机电液一体化技术在工程机械中的应用探究 1冯一骐

摘要：从趋势上看，机电液一体化技术的引进和应用，可以使液压技术、机电

技术有机地结合在一起，大大提高工程机械的动力性、可靠性、燃油经济性、安

全性、操作性等性能舒适度、运行效率、运行精度、使用时间等。目前，以微机

或微处理器为核心的电子控制装置（系统）在现代工程机械中的应用已比较普遍，电子控制技术已渗透到工程机械的许多方面，如平地机、摊铺机的自动找平系统；柴油机电子调速系统；装载机、铲运机变速箱自动控制系统；工程机械监测与故

障自诊断系统。

从长远来看，未来的工程机械将有一个相对完善的自动化、智能化程度较高

的控制系统。工程机械将进入一个新阶段。产品以信息技术为基础，采用了许多

新技术。与此同时，新产品、新结构不断出现。继续加强产品的可靠性。技术发

展的主要因素取决于产品电子信息技术的数量。努力改变和改进产品的系列化、

标准化和通用化。

现代工程机械最重要的特点之一是将相对发达的电子技术、液压技术和制造

工艺相结合。组合体在各种机械中的应用，充分体现了机械水平发展的一个非常

重要的趋势。而电液控制技术是在自动控制技术和液压传动技术基础上发展起来

的一门新兴学科，是机电一体化技术中不可缺少的组成部分。

关键词：机电液；一体化技术；工程机械；应用探究

导言：目前在工业领域，通过运用机电一体化技术，可以显著提高工程技术

的含金量，提高产品的市场竞争力，优化产品的内部性能。通过机电一体化技术

的应用，提高了机械企业的工作效率和生产率，提高了企业的经济效益和市场竞

争力。机电一体化是一种特殊的液压技术，是机械技术、信息技术、网络技术和

电子技术相结合而产生的一种新技术，但这种结合不是简单的累积组合，而是一

种互动和集成产生的新的技术结构。也就是说，集成技术从根本上讲是基于机械

设备所产生的技术。与传统的工程机械技术相比，存在一定的差异。集成技术不

仅功能强大，而且应用广泛，属于综合性、系统性技术。

1机电液一体化概述

机电一体化是一个复杂的系统，涉及多种技术。机电一体化技术主要是通过

采用液压技术和信息技术，提高产品的生产效率和质量。机电一体化技术属于机

械化技术，但与传统机械化技术相比有一定的差异。相关研究数据表明，机电一

体化技术具有集成性、科学性和复杂性等特点，利用机电一体化系统可以实现自

动化、可控的运行。其中，工程机械机电液一体化系统主要包括三个功能：一是

能够识别和检测对象的工作状态；二是能够产生相应的支撑能力和执行能力；三是，它能根据数据检测目标和识别结果做出科学、准确的动作。随着社会科学技

术的飞速发展，一方面要提高操作的准确性，另一方面也要提高抗干扰能力，这

就要求内外部都有很强的抗干扰能力。相关研究表明，电、磁、火花对机械工程

有一定的影响。此外，它还应该具有一些特殊的功能，如远程操作或无人驾驶等。 2机电液一体化技术在工程机械中的应用现状

一体化技术可以控制变量泵与电液比、实现发动机转速以及功率自动调控操作。除此之外，还可以实现状态监测和故障检测操作。

2.1控制变量泵与电液比

目前，液压系统可以通过比例控制技术来调节和优化电压比。同时，它可以

节省信号传输时间，防止信号延迟，促进系统快速响应，使动态性能更加灵活有

光机电一体化的发展和应用

- 1 - 光机电一体化的发展和应用引言现代科学技术的发展极大地推动了不同学科的交叉与渗透,引起了工程领域的技术改造与革命。在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。摘要工程机械自90年代以来发展速度加快应用也愈来愈广。我国由于经济形势走上快车道工程机械的应用非常广泛工程机械的研究得到了高度重视。本文从工程机械发展的几个趋势和各种工程机械的分析来阐述我国工程机械发展的现状和方向迄今为止世界各国都在大力推广机电一体化技术。在人们生活的各个领域已得到广泛的应用并以蓬勃的生机向前发展不仅深刻地影响着全球的科技、经济、社会和军事的发展而且也深刻影响着机电一体化的发展趋势。关键词历史、应用自90年代以来国外工程机械进入了一个新的发展时期目前国外工程机械发展总的趋势是发展快水平高。1、在广泛应用新技术的同时不断涌现出新结构和新产品。2、继续完成提高整机可靠性。3、技术发展的重点在于增

加产品的电子信息技术含量在集成电路、微处理器、微型计算机及电子监控技术等方面都有广泛的应用。4、努力完善产品的标准化、系列化和通用化改善驾驶人员的工作条件向节能、环保方向发展可靠性、安全性、舒适性、环保性得到了高度重视。5、向大型化和微型化方向发展。如国外工程机械产品在集成电路、微处理器、微型计算机及电子监控技术等方面都有广泛的应用一些节能新技术得到了推广可靠性、安全性、舒适性、环保性能得到了高度重视并向大型化和微型化方向发展。借鉴国外工程机械产品的发展趋势我国工程机械产品的发展走势应是大力发展机电一体化产品实现装载机工作状态的自动监测和控制实现平地机的激光导平自动控制实现在有毒、有危险环境下工程机械作业的遥控;大力提高产品的质量、可靠性和技术水平;大力发展品种;大力加强新技术的应用改善驾驶员的工作条件。一、光机电一体化技术在自己专业中的应用https://www.360docs.net/doc/f313520599.html,> - 2 - 随着科学技术的快速发展光机电一体化技术应运而生首先光机电一体化是机械技术光电技术电子技术及其计算机技术等群体技术的综合运用。而机械技术是光机电一体化的基本技术随着高技术的应用在各个领域越来越受到

