答案-机电研究进展

《机械电子工程研究进展》课程考试思考题

1、简述与8031动态接口电路相连的4片BCD 码拨盘的读取方法。

当进行读码盘操作时，先将P1.7置成低电平，而将

P1.4、P1.5、P1.6置成高电平，此时从P1.0~P1.3读取的即为第四位码盘（千位）的值。同理，分别将P1.6、P1.5、P1.4中的一位置成低电平，而将其他输出口线置成高电平，即可从P1.0~P1.3读取百位、十位、个位的输出值。

2、简述矩阵键盘扫描原理。

矩阵式键盘由一组行线与一组列线交叉构成。按键位于交叉点上，为对各按键进行区别，可以安一定规律分别为各个按键编号。通常将行线通过上拉电阻接至+5V 电源。当无键按下时，行线与列线断开，行线呈高电平。当键盘上某按键按下时，则该键对应的行线与列线被短路。如果将行线接至控制微机的输入口，列线接至输出口，则在微机的控制下依次从Y0~Y3输出低电平，并使其他线保持高电平，则通过对X0~X3的读取即可判断有无键闭合，哪个键闭合。

+5V

3、分析步进电动机三相三拍的工作过程。

逆时针旋转30°

如果步进电机通电循环的每拍中都有两相绕组通电，每个通电循环有三拍，故称为三相双三拍通电方式，即A B→BC→CA→AB

4、分析步进电动机三相六拍的工作过程。

AB相通电

A相通电CA相通电如果步进电机通电循环的各拍中交替出现单、双相通电状态，每个通电循环有六拍，故称为三相六拍通电方式，即A→AB→B→BC→C→CA→A

5、简述下述电路的工作原理，如何对晶体管VT1进行保护。

R d

VD1

V CC

此图为单电压功率放大电路，L 为步进电动机励磁绕组的电感、Ra 为绕组的电阻，Rc 是限流电阻，为了减少回路的时间常数，电阻Rc 并联一电容C ，使回路电流上升沿变陡，提高了步进电机的高频性能和启动性能。

续流二极管VD1和阻容吸收回路Rc ，是保护电路，在VT 由导通到截止瞬间释放电动机电感产生的反电动势，从而保护VT

6、简述下述电路的工作原理，光电耦合器的作用，如何实现对晶体管VT1进行保护。

7、分析下图调整齿侧间隙的原理。

VCC

1、4—锥齿轮；

2、3—键；5—压簧；6—螺母；7—轴

轴向压簧调整法：在锥齿轮4的传动轴7上装有压簧5，其轴向力大小由螺母6调节。锥齿轮4在压簧5的作用下

偏心轴套调整法如图所示为偏心轴套式调整间隙结构，齿轮1装在偏心轴套2上，可以通过偏心轴套2调整齿轮1和齿轮3之间的中心距来消除齿轮传动副的齿侧间隙。

10、简述步进电动机正常工作的前提条件。

采用单极性直流电源供电。只要对步进电机的各相绕组按合适的时序通电，就能使步进电机步进转动

12、简述中值滤波原理及适用场合。

中值滤波的基本原理是把数字图像或数字序列中一点的值用该点的一个邻域中各点值的中值代替，让周围的像素值接近的真实值，从而消除孤立的噪声点。

中值滤波法对消除椒盐噪声非常有效，在光学测量条纹图象的相位分析处理方法中有特殊作用。.

中值滤波在图像处理中,常用于保护边缘信息,是经典的平滑噪声的方法。

13、简述滚珠丝杠副特点。

传动效率高、运动平稳、高精度、高耐用性、同步性好、高可靠性、无背隙与高刚性、

14、简述同步带传动副的特点。

结构特点：横截面为矩形，带面具有等距横向齿的环形传动带，同步带轮轮面也制成相应的齿形。

传动特点：靠同步带齿与同步带轮齿之间的啮合实现传动，两者无相对滑动，而使圆周速度同步，故称为同步带传动。优点：1.传动比恒定；2.结构紧凑；3.由于带薄而轻，抗拉强度高，故带速高达40 m/s，传动比可达10，传递功率可达200 KW；4.效率高，高达0.98。

16、机械产品的三维建模方法有哪些?

