第一章 机电一体化 概 论1ppt课件
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机电一体化 完整ppt课件
2.机电技术完全融合形成新型机电一体化产品
生产机械中的激光快速成形机；信息机械中的传真机、打印机、复印机；检测机 械中的CT（计算机断层扫描诊断装置）扫描诊断仪、扫描隧道显微镜等。
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7
C650卧式车床外形图 1— 主轴变速箱 2—溜板与刀架 3—尾座 4—床身 5—丝杠
6—光杠 7—溜板箱 8—进给箱 9—挂轮箱
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8
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9
效益分析
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10
第二节 机电一体化构成要素件
11
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12
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13
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14
二、相关技术
1. 机械技术
2.
机电一体化的机械产品与传统的机械产品的
区别在于：机械结构更简单、机械功能更强、性
1 23 4
图7-18 双螺母垫片调隙式结构 1、2-单螺母 3-螺母座 4-调整垫片
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37
(b)螺纹调隙式（图7-20）其中一 个螺母的外端有凸缘而另一个螺母 的外端没有凸缘而制有螺纹，它伸 出套筒外，并用两个圆螺母固定着。 旋转圆螺母时，即可消除间隙，并 产生预拉紧力，调整好后再用另一 个圆螺母把它锁紧。
3）运动平稳，无爬行现象，传动精度高。
4）运动具有可逆性，可以从旋转运动转换为直线运动，也可以从直线运动转换为旋转运 动，即丝杠和螺母都可以作为主动件。
5）磨损小，使用寿命长。
6）制造工艺复杂。滚珠丝杠和螺母等元件的加工精度要求高，表面粗糙度也要求高，故 制造成本高。
7）不能自锁。特别是对于垂直丝杠，由于自重惯力的作用，下降时当传动切断后，不 能立刻停止运动，故常需添加制动装置。
生产机械中的激光快速成形机；信息机械中的传真机、打印机、复印机；检测机 械中的CT（计算机断层扫描诊断装置）扫描诊断仪、扫描隧道显微镜等。
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7
C650卧式车床外形图 1— 主轴变速箱 2—溜板与刀架 3—尾座 4—床身 5—丝杠
6—光杠 7—溜板箱 8—进给箱 9—挂轮箱
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效益分析
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10
第二节 机电一体化构成要素件
11
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14
二、相关技术
1. 机械技术
2.
机电一体化的机械产品与传统的机械产品的
区别在于：机械结构更简单、机械功能更强、性
1 23 4
图7-18 双螺母垫片调隙式结构 1、2-单螺母 3-螺母座 4-调整垫片
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37
(b)螺纹调隙式（图7-20）其中一 个螺母的外端有凸缘而另一个螺母 的外端没有凸缘而制有螺纹，它伸 出套筒外，并用两个圆螺母固定着。 旋转圆螺母时，即可消除间隙，并 产生预拉紧力，调整好后再用另一 个圆螺母把它锁紧。
3）运动平稳，无爬行现象，传动精度高。
4）运动具有可逆性，可以从旋转运动转换为直线运动，也可以从直线运动转换为旋转运 动，即丝杠和螺母都可以作为主动件。
5）磨损小，使用寿命长。
6）制造工艺复杂。滚珠丝杠和螺母等元件的加工精度要求高，表面粗糙度也要求高，故 制造成本高。