机电一体化作业

机电一体化_在线作业_1 一、单选题 ? A. 响应速度快 B. 质量增加 C. 精度高 D. 机械负载增大 ? C. 导轨运动副间的摩擦力 D. 系统动态误差 ? A. 5～6 B. 1～ 2 C. 2～ 3 D. 3～4 二、多选题 ? C. 液晶显示器 D. 状态指示灯 1. (5分)下列不是混合式步进电动机特点的是（）。 A. 断电后仍有制动力矩 B. 价格低 C. 功耗较小 D. 步距角较小 2. (5分)在传感器的输出信号中，属于开关信号的是（）。 A. 超声波无损探伤 B. 温敏电阻 C.时间继电器 D. 应变片 3. (5分)在不影响机械系统刚度的前提下，传动机构的质量和转动惯量应尽量减小，其中转动惯量大会对系统造成的影响为（）。 4.(5分)振弦式调频传感器中不包含（）器件。 A. 振弦 B. 磁场 C. 膜片 D.压电元件 5. (5分)下列不是产生死区误差的主要原因的是（）。 A. 电气系统和执行元件的启动死区 B. 传动机构中的间隙 6. (5分)滚珠是在淬硬的滚道上作滚动运动，磨损极小，长期使用后仍能保持其精度，因而寿命长，且具有很高的可靠性。其寿命一般比滑动丝杠要高（）倍。 1. (5分)以下是常用的输出设备的是（）。 A. 发光二极管显示器 B. BCD二—十进制码拨盘

? A. 阻尼 B. 增益 C. 刚度 D. 惯性 ? A. 螺距误差 B. 刀具长度的改变 C. 热变形误差 D. 机床溜板的摩擦三、判断 2. (5分)伺服系统的稳定性是系统本身的一种特性，取决于系统的结构及组成元件的参数如（）等。 3. (5分)接口的三个基本功能是（）。 A. 传递 B. 处理 C. 放大 D. 变换 4. (5分)对于螺母，应在其两端进行密封，密封防护材料必须具有的性能为（）。 A. 防腐蚀 B. 耐油性 C. 抗振动 D. 耐磨性 5. 在机床加工零件的过程中引起加工误差的原因很多，下列不属于常值系统性误差的是（）。

机电一体化技术专业(580201)

机电一体化技术专业（580201）一、职业与岗位分析 1．行业状况随着我国科学技术的进步和市场经济的发展，机电产品在国民经济中的作用将越来越大，其应用将有广阔的前景，特别是我国成为全球“机械制造”大国的形势下，各个工业领域迫切需要大量的机电工程技术方面人才，改造传统产业，提高产品市场竞争能力，迎接新的挑战和发展机遇。目前整个工业行业正处于产业结构调整和技术升级阶段，在推广光、机、电一体化技术，数控车、铣和加工中心等机床的开发和应用技术，开发高附加值，高科技含量的工业产业过程中，无论从当前还是从长远来看，机电行业的发展都有着广阔的前景和深远意义。 2．就业岗位分析毕业的就业围主要有以下几个方面：（1）机电产品及设备的制造企业；（2）机电产品及设备的应用企业；（3）机电产品及设备的维修企业；（4）机电产品及设备的营销、安装、调试企业；（5）CAD/CAM技术的应用企业；（6）其他与本专业相关的企业与部门。对应的岗位群有：机电产品及设备的制造、安装、调试、运行、维修、营销、机械CAD/CAM 技术、车间生产和技术管理等。二、培养目标与要求： 1．培养目标本专业培养拥护党的基本路线，适应机电一体化的专门人才，培养的学生要求：思想品德高尚、具有良好的职业道德素质、具有创新精神和进取精神，适应现代机电产品制造、修理的需要，具有机电结合的在生产、建设、管理、服务第一线工作的高级技术应用性人才。毕业生能掌握机电设备、数控装置、机电产品的技术管理、安装调试、操作维修的基本理论和技能。 2．基本要求（1）要求学生要热爱社会主义祖国，拥护党的基本路线，懂得马克思列宁主义、思想和理论的基本原理，具有爱国主义、集体主义、社会主义思想和良好的思想品德。（2）掌握本专业所必须的基础理论、基本专业知识及实验、运算、制图等基本技能。（3）掌握机电工程技术专业知识，包括电工、电子理论，单片机与接口技术，机电一体化产品的设计与开发。（4）掌握现代化机电设备的操作技能。（5）熟练掌握一门外语，能借助工具书阅读和翻译本专业的外文资料。三、能力分析与分解 1．基本知识、能力、素质要求有良好的社会公德和职业道德，爱岗敬业，遵纪守法；辨证的思维方式；健康的心理素质。掌握本专业文化知识基础理论，具有应用数学、专业英语、计算机应用能力，具有绘制和阅读零件图、装配图的能力，具有计算机绘图的能力和健康的身体素质，有健全的体魄、

机电一体化技术应用复习题(附答案)

机电一体化技术应用复习题一、填空题 (每空2分) 1. 机电一体化技术的主要特征：整机结构最优化、系统控制智能化、操作性能柔性化。 2. 可编程序控制器的英文简称PLC 。 3. S7-200PLC型号CPU224XPCN：14点数字量输入、10点数字量输出、2路模拟量输入、1路模拟量输出。 4. S7-200PLC型号EM235CN是模拟量扩展模块、4路输入、1路输出。 5. S7-200有6个高速计数器为HSC0～HSC5、高速计数器有12种工作模式。 6. 编码器有增量式和绝对式。 7. S7-200有2种高速脉冲输出、为PTO和PWM。 8. S7-200高速脉冲输出占用输出端子Q0.0和Q0.1。 9. S7-200主从模式通信的网络读指令为NETR，网络写指令为NETW。 10. S7-200自由端口模式通信的网络发送指令为XMT，网络接收指令为RCV。 11.典型气压传动系统是由气压发生装置、执行元件、控制元件、和辅助元件四个部分组成。 12.气动表压力是以相对于大气压压力的差来表示。 13.气缸按照运动形式分为直线气缸、摆动气缸、和转动气缸3种。 14.压力控制阀可以分为3类减压阀、溢流阀、和顺序阀。 15.上图所示的方向控制阀是单控、二位、五通阀。 16.传感器由敏感元件、传感元件及测量电路三部分组成。 17.电容式传感器有三种类型变面积式、变隙式及变介电常数式。 18.光电式传感器有三种类型对射式、反射式及漫射式。 19.伺服电机分为直流伺服电机和交流伺服电机。 20.步进电机分为反应式、永磁式和混合式。 21.变频器通过改变电源的频率来调节交流电机的速度。二、名词解释(每小题4分) 1、FMS 2、CIMS 3、 PLC自由端口通信 4、传感器 5、传感器灵敏度 6、传感器线性度 7、传感器迟滞 8、传感器分辨力 9、光电效应10、霍尔效应11、A/D 12、D/A 13、 PWM 14、步进电机的步距角15、步进电机的运行矩频特性

