV A,30HMOV B,#64HMUL ABMOV R6,AMOV R7,AMOV A,#31HMOV B,#OAHMUL ABADD A,R6MOV A,#32HMOV R6,A 这样高位在R7中，低位在R6中计算程序：MOV R5,#00HMOV R4,#4BHDIV MOV A,R5 除数高8位送AJNZ BEGIN 除数非零则转BEGINMOV A,R4 除数底8位送AJZ OVER 除数为零置益出标志BEGIN: MOV A,R7 被除数高8位送AJNZ BEGIN1 被除数非零则转BEGIN1 MOV A,R6 被除数低8位送AJNZ BEGIN1 被除数非零则转BEGIN1 RET 被除数为零则返回BEGIN1: CLR A 清余数单元MOV R2,AMOV R3,AMOV R1,#10H 双字节除法计数器置16 DIV1: CLR C 开始R3R2R7R6左移MOV A,R6 被除数低8位送ARLC A R6循环左移一位MOV R6,A 左移结果送回MOV A,R7 被除数高8位送ARLC A R7循环左移一位MOV R7,A 左移结果回送MOV A,R2 余数左移一位RLC AMOV R2,AMOV A,R3RLC AMOV R3,ADIV2: MOV A,R2 开始部分余数减除数SUBB A,R3 低8位先减MOV R0,A 暂存差值MOV A,R3MOV A,R5 高8位相减JC NEXT 若部分余数〈除数则转NEXT INC R6 若部分余数〉=除数则商为1 MOV R3,A 新余数存R3 R2MOV A,R0MOR R2,ANEXT: DJNZ R1,DIV1 16位除完则返回MOV A,R3 开始四舍5入处理JB A.7,ADD1 若余数最高位为1则进1 CLR C 开始余数乘2处理MOV A,R2RLC A 余数低8位乘2MOV R2,AMOV A,R3RLC A 余数8位乘2SUBB A,R5 余数*2-除数JC NOOVER 若余数*小〈除数则转JNZ ADD1 若够减则转进1MOV A,R2 高8位相等时比较底8位SUBB A,R4JC NOOVER 余数*2〈除数则转ADD1: MOV A,R6 开始商进1处理ADD A,#01HMOV R6,AMOV A,R7ADDC A,#00HMOV R7,ANOOVER:MOV OVER,#00H 清益出标志RETOVER: MOV OVER,#00H 置益出标志RET中断、循环产生脉冲：ORG OO1BH T1中断入口LJMP HERE 转到HERE处ORG 2000H 主程序MOV TMOD,#10H T1工作于方式1MOV A,R3 设置计数初值MOV TH1,AMOV A,R2MOV TL1,ASETB EA CPU开中断SETB ET1 允许T1中断SETB TR1 启动T1定时INT:INC R0 正转加1CJNE R0,#0AH,ZZ 如果计数器等于10修正MOV R0,#00HZZ: MOV A,R0 计数器值送AMOV DPTR,#ABC 指向数据存放首地址MOVC A,@A+DPTR 取控制字MOV P1,A 送控制字到P1口RETABC:DB OFCH,OF8H,OF9H,OF1H,0F3HABC:DB OE3H,0E7H,0E6H,0EEH,0ECH等待键盘再次输入：中断就跳到在这里HERE CJNE A,#FFH KE结束语为期两个星期的课程设计转瞬即逝，通过紧张的计算和设计，我圆满的完成了此次机电一体化系统设计的课程设计。