7）不能自锁。特别是对于垂直丝杠，由于自重惯力的作用，下降时当传动切断后，不 能立刻停止运动，故常需添加制动装置。
《机电一体化》课件
传感器技术
传感器原理与特性
介绍常见传感器的原理、特性 及应用范围。
传感器信号处理
研究如何将传感器信号转换为 可处理的信息。
智能传感器与MEMS技术
介绍智能传感器和MEMS技术 的最新发展。
传感器在机电一体化中的 应用实例
结合实际案例，介绍传感器在 机电一体化系统中的应用。
03
机电一体化系统设计
系统设计方法
02
机电一体化技术基础
机械技术
机械系统设计
研究如何根据功能需求，设计 出合理的机械结构、传动方式
和机构。
材料力学
研究材料的力学性能，为机械 设计提供材料依据。
制造工艺
涉及机械零件的加工、装配和 检测，确保机械系统的制造精 度。
机械振动与噪声控制
研究如何减小机械系统运行中 的振动和噪声。
电子技术
智能化
机电一体化设备能够根据预设程序或外部信号进 行自主决策和控制。
跨学科性
机电一体化涉及到多个学科领域，需要多方面的 知识和技能。
高效化
机电一体化技术的应用能够提高生产效率、降低 能耗和减少人力成本。
机电一体化的应用领域
工业自动化
在制造业中，机电一体化设备能够实现自动 化生产线、机器人焊接、智能仓储等。
工业机器人的应用范围非常广泛，包括焊接、 装配、搬运、喷涂等领域。
自动化生产线
自动化生产线是将多个机电一体化产品集成在一起，实现生产过程的自动化和智能 化。
自动化生产线通常由输送带、提升机、分拣机、检测设备等组成，其中输送带是主 线，负责将工件从一个工序传输到下一个工序。
自动化生产线的应用范围非常广泛，包括食品、饮料、制药、电子等制造业领域。
第一章 概论-机电一体化
机电一体化设计时优先满足利用率最高的功能要 求，然后再在成本允许的条件下考虑其它功能要求。需 要综合应用各项共性关键技术才能完成。
机电一体化产品设计一般可分为三种类型： 开发性设计 一个从无到有的创造过程，是在没有
任何样板可供参考的情况下，根据功能和性能要求所进 行的设计。
要求：设计者具备敏锐的市场洞察力、丰富的想象 力和广泛而扎实的基础理论知识。
第五节 机电一体化共性关键技术
二、检测传感技术
研究对象：传感器及其信号检测装置（即变送器）
作用：感受器官、反馈环节。 要求：能快速、精确地获得信息并在相应的应 用环境中具有高可靠性。
第五节 机电一体化共性关键技术
三、信息处理技术 主要完成信息的交换、存取、运算、判断和
决策等.其主要工具是计算机。
其中，机电一体化产品五大要素及功能如图1-2所示。
第四节 机电一体化产品的分类
机电一体化产品可划分为功能附加型、功能替 代型和机电融合型三类。
1．功能附加型产品：主要特征是在原有机械产 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。经济型数控机床、电子 秤、数显量具、全自动洗衣机等都属于这一类机电 一体化产品。
系统总体技术是一种从整体目标出发，用系统工 程的观点和方法，将系统各个功能模块有机的结合 起来，以实现整体最优。其重要内容为接口技术。 接口包括电气接口、机械接口、人机接口。
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：一方面，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； 另一方面，当产品某一功能的实现有多种可行的技术方 案时，也必须应用机电了体化技术对各种技术方案进行 分析和评价，选择最优的技术方案。因此，机电一体化 设计必须充分考虑各种技术方案的等效性、互补性及可 比性。
机电一体化产品设计一般可分为三种类型： 开发性设计 一个从无到有的创造过程，是在没有
任何样板可供参考的情况下，根据功能和性能要求所进 行的设计。
要求：设计者具备敏锐的市场洞察力、丰富的想象 力和广泛而扎实的基础理论知识。
第五节 机电一体化共性关键技术
二、检测传感技术
研究对象：传感器及其信号检测装置（即变送器）
作用：感受器官、反馈环节。 要求：能快速、精确地获得信息并在相应的应 用环境中具有高可靠性。
第五节 机电一体化共性关键技术
三、信息处理技术 主要完成信息的交换、存取、运算、判断和
决策等.其主要工具是计算机。
其中，机电一体化产品五大要素及功能如图1-2所示。
第四节 机电一体化产品的分类
机电一体化产品可划分为功能附加型、功能替 代型和机电融合型三类。