机电一体化技术作业题——答案全解

东北农业大学网络教育学院机电一体化技术作业题复习题一一、名词解释：（40分） 1．机械系统答：机电一体化系统中的机械系统与一般的机械系统相比，除要求具有较高的定位精度外，还应具备体积小、重量轻、刚度大、动态性能好等特点。概括地讲，机电一体化机械系统应包括传动机构、导向机构、执行机构三大部分。 2．检测系统答：检测系统是机电一体化系统的一个基本要素，其功能是对系统运行中所需的自身和外界环境参数及状态进行检测，将其变换成系统可识别的电信号，传递给信息处理单元。 3．伺服系统答：伺服系统是指以机械位置或角度作为控制对象的自动控制系统，又称随动系统或伺服机构。指在控制命令的指挥下，控制执行元件工作，使机械运动部件按照控制命令的要求进行运动，并具有良好的动态性能。 4．接口技术答：为构成完整的并有一定控制和运算功能的系统而将一个部件与另外的部件连接起来，这种连接就称微处理器系统的接口。 5．控制系统答：控制系统是机电一体化产品的中枢，用于实现信息处理、控制信号输出、控制和协调机电一体化产品的其他内部功能，通过控制系统的控制，执行机构的驱动，被控对象按照预定的规律或目的运行，运行效果通过传感器反馈回控制系统，连同传感器收集的其他有关信号供控制系统利用并不断修正其控制指令。 6．D/A转换答：在机电一体化产品中，很多被控对象要求用模拟量做控制信号，而计算机是数字系统，不能输出模拟量，这就要求控制输出接口能完成将数字信号转换成模拟信号，称之为D / A转换。

7．传动机构答：机电一体化系统中的传动机构主要功能是传递转矩和转速，因此，它实际上是一种转矩、转速变换器。机电一体化系统中所用的传动机构主要有滑动丝杠副、滚珠丝杠副、齿轮传动副、同步带传动副、间歇机构、挠性传动机构等。 8．机电一体化技术答：机电一体化技术是以电子技术特别是微电子技术为主导的多种新兴技术与机械技术交叉、融合而成的综合性高新技术，是工程领域不同种类技术的综合及集成，是一个技术群的总称，它包括机械技术、微电子技术、计算机和信息处理技术、自动控制技术、电力电子技术、伺服驱动技术以及系统总体技术等。二、简答（60分） 1、机电一体化产品的组成和特点是什么？答：机电一体化产品是由机械系统、检测系统、伺服系统、控制系统以及接口装置等几部分组成。机电一体化产品的功能是通过其内部各组成部分功能的协调和综合来共同实现的。从其结构来看，，各组成部分通过辅助部件及相关的软件有机的结合在一起，构成一个内部匹配合理、外部效能最佳的完整产品，品具有自动化、智能化和多功能的特性。 2、机电一体化产品设计与传统机械产品设计的区别是什么？答：机电一体化产品的设计与常规机械产品的设计有着本质上的区别。常规机械产品一般是先用单纯机械设计的方法构思和设计，再为这个纯粹的机械设计选配适宜的电气设备。这种方法实际上是面向设计者的传统设计方法。相比之下机电一体化产品的设计是面向产品的设计，它要求设计者具有多种能力、视野开阔，具有综合利用机械设计和电气控制设计方面的知识和能力。 3、机电一体化机械系统由哪几部分组成？答：概括地讲，机电一体化机械系统应包括以下三大部分机构。（1）传动机构。机电一体化系统中的传动机构主要功能是传递转矩和转速，因此，它实际上是一种转矩、转速变换器。（2）导向机构。其作用是支承和限制运动部件按给定的运动要求和规定的运动方向运动。该机构应能保证安全、准确。（3）执行机构。用来完成操作任务。执行机构根据操作指令的要求在动力源的带动下，完成预定的操作。 4、常用的传动机构有哪些，各有什么特点？答：机电一体化系统中所用的传动机构主要有滑动丝杠副、滚珠丝杠副、齿轮传动副、同步带传动副、间歇机构、挠性传动机构等。滚珠丝杠副具有如下特点。

机电一体化技术基础

机电一体化技术基础 “机电一体化”是机械技术、电子技术和信息技术等相关技术有机结合的一个新形式，是电子技术、信息技术向机械技术领域渗透过程中逐渐形成的一个新概念。第一章概论 1、机电一体化的定义机电一体化乃是机械的主功能、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。 2、机电一体化系统的基本构成一般而言，一个较完善的机电一体化系统包括以下几个基本要素：机械本体、检测传感部分、电子控制单元（ECU）、执行器和动力源，各要素之间通过接口相互联系。 3、机电一体化的相关技术（1）机械技术（2）信息处理技术（3）系统技术（4）自动控制技术（5）传感检测技术（6）伺服驱动技术 4、机电一体化系统的分类从控制的角度，机电一体化系统可分为开环控制系统和闭环控制系统。

