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(shì)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(shì)10
1.5機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)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(dòng)18
2.2.1齒輪分類(lèi)及選用18
2.2.2傳動(dòng)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(dòng)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(jí)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(dòng)裝置29
2.4.7潤(rùn)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(dòng)裝置31
2.5.1同步帶傳動(dòng)的原理與特點(diǎn)31
2.5.2同步帶的主要結(jié)構(gòu)及分類(lèi)32
2.5.3同步帶輪的主要類(lèi)型及規(guī)格33
2.5.4同步帶傳動(dòng)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(dòng)導(dǎo)軌38
2.6.3圓運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌與貼塑滑動(dòng)導(dǎo)軌40
2.6.4滾動(dòng)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(cè)傳感技術(shù)45
3.1傳感器的組成及分類(lèi)46
3.1.1傳感器的組成46
3.1.2傳感器的分類(lèi)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(dòng)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(cè)信號(hào)處理技術(shù)65
3.4.1檢測(cè)信號(hào)概述65
3.4.2模擬信號(hào)的處理66
3.4.3數(shù)字信號(hào)的處理68
3.5傳感器接口技術(shù)70
3.5.1傳感器信號(hào)的采樣/保持70
3.5.2多通道模擬信號(hào)輸入72
習(xí)題與思考題74
第4章伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)76
4.1伺服系統(tǒng)的組成與分類(lèi)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(lèi)及特點(diǎn)78
4.2步進(jìn)電動(dòng)機(jī)及驅(qū)動(dòng)79
4.2.1步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與分類(lèi)79
4.2.2步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理81
4.2.3步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性82
4.2.4步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制82
4.3直流伺服電動(dòng)機(jī)及驅(qū)動(dòng)84
4.3.1直流伺服電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)84
4.3.2直流伺服電動(dòng)機(jī)的工作原理84
4.3.3直流伺服電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制87
4.3.4直流電動(dòng)機(jī)閉環(huán)反饋控制調(diào)速系統(tǒng)88
4.4交流伺服電動(dòng)機(jī)及驅(qū)動(dòng)91
4.4.1交流伺服電動(dòng)機(jī)的工作原理91
4.4.2交流伺服電動(dòng)機(jī)的特性93
4.4.3交流伺服電動(dòng)機(jī)的控制和驅(qū)動(dòng)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(lèi)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
5.3.3PID控制107
5.3.4常見(jiàn)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(zhuān)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(jué)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(guò)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(píng)價(jià)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(lèi)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(lèi)147
6.5.2確定性能指標(biāo)的途徑148
6.5.3性能指標(biāo)對(duì)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(dòng)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(dòng)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(lèi)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(dòng)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(dòng)學(xué)分析174
7.7.2機(jī)器人運(yùn)動(dòng)性能分析176
7.7.3機(jī)器人動(dòng)力學(xué)分析177
7.7.4機(jī)器人動(dòng)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(dòng)生產(chǎn)線設(shè)計(jì)182
8.1自動(dòng)生產(chǎn)線概述183
8.2自動(dòng)生產(chǎn)線總體設(shè)計(jì)186
8.2.1自動(dòng)生產(chǎn)線總體設(shè)計(jì)內(nèi)容及原則186
8.2.2自動(dòng)生產(chǎn)線總體設(shè)計(jì)流程187
8.2.3自動(dòng)生產(chǎn)線總體設(shè)計(jì)性能指標(biāo)187
8.3自動(dòng)生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)189
8.3.1自動(dòng)生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)組成190
8.3.2自動(dòng)生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)形式190
8.3.3自動(dòng)生產(chǎn)線工件傳送裝置設(shè)計(jì)197
8.3.4典型自動(dòng)生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)裝置200
8.4自動(dòng)生產(chǎn)線傳感器的選擇與應(yīng)用202
8.4.1自動(dòng)生產(chǎn)線對(duì)傳感器的要求202
8.4.2自動(dòng)生產(chǎn)線傳感器的選擇原則203
8.4.3自動(dòng)生產(chǎn)線傳感器的布置203
8.4.4自動(dòng)生產(chǎn)線傳感器的應(yīng)用204
8.5自動(dòng)生產(chǎn)線執(zhí)行器的選擇與應(yīng)用206
8.5.1自動(dòng)生產(chǎn)線對(duì)執(zhí)行器的要求206
8.5.2自動(dòng)生產(chǎn)線執(zhí)行器的種類(lèi)206
8.5.3自動(dòng)生產(chǎn)線執(zhí)行器的使用性能特點(diǎn)206
8.5.4自動(dòng)生產(chǎn)線執(zhí)行器的選擇207
8.6自動(dòng)生產(chǎn)線控制裝置的技術(shù)應(yīng)用209
8.6.1自動(dòng)生產(chǎn)線對(duì)控制裝置的要求209
8.6.2自動(dòng)生產(chǎn)線控制裝置的種類(lèi)209
8.6.3自動(dòng)生產(chǎn)線控制裝置的性能比較210
8.6.4自動(dòng)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(lèi)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(jiǎn)介220
9.2.1FANUC數(shù)控系統(tǒng)221
9.2.2西門(mén)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(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)簡(jiǎn)介226
9.3.1開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)的特點(diǎn)226
9.3.2開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀227
9.3.3數(shù)控系統(tǒng)開(kāi)放的途徑228
9.3.4基于PC的開(kāi)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(dòng)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(dòng)檢測(cè)機(jī)設(shè)計(jì)240
10.2.2軸承內(nèi)圈內(nèi)徑自動(dòng)檢測(cè)機(jī)設(shè)計(jì)241
10.2.3軸徑自動(dòng)檢測(cè)機(jī)設(shè)計(jì)242
10.2.4長(zhǎng)度自動(dòng)檢測(cè)機(jī)(滾柱)設(shè)計(jì)243
10.2.5長(zhǎng)度自動(dòng)檢測(cè)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(dòng)繞線機(jī)設(shè)計(jì)245
10.2.8自動(dòng)繞管機(jī)設(shè)計(jì)246
10.2.9數(shù)控直線位移工作臺(tái)設(shè)計(jì)246
10.2.10數(shù)控車(chē)床四工位自動(dòng)刀架設(shè)計(jì)247
10.2.11電路板外形檢測(cè)機(jī)設(shè)計(jì)248
10.2.12自動(dòng)定量包裝機(jī)設(shè)計(jì)249
10.2.13線圈自動(dòng)裝配機(jī)設(shè)計(jì)250
10.2.14物料自動(dòng)搬運(yùn)小車(chē)設(shè)計(jì)250
10.2.15聯(lián)軸器自動(dòng)搬運(yùn)機(jī)械手設(shè)計(jì)251
10.2.16海綿硬度檢測(cè)機(jī)設(shè)計(jì)252
10.2.17乒乓球硬度測(cè)量機(jī)設(shè)計(jì)252
10.2.18凸輪軸升程檢測(cè)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(dòng)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