机电一体化技术与系统_导学方案

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1、第一章绪论一、学习目标机电一体化定义1.掌握机电一体化的概念2.了解机电一体化的产生和发展机电一体化系统的基本功能要素1.掌握机电一体化系统基本要素的功能机电一体化的相关技术1.掌握机电一体化相关技术及其内容现代机械的机电一体化方法1.了解机电一体化产品和系统的分类2.掌握现代机械的机电一体化目标3.掌握机电一体化技术方向4.了解机电一体化系统开发的工程路线重点:掌握机电一体化相关技术及其内容;掌握机电一体化技术方向难点:掌握机电一体化相关技术及其内容机电一体化系统开发的工程路线二、学习过程1、预备知识（1）具有电路分析、电子技术的基本知识；（2）具有机械基础、

2、机械加工、机械设计的基础知识；（3）具有编制机械加工、数控加工工艺规程、加工程序的基本能力；（4）具有常用机电设备、机电产品结构、工作原理的知识；（5）具有常用机电一体化系统安装、使用、维护的基本知识；（6）具有设计中等复杂程度的机电一体化系统的基本知识；（7）具有收集机电行业发展和机电产品信息的能力。2、新课导学（1）机电一体化产品的结构、功能、规模和复杂程度随应用场合的不同，它们的差异很大。如机器人、数控机床产品相对比较复杂，而洗衣机、打印机则相对比较简单；（2）对机电一体化产品进行剖析，都可以用机电一体化系统的7个基本结构要素来划分。随机电一体化产品的复杂

3、程度的不同和应用场合的不同，并不是每类机电一体化产品都包含7个基本结构要素，有些产品可能少于7个结构要素，例如有些机电一体化产品由驱动元件直接驱动，没有中间传动机构。提出问题：根据机电一体化技术的发展历史，你认为未来该领域的发展方向？新知要点：（1）机电一体化一词溯源及发展（2）机电一体化领域涉及的关键技术（3）机电一体化系统功能（4）典型机电一体化控制系统（5）机电一体化设计方案典型例题老式英文打字机与激光打印机对比老式英文打字机：纯机械结构。首先在英国有人研制出用打字机代替手书的机器，通过按键可将各个字母及各种标点符号等，把排列成半圆形的各个钢字击打至圆心处

4、，这在当时实在是一个巧妙的书写工具。打出的字体规范整洁，一目了然，重要的是速度快，节省时间。键盘字母的排列也是独具匠心的，并非随意。当时将常用的字母置于方便位置，不常用的字母置于偏僻处。这种排列方法直至今日电脑键盘仍然沿袭下来，可见其合理性。后期的打字机，只是在体积上缩小，其原理结构几乎与原始机器无异，只是形成便携式而已，直到20多年前，才逐渐被电脑所取代，在书写历史上打字机功不可没。激光打印机：典型机、电、光一体化产品，激光打印机是由激光器、声光调制器、高频驱动、扫描器、同步器及光偏转器等组成，其作用是把接口电路送来的二进制点阵信息调制在激光束上，之后扫描到感

5、光体上。感光体与照相机构组成电子照相转印系统，把射到感光鼓上的图文映像转印到打印纸上，其原理与复印机相同。激光打印机是将激光扫描技术和电子显像技术相结合的非击打输出设备。70年代末期，半导体技术趋向成熟。半导体激光器随之诞生，高灵敏度的感光材料也不断发现，加上激光控制技术的发展，激光技术迅速成熟，并进入了实际应用领域。以美国、日本为代表的科研人员，在静电复印机的基础上，结合了激光技术与计算机技术，相继研制出半导体激光打印机。这种类型打印机的打印质量好、速度快、无噪音，所以很快得到了广泛应用。例题小结：（1）传统办公设备向现代办公设备不断升级换代，主要依靠机电一体

6、化等相关技术；（2）从典型例题中我们可以发现由于应用了机电光一体化技术，激光打印机的打印输出质量得到很大提高，一般型号机型就能达600dpi以上，这是传统机械结构的打字机所达不到的，体现了机电一体化系统的控制精度；（3）老式英文打字机敲击速度过快容易发生卡字现象，而激光打印机工作可靠性和稳定性很高。3、导做（1）列举生活或工作中机电一体化系统的典型案例，并分析它们的机电组成部分、比例大小、作用？（2）尝试简单机电一体化作品的设计。三、总结提升1、总结反思无论机电一体化产品的复杂程度如何，无论是一个复杂的系统还是一个机电一体化产品，对它们的分析和设计都应该从系统化

7、的角度出发，这样才能获得更理想的设计结果。机电一体化系统不是简单的机械结构和电子部件的总装，需是一门融为一体的实质性的技术，涉及到高可靠性和高控制精度等方面的要求。2、知识拓展机电一体化实际上是机、电、液、气、光、磁一体化的统称，只不过机电之间的结合更紧密常见而已。我国从20世纪80年代初才开始在机电一体化方面的研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组并将该技术列为“863计划”中。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作

8、，已取得了一定成果，但与