开环控制机电一体化系统的优点是结构简单、成本低、维修方便，缺点是精度较低，对输出和干扰没有诊断能力。闭环控制的机电一体化系统的优点是高精度、动态性能好、抗干扰能力强，缺点是结构复杂、成本高、维修难度较大。 5、机电一体化系统开发的类型机电一体化系统开发的类型依据该系统与相关产品比较的新颖程度和技术独创性，可分为开发性设计、适应性设计和变参数设计。（1）开发性设计：是一种独创性的设计方式、在没有参考样板的情况下，通过抽象思维和理论分析，依据产品性能和质量要求设计出系统原理和制造工艺。开发性设计属于产品发明专利范畴。（2）适应性设计：适应性设计是在参考同类产品的基础上，主要原理和设计方案保持不变的情况下，通过技术更新和局部结构调整使产品的性能、质量提高或成本降低的产品开发方式。这一类设计属于实用新型专利范畴。（3）变参数设计：变参数设计是在设计方案和结构原理不变的情况下，仅改变部分结构尺寸和性能参数，使之适用范围发生变化的设计方式。 6、机电一体化系统设计方案的常用方法（1）取代法：就是用电气控制取代原系统中机械控制机构。这种方法就是改造旧产品开发新产品或对原系统进行技术改造常用的方法。（2）整体设计法：

机电一体化技术的应用及发展趋势

机电一体化技术的应用及发展趋势摘要：随着我国工业生产水平的不断提高，机电一体化技术的应用也日趋广泛，成为现代工业技术发展的重要?酥局?一，了解和掌握机电一体化技术的应用和未来发展前景，也是当前机械工程领域关注和研究的重点课题之一。本文从机电一体化技术的发展入手，分析了机电一体化的发展前景趋势，希望能借此给同行们提供一些有价值的参考。关键词：机电一体化技术应用发展趋势 1.机电一体化的技术应用机电一体化技术是面向应用的跨学科技术，是机械、微电子、信息和控制技术等有机融合、相互渗透的结果。机电一体化技术的应用领域十分广泛，主要应用在数控机床、计算机集成制造系统、柔性制造系统、工业机器人等方面。它在应用技术方面主要包括软件和硬件两个大的方面，其在不同领域中的具体应用的核心技术包括： 1.1在现代机械制造业中的应用机械制造业的市场竞争局面紧张，而在传统的机械制造行业中，规模和经济基础是决定市场占有率的关键，而社会发展到今天，制造业已经打破了单纯依靠人力生产的技能传统，取而代之的是电子计算机技术、敏捷制造、柔性制造、

并行工程和计算机数字控制技术等高新技术制造系统占据了信息竞争主导地位，起到了促进生产模式创新和发展的作用。 1.2在钢铁行业中的应用机电一体化技术在钢铁企业中的应用主要是计算机集成制造系统，是将人、生产经营、生产管理和整个生产管理过程的全方面有效连接的一种控制系统。从原料进入生产企业，到原料的加工生产和成品的发货等全方面加以监控的新技术应用。 1.3在饮料食品行业中的应用机电一体化作为一种应用发展最快的新技术，在饮料食品行业的包装机械开发、设计和制造等方面也被广泛引入，大大提高了生产加工的自动化水平，提升了生产能力和管理效率，为企业在行业中的优势竞争地位奠定了基础。此外，机电一体化的技术应用还包括在现场总线技术方面和交流传动技术方面的应用。现场总线技术其实就是将新型的信号传输技术替换成现场总线技术的一种方法，在有效控制的基础上实现双向的信息传送。而交流传动技术则是将矢量控制技术进行实用化应用的代表，是数字技术发展的产物，在未来，还将取代直流传动技术。 2.机电一体化技术的未来发展趋势当前，光机电一体化技术作为一种新兴的学科，在多年

《机电一体化系统》形成性作业及答案

一、填空题 1．机电一体化包括六大共性关键技术：精密机械技术、、、信息处理技术、自动控制技术和。 2．机电一体化的产生与迅速发展的根本原因在于社会的发展和科技的进步。系统工程、控制论和信息论是机电一体化的基础，也是机电一体化技术的。微电子技术的发展，半导体大规模集成电路制造技术的进步，则为机电一体化技术奠定了基础。机电一体化技术的发展有一个从状况向方向发展的过程。 3．一个较完善的机电一体化系统应包括以下几个基本要素：机械本体、、、执行部分、控制及信息处理部分和接口。 4．机电一体化系统对动力部分的要求是用尽可能的动力输入获得尽可能的功能输出。 5．根据机电一体化系统匹配性要求，要求执行部分的刚性、重量、实现组件化、标准化和系列化，提高系统整体。 6．机电一体化系统一方面要求驱动的高和快速，同时要求对水、油、温度、尘埃等外部环境的和。 7．自动控制技术的目的在于实现机电一体化系统的目标。 8．伺服传动技术就是在的指挥下，控制驱动元件，使机械的运动部件按照指令要求运动，并具有良好的。 9．拟定机电一体化系统设计方案的方法可归结为、和。 10．机电一体化系统对机械传动部件的摩擦特性的要求为：静摩擦力尽可能，动摩擦力应尽为可能小的斜率，若为斜率则易产生爬行，降低精度，减少寿命。 11．运动中的机械部件易产生振动，其振幅取决于系统的阻尼和固有频率，系统的阻尼越，最大振幅越，其衰减越快。机电一体化系统作业1

12．在系统设计时考虑阻尼对伺服系统的影响，一般取阻尼比ξ在到之间的欠阻尼系统，这样既能保证振荡在一定的范围内，过渡过程较平稳，过渡时间较短，又具有较高的灵敏度。 13．间隙将使机械传动系统产生，影响伺服系统中位置环的。 14．在伺服系统中，通常采用原则选择总传动比，以提高伺服系统的。二、选择题 1．机电一体化系统的基本功能要素之一：接口的基本功能是（） A．交换B．放大C．传递D．以上三者 2．机电一体化系统的核心是（） A．动力部分B．执行机构C．控制器D．接口 3．机电一体化系统中，根据控制信息和指令完成所要求的动作这一功能的是（）。 A．机械本体B．动力部分 C．控制器D．执行机构 4．在设计齿轮传动装置时，对于转动精度要求高的降速齿轮传动链，可按什么原则进行设计（）。 A．输出轴转角误差最小B．等效转动惯量最小C．质量最小D．质量最大 5．对于要求质量尽可能小的降速传动链，可按什么原则进行设计（） A．输出轴转角误差最小B．等效转动惯量最小 C．重量最轻D．重量最大三、名词解释系统总体技术—— 四、简述题 1．简述机电一体化技术方向。

