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機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 版權(quán)信息
- ISBN：9787030508294
- 條形碼：9787030508294 ; 978-7-03-050829-4
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 內(nèi)容簡介
本書以"機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)"為核心，從機(jī)電有機(jī)結(jié)合的角度，通過分析和解剖3-4個典型機(jī)電一體化產(chǎn)品（系統(tǒng)），如數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、自動生產(chǎn)線等，將機(jī)電一體化關(guān)鍵技術(shù)的講解融入具體實(shí)例中，較系統(tǒng)地闡述了機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理與設(shè)計(jì)方法。全書共分八章，內(nèi)容包括：概論(簡述了機(jī)電一體化原理及機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的相關(guān)技術(shù))；機(jī)電一體化系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)（方法和步驟）；數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)（導(dǎo)向與傳動系統(tǒng)、伺服驅(qū)動系統(tǒng)、傳感器、控制系統(tǒng)等的選擇與設(shè)計(jì)）；工業(yè)機(jī)器人設(shè)計(jì)（機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)、伺服驅(qū)動、機(jī)器人控制等）；自動生產(chǎn)線（常用機(jī)構(gòu)選擇與設(shè)計(jì)、驅(qū)動控制等）；自動檢測與智能儀表設(shè)計(jì)（常用傳感器與信號接口、信號預(yù)處理、抗干擾措施等）；機(jī)電一體化系統(tǒng)的綜合分析與設(shè)計(jì)（常用的建模與仿真方法、穩(wěn)態(tài)與動態(tài)特性分析等）；機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì)與實(shí)踐（設(shè)計(jì)要求與參考題目、設(shè)計(jì)范例等）。"機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)"根據(jù)很好工程師教育培養(yǎng)的要求，突出工程應(yīng)用和實(shí)踐能力的培養(yǎng)，將機(jī)電一體化關(guān)鍵技術(shù)融入3-4個典型機(jī)電一體化產(chǎn)品（系統(tǒng)）的具體實(shí)例講解中，便于學(xué)生從"系統(tǒng)"和"應(yīng)用"的角度出發(fā)，理解和掌握機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理與設(shè)計(jì)方法。*后一章為方便配套的教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)，給出了"機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)"課程設(shè)計(jì)參考題目與范例。書后附有常用基本邏輯符號的中外及新舊標(biāo)準(zhǔn)對照表。
機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 目錄
目錄
第1章 緒論 1
1.1 機(jī)電一體化概述 2
1.2 機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本組成要素 4
1.3 機(jī)電一體化關(guān)鍵技術(shù) 5
1.4 機(jī)電一體化技術(shù)的主要特征與發(fā)展趨勢 9
1.4.1 機(jī)電一體化技術(shù)的主要特征 9
1.4.2 機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢 10
1.5 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)過程 12
1.5.1 機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 12
1.5.2 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工程路線 13
習(xí)題與思考題 15
基礎(chǔ)篇
第2章 機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù) 16
2.1 機(jī)械設(shè)計(jì)概述 17
2.2 齒輪(系)傳動 18
2.2.1 齒輪分類及選用 18
2.2.2 傳動比的確定 20
2.2.3 齒側(cè)間隙的消除 22
2.3 諧波齒輪傳動 24
2.4 滾珠絲杠螺母副 25
2.4.1 滾珠絲杠螺母副的組成及特點(diǎn) 25
2.4.2 滾珠的循環(huán)方式 26
2.4.3 主要設(shè)計(jì)參數(shù) 26
2.4.4 滾珠絲杠副的精度等級及標(biāo)注方法 27
2.4.5 間隙消除及預(yù)緊方法 28
2.4.6 支撐方式及制動裝置 29
2.4.7 潤滑和密封 30
2.4.8 滾珠絲杠螺母副的選用 30
2.5 同步帶傳動裝置 31
2.5.1 同步帶傳動的原理與特點(diǎn) 31
2.5.2 同步帶的主要結(jié)構(gòu)及分類 32
2.5.3 同步帶輪的主要類型及規(guī)格 33
2.5.4 同步帶傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算 34
2.6 導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)計(jì)算與選用 38
2.6.1 導(dǎo)軌的技術(shù)要求 38
2.6.2 直線滑動導(dǎo)軌 38
2.6.3 圓運(yùn)動導(dǎo)軌與貼塑滑動導(dǎo)軌 40
2.6.4 滾動直線導(dǎo)軌 41
2.7 工程實(shí)踐例題 42
習(xí)題與思考題 44
第3章 檢測傳感技術(shù) 45
3.1 傳感器的組成及分類 46
3.1.1 傳感器的組成 46
3.1.2 傳感器的分類 47
3.2 傳感器特性與要求 48
3.2.1 傳感器的靜態(tài)模型 49
3.2.2 傳感器的靜態(tài)特性指標(biāo) 49
3.2.3 傳感器的動態(tài)特性指標(biāo) 52
3.3 常用傳感器及應(yīng)用 54
3.3.1 光電編碼器 54
3.3.2 光柵尺 57
3.3.3 溫度傳感器 59
3.3.4 霍爾傳感器 61
3.3.5 超聲波傳感器 62
3.3.6 智能傳感器 63
3.4 檢測信號處理技術(shù) 65
