机械电子工程学很好的PPT.ppt

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1、第一章概论第一节机电一体化基本概念机电一体化是以机械、电子技术为主的多门技术学科相互渗透、相互结合过程中逐渐形成和发展起来的一门新兴边缘技术学科。机电一体化英文名称是Mechatronics。定义：机电一体化是在机械的主功能、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构成系统的总称。学科基础：机械技术、微电子技术、计算机和信息处理技术、自动控制技术、传感与测试技术、电力电子技术、伺服驱动技术、系统总体技术1机电一体化技术的重要实质是：应用系统工程的观点和方法来分析和研究机电

2、一体化产品或系统，综合运用各种现代高新技术进行产品的设计与开发，通过各种技术的有机结合，实现产品内部各组成部分的合理匹配和外部的整体效能最佳。2第二节机电一体化发展概况(2)70年代初，日本人对机电一体化的长期实践和最新应用成果加以系统地概括和总结，才形成一个比较完整的机电一体化概念。(1)机电一体化概念出现之前，世界各国研究和开发了不少机电一体化产品，如：电子工业领域内通信电台的自动调谐系统、雷达伺服系统，机械工业领域内的数控机床、工业机器人等。在当前激烈的国际竞争中，机电一体化具有举足轻重的作用，其发展水平在很大程

3、度上反映了一个国家的技术经济实力。3(3)80年代以来，由国家科委和机械电子工业部分别组织专家根据我国国情，制订了一系列有利于机电一体化发展的政策法规，确定了数控机床、工业自动化控制仪表、工业机器人、汽车电子化等15个优先发展领域及6项共性关键技术的研究方向和课题，并明确提出要在2000年使我国的机电一体化产品产值比率(即机电一体化产品总产值占当年机械工业总产值的比值)达到15％～20％的发展目标4第三节机电一体化产品的构成一、机电一体化产品的功能构成机电一体化产品一般需具备五种内部功能：主功能、动力功能、计测功能、控

4、制功能和构造功能，每一种内部功能又由产品中具体的功能部件加以实现。56二、机电一体化基本结构要素78机电一体化产品由以下五个基本要素构成：1．机械本体包括机身、框架、机械联接等在内的产品支持结构，属于基础部分，实现产品的构造功能。2．动力源向系统提供能量，并将输入的能量转换成需要的形式，实现动力功能。3．检测与传感装置包括各种传感器及其信号检测电路，用于对产品运行时的内部状态和外部环境进行检测，提供运行控制所需的各种信息，实现计测功能。4．控制与信息处理装置根据产品的功能和性能要求以及传感器的反馈信息，进行处理、运算和

5、决策，对产品运行施以相应的控制，实现控制功能。5．执行机构包括机械传动与操作机构，在控制信息作用下完成要求的动作，实现产品的主功能。9第四节机电一体化产品的分类按照机电结合程度和形式的不同，机电一体化产品可划分为：功能附加型：功能替代型：机电融合型：在原有机械产品基础上，采用微电子技术，使产品功能增加和增强，性能得到适当的提高。采用微电子技术及装置取代原产品中的机械控制功能、信息处理功能或主功能，使产品结构简化，性能提高，柔性增加。柔性制造系统：即FlexibleManufacturingSystem，它是由统一的信息

6、控制系统、物料储运系统和一组数字控制加工设备组成，能适应加工对象变换的自动化机械制造系统。10机电融合型：根据产品的功能和性能要求及技术规范，采用专门设计的或具有特定用途的集成电路来实现产品中的控制和信息处理等功能，因而使产品结构更加紧凑、设计更加灵活、成本进一步降低。11第五节机电一体化共性关键技术机电一体化是多种技术学科相互交叉、渗透而形成的一门综合性边缘技术学科，所涉及的技术领域非常广泛。概括起来，机电一体化共性关键技术主要有下述六项。一、机械技术二、计算机与信息处理技术三、检测与传感技术四、自动控制技术五、伺服

7、驱动技术六、系统总体技术12第六节机电一体化设计及其工程路线机电一体化设计突出体现在两个方面：(1)当产品的某一功能单靠某一种技术无法实现时，必须进行机械与电子及其它多种技术有机结合的一体化设计；(2)当产品某一功能的实现有多种可行的技术方案时，也必须应用机电一体化技术对各种技术方案进行分析和评价，在充分考虑同其它功能单元的联接与匹配的条件下，选择最优的技术方案。13机电一体化产品设计一般可分为三种类型：开发性设计、适应性设计和变异性设计。开发性设计：是一个从无到有的创造过程，是在没有任何样板可供参照的情况下，根据功能

8、和性能要求，按照机电一体化设计原理，为满足市场需求所进行的设计。适应性设计：是在原有产品总的方案原理基本不变的情况下，对产品的某些局部加以变动或改进，以增加功能、提高性能和质量或降低成本为目的所进行的设计。变异性设计：是在设计方案和功能结构不变的情况下，通过改变尺寸、速度、力或功率等参数，以满足市场对产品规格方面的需求所进行的系列