机电一体化技术第二版课后习题答案

第1章 1-1、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构成系统的总称。 1-2、机电一体化系统的主要组成、作用及其特点是什么？ a、机械本体：用于支撑和连接其他要素，并把这些要素合理地结合起来，形成有机的整体。 b、动力系统：为机电一体化产品提供能量和动力功能，驱动执行机构工作以完成预定的主功能。 c、传感与监测系统：将机电一体化产品在运行过程中所需要的自身和外界环境的各种参数及状态转换成可以测定的物理量，同时利用监测系统的功能对这些物理量进行测定，为机电一体化产品提供运行控制所需的各种信息。 d、信息处理及控制系统：接收传感器与检测系统反馈的信息，并对其进行相应的处理、运算和决策，以对产品的运行施以按照要求的控制，实现控制的功能。 e、执行装置：在控制信息的作用下完成要求的动作，实现产品的主功能。 1-3、工业三大要素：物质、能量、信息。 1-4、机电一体化产品与传统的机械电气化产品相比，具有较高的功能水平和和附加值，它为开发者、生产者和用户带来越来越多的社会经济效益。 1-7、机电一体化的主要支撑技术：传感检测技术、信息处理技术、自动控制技术、伺服驱动技术、接口技术、精密机械技术、系统总成技术。 1-8、机电一体化的发展趋势：智能化、模块化、网络化、微型化、绿色化、人格化、自适应化。第2章 2-1、机电一体化系统对传动机构的基本要求：传动间隙小、精度高、低摩擦、体积小、重量轻、运动平稳、响应速度快、传动转矩大、高谐振频率以及与伺服电动机等其他环节的动态性能相匹配等要求。 2-2、丝杆螺母机构的传动形式及其特点：a、螺母固定、丝杆转动并移动；b、丝杆转动、螺母移动；c、螺母转动、丝杆移动；d、丝杆固定、螺母转动并移动；e、差动传动。 2-3、滚珠丝杆副的组成及特点：由丝杆、螺母、滚珠和反相器四部分组成；具有轴向刚度高、运动平稳、传动精度高、不易磨损、使用寿命长等优点。 2-4、滚珠丝杆副的选择：结构形式的选择、结构尺寸的选择 2-5、齿轮传动各级传动比分配原则：①等效转动惯量最小原则②重量最轻原则③输出轴转角误差最小原则（最末两级的传动比应取大一些，并尽量提高最末一级齿轮副的加工精度）； 2-8、齿轮传动侧隙的调整有偏心套调整、双片薄齿轮错齿调整和轴向垫片调整等多种方法。 2-9、机械执行机构的基本要求：①惯量小、动力大；②体积小、重量轻；③便于维修、安装；④易于计算机控制。 2-10、简述各种传感器的特性及选用原则？一、静态特性是指当测量处于稳定状态下，传感器的输入值与输出值之间的关系。主要技术指标包括：1、线性度。2、灵敏度。3、迟滞。4、重复性。5、分辨率。6、零飘。二、动态特征是指传感器测量动态信号时输出对输入的响应特性。（1）电气式，具有操纵方便、适宜编程、响应快、伺服性能好、易与微机相接等优点；（2）液压式，优点是输出功率

机电一体化1-5作业解答

第一章作业解答 1、机电一体化系统包括那些关键技术？机电一体化系统发展趋势是什么? 答：机电一体化系统包括的关键技术有：机械技术，检测与传感技术，计算机与信息处理技术，自动控制技术，伺服驱动技术，系统总体技术。机电一体化系统发展趋势是：1）智能化。模拟人类智慧，具有推理、逻辑思维、自主决策的能力。2）网络化。利用网络将各种独立的机电一体化系统联系起来。3）微型化。4）系统化、复合集成化。 2、试列举10种常见的机电一体化产品，并对其中一种分析其所构成的5大要素。常见的机电一体化产品有：数控机床，机器人，全自动洗衣机，傻瓜照相机，自动物料搬运机，自动取款机，自动售货机，智能水表，电子调速器，智能冰箱等。（一般的洗衣机、冰箱、电风扇、电子秤、电脑、空调不是机电一体化产品，因为它们不包含机电一体化系统所包括的6项关键技术及5个构成要素。）第二章作业解答 1、机电一体化系统对机械部分的要什么？答：机电一体化机械系统除了应具备普通机械系统的要求外,还有如下要求：1）高精度；2）快速响应性，即，机械系统从接到指令到执行指令任务的时间应短；3）稳定性要好。 2、齿轮传动为何要消除齿侧间隙？答：机电一体化系统对机械部分的要必须具备高精度，以满足自动控制的需要。消除齿轮的齿侧间隙就是为了保证双向传动精度。 3、滚珠丝杠副轴向间隙对传动有何影响？采用什么办法消除它？答：滚珠丝杠副轴向间隙影响反向传动精度。消除滚珠丝杠副轴向间隙通常采用的方法有：1）采用双螺母结构调整两螺母轴向相对位置实现预紧消除间隙。具体措施有：垫片调隙，螺纹预紧调隙，齿差预紧调隙等方式。2）采用单螺母结构用增大钢球直径的方式实现预紧以消除间隙。