3.4.1 檢測信號概述 65
3.4.2 模擬信號的處理 66
3.4.3 數(shù)字信號的處理 68
3.5 傳感器接口技術(shù) 70
3.5.1 傳感器信號的采樣/保持 70
3.5.2 多通道模擬信號輸入 72
習(xí)題與思考題 74
第4章 伺服驅(qū)動技術(shù) 76
4.1 伺服系統(tǒng)的組成與分類 77
4.1.1 伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成 77
4.1.2 伺服系統(tǒng)的分類及特點(diǎn) 78
4.2 步進(jìn)電動機(jī)及驅(qū)動 79
4.2.1 步進(jìn)電動機(jī)的結(jié)構(gòu)與分類 79
4.2.2 步進(jìn)電動機(jī)的工作原理 81
4.2.3 步進(jìn)電動機(jī)的運(yùn)行特性 82
4.2.4 步進(jìn)電動機(jī)的驅(qū)動控制 82
4.3 直流伺服電動機(jī)及驅(qū)動 84
4.3.1 直流伺服電動機(jī)結(jié)構(gòu)及特點(diǎn) 84
4.3.2 直流伺服電動機(jī)的工作原理 84
4.3.3 直流伺服電動機(jī)的驅(qū)動控制 87
4.3.4 直流電動機(jī)閉環(huán)反饋控制調(diào)速系統(tǒng) 88
4.4 交流伺服電動機(jī)及驅(qū)動 91
4.4.1 交流伺服電動機(jī)的工作原理 91
4.4.2 交流伺服電動機(jī)的特性 93
4.4.3 交流伺服電動機(jī)的控制和驅(qū)動 93
4.5 工程實(shí)踐例題 95
習(xí)題與思考題 99
第5章 計(jì)算機(jī)控制技術(shù) 100
5.1 控制計(jì)算機(jī)的組成及要求 101
5.2 常用控制計(jì)算機(jī)的類型與特點(diǎn) 102
5.3 機(jī)電一體化系統(tǒng)的常用控制方法 105
5.3.1 控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 105
5.3.2 控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 106
5.3.3 PID控制 107
5.3.4 常見復(fù)雜控制 111
5.3.5 分布式、網(wǎng)絡(luò)化控制 117
5.3.6 遠(yuǎn)程控制 119
5.4 機(jī)電一體化系統(tǒng)的智能控制技術(shù) 119
5.4.1 專家智能控制系統(tǒng) 120
5.4.2 自學(xué)習(xí)智能控制系統(tǒng) 121
5.4.3 模糊控制系統(tǒng) 122
5.4.4 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的智能控制系統(tǒng) 123
5.4.5 機(jī)器視覺智能系統(tǒng) 124
習(xí)題與思考題 124
第6章 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法 125
6.1 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法概述 126
6.1.1 設(shè)計(jì)方法的演變 126
6.1.2 機(jī)電一體化系統(tǒng)的特征 127
6.1.3 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想 128
6.1.4 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法論 128
6.2 系統(tǒng)總體技術(shù) 130
6.2.1 系統(tǒng)總體技術(shù)的定義 131
6.2.2 系統(tǒng)總體技術(shù)方法論 131
6.2.3 系統(tǒng)總體方案的提出過程 133
6.2.4 系統(tǒng)總體技術(shù)的應(yīng)用案例 134
6.3 系統(tǒng)分析評價方法 137
6.3.1 方案的優(yōu)化設(shè)計(jì) 138
6.3.2 系統(tǒng)性能分析方法 139
6.4 建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 143
6.4.1 數(shù)學(xué)模型的種類 143
6.4.2 數(shù)學(xué)模型的建模方法 144
6.4.3 機(jī)電一體化系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 145
6.5 建立系統(tǒng)的指標(biāo)體系 147
6.5.1 性能指標(biāo)的種類 147
6.5.2 確定性能指標(biāo)的途徑 148
6.5.3 性能指標(biāo)對設(shè)計(jì)的影響 149
6.6 機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)實(shí)例 150
習(xí)題與思考題 152
應(yīng)用篇
第7章 機(jī)電一體化產(chǎn)品設(shè)計(jì)——機(jī)器人設(shè)計(jì) 154
7.1 機(jī)器人設(shè)計(jì)概述 155
7.2 機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 158
7.2.1 機(jī)器人關(guān)節(jié)設(shè)計(jì) 158
7.2.2 機(jī)器人機(jī)身設(shè)計(jì) 161
7.2.3 機(jī)器人傳動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 161
7.2.4 機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 162
7.3 機(jī)器人驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計(jì) 164
7.4 機(jī)器人傳感系統(tǒng)設(shè)計(jì) 166
7.4.1 機(jī)器人傳感器分類 166
7.4.2 裝配機(jī)器人傳感系統(tǒng) 166
7.4.3 焊接機(jī)器人傳感系統(tǒng) 168
7.4.4 多傳感器集成手爪系統(tǒng) 169
7.5 機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 171
7.6 機(jī)器人動態(tài)特性分析 173
7.7 工程實(shí)例 174
7.7.1 機(jī)器人運(yùn)動學(xué)分析 174
7.7.2 機(jī)器人運(yùn)動性能分析 176
7.7.3 機(jī)器人動力學(xué)分析 177
7.7.4 機(jī)器人動態(tài)性能分析 178
習(xí)題與思考題 181
第8章 機(jī)電一體化產(chǎn)品設(shè)計(jì)——自動生產(chǎn)線設(shè)計(jì) 182
8.1 自動生產(chǎn)線概述 183
8.2 自動生產(chǎn)線總體設(shè)計(jì) 186
8.2.1 自動生產(chǎn)線總體設(shè)計(jì)內(nèi)容及原則 186
8.2.2 自動生產(chǎn)線總體設(shè)計(jì)流程 187
