第1章 机电一体化的基本概念(07版)

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1、现代机电产品设计陈世其教材：朱林主编，机电一体化系统设计，北京：石油工业出版社，2008.参考书：1．机电一体化技术手册编委会．机电一体化技术手册（第2版，第1卷）．北京：机械工业出版社，1999.2．张训文编著．机电一体化系统设计与应用，北京：北京理工大学出版社，2006.3．刘龙江主编．机电一体化技术．北京：北京理工大学出版社，2012.4．冯浩，汪建新，赵书尚主编．机电一体化系统设计，武汉：华中科技大学出版社，2009.5．赵松年,李恩光,裴仁清编．机电一体化机械系统设计．北京:机械工业出版社,2004.6．张建民等编著．机电一体化系

2、统设计（修订版）．北京：北京理工大学出版社，2010.7.项占琴、王家平，李培玉编著，现代机电产品设计，浙江大学出版社，2004.考核方式本课程成绩包括考试成绩和平时成绩两部分。考试成绩占70%，平时成绩占30%。平时成绩包括实验、作业和出勤情况，成绩按百分制评定。考试方式：开卷课程的性质、目的及任务本课程是机械工程及自动化专业的专业选修课。本课程将以机电一体化的系统设计为主线，结合其共性的关键技术，对其组成的各子系统的设计原理及设计方法进行系统的分析和介绍。通过本课程的学习，使学生真正了解机电一体化的内涵及机电一体化设计的理论和方法。目的

3、在于培养学生学会和掌握分析问题和解决实际问题的能力，从而能够较灵活地综合运用相关技术进行机电一体化产品的分析、设计与开发。课程的基本要求通过本课程学习，学生应达到下列要求：1、掌握机电一体化的真正内涵；2、了解机电一体化的共性关键技术；3、具有机电一体化系统各重要组成部分的分析及设计能力；4、具有机电一体化系统的设计思想和系统设计基本能力。第1章机电一体化的基本概念1.1机电一体化的基本概念1.2机电一体化系统的基本组成1.3机电一体化技术的理论基础与关键技术1.4机电一体化产品1.5机电一体化系统设计方法1.6机电一体化的现状与发展前景第

4、1章机电一体化的基本概念教学目标1.掌握机电一体化定义2.掌握机电一体化系统的基本组成3.理解机电一体化系统的关键技术4.了解机电一体化技术的现状和发展前景1.1.1机电一体化的定义伴随生产活动和科学技术的快速发展，机电一体化的具体内容不断发展与更新，人们观察问题的角度不同，对机电一体化的理解也就有所差异。因此，迄今为止，机电一体化尚没有明确的统一定义。关于“机电一体化”概念的提法，1981年日本机械振兴协会对此作出的解释是：“机电一体化是在机械主功能、动力功能、信息功能和控制功能上引进微电子技术，并将机械装置与电子装置用相关软件有机结合而

5、构成系统的总称。”1.1机电一体化的基本概念1.1机电一体化的基本概念随着科学技术的发展，“机电一体化”不断被赋予新的内涵，但目前一般可认为“机电一体化”是微电子技术向机械工业渗透过程中逐步形成的一个新概念，是从系统的观点出发，将机械技术、微电子技术、信息技术等多门技术学科在系统工程的基础上相互渗透、有机结合而形成和发展起来的一门新的边缘技术学科。1.1.2机电一体化的产生科技进步和社会需求是任何事物产生和发展的前提，机电一体化这一新事物的产生和发展也不能例外。机械技术、计算机技术、微电子技术等的发展为机电一体化的产生奠定了良好的基础，而人

6、类社会对生产和生活产品在质量和品种上的要求不断提高是机电一体化蓬勃发展的动力。1.1机电一体化的基本概念机电一体化经历了长期的产生和发展过程。早在机电一体化这一概念形成之前，世界各地的科技人员已为机械与电子技术的有机结合做了大量工作，研究和开发了很多机电一体化产品，比如电子工业领域内的雷达伺服系统，机械工业领域内的数控机床、工业机器人等，这一切都为机电一体化这一概念的形成奠定了基础。1971年，日本《机械设计》杂志副刊正式提出了“Mechatronics”这一名词，它是取Mechanics（机械学）的前半部分和Electronics（电子学

7、）的后半部分组合而成，即机械电子学或机电一体化。在日本提出这一术语后，日、美、英各国先后有一些专著问世。国际自动控制联合会（IFAC）、美国电气和电子工程师协会（IEEE）先后创办了名为Mechatronics的期刊。近年来，国内也有不少教科书和期刊出版社。1.1机电一体化的基本概念机电一体化作为一门新兴的边缘学科，始于二十世纪八十年代，目前它已经逐渐成为机械工程的重要研究领域，代表着机械工业技术革命的前沿方向。1.1.3机电一体化的内容机电一体化包含了技术和产品两方面的内容，首先是指机电一体化技术，其次是指机电一体化产品。机电一体化技术是

8、指包括技术基础、技术原理在内的使机电一体化产品得以实现、使用和发展的技术。机电一体化产品是指随着机械系统和微电子系统的有机结合，被赋予新的功能和性能的新产品。1.1机电一体化的基