机电液一体化

.1..1.1定义： 1.1.1 定义：机电一体化（Mechatronics）强调的是机械技术与电子技术的结合。以机械为主体，以计算机控制，特别是以智能控制为核心，将工业产品和过程都作为一个完整的系统看待，强调各种技术的协同和融合，是一种以产品和过程为基础的技术，并贯穿于设计和制造的全过程中。机电一体化技术是机电技术、微电子技术及各相关技术相互融合的产物。机电液一体化系统，绝非仅为机械、液压与电子电器的简单组合。否则，包括有这三个部分的工程机械都可称已实现机电液一体化了。机电液一体化为工程机械：装上了感觉器官——传感器，布上了神经系统——传输线路，添上了信号处理单元——单片机或微机，这三部分组成的机电液一体化系统，使工程机械的性能发生了巨大的变化。 1.1.3研究内容 1、自动换挡系统、挖掘机多动作复合功能系统等； 2、摊铺机、平地机自动找平和恒速控制系统，电脑导向台车等。由于液压与液力传动技术在工程机械技术构成中所占比重越来越大，为突出这一特点，工程机械机电一体化又称之为工程机械机电液一体化。 1.2工程机械机电一体化技术的发展 1.2.1 工程机械的发展 ?液压技术：工程机械作业形式多种多样，工作装置的种类繁多，要求实现各种各样的复杂运动。一个动力装置要驱动多种装置，而且传动距离往往比较长，20世纪50年代出现了液体传动，为工程机械提供了良好的传动装置。液压传动结构紧凑，布置简单方便，易实现各种运动形式的转换，能满足复杂的作业要求，具有许多优良传动性能，如传动平稳，自动防止过载，易实现无级变速，操纵简单轻便，控制性能好等。由于工程机械找到了理想的传动装置，推动了工程机械的飞速发展，迎来了工程机械的多样化时代，出现了形形色色完成各种施工作业的工程机械。 ?电子技术高效节能：对发动机和传动系统进行控制，合理分配功率，使其处于最佳工况；减轻驾驶员劳动强度和改善操纵性能：采用自动控制，实现工程机械自动化。要完成高技能的作业，就需要智能化；近年来工程机械的发展主要是操纵和控制机构的改进。提高安全性：进行运行状态监视，故障自动报警；随着建设领域的扩展，为了避免人员无法及不易接近的场所和作业环境十分恶劣的地方去作业，需要采用远距离操纵和无人驾驶技术。【例】动力装置：柴油机已采用微机控制电子喷射和电子调速器；挖掘机、推土机和装载机都采用了发动机工况控制，根据作业情况通过电子控制，使发动机输出不同的功率。传动装置：装载机变速器采用了电操纵微机控制自动换挡和换挡品质控制等。工作装置：推土机、平地机刀板自动调节，摊铺机自动找平，挖掘机轨迹控制、自动挖掘控制等。液压系统：节能控制，全功率控制，泵阀和马达联合控制等。 [例]：液压挖掘机的动作复杂，要求液压系统： 1、既能保证液压挖掘机动臂、斗杆和铲斗各自的单独动作，又要使它们相互配合实现复合动作； 2、工作装置动作和转台回转既能单独进行，又能实现复合动作以提高挖掘机的工作效率。传统的液压系统无论是定量泵还是变量泵，总有一部分液压油经溢流阀溢流，不仅浪费了能量，还会造成系统发热。同时由于液压挖掘机的作业对象及工况千变万化，各工作装置所受的负载和工作油压也各不相同，因此，经常出现轻载荷的工作装置“抢占”重载荷工作装置的液压油流量的现象，致使复合动作难于实现，譬如挖掘机行走时由于左右履带

机电一体化技术应用的意义及发展趋势

机电一体化技术应用的意义及发展趋势摘要：机电一体化是一门新兴技术学科，融合了计算机、电子、机械、光学、信息等学科，随着经济的发展，它在工业生产的应用越来越广泛。本文首先对机电一体化的概念进行简单的介绍，再在此基础上探讨机电一体化技术的应用现状及未来发展趋势。关键词：机电一体化；应用；发展趋势前言随着科学技术的发展，各个学科技术相互交叉融合，促进了新领域技术的革命与发展。在机械工程中，利用微电子技术以及计算机技术形成机电一体化，大大改善了机械工业领域的技术结构、产品构成以及生产管理方式。因此，在工业产品设计过程中，机械工程机电一体化是由机械、电子、信息技术协同构成。 1.机电一体化的概述机电一体化技术是机械技术与电子技术结合的产物，机电一体化包括：计算机技术、信息技术、微电子技术以及光学技术、液压技术等多学科技术，通过多技术的综合运用能够实现对多功能系统进行合理布局与配置，实现了生产的低能耗、多功能、高质量的要求，促进了生产系统的最优化发展。当然机电一体化技术并不是所有技术的重合叠加，而是对所有技术系统化运用，实现各个技术的综合整合，机电一体化设备主要包括：执行部分、动力控制以及机械本身三个部分，而机电一体化系统则主要包括：磁、光、气、液、电、机等。概括来讲：机电一体化技术就是在对计算机信息处理、控制以及可驱动原件特性等技术进行充分应用的一门现代化的高科技技术。 2.机电一体化技术应用的意义从机电一体化产品的优势我们可以看出：运用一体化技术有以下几个方面的优势：（1）产品操控更加智能化。机电一体化技术的运用在机械制作领域有非常重要的意义。因为机电一体化技术以微处理为核心，通过将数据信息操控系统结合在一起就可以大大增强整个系统控制的准确下。在机械生产的过程中，整个工业具有高速化、连续性的特点，如果不采用机电一体化技术就难以对产品线进行智能化的控制，无法配套各个设备的系统控制。（2）机电一体化技术可以采用分布式控制，实现生产最优化。通过分布式控制能够对现场的计算机一级操作系统实现集中监视、分散操作。因此，随着分布式控制系统的发展以及应用，能够实现对整个生产过程的控制，从而红丝线调度生产以及产品统计管理的最优化，提高整个综合系统的生产效率。（3）多产品兼容，有效实现资源共享。通过开放式的控制系统，可以实现对于信息的互换以及兼容不同种类的产品，实现产品兼容资源共享。通过互联计算机设备，可以实现与控制设备额互连，从而实现控制一体化。（4）计算机集成化程度高。通过计算机集成制造系统将生产经营管理以及过程控制整合为整体，实现从原料进厂到生产加工的一体化控制。在实现计算机全过程自动化的基础上，实现信息资源的有效共享，实现对生产过程的统一管理，适应现代企业的发展。（5）实现生产交流传动技术，提高产品的欢迎度。在科学技术的不断发展过程中，各项电子、微电子技术快速发展，通过交流传动技术能够更好更快地实现产品的平滑调动。