8.2.3 自動生產(chǎn)線總體設(shè)計(jì)性能指標(biāo) 187
8.3 自動生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 189
8.3.1 自動生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)組成 190
8.3.2 自動生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)形式 190
8.3.3 自動生產(chǎn)線工件傳送裝置設(shè)計(jì) 197
8.3.4 典型自動生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)裝置 200
8.4 自動生產(chǎn)線傳感器的選擇與應(yīng)用 202
8.4.1 自動生產(chǎn)線對傳感器的要求 202
8.4.2 自動生產(chǎn)線傳感器的選擇原則 203
8.4.3 自動生產(chǎn)線傳感器的布置 203
8.4.4 自動生產(chǎn)線傳感器的應(yīng)用 204
8.5 自動生產(chǎn)線執(zhí)行器的選擇與應(yīng)用 206
8.5.1 自動生產(chǎn)線對執(zhí)行器的要求 206
8.5.2 自動生產(chǎn)線執(zhí)行器的種類 206
8.5.3 自動生產(chǎn)線執(zhí)行器的使用性能特點(diǎn) 206
8.5.4 自動生產(chǎn)線執(zhí)行器的選擇 207
8.6 自動生產(chǎn)線控制裝置的技術(shù)應(yīng)用 209
8.6.1 自動生產(chǎn)線對控制裝置的要求 209
8.6.2 自動生產(chǎn)線控制裝置的種類 209
8.6.3 自動生產(chǎn)線控制裝置的性能比較 210
8.6.4 自動生產(chǎn)線控制裝置的應(yīng)用 211
習(xí)題與思考題 213
第9章 計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)與應(yīng)用實(shí)例 214
9.1 數(shù)控系統(tǒng)概述 215
9.1.1 計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的組成 215
9.1.2 計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的分類 219
9.1.3 計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展 219
9.2 典型數(shù)控系統(tǒng)簡介 220
9.2.1 FANUC數(shù)控系統(tǒng) 221
9.2.2 西門子數(shù)控系統(tǒng) 222
9.2.3 三菱數(shù)控系統(tǒng) 223
9.2.4 華中數(shù)控系統(tǒng) 224
9.2.5 廣州數(shù)控系統(tǒng) 225
9.3 開放式數(shù)控系統(tǒng)簡介 226
9.3.1 開放式數(shù)控系統(tǒng)的特點(diǎn) 226
9.3.2 開放式數(shù)控系統(tǒng)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 227
9.3.3 數(shù)控系統(tǒng)開放的途徑 228
9.3.4 基于PC的開放式數(shù)控系統(tǒng) 229
9.4 中走絲線切割機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 230
9.4.1 中走絲數(shù)控系統(tǒng)硬件組成 231
9.4.2 中走絲線切割CAD/CAM自動編程系統(tǒng) 233
9.4.3 中走絲線切割CNC控制軟件 234
習(xí)題與思考題 238
第10章 機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì)與實(shí)踐 240
10.1 課程設(shè)計(jì)概述 240
10.2 參考選題 240
10.2.1 軸承外圈外徑自動檢測機(jī)設(shè)計(jì) 240
10.2.2 軸承內(nèi)圈內(nèi)徑自動檢測機(jī)設(shè)計(jì) 241
10.2.3 軸徑自動檢測機(jī)設(shè)計(jì) 242
10.2.4 長度自動檢測機(jī)(滾柱)設(shè)計(jì) 243
10.2.5 長度自動檢測機(jī)(短軸)設(shè)計(jì) 243
10.2.6 輸送糾偏裝置設(shè)計(jì) 244
10.2.7 自動繞線機(jī)設(shè)計(jì) 245
10.2.8 自動繞管機(jī)設(shè)計(jì) 246
10.2.9 數(shù)控直線位移工作臺設(shè)計(jì) 246
10.2.10 數(shù)控車床四工位自動刀架設(shè)計(jì) 247
10.2.11 電路板外形檢測機(jī)設(shè)計(jì) 248
10.2.12 自動定量包裝機(jī)設(shè)計(jì) 249
10.2.13 線圈自動裝配機(jī)設(shè)計(jì) 250
10.2.14 物料自動搬運(yùn)小車設(shè)計(jì) 250
10.2.15 聯(lián)軸器自動搬運(yùn)機(jī)械手設(shè)計(jì) 251
10.2.16 海綿硬度檢測機(jī)設(shè)計(jì) 252
10.2.17 乒乓球硬度測量機(jī)設(shè)計(jì) 252
10.2.18 凸輪軸升程檢測裝置設(shè)計(jì) 253
10.2.19 小型電子分度頭設(shè)計(jì) 254
10.2.20 精密直線電動執(zhí)行器設(shè)計(jì) 255
部分習(xí)題參考答案 256
參考文獻(xiàn) 258
第1章 緒論 1
1.1 機(jī)電一體化概述 2
1.2 機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本組成要素 4
1.3 機(jī)電一體化關(guān)鍵技術(shù) 5
1.4 機(jī)電一體化技術(shù)的主要特征與發(fā)展趨勢 9
1.4.1 機(jī)電一體化技術(shù)的主要特征 9
1.4.2 機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢 10
1.5 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)過程 12
1.5.1 機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 12
1.5.2 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工程路線 13
習(xí)題與思考題 15
基礎(chǔ)篇
第2章 機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù) 16
2.1 機(jī)械設(shè)計(jì)概述 17
2.2 齒輪(系)傳動 18
2.2.1 齒輪分類及選用 18
2.2.2 傳動比的確定 20
2.2.3 齒側(cè)間隙的消除 22
2.3 諧波齒輪傳動 24
2.4 滾珠絲杠螺母副 25
2.4.1 滾珠絲杠螺母副的組成及特點(diǎn) 25