1．功能附加型产品：主要特征是在原有机械产 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。经济型数控机床、电子 秤、数显量具、全自动洗衣机等都属于这一类机电 一体化产品。
系统总体技术是一种从整体目标出发，用系统工 程的观点和方法，将系统各个功能模块有机的结合 起来，以实现整体最优。其重要内容为接口技术。 接口包括电气接口、机械接口、人机接口。
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：一方面，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； 另一方面，当产品某一功能的实现有多种可行的技术方 案时，也必须应用机电了体化技术对各种技术方案进行 分析和评价，选择最优的技术方案。因此，机电一体化 设计必须充分考虑各种技术方案的等效性、互补性及可 比性。
《机电一体化技术》PPT课件
3. 可编程序控制器、”电力电子“等的发展为”机 电一体化“提供了坚强基础。
4. 激光技术、模糊技术、信息技术等新技术使” 机电一体化“跃上新台阶。
2021/6/10
11
1.3 机电一体化系统的构成
CNC
位置,速 度反馈
位置,速度 检测单元
电机
2021/6/10
数控机床伺服系统组成
机械 部件
12
1.3 机电一体化系统的构成
③ 由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取 得的巨大进步，为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。 这些研究，将促使机电一体化进一步建立完整的基础和逐 渐形成完整的科学体系。
2021/6/10
10
1.2 发展概况
1. 数控机床的问世，写下了“机电一体化”历史 的第一页。
2. 微电子技术为“机电一体化‘’带来勃勃生机。
电子控制单元
参数变 化信息
检测传 感部分
控制 信息
执行器 能 量
检测 参数
驱 动 力
机械本体
动力源
2021/6/10
13
1.3 机电一体化系统的构成
1、机械本体 机身、框架、机械联接等产品支持机构，
实现构造功能。
要求：可靠、小型、美观
2、能源
提供能量，转换成需要的形式，实现动力
功能。
要求：效率高、可靠性好
持。 2021/6/10
9
1.2 发展概况
3.90年代后期开始为第三阶段，“智能化阶段”
① 光学、通信技术等进入了机电一体化，微细加工技术也 在机电一体化中崭露头脚，出现了光机电一体化和微机电 一体化等新分支；
② 对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法，机电 一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。
4. 激光技术、模糊技术、信息技术等新技术使” 机电一体化“跃上新台阶。
2021/6/10
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1.3 机电一体化系统的构成
CNC
位置,速 度反馈
位置,速度 检测单元
电机
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数控机床伺服系统组成
机械 部件
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1.3 机电一体化系统的构成
③ 由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取 得的巨大进步，为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。 这些研究，将促使机电一体化进一步建立完整的基础和逐 渐形成完整的科学体系。
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1.2 发展概况
1. 数控机床的问世，写下了“机电一体化”历史 的第一页。
2. 微电子技术为“机电一体化‘’带来勃勃生机。
电子控制单元
参数变 化信息
检测传 感部分
控制 信息
执行器 能 量
检测 参数
驱 动 力
机械本体
动力源
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1.3 机电一体化系统的构成
1、机械本体 机身、框架、机械联接等产品支持机构，
实现构造功能。
