本书从系统角度出发，讲述了机电一体化的基本概念和系统构成，以及机电一体化系统设计的基本理论和方法。为了避免与其他课程内容重复，本书重点讲解机电一体化系统基本结构要素的特点和选择方法，分析各要素之间的相互联系、相互影响和它们之间的匹配方法。最后通过典型实例分析，进一步阐述机电一体化系统的设计思想，以此来加深读者对机电一体化系统基本设计方法的理解。
全书共7章，内容包括绪论、机电一体化系统设计方法及工程路线、机械传动系统、驱动系统、计算机控制系统、传感器与检测系统和典型应用实例。书中每章均配有习题及其答案，以便于学生巩固所学知识。
样章试读
目录
- 目录
第1章 绪论 1
1.1 机电一体化的基本概念 1
1.1.1 机电一体化的定义 1
1.1.2 机电一体化系统的基本结构要素 2
1.1.3 机电一体化产品的分类 3
1.2 机电一体化系统的相关技术 4
1.3 机电一体化技术的经济效益和社会效益 5习题 7
第2章 系统设计方法及工程路线 8
2.1 现代系统设计的特征 8
2.2 系统设计的评价分析方法 9
2.2.1 评价分析的内容 9
2.2.2 评价分析的方法 10
2.3 机电一体化产品设计的工程路线 14
2.4 总体方案设计 20
2.4.1 总体结构方案设计 20
2.4.2 驱动方案设计 22
2.4.3 控制系统方案设计 23习题 26
第3章 机械传动系统 27
3.1 机械传动系统概述 27
3.1.1 机械传动系统的特点 27
3.1.2 机电一体化对机械传动系统的要求 28
3.2 机械传动系统的特性 30
3.2.1 典型传动机构的机械特性 30
3.2.2 典型传动机构的控制特性 42
3.3 机械传动装置 44
3.3.1 齿轮传动 44
3.3.2 同步带传动 47
3.3.3 谐波齿轮减速器 49
3.3.4 滚珠丝杠副 51
3.3.5 滚珠花键 62
3.3.6 机械传动系统方案的选择 63
3.4 导轨 65
3.5 典型伺服机构单元 70
3.5.1 丝杠模组 70
3.5.2 同步带模组 73
3.5.3 XYZ型三轴模组 74习题 75
第4章 驱动系统 76
4.1 驱动系统的特点和技术要求 76
4.1.1 驱动系统的特点 76
4.1.2 驱动系统的技术要求 77
4.1.3 驱动系统的品质 83
4.2 典型驱动元件 85
4.2.1 步进电动机 86
4.2.2 直流电动机 92
4.2.3 交流电动机 99
4.2.4 液压与气压伺服元件 105
4.3 常用动力驱动元件的特性及选择方法 110
4.3.1 步进电动机的选择与计算 111
4.3.2 直流电动机的选择与计算 112
4.3.3 交流电动机的选择与计算 116习题 119
第5章 计算机控制系统 120
5.1 计算机在机电一体化中的作用 120
5.2 常用工业控制计算机 120
5.2.1 常用工业控制计算机的类型 121
5.2.2 工业控制计算机与信息处理计算机的区别 125
5.2.3 开放式体系结构和总线系统 126
5.3 常用计算机总线 128
5.3.1 系统总线的特点 128
5.3.2 ISA总线 129
5.3.3 PCI总线 132
5.3.4 MULTIⅠ和Ⅱ总线 137
5.3.5 USB总线 138
5.4 现场总线 141
5.4.1 现场总线概述 142
5.4.2 CAN总线 144
5.4.3 EtherCAT总线 146
5.5 控制系统的选用 148
5.5.1 单板机和单片机控制系统 148
5.5.2 普通 PC和工业 PC的控制系统 148
5.5.3 可编程逻辑控制器 149
5.5.4 几种控制装置的性能比较 150习题 157
第6章 传感器与检测系统 158
6.1 传感器的组成及分类 158
6.1.1 传感器的组成 158
6.1.2 传感器的分类 159
6.2 传感器的特性 161
6.2.1 传感器的动、静特性 162
6.2.2 传感器的性能指标 165
6.2.3 传感器的输入、输出特性和对电源、环境的要求 166
6.2.4 传感器的测量电路 167
6.2.5 传感器的标定与校准 168
6.3 常用传感器及其应用 169
6.3.1 位移传感器 169
6.3.2 速度传感器 177
6.3.3 温度传感器 183
6.3.4 力传感器 185
6.3.5 开关量传感器 192习题 194
第7章 机电一体化系统应用实例 196
7.1 机电一体化系统设计与综合 196
7.2 生产设备应用实例 200
7.2.1 直角坐标焊接机器人 200
7.2.2 数控旋压机 209
7.2.3 深水闸刀式切管机 215
7.2.4 3D打印机 221
7.3 社会服务设备应用实例 226
7.3.1 行李输送机构 226
7.3.2 全自动洗衣机 229习题 237
习题参考答案 238
参考文献 239
京公网安备 11010102004214号