2.4.2 滾珠的循環(huán)方式 26
2.4.3 主要設(shè)計(jì)參數(shù) 26
2.4.4 滾珠絲杠副的精度等級及標(biāo)注方法 27
2.4.5 間隙消除及預(yù)緊方法 28
2.4.6 支撐方式及制動裝置 29
2.4.7 潤滑和密封 30
2.4.8 滾珠絲杠螺母副的選用 30
2.5 同步帶傳動裝置 31
2.5.1 同步帶傳動的原理與特點(diǎn) 31
2.5.2 同步帶的主要結(jié)構(gòu)及分類 32
2.5.3 同步帶輪的主要類型及規(guī)格 33
2.5.4 同步帶傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算 34
2.6 導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)計(jì)算與選用 38
2.6.1 導(dǎo)軌的技術(shù)要求 38
2.6.2 直線滑動導(dǎo)軌 38
2.6.3 圓運(yùn)動導(dǎo)軌與貼塑滑動導(dǎo)軌 40
2.6.4 滾動直線導(dǎo)軌 41
2.7 工程實(shí)踐例題 42
習(xí)題與思考題 44
第3章 檢測傳感技術(shù) 45
3.1 傳感器的組成及分類 46
3.1.1 傳感器的組成 46
3.1.2 傳感器的分類 47
3.2 傳感器特性與要求 48
3.2.1 傳感器的靜態(tài)模型 49
3.2.2 傳感器的靜態(tài)特性指標(biāo) 49
3.2.3 傳感器的動態(tài)特性指標(biāo) 52
3.3 常用傳感器及應(yīng)用 54
3.3.1 光電編碼器 54
3.3.2 光柵尺 57
3.3.3 溫度傳感器 59
3.3.4 霍爾傳感器 61
3.3.5 超聲波傳感器 62
3.3.6 智能傳感器 63
3.4 檢測信號處理技術(shù) 65
3.4.1 檢測信號概述 65
3.4.2 模擬信號的處理 66
3.4.3 數(shù)字信號的處理 68
3.5 傳感器接口技術(shù) 70
3.5.1 傳感器信號的采樣/保持 70
3.5.2 多通道模擬信號輸入 72
習(xí)題與思考題 74
第4章 伺服驅(qū)動技術(shù) 76
4.1 伺服系統(tǒng)的組成與分類 77
4.1.1 伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成 77
4.1.2 伺服系統(tǒng)的分類及特點(diǎn) 78
4.2 步進(jìn)電動機(jī)及驅(qū)動 79
4.2.1 步進(jìn)電動機(jī)的結(jié)構(gòu)與分類 79
4.2.2 步進(jìn)電動機(jī)的工作原理 81
4.2.3 步進(jìn)電動機(jī)的運(yùn)行特性 82
4.2.4 步進(jìn)電動機(jī)的驅(qū)動控制 82
4.3 直流伺服電動機(jī)及驅(qū)動 84
4.3.1 直流伺服電動機(jī)結(jié)構(gòu)及特點(diǎn) 84
4.3.2 直流伺服電動機(jī)的工作原理 84
4.3.3 直流伺服電動機(jī)的驅(qū)動控制 87
4.3.4 直流電動機(jī)閉環(huán)反饋控制調(diào)速系統(tǒng) 88
4.4 交流伺服電動機(jī)及驅(qū)動 91
4.4.1 交流伺服電動機(jī)的工作原理 91
4.4.2 交流伺服電動機(jī)的特性 93
4.4.3 交流伺服電動機(jī)的控制和驅(qū)動 93
4.5 工程實(shí)踐例題 95
習(xí)題與思考題 99
第5章 計(jì)算機(jī)控制技術(shù) 100
5.1 控制計(jì)算機(jī)的組成及要求 101
5.2 常用控制計(jì)算機(jī)的類型與特點(diǎn) 102
5.3 機(jī)電一體化系統(tǒng)的常用控制方法 105
5.3.1 控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 105
5.3.2 控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 106
5.3.3 PID控制 107
5.3.4 常見復(fù)雜控制 111
5.3.5 分布式、網(wǎng)絡(luò)化控制 117
5.3.6 遠(yuǎn)程控制 119
5.4 機(jī)電一體化系統(tǒng)的智能控制技術(shù) 119
5.4.1 專家智能控制系統(tǒng) 120
5.4.2 自學(xué)習(xí)智能控制系統(tǒng) 121
5.4.3 模糊控制系統(tǒng) 122
5.4.4 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的智能控制系統(tǒng) 123
5.4.5 機(jī)器視覺智能系統(tǒng) 124
習(xí)題與思考題 124
第6章 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法 125
6.1 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法概述 126
6.1.1 設(shè)計(jì)方法的演變 126
6.1.2 機(jī)電一體化系統(tǒng)的特征 127
6.1.3 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想 128
6.1.4 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法論 128
6.2 系統(tǒng)總體技術(shù) 130
6.2.1 系統(tǒng)總體技術(shù)的定義 131
6.2.2 系統(tǒng)總體技術(shù)方法論 131
6.2.3 系統(tǒng)總體方案的提出過程 133
6.2.4 系統(tǒng)總體技術(shù)的應(yīng)用案例 134
6.3 系統(tǒng)分析評價方法 137
6.3.1 方案的優(yōu)化設(shè)計(jì) 138
6.3.2 系統(tǒng)性能分析方法 139
6.4 建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 143
6.4.1 數(shù)學(xué)模型的種類 143
6.4.2 數(shù)學(xué)模型的建模方法 144
6.4.3 機(jī)電一體化系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 145
6.5 建立系統(tǒng)的指標(biāo)體系 147
6.5.1 性能指標(biāo)的種類 147
6.5.2 確定性能指標(biāo)的途徑 148
6.5.3 性能指標(biāo)對設(shè)計(jì)的影響 149
6.6 機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)實(shí)例 150
習(xí)題與思考題 152
應(yīng)用篇
第7章 機(jī)電一體化產(chǎn)品設(shè)計(jì)——機(jī)器人設(shè)計(jì) 154
7.1 機(jī)器人設(shè)計(jì)概述 155
7.2 機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 158
7.2.1 機(jī)器人關(guān)節(jié)設(shè)計(jì) 158