要求：可靠、小型、美观
2、能源
提供能量，转换成需要的形式，实现动力
功能。
要求：效率高、可靠性好
持。 2021/6/10
9
1.2 发展概况
3.90年代后期开始为第三阶段，“智能化阶段”
① 光学、通信技术等进入了机电一体化，微细加工技术也 在机电一体化中崭露头脚，出现了光机电一体化和微机电 一体化等新分支；
② 对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法，机电 一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。
机电一体化第一讲ppt课件
但是，单独的课程学习无法体现系统化的概念，比如 统筹的规划，系统的全面设计，系统化的设计思路等问题， 因此开设这门课是有必要的。
3.课程主要教学内容和目的
本课程在机电学院是新大纲的一门新学科，开设该课 程的主要目的是使学生了解一定的机电一体化设计的观点 和思路，在电气自动化学习中不至于忽略掉机械的作用， 同时了解一些现实的一体化设计，使之前所学的课程融会 贯通。
另外，总体来说，通过本课程的学习，应该使同学们 具备机电一体化系统的设计和维修能力。
4.教学计划简介
5.机电一体化的构成和要素 （1）机械本体
主要了解机械设备的机械构成、传动机构、液压组成 等，目前应该已经学习了机械设计课程。
（2）动力部分
主要为机电一体化系统提供能量和动力，目前已经学 习了电机课程。
自动售货机等。其特点为执行机构是机械和电子装置的结合。
4.电液伺服类 主要产品为机电一体化的伺服装置。其特点为执行机构
是液压驱动的机械装置，控制机构是接受电信号的液压伺服 阀。
5.信息控制类 主要产品为电报机、传真机、磁盘存储器、复印机和办
公自动化设备等。其特点是执行机构的动作完全由所接受的 信息来控制。
三、机电一体化产品的分类
1.数控设备类 主要产品为数控机床、机器人、发动机控制系统和自动
洗衣机等。其特点是执行机构为机械装置。
2.电子设备类 主要产品为电火花加工机床、线切割加工机、超声波缝
纫机和激光测量仪等。其特点是执行机构为电子装置。
3.机电结合类 主要产品为自动探伤机、形状识别装置和CT扫描诊断仪、
2.本课程现状简介
国内高校主要通过讲授相关课程来完成机电一体化教 学，例如：机械技术、电子技术、传感器、控制技术、计 算机控制、接口技术等课程。目前我们这些课程基本都学 过了。另外机电一体化在几年前，主要针对设备的维护和 维修，因此有些参考书籍称为《机电一体化维修》。而专 门的机电一体化教学，多是以实践课程来完成，比如现在 的机电一体化实训设备。
3.课程主要教学内容和目的
本课程在机电学院是新大纲的一门新学科，开设该课 程的主要目的是使学生了解一定的机电一体化设计的观点 和思路，在电气自动化学习中不至于忽略掉机械的作用， 同时了解一些现实的一体化设计，使之前所学的课程融会 贯通。
另外，总体来说，通过本课程的学习，应该使同学们 具备机电一体化系统的设计和维修能力。
4.教学计划简介
5.机电一体化的构成和要素 （1）机械本体
主要了解机械设备的机械构成、传动机构、液压组成 等，目前应该已经学习了机械设计课程。
（2）动力部分
主要为机电一体化系统提供能量和动力，目前已经学 习了电机课程。
自动售货机等。其特点为执行机构是机械和电子装置的结合。
4.电液伺服类 主要产品为机电一体化的伺服装置。其特点为执行机构
是液压驱动的机械装置，控制机构是接受电信号的液压伺服 阀。
5.信息控制类 主要产品为电报机、传真机、磁盘存储器、复印机和办
公自动化设备等。其特点是执行机构的动作完全由所接受的 信息来控制。
三、机电一体化产品的分类
1.数控设备类 主要产品为数控机床、机器人、发动机控制系统和自动
洗衣机等。其特点是执行机构为机械装置。
2.电子设备类 主要产品为电火花加工机床、线切割加工机、超声波缝
纫机和激光测量仪等。其特点是执行机构为电子装置。
3.机电结合类 主要产品为自动探伤机、形状识别装置和CT扫描诊断仪、
2.本课程现状简介
国内高校主要通过讲授相关课程来完成机电一体化教 学，例如：机械技术、电子技术、传感器、控制技术、计 算机控制、接口技术等课程。目前我们这些课程基本都学 过了。另外机电一体化在几年前，主要针对设备的维护和 维修，因此有些参考书籍称为《机电一体化维修》。而专 门的机电一体化教学，多是以实践课程来完成，比如现在 的机电一体化实训设备。
《机电一体化》课件
空控制系统等。
计算机技术基础
计算机技术概述