《机电一体化系统设计基础》作业1、2、3、4参考答案

《机电一体化系统设计基础》作业1、2、3、4参考答案形成性考核作业1 一、判断题（正确的打√，错误的打×） 1．机电一体化系统的主要功能就是对输入的物质按照要求进行处理，输出具有所需特性的物质。（×） 2. 系统论、信息论、控制论是机电一体化技术的理论基础，是机电一体化技术的方法论。（√） 3．信息处理技术是指在机电一体化产品工作过程中，与工作过程各种参数和状态以及自动控制有关的信息输入、识别、变换、运算、存储、输出和决策分析等技术。（√）4．自动控制是在人直接参与的情况下，通过控制器使被控对象或过程自动地按照预定的规律运行。（×） 5．产品的组成零部件和装配精度高，系统的精度一定就高。（×） 6．为减少机械传动部件的扭矩反馈对电机动态性能的影响，机械传动系统的基本固有频率应低于电气驱动部件的固有频率的2~3倍，同时，传动系统的固有频率应接近控制系统的工作频率，以免系统产生振荡而失去稳定性。（×） 7．传动机构的转动惯量取决于机构中各部件的质量和转速。（×） 8．在闭环系统中，因齿轮副的啮合间隙而造成的传动死区能使系统以6~10倍的间隙角产生低频振荡，采用消隙装置，以提高传动精度和系统稳定性。（×） 9．进行机械系统结构设计时，由于阻尼对系统的精度和快速响应性均产生不利的影响，因此机械系统的阻尼比ξ取值越小越好。（×） 10．滚珠丝杠垂直传动时，必须在系统中附加自锁或制动装置。（√） 11．采用偏心轴套调整法对齿轮传动的侧隙进行调整，结构简单，且可以自动补偿侧隙。（√）× 12．采用虚拟样机代替物理样机对产品进行创新设计测试和评估，延长了产品开发周期，增加了产品开发成本，但是可以改进产品设计质量，提高面向客户与市场需求能力。（√）× 二、单选题

机电液一体化技术在工程机械中的应用及发展

机电液一体化技术在工程机械中的应用及发展【摘要】本文从多个方面分析了机电液一体化技术在工程机械中应用情况及其产生的技术意义，并对机电液一体化技术在工程机械领域的发展趋势和面临的新的要求进行了阐述。【关键词】机电液；工程机械；发动机；故障自诊断在现代的各类施工现场中，工程机械的应用是极其普遍的，因此对工程机械的各项性能的要求也越来越多，越来越高：生产效率高；自动化程度高；性能稳定，工作安全可靠，寿命长；经济性好；具有运行状态监测和故障诊断及报警功能；人机性能好，驾驶舒适，操作轻便等。因而机电液一体化作为一项高新技术在各类工程机械中得到广泛应用并具有广阔的发展前景。机电液一体化技术融合了机械、液压、电子技术、计算机信息技术等，但是又不是这些技术的简单叠加，而是这些方面技术的有机的结合，渗透和相互的融汇而形成的可以使工程机械实现最佳工况的系统。这个系统的最本质的特征是一种机械，但又不同于一般的机械，它是在机构的主功能、动力功能、信息与控制功能上引进了电子技术、并与软件有机结合而成的一种特殊的机械系统。从功能上讲，是用于完成包括机械力，运动和能量流等多动力学任务的机械和机电部件相互联系的系统。机电液压一体化技术在工程机械中的应用：工程机械以内燃机作动力源，在野外进行自行式作业的机械设备。它由动力装置、传动装置、行走装置、工作装置和操纵装置组成。这五部分实现一体化将促进整机性能的提高。目前，国内外工程机械机电液一体化技术的应用主要体现在如下几方面：变量泵和电液比例控制、发动机转速和功率自动调节控制、故障自诊断、远距离无线遥控及智能控制、冷却系统和润滑系统的检测与保护、行走系统的电子控制、功率分配控制等。另外，将先进的网络技术、通信技术、微电子技术、光缆技术等已经在工程机械上得到应用。 1）变量泵和电液比例控制在典型的工程机械，如装载机和挖掘机中，液压系统往往占据一个主导作用，而如何使整个液压系统适应设备在不同工况和不同载荷下的工作要求，在节能和增效上来看都是一个很有价值的和实际意义的问题。变量泵控制，是采用压力感应控制，进而通过调节排量来适应工程机械运行时复杂工况要求，从而有效地利用发动机的输出功率。电液比例控制技术在工程机械中应用通过各类电液比例伺服阀可以体现，这项技术可以省去复杂且占用空间的液压信号传输管路，用电信号传递液压参数，不但能克服液压信号反应有延迟的缺点，加快系统响应，更使整个动力系统控制更方便灵活，也降低了操作的劳动强度。２）发动机转速和功率自动调节控制在工程机械的作业过程中，操作人员对发动机的操作大多通过手动拉杆或脚踏板控制油门来调节发动机转速，却不能对发动机转速进行远程控制和自动控制。这样，不仅影响发动机本身的性能，还会使压路机原有的一些优越性能的发挥受到限制，同时在不同工况下负载变化大，发动机转速随着负载的波动而波动，影响发动机和液压系统的工作效率；发动机难以在较低转速下运行，如果负载较大(低转速下行走或打开空调时)，极易造成发动机掉速甚至熄火；发动机自带的机械调速器的自动调速功能误差较大。针对这些情况，采用发动机转速自动调节

机电一体化技术应用

机电一体化技术应用摘要讨论了机电一体化技术在数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带源化、绿色化这些方面的研究和发展对于改变整个机械制造业面貌所起的重要作用，并说明机电一体化技术的智能化技术，分布式控制系统、开放式控制系统、现场总线技术、交流传动技术在钢铁工业中的应用以及发展趋势。关键词：机电一体化；技术；应用；一、机电一体化技术概述进入80年代以来，关于机电一体化技术的研究和应用已成为全球性的课题，可以说，从军事到经济、从生产到生活、从简单的日用消费品生产到复杂的社会生产和管理系统.机电一体化技术几乎达到无所不在、无孔不入的地步。然而，“什么是机电一体化?”，‘呼机电一体化技术都包括那些特征?”，“机电一体化技术在各应用领域中的发展状况如何?”等问题却很难令人回答，这一方面是因为机电一体化技术的研究不断向深度持续发展，所采用的技术手段越来越先进，无法通过定义来界定其发展潜力;另一方面是因为机电一体化技术的应用领域不断向户度持续发展，也无法通过定义来界定其应用范围。二、机电一体化技术发展机电一体化是机械、微电子、控制、计算机、信息处理等多学科的交叉融合，其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展，其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带