7.2.2 機(jī)器人機(jī)身設(shè)計(jì) 161
7.2.3 機(jī)器人傳動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 161
7.2.4 機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 162
7.3 機(jī)器人驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計(jì) 164
7.4 機(jī)器人傳感系統(tǒng)設(shè)計(jì) 166
7.4.1 機(jī)器人傳感器分類 166
7.4.2 裝配機(jī)器人傳感系統(tǒng) 166
7.4.3 焊接機(jī)器人傳感系統(tǒng) 168
7.4.4 多傳感器集成手爪系統(tǒng) 169
7.5 機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 171
7.6 機(jī)器人動態(tài)特性分析 173
7.7 工程實(shí)例 174
7.7.1 機(jī)器人運(yùn)動學(xué)分析 174
7.7.2 機(jī)器人運(yùn)動性能分析 176
7.7.3 機(jī)器人動力學(xué)分析 177
7.7.4 機(jī)器人動態(tài)性能分析 178
習(xí)題與思考題 181
第8章 機(jī)電一體化產(chǎn)品設(shè)計(jì)——自動生產(chǎn)線設(shè)計(jì) 182
8.1 自動生產(chǎn)線概述 183
8.2 自動生產(chǎn)線總體設(shè)計(jì) 186
8.2.1 自動生產(chǎn)線總體設(shè)計(jì)內(nèi)容及原則 186
8.2.2 自動生產(chǎn)線總體設(shè)計(jì)流程 187
8.2.3 自動生產(chǎn)線總體設(shè)計(jì)性能指標(biāo) 187
8.3 自動生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 189
8.3.1 自動生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)組成 190
8.3.2 自動生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)形式 190
8.3.3 自動生產(chǎn)線工件傳送裝置設(shè)計(jì) 197
8.3.4 典型自動生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)裝置 200
8.4 自動生產(chǎn)線傳感器的選擇與應(yīng)用 202
8.4.1 自動生產(chǎn)線對傳感器的要求 202
8.4.2 自動生產(chǎn)線傳感器的選擇原則 203
8.4.3 自動生產(chǎn)線傳感器的布置 203
8.4.4 自動生產(chǎn)線傳感器的應(yīng)用 204
8.5 自動生產(chǎn)線執(zhí)行器的選擇與應(yīng)用 206
8.5.1 自動生產(chǎn)線對執(zhí)行器的要求 206
8.5.2 自動生產(chǎn)線執(zhí)行器的種類 206
8.5.3 自動生產(chǎn)線執(zhí)行器的使用性能特點(diǎn) 206
8.5.4 自動生產(chǎn)線執(zhí)行器的選擇 207
8.6 自動生產(chǎn)線控制裝置的技術(shù)應(yīng)用 209
8.6.1 自動生產(chǎn)線對控制裝置的要求 209
8.6.2 自動生產(chǎn)線控制裝置的種類 209
8.6.3 自動生產(chǎn)線控制裝置的性能比較 210
8.6.4 自動生產(chǎn)線控制裝置的應(yīng)用 211
習(xí)題與思考題 213
第9章 計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)與應(yīng)用實(shí)例 214
9.1 數(shù)控系統(tǒng)概述 215
9.1.1 計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的組成 215
9.1.2 計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的分類 219
9.1.3 計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展 219
9.2 典型數(shù)控系統(tǒng)簡介 220
9.2.1 FANUC數(shù)控系統(tǒng) 221
9.2.2 西門子數(shù)控系統(tǒng) 222
9.2.3 三菱數(shù)控系統(tǒng) 223
9.2.4 華中數(shù)控系統(tǒng) 224
9.2.5 廣州數(shù)控系統(tǒng) 225
9.3 開放式數(shù)控系統(tǒng)簡介 226
9.3.1 開放式數(shù)控系統(tǒng)的特點(diǎn) 226
9.3.2 開放式數(shù)控系統(tǒng)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 227
9.3.3 數(shù)控系統(tǒng)開放的途徑 228
9.3.4 基于PC的開放式數(shù)控系統(tǒng) 229
9.4 中走絲線切割機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 230
9.4.1 中走絲數(shù)控系統(tǒng)硬件組成 231
9.4.2 中走絲線切割CAD/CAM自動編程系統(tǒng) 233
9.4.3 中走絲線切割CNC控制軟件 234
習(xí)題與思考題 238
第10章 機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì)與實(shí)踐 240
10.1 課程設(shè)計(jì)概述 240
10.2 參考選題 240
10.2.1 軸承外圈外徑自動檢測機(jī)設(shè)計(jì) 240
10.2.2 軸承內(nèi)圈內(nèi)徑自動檢測機(jī)設(shè)計(jì) 241
10.2.3 軸徑自動檢測機(jī)設(shè)計(jì) 242
10.2.4 長度自動檢測機(jī)(滾柱)設(shè)計(jì) 243
10.2.5 長度自動檢測機(jī)(短軸)設(shè)計(jì) 243
10.2.6 輸送糾偏裝置設(shè)計(jì) 244
10.2.7 自動繞線機(jī)設(shè)計(jì) 245
10.2.8 自動繞管機(jī)設(shè)計(jì) 246
10.2.9 數(shù)控直線位移工作臺設(shè)計(jì) 246
10.2.10 數(shù)控車床四工位自動刀架設(shè)計(jì) 247
10.2.11 電路板外形檢測機(jī)設(shè)計(jì) 248
10.2.12 自動定量包裝機(jī)設(shè)計(jì) 249
10.2.13 線圈自動裝配機(jī)設(shè)計(jì) 250
10.2.14 物料自動搬運(yùn)小車設(shè)計(jì) 250
10.2.15 聯(lián)軸器自動搬運(yùn)機(jī)械手設(shè)計(jì) 251
10.2.16 海綿硬度檢測機(jī)設(shè)計(jì) 252