介绍计算机技术的基本概念、发展历程 和应用领域。
计算机组成结构
介绍计算机的基本组成结构和工作原理 ，如CPU、内存、外存等。
计算机软件基础
介绍计算机软件的基本概念和应用领域 ，如操作系统、数据库、编程语言等。
计算机网络基础
介绍计算机网络的基本原理和应用领域 ，如互联网、局域网等。
建立行业标准与规范
政府应制定和完善机电一体化行业的 标准和规范，促进产业的健康发展。
培养专业人才
高校和企业应注重机电一体化人才的 培养，为行业发展提供人才支持。
加强国际合作与交流
企业应积极参与国际合作与交流，引 进国外先进技术和管理经验，提高自 身竞争力。
THANKS
数控技术是一种数字化控 制技术，通过计算机编程 实现对机床等设备的精确 控制。
应用领域
数控技术在机械制造、航 空航天、汽车制造等领域 广泛应用，提高了加工精 度和生产效率。
技术特点
数控技术具有高精度、高 效率、高柔性等特点，能 够满足复杂零件的加工需 求。
工业机器人及应用
工业机器人
工业机器人是一种自动化 设备，能够代替人工完成 危险、繁重、重复的工作 。
智能制造系统具有信息化、自动化、 智能化等特点，能够大幅提高生产效 率和产品质量。
应用领域
智能制造系统在机械制造、航空航天 、汽车制造等领域广泛应用，提高了 生产效率和产品质量。
05
机电一体化的未来发展
机电一体化技术的发展趋势
智能化
模块化与集成化
随着人工智能和机器学习技术的不断发展 ，机电一体化产品将更加智能化，能够自 主完成更复杂的操作和任务。
详细设计
计算机技术基础
计算机技术概述
介绍计算机技术的基本概念、发展历程 和应用领域。
计算机组成结构
介绍计算机的基本组成结构和工作原理 ，如CPU、内存、外存等。
计算机软件基础
介绍计算机软件的基本概念和应用领域 ，如操作系统、数据库、编程语言等。
计算机网络基础
介绍计算机网络的基本原理和应用领域 ，如互联网、局域网等。
建立行业标准与规范
政府应制定和完善机电一体化行业的 标准和规范，促进产业的健康发展。
培养专业人才
高校和企业应注重机电一体化人才的 培养，为行业发展提供人才支持。
加强国际合作与交流
企业应积极参与国际合作与交流，引 进国外先进技术和管理经验，提高自 身竞争力。
THANKS
数控技术是一种数字化控 制技术，通过计算机编程 实现对机床等设备的精确 控制。
应用领域
数控技术在机械制造、航 空航天、汽车制造等领域 广泛应用，提高了加工精 度和生产效率。
技术特点
数控技术具有高精度、高 效率、高柔性等特点，能 够满足复杂零件的加工需 求。
工业机器人及应用
工业机器人
工业机器人是一种自动化 设备，能够代替人工完成 危险、繁重、重复的工作 。
智能制造系统具有信息化、自动化、 智能化等特点，能够大幅提高生产效 率和产品质量。
应用领域
智能制造系统在机械制造、航空航天 、汽车制造等领域广泛应用，提高了 生产效率和产品质量。
05
机电一体化的未来发展
机电一体化技术的发展趋势
智能化
模块化与集成化
随着人工智能和机器学习技术的不断发展 ，机电一体化产品将更加智能化，能够自 主完成更复杂的操作和任务。
详细设计
《机电一体化介绍》课件
工业控制网络
如Profibus、Modbus等，用于实现分布式控制和数据传输。
可编程控制器（PLC）
用于自动化生产线和工业控制系统的逻辑控制和顺序控制。
检测技术
传感器技术
利用各种物理效应和化学反应， 将物理量或化学量转换为电信号 ，用于监测和控制机电一体化系
统的运行状态。
信号处理技术
对传感器输出的电信号进行滤波、 放大、转换等处理，提取出有用的 信息。
数控机床的应用范围广泛，涉及汽车 、航空、模具、仪器仪表等领域，对 提高产品质量和生产效率具有重要作 用。
数控机床通常包括数控系统、伺服系 统、主轴系统、刀具系统等部分，各 业机器人
工业机器人是用于自动化生产线 的机电一体化产品，能够执行各 种重复性或危险性任务，提高生
电子电路设计
包括模拟电路、数字电路、集成电路等，为机电 一体化系统提供信号处理和能源供给。
嵌入式系统
将微处理器嵌入到机械系统中，实现智能化控制 和数据处理。
传感器与执行器
用于检测和驱动机电一体化系统的各种物理量， 如温度、压力、位移等。
控制技术
控制算法
如PID控制、模糊控制等，用于实现机电一体化系统的精确控制。
自动化生产线广泛应用于汽车、家电、食品等领域，能够大幅提高生产效 率、降低能耗和减少人力成本。
智能家居系统
1
智能家居系统是利用机电一体化技术将家居设备 进行智能化改造，实现家庭生活的智能化和舒适 化。