线框建模；三维实体仅通过顶点和棱边来描述形体的几何形状.

表面（曲面）建模；能过对物体各个表面或曲面进行描述的一种三维建模方法.

实体建模；不仅描述了实体全部的几何信息，而且定义了所有的点.线，面，体的拓扑信息.

18、机械产品的优化设计方法有哪些？机械产品的一般优化设计流程怎样？

一维优化法，无约束优化法，约束优化法，多目标优化法，工程优化法

19、常用的仿真软件有哪些？各有什么特点？

一是各大仿真软件公司做的通用仿真软件，如：ansys,msc,ALGOR等；二是各种专业方针软件；三是小的面向中端市场的小型仿真软件，如：femap,visual nastran 4D，国产的紫瑞cae等；四是各种集成系统，如：CA TIA,ug,pro/e等；五是面向中端市场的小型cad软件，如：SolidWorks等。第一类通用性强，这类软件功能上来讲十分强大，；第二类由于专业性太强，所以用户可能较少，因而市场也较小；第三类软件前后处理器简单易学，并且价格低廉,支持各种求解器；第四类建模功能十分强大,对于产品管理十分容易，但是就仿真来说，虽然前后处理器简单，得到的结果在某些情

况下与大软件得到的结果还是有一定差别的；第五类就是建模容易一些，但是建模有比不上第四类软件，也就是装配完毕能让产品动起来，工程图处理是无与伦比的。

20、什么是虚拟样机技术？

虚拟样机技术是一种基于虚拟样机的数字化设计方法，是各领域CAx/DFx技术的发展和延伸。虚拟样机技术进一步融合了先进建模/仿真技术，现代信息技术，先进设计制造技术和现代管理技术，将这些技术应用于复杂产品全生命周期和全系统的设计，并对他们进行综合管理。

21、什么是CAD、CAE、CAPP、PDM?

CAD：计算机辅助设计（Computer Aided Design）是指运用计算机软件制作并模拟实物设计，展现新开发商品的外型、结构、色彩、质感等特色的过程。

CAE：计算机辅助工程CAE(Computer Aided Engineering)，指用计算机辅助求解分析复杂工程和产品的结构力学性能，以及优化结构性能等。

CAPP：计算机辅助工艺过程设计（Computer Aided Process Planning）是指借助于计算机软硬件技术和支撑环境，利用计算机进行数值计算、逻辑判断和推理等的功能来制定零件机械加工工艺过程。

PDM：产品数据管理（Product Data Management）。PDM是一门用来管理所有与产品相关信息（包括零件信息、配置、文档、CAD文件、结构、权限信息等）和所有与产品相关过程（包括过程定义和管理）的技术。

22、请举出几种三维造型软件？

CATIA、、UG-NX、PROE、Solidworks、

23、什么是绿色制造？

绿色制造，又称环境意识制造（Environmentally Conscious Mannufacturing）、面向环境的制造（Manufacturing For Environment）等。它是一个综合考虑环境影响和资源效益的现代化制造模式，其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个产品生命周期中，对环境的影响（负作用）最小，资源利用率最高，并使企业经济效益和社会效益协调优化。绿色制造这种现代化制造模式，是人类可持续发展战略在现代制造业中的体现。

24、常用工业机器人有哪几种类型，有什么特点，有何异同，各自应用场合是什么？

移动机器人（AGV）是工业机器人的一种类型，它由计算机控制，具有移动、自动导航、多传感器控制、网络交互等功能，它可广泛应用于机械、电子、纺织、卷烟、医疗、食品、造纸等行业的柔性搬运、传输

点焊机器人主要用于汽车整车的焊接工作，生产过程由各大汽车主机厂负责完成。

弧焊机器人主要应用于各类汽车零部件的焊接生产。在该领域，国际大型工业机器人生产企业主要以向成套装备供应商提供单元产品为主。