10.2.17 乒乓球硬度測量機(jī)設(shè)計(jì) 252
10.2.18 凸輪軸升程檢測裝置設(shè)計(jì) 253
10.2.19 小型電子分度頭設(shè)計(jì) 254
10.2.20 精密直線電動執(zhí)行器設(shè)計(jì) 255
部分習(xí)題參考答案 256
參考文獻(xiàn) 258
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機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 節(jié)選
第1章 緒論 你見過機(jī)器人吸塵器么？圖 1-1是一款由美國 iRobot公司生產(chǎn)的機(jī)器人吸塵器，英文名稱為“Roomba”。1990年美國麻省理工學(xué)院教授羅德尼 布魯克斯( Rondy Brooks)與其學(xué)生科林 安格爾(Colin Angle)和海倫 格雷納( Helen Greiner)創(chuàng)辦了 iRobot公司。iRobot*初專注于軍用機(jī)器人的研究，后來開始涉足家用機(jī)器人市場，并在 2002年推出了具有歷史意義的機(jī)器人吸塵器 Roomba。至 2015年底， iRobot在全球已售出超過 1400萬臺家用機(jī)器人，締造有史以來消費(fèi)型機(jī)器人*好的銷售佳績。如今在中國的許多商場也能看到類似的國產(chǎn)品牌家用吸塵機(jī)器人在銷售，越來越多的家庭開始使用機(jī)器人吸塵器來替代人工完成枯燥、勞累的房間地面清潔工作。 圖1-1 iRobot 家用機(jī)器人 Roomba 類似機(jī)器人吸塵器這樣包含了機(jī)構(gòu)、控制器、傳感器、驅(qū)動電動機(jī)以及算法軟件的工業(yè)及民用產(chǎn)品還有很多，統(tǒng)稱為機(jī)電一體化產(chǎn)品。在當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)與科技的各個領(lǐng)域，都能看到機(jī)電一體化技術(shù)的滲透和機(jī)電一體化產(chǎn)品的應(yīng)用。想了解機(jī)電一體化技術(shù)么？想知道機(jī)電一體化產(chǎn)品是如何設(shè)計(jì)和開發(fā)出來的么？通過本章及后續(xù)章節(jié)的學(xué)習(xí)，你會找到答案。 1.1 機(jī)電一體化概述 機(jī)電一體化又稱機(jī)械電子學(xué)，英文為“ Mechatronics”，由機(jī)械學(xué)“ Mechanics”的前半部分與電子學(xué)“Electronics”的后半部分組合而成。機(jī)電一體化*早出現(xiàn)在 1971年日本《機(jī)械設(shè)計(jì)》雜志的副刊上。 1996年出版的韋氏大詞典收錄了這個日本造的英文單詞，這不僅意味著“Mechatronics”這個單詞得到了世界各國的普遍認(rèn)同，而且還意味著“機(jī)電一體化”的思想和哲理為世人所接受。 顧名思義，機(jī)電一體化技術(shù)是機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)和信息技術(shù)有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物。它包括產(chǎn)品和技術(shù)兩方面：機(jī)電一體化產(chǎn)品是集機(jī)械、微電子、自動控制和通信技術(shù)于一體的高科技產(chǎn)品；機(jī)電一體化技術(shù)是指其技術(shù)基礎(chǔ)、技術(shù)原理和使機(jī)電一體化產(chǎn)品得以實(shí)現(xiàn)、使用和發(fā)展的技術(shù)。 在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中，隨處可見機(jī)電一體化產(chǎn)品。現(xiàn)代化的自動生產(chǎn)設(shè)備幾乎可以說都是機(jī)電一體化設(shè)備，如數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人、自動生產(chǎn)線等。而常用的家電和信息產(chǎn)品如洗衣機(jī)、吸塵器、打印機(jī)等也是典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。圖 1-2是一些典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。 圖1-2 典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品 分析機(jī)電一體化產(chǎn)品，不難發(fā)現(xiàn)它與傳統(tǒng)機(jī)械產(chǎn)品相比，具有一些共同的特點(diǎn)，即：在機(jī)械產(chǎn)品中注入了過去所沒有的新技術(shù)，把電子器件的信息處理和自動控制等功能“糅合”到機(jī)械裝置中去，從而獲得了過去單靠某種技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)的功能和效果，達(dá)到多功能、高效率、高智能、高可靠性、省材、節(jié)能、輕巧的目的。也正因如此，機(jī)電一體化成為滲透各個領(lǐng)域的 21世紀(jì)主流技術(shù)之一，對社會，是實(shí)現(xiàn)技術(shù)進(jìn)步、可持續(xù)發(fā)展的強(qiáng)力助推劑；對制造商，是提升產(chǎn)品技術(shù)附加值的有效手段；對用戶，則是科技創(chuàng)造美好生活的*佳體現(xiàn)。 機(jī)電一體化涉及的技術(shù)及應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，如圖 1-3所示。有別于一般的多學(xué)科系統(tǒng)，機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)性和集成性，而多學(xué)科系統(tǒng)設(shè)計(jì)通常采用按學(xué)科順序設(shè)計(jì)的方法。例如，機(jī)電系統(tǒng)是一種*常見的多學(xué)科系統(tǒng)，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法是從機(jī)械設(shè)計(jì)開始，當(dāng)機(jī)械設(shè)計(jì)完成后，再設(shè)計(jì)電氣系統(tǒng)，接著是控制算法的設(shè)計(jì)和實(shí)施。按學(xué)科順序設(shè)計(jì)的方法存在的*大問題是，各個學(xué)科環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)如果僅考慮自身的約束而采取折中方案，會傳遞和影響下一個環(huán)節(jié)，*終可能對控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)產(chǎn)生沖突性的限制，由此對整個機(jī)電系統(tǒng)性能產(chǎn)生不利的影響，而這種影響又往往由于各個環(huán)節(jié)的獨(dú)立設(shè)計(jì)而難以界定和消除。 