2
智能家居系统包括智能照明、智能安防、智能环 境控制等子系统，通过互联网和物联网技术实现 远程控制和智能化管理。
机电一体化技术使得定制化生产成为可能，满足了消费者对个性化 产品的需求。
在人工智能领域的应用前景
如Profibus、Modbus等，用于实现分布式控制和数据传输。
可编程控制器（PLC）
用于自动化生产线和工业控制系统的逻辑控制和顺序控制。
检测技术
传感器技术
利用各种物理效应和化学反应， 将物理量或化学量转换为电信号 ，用于监测和控制机电一体化系
统的运行状态。
信号处理技术
对传感器输出的电信号进行滤波、 放大、转换等处理，提取出有用的 信息。
数控机床的应用范围广泛，涉及汽车 、航空、模具、仪器仪表等领域，对 提高产品质量和生产效率具有重要作 用。
数控机床通常包括数控系统、伺服系 统、主轴系统、刀具系统等部分，各 业机器人
工业机器人是用于自动化生产线 的机电一体化产品，能够执行各 种重复性或危险性任务，提高生
电子电路设计
包括模拟电路、数字电路、集成电路等，为机电 一体化系统提供信号处理和能源供给。
嵌入式系统
将微处理器嵌入到机械系统中，实现智能化控制 和数据处理。
传感器与执行器
用于检测和驱动机电一体化系统的各种物理量， 如温度、压力、位移等。
控制技术
控制算法
如PID控制、模糊控制等，用于实现机电一体化系统的精确控制。
自动化生产线广泛应用于汽车、家电、食品等领域，能够大幅提高生产效 率、降低能耗和减少人力成本。
智能家居系统
1
智能家居系统是利用机电一体化技术将家居设备 进行智能化改造，实现家庭生活的智能化和舒适 化。
2
智能家居系统包括智能照明、智能安防、智能环 境控制等子系统，通过互联网和物联网技术实现 远程控制和智能化管理。
机电一体化技术使得定制化生产成为可能，满足了消费者对个性化 产品的需求。
在人工智能领域的应用前景
《机电一体化概论》课件
能量转换
驱动部分是用于将电能或其他形式的能源转换成机械能，以驱动系统的执行机构产生所需的动作。它通常包括电动机、液压缸、气动马达等。
VS
指挥中心
控制部分是机电一体化系统的指挥中心，它根据传感部分获取的信息和系统设定的参数，通过逻辑运算、比较、分析和处理，产生控制指令，驱动执行机构产生相应的动作，实现系统的各种功能。控制部分通常由控制器、调节器、微处理器等组成。
综合性
机电一体化技术通过整合各个领域的技术，实现整个系统的最优化。
技术优势互补
各种技术的有机结合，可以充分发挥各自的优势，提高整个系统的性能和效率。
跨学科性
机电一体化涉及到机械、电子、计算机等多个学科的知识。
工业机器人是机电一体化技术的典型应用，它可以自动化地完成生产线上的各种任务，提高生产效率和产品质量。
《机电一体化概论》ppt课件
目录
contents
机电一体化概述机电一体化技术基础机电一体化系统组成机电一体化核心技术机电一体化应用实例
01
机电一体化概述
定义
机电一体化是一门跨学科的综合性技术，它将机械技术、电子技术、计算机技术等多个领域的知识融合在一起，实现各种技术之间的优势互补，从而提高整个系统的性能和效率。
自动化生产线的发展趋势是智能化、模块化、定制化，未来将更加注重生产过程的柔性化和个性化。
自动化生产线通常包括输送设备、加工设备、检测设备等，能够实现从原材料到成品的连续加工和生产。
02
01
04
03
智能制造系统是机电一体化在制造业中的高级应用，通过集成各种先进技术和设备，实现生产过程的智能化和自适应控制。
智能制造系统的发展趋势是数字化、网络化、智能化，未来将更加注重人工智能和机器学习等技术的应用。
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概
论
第二节 优先发展机电一体化的领域及其共性关键技术 优先发展的系统 (或产品）领域实现机电一体 化,必须解决这些系统 采用微电子技术所面临的共 性关键技术，这些共性关键技术有： 检测传感技术、 信息处理技术、 伺服驱动技术、 自动控制技术、 精密机械技术 系统总体技术等。
河南理工大学机械与动力工程学院
机电工程系
第一章
概
论
第二节 优先发展机电一体化的领域及其共性关键技术 检测传感技术：
是机电一体化系统的感官系统，即从待测对象获取 信号并送到信息处理部分。 主要内容包括：一是将物理量（位移、速度、加速度、 力、力矩、温度等）转换成一定的与其成比例的电自动控制的重要环节，要求传感 器及其放大处理电路快速、精确地获取信息，并能够抗干 扰、可靠性高。