源化和绿色化 2.1 数字化微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础，如不断发展的数控机床和机器人；而计算机网络的迅速崛起，为数字化设计与制造铺平了道路，如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。 2.2 智能化即要求机电产品有一定的智能,使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在CNC数控机床上增加人机对话功能，设置智能I/O接口和智能工艺数据库，会给使用、操作和维护带来极大的方便。随着模糊控制、神经网络、灰色理论、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展，为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。 2.3 模块化由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元；具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样，在产品开发设计时，可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。 2.4 网络化由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品，现场总线和局域网技

光机电一体化技术大作业

光机电一体化技术大作业课题：激光测距仪技术的研究学号：20116316 姓名：鲜腾跃指导教师：刘建阳 2014年12月

1激光测距技术背景在当今这个科技发达的社会，激光测距的应用越来越普遍。在很多领域都可以用到激光测距仪。在测距领域，激光的作用更是不容忽视，可以这样说，激光测距是激光应用最早的领域（1960年产生，1962年即被应用于地球与月球间距离的测量）。测量的精确度和分辨率高、抗干扰能力强，体积小同时重量轻的激光测距仪受到了大多数有测距需求的企业、机构或个人的青睐，其市场需求空间大，应用领域广行业需求多，并且起着日益重要的作用。激光测距技术与其它测距技术相比，具有测量距离远、抗干扰能力强、非接触目标、测量速度快、测距精度高等特点。激光测距仪一般具有精确度和分辨率高、抗干扰能力强、体积小、重量轻等优点，因而应用领域广、行业需求众多，市场需求空间大。当前激光测距仪的发展趋势是向测量更安全、测量精度高、系统能耗小、体积小型化方向发展。 2 激光测距仪的种类及原理激光测距仪一般分为两种：脉冲式激光测距仪和相位式激光测距仪。当今市场上主流的激光测距仪是基于相位法的激光测距仪。这是因为基于相位法的激光测距仪轻易地就可以克服超声波测距的一大缺陷：误差过大，使测量精度达到毫米级别。而基于此法的激光测距仪主要的缺点在于电路复杂、作用距离较短（一百米左右，经过众多科学工作者的努力，现在也有作用距离在几百米的相位法激光测距仪）。

（1）相位法激光测距仪原理相位法激光测距仪是采用无线电波段频率的激光，进行幅度调制并将正弦调制光往返测距仪与目标物间距离所产生的相位差测定，根据调制光的波长和频率，换算出激光飞行时间，再依次计算出待测距离。该方法一般需要在待测物处放置反射镜，将激光原路反射回激光测距仪，由接收模块的鉴波器进行接收处理。也就是说，该方法是一种有合作目标要求的被动式激光测距技术。如下图所示：核心控制电路部分激光二极管数字处理由图所显示的关系，我们可以知道，用正弦信号调制发射信号的幅度，通过检测从目标反射的回波信号与发射信号之间的相移φ，通过计算即可以得到待测距离Δ。 D=ct/2 ① t=φ/ω ② 又有ω=2nf ③ φ=N+Δφ ④ 即D=（N+Δφ） *c/(4nf) ⑤ 其中，D 是待测距离，也即测距仪与目标物间距离；

机电一体化系统设计大作业

6011机电一体化系统设计基础大作业责任教师高秋红学校：北京一轻高级技术学校学号：111100140 姓名：一、基础知识题（每题10分，共40分） 1.机电一体化系统的定义？机电一体化产品的分类？答：机电一体化系统是由机械技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机地结合，并综合应用到实际中去的综合技术。按发展水平分：功能附加型初级系统，功能代替型中级系统，机电融合型高级系统按应用分：民用机电一体化产品，办公机电一体化产品和产业机电一体化产品 2. 机电一体化系统的基本组成要素？试分析试说明图中的各个部分分别属于机电一体化系统的哪一基本结构要素。答：按照机电一体化系统的基本结构要素，图示数控机床的各个部分归类如下：（1）控制及信息处理单元：键盘、计算机、显示（2）测试传感部分：光电编码器、信号处理（3）能源：电源（4）驱动部分：功放、电机（5）执行机构：联轴器、齿轮减速器、丝杠螺母机构、工作台

3. 为什么采用机电一体化技术可以提高系统的精度？机电一体化技术使机械传动部分减少，因而使机械磨损，配合间隙及受力变形等所引起的误差大大减少，同时由于采用电子技术实现自动检测，控制，补偿和校正因各种干扰因素造成的误差，从而提高精度。 4．简述机电一体化产品设计的工程路线（主要步骤）机电一体化产品设计的工程路线（主要步骤）：拟定产品开发目标和技术规范；收集资料，市场分析，可行性分析和技术经济性分析；总体方案设计；总体方案的评审和评价；详细设计；详细设计方案的评审和评价；试制样机；样机实验，测试；技术评价与审定；小批量生产；试销；正常生产；销售。二、综合分析设计题（60分） 1．已知电机驱动的三自由度位置控制系统，单个自由度的驱动系统如图所示。要求：（1）说明单自由度驱动系统的两种测量方案；（20分）要求给出传感器的类型及具体安装位置。（2）确定整个系统的控制方案、画出控制系统原理图。（40分）要求写出两种控制方案，方案一使用工业PC机完成系统的控制和方案二使用单片机完成系统的控制。解：依题意有两种测量方案 1）高速端测量方案：传感器安装在电机的尾部，通过测量电机的转角实现工作台位移的间接测量。可选用光电编码器式传感器或者磁电式编码器。