圖1-3 機(jī)電一體化涉及多學(xué)科領(lǐng)域 機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是基于系統(tǒng)工程學(xué)方法，在設(shè)計(jì)的各個階段，采用并行、協(xié)同的方法，將機(jī)械、電氣及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和信息系統(tǒng)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合與綜合集成。在這個過程中所應(yīng)用的技術(shù)稱為機(jī)電一體化技術(shù)，它綜合應(yīng)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感測試技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)及軟件編程技術(shù)等多學(xué)科高新技術(shù)，從系統(tǒng)理論出發(fā)根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織結(jié)構(gòu)目標(biāo)，以智力、動力、結(jié)構(gòu)、運(yùn)動和感知組成要素為基礎(chǔ)，對各組成要素及其間的信息處理、接口耦合、運(yùn)動傳遞、物質(zhì)運(yùn)動、能量變換進(jìn)行研究，使得整個系統(tǒng)有機(jī)集成，在高功能、高質(zhì)量、高精度、高可靠性、低能耗等諸方面實(shí)現(xiàn)多種功能復(fù)合、總體性價比*優(yōu)的系統(tǒng)工程技術(shù)。 簡而言之，機(jī)電一體化是以機(jī)械、電氣、傳感測試、計(jì)算機(jī)控制和信息技術(shù)為主的多學(xué)科技術(shù)在機(jī)電產(chǎn)品發(fā)展過程中相互滲透、相互融合而形成的一門新興交叉學(xué)科，它的實(shí)質(zhì)是，用系統(tǒng)工程的觀點(diǎn)和方法來分析和研究機(jī)電一體化產(chǎn)品或系統(tǒng)，綜合運(yùn)用現(xiàn)代高新技術(shù)，通過各種技術(shù)的相互協(xié)調(diào)和有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品內(nèi)部各部分合理匹配和整體效能*佳。 1.2 機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本組成要素 一個產(chǎn)品的功能是通過其功能要素來實(shí)現(xiàn)的。機(jī)電一體化系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)其目的功能，通常需要具備五大功能要素：主功能、動力功能、檢測功能、控制功能和構(gòu)造功能。其中，主功能或操作功能是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)目的功能直接必需的功能，表明了系統(tǒng)的主要特征；動力功能是向系統(tǒng)提供動力、讓系統(tǒng)得以運(yùn)轉(zhuǎn)的功能；檢測功能用于獲取外部或內(nèi)部信息；控制功能對整個系統(tǒng)實(shí)施控制；構(gòu)造功能則將系統(tǒng)各要素組合起來，進(jìn)行空間配置，形成一個統(tǒng)一的整體。 上述五大功能要素對應(yīng)機(jī)電一體化系統(tǒng)的五大組成部分，包括機(jī)械本體、動力源、測試傳感部分、控制及信息處理單元、執(zhí)行機(jī)構(gòu)，分別構(gòu)成了結(jié)構(gòu)組成要素、動力組成要素、感知組成要素、智能組成要素、運(yùn)動組成要素。 機(jī)械本體(結(jié)構(gòu)組成要素)：是系統(tǒng)所有功能要素的機(jī)械支持結(jié)構(gòu)，一般包括有機(jī)身、框架、支撐、連接等，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的構(gòu)造功能。 動力驅(qū)動部分(動力組成要素)：為系統(tǒng)提供能量和動力，并依據(jù)系統(tǒng)控制要求將輸入的能量轉(zhuǎn)換成需要的形式，實(shí)現(xiàn)動力功能。 測試傳感部分(感知組成要素)：包括各種傳感器和信號處理電路，對系統(tǒng)運(yùn)行時的內(nèi)部狀態(tài)和外部環(huán)境進(jìn)行檢測，提供進(jìn)行控制所需的各種信息，實(shí)現(xiàn)檢測功能。 控制及信息處理單元(智能組成要素)：根據(jù)系統(tǒng)的功能和性能要求以及傳感器反饋的信息，進(jìn)行分析、處理、存儲和決策，控制整個系統(tǒng)有目的的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)控制功能。 執(zhí)行機(jī)構(gòu)(運(yùn)動組成要素)：包括執(zhí)行元件和機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)，執(zhí)行元件通常基于電氣、機(jī)械、流體動力或氣動，根據(jù)控制及信息處理部分發(fā)出的指令，把電氣輸入轉(zhuǎn)化為機(jī)械輸出，如力、角度和位置，完成規(guī)定的動作，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的主功能。 五大功能要素和組成要素對應(yīng)關(guān)系如圖 1-4所示。 機(jī)電一體化系統(tǒng)的五大組成要素在工作中各行其職，相互協(xié)調(diào)、補(bǔ)充，共同完成目的功能。即在機(jī)械本體的支撐下，由傳感器檢測系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)及環(huán)境變化，將信息反饋給計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，并按要求控制動力源驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作，完成要求的動作。其中系統(tǒng)控制單元在軟、硬件的保證下，完成信息的采集、傳輸、儲存、分析、運(yùn)算、判斷、決策，以達(dá)到信息控制的目的。對于智能化程度高的信息控制系統(tǒng)還包含了知識獲得、推理機(jī)制以及自學(xué)習(xí)功能等知識驅(qū)動功能。 需要指出的是，構(gòu)成機(jī)電一體化系統(tǒng)的五個基本組成要素之間并非簡單拼湊而成，其內(nèi)部及相互之間的接口耦合、信息處理、運(yùn)動傳遞和能量變換都必須遵循其基本原則進(jìn)行有機(jī)結(jié)合與綜合優(yōu)化。在結(jié)構(gòu)上各組成要素通過各種接口和相關(guān)軟件有機(jī)地結(jié)合在一起，構(gòu)成一個內(nèi)部合理、外部效能*佳的機(jī)電一體化系統(tǒng)，如圖 1-5所示。 圖1-4 機(jī)電一體化五大功能要素和組成要素對應(yīng)關(guān)系 圖1-5 機(jī)電一體化系統(tǒng)各組成要素的有機(jī)結(jié)合 接口技術(shù)是機(jī)電一體化系統(tǒng)技術(shù)的重要內(nèi)容，是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各個部分有機(jī)連接、可靠工作的保證。機(jī)電一體化系統(tǒng)接口包括機(jī)械接口、電氣接口、人機(jī)接口等。機(jī)械接口實(shí)現(xiàn)機(jī)械與機(jī)械、機(jī)械與電氣裝置的物理連接，主要用于能量和運(yùn)動的傳遞，如聯(lián)軸器、法蘭、離合器等。電氣接口完成系統(tǒng)間電信號的連接，實(shí)現(xiàn)電信號的傳遞、轉(zhuǎn)換和匹配，起到電平轉(zhuǎn)換和功率放大、抗干擾隔離、 A/D或 D/A轉(zhuǎn)換、調(diào)制和解調(diào)等作用，如放大器、光電耦合器、 A/D和 D/A轉(zhuǎn)換器等。人機(jī)接口則提供了人與系統(tǒng)間的交互界面，實(shí)現(xiàn)操作者與機(jī)電系統(tǒng)(主要是控制微機(jī))之間的信息交換，按照信息的傳遞方向，可以分為輸入與輸出接口兩大類。機(jī)電系統(tǒng)通過輸出接口向操作者顯示系統(tǒng)的各種狀態(tài)、運(yùn)行參數(shù)及結(jié)果等信息；另一方面，操作者通過輸入接口向機(jī)電系統(tǒng)輸入各種控制命令，干預(yù)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，以實(shí)現(xiàn)所要求的功能。 1.3 機(jī)電一體化關(guān)鍵技術(shù) 機(jī)電一體化是多種學(xué)科技術(shù)相互交叉、滲透而形成的一門綜合性學(xué)科，所涉及的領(lǐng)域非常廣泛。概括說機(jī)電一體化共性關(guān)鍵技術(shù)主要有下述六項(xiàng)：機(jī)械技術(shù)、計(jì)算機(jī)與信息處理技術(shù)、檢測與傳感技術(shù)、自動控制技術(shù)、伺服驅(qū)動技術(shù)、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)技術(shù)。 1．機(jī)械技術(shù) 機(jī)電一體化系統(tǒng)的主功能、構(gòu)造功能主要靠機(jī)械技術(shù)實(shí)現(xiàn)，因此機(jī)械技術(shù)是機(jī)電一體化的基礎(chǔ)。相對于傳統(tǒng)的機(jī)械技術(shù)，機(jī)電一體化對機(jī)械技術(shù)提出了更高的要求。隨著新材料、新工藝、新原理、新機(jī)構(gòu)等的不斷出現(xiàn)，現(xiàn)代設(shè)計(jì)與制造方法的不斷發(fā)展完善，機(jī)械技術(shù)的著眼點(diǎn)在于如何與機(jī)電一體化技術(shù)相適應(yīng)，利用其他高新技術(shù)來更新概念，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)上、材料上、性能上的變更，滿足減輕重量、縮小體積、提高精度和剛度、改善性能等多方面的要求。例如，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，采用新型復(fù)合材料，在減輕機(jī)械本體的重量、縮小體積、減小慣性的同時，又保證了必要的機(jī)械強(qiáng)度和靜、動剛度；開發(fā)高精度導(dǎo)軌、軸承、齒輪以及精密滾珠絲杠等，提高關(guān)鍵部件的精度和可靠性；研究新型傳動機(jī)構(gòu)和減速器，減小傳動誤差、提高傳動效率等。 機(jī)械技術(shù)的核心是考慮力作用下物體的特性。機(jī)械系統(tǒng)按其性質(zhì)可分為剛性的、可變形的(柔性的)和可流動的(液體)。剛體系統(tǒng)假定系統(tǒng)中所有的物體和連接都是完全剛性的。在實(shí)際系統(tǒng)中，完全剛性的系統(tǒng)是不存在的，當(dāng)施加各種各樣的載荷時，總會有一些變形。變形很微小不至于影響系統(tǒng)的運(yùn)動特性時，可視為剛體系統(tǒng)。當(dāng)變形較大，尤其是出現(xiàn)材料失效特性時，系統(tǒng)的柔性不可忽略。大多數(shù)機(jī)電一體化系統(tǒng)都可近似為剛體系統(tǒng)，近年來，隨著非金屬復(fù)合材料、新型驅(qū)動器、仿生機(jī)械等新興技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，越來越多的剛?cè)峄旌蠙C(jī)械系統(tǒng)向經(jīng)典的機(jī)械設(shè)計(jì)理論提出了挑戰(zhàn)，推動了多剛體和剛?cè)峄旌蠙C(jī)械系統(tǒng)的分析理論與仿真設(shè)計(jì)方法的發(fā)展。為了使機(jī)電一體化產(chǎn)品安全可靠地工作，其結(jié)構(gòu)系統(tǒng)必須具有良好的靜、動態(tài)特性，為此，必須對其進(jìn)行動態(tài)分析與動態(tài)設(shè)計(jì)，以滿足機(jī)械結(jié)構(gòu)靜態(tài)、動態(tài)特性的要求。針對不同的性能要求與使用環(huán)境，從靜強(qiáng)度、靜剛度設(shè)計(jì)到動強(qiáng)度、動剛度設(shè)計(jì)，從單元零部件可靠性分析到整機(jī)系統(tǒng)的可靠性研究，以及機(jī)械結(jié)構(gòu)的損傷容限設(shè)計(jì)、動力優(yōu)化設(shè)計(jì)、低噪聲設(shè)計(jì)、抗磨防蝕設(shè)計(jì)等，機(jī)電一體化產(chǎn)品的機(jī)械設(shè)計(jì)內(nèi)容與方法在不斷拓展和發(fā)展中。 2．計(jì)算機(jī)與信息處理技術(shù) 信息處理技術(shù)包括信息的交換、存取、運(yùn)算、判斷和決策等，實(shí)現(xiàn)信息處理的主要工具是計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)技術(shù)包括計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)和軟件技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)等。在機(jī)電一體化系統(tǒng)中計(jì)算機(jī)與信息處理裝置相當(dāng)于人的大腦，指揮整個系統(tǒng)的運(yùn)行。基于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的信息處理技術(shù)是使機(jī)電一體化產(chǎn)品具有自動化、數(shù)字化和智能化的關(guān)鍵所在，也是促進(jìn)機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品發(fā)展*活躍的因素。近年來備受關(guān)注的人工智能技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等均屬于計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)。 機(jī)電一體化系統(tǒng)中常用的計(jì)算機(jī)與信息處理裝置包括微型計(jì)算機(jī)、單片機(jī)、可編程序控制器 PLC、數(shù)字信號處理器 DSP和其他與之配套的輸入輸出器件、顯示器、存儲芯片等。信息處理是否正確、及時，直接影響到機(jī)電一體化系統(tǒng)的工作質(zhì)量和效率。因此
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