第一章
第一节
概
论
机电一体化时代与机电一体化技术革命
任何事物都存在自身的局限性，机械也不例外。机 械发展到今天，单纯从机械角度对它们进行改进已是难 之又难！ 1.表达复杂逻辑、运算关系的机构难以实现； 2.复杂机械机构的动态性能较差； 3.信息交流和处理能力有限； 4.功能拓展性差； 5.成本过高。
河南理工大学机械与动力工程学院
机电工程系
第一章
概
论
转 动 机 构
水运仪象台 河南理工大学机械与动力工程学院
擒 纵 机 构
手摇计算机
机电工程系
第一章
概
论
转 动 机 构
水运仪象台 河南理工大学机械与动力工程学院
擒 纵 机 构
手摇计算机
机电工程系
第一章
概
论
传统意义上的机电一体化，即机械电气化，主要指机 械与电工电子及电气控制这两方面的一体化，并且明显偏 重于机械方面。
“机电一体化技术革命”
“将微型计算机等微电子技 术用于机械并给机械以智能的 技术革新潮流 ” 河南理工大学机械与动力工程学院 机电工程系
第一章
第一节
概
论
机电一体化时代与机电一体化技术革命
机电一体化的“目的”
是使系统(产品)高附加价值化，即多 功能化、高效率化、高可靠化、省材料省 能源化，并使产品结构向轻、薄、短、小 巧化方向发展，不断满足人们生活的多样 化需求和生产的省力化、自动化需求。
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第一章
概
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第二节 优先发展机电一体化的领域及其共性关键技术
机电一体化技术内部联系与外部影响 河南理工大学机械与动力工程学院 机电工程系
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第二节 优先发展机电一体化的领域及其共性关键技术
发展机电一体化技术与产品的支持系统
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第二节 优先发展机电一体化的领域及其共性关键技术 优先发展的机电一体化领域必须 同时具备下述几个条件：
① ② ③ ④ 短期或中期普遍需要； 具有显著的经济效益 ； 具备或经过短期努力能具备必需的物质技术基础； 社会效益十分显著的领域 。
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第二节 优先发展机电一体化的领域及其共性关键技术 伺服驱动技术
所谓“伺服”（Servo）即“伺候服侍”的意思。 电信号 机械动作 在控制指令的指挥下，控制驱动元件，使机械运动部 件按照指令的要求进行运动，并具有良好的动态性能。 伺服传动系统采用的驱动技术与使用的执行元件有关。 按照执行元件的不同分为电气伺服、液压伺服、气压伺服 速度快、控制灵 活、可靠性高、 应用较广，但低 速输出力矩较小。 低速输出力矩大，功率密度 大，在大型机床、工程机械、 航空航天航海具有优势，但 结构复杂。 机电工程系
当前机电一体化技术是利用电子技术、信息技术(主 要包括传感器技术、控制技术、计算机技术等)使机械实 现柔性化和智能化的技术。
机械技术可以承受较大载荷，但不易实现微小和复杂 运动的控制；而电子技术则相反，不能承受较大载荷，却 容易实现微小运动和复杂运动的控制，使机械实现柔性化 和智能化。 机电一体化的目标是将机械技术与电子技术实现完美 结合，充分发挥各自长处，实现互补。 河南理工大学机械与动力工程学院 机电工程系
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第二节 优先发展机电一体化的领域及其共性关键技术 信息处理技术
包括信息的输入、变换、运算、存储及输出。 信息处理的工具是计算机，因此信息处理技术是和计 算机技术紧密相关，包括硬件、软件、网络与通讯、数据 库技术等； 机电系统中采用工业控制计算机进行信息处理，其硬 件包括输入/输出设备、显示器、外部存储器、主机、可 编程控制器、数控装置等。
第一章 机电一 体化 概 论1
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机电一体化时代与机电一体化技术革命 优先发展机电一体化的领域及其共性关键技术 机电一体化系统构成要素及功能构成 机电一体化系统构成要素之间的连接 机电一体化系统的评价 机电一体化系统设计的考虑方法及设计类型 机电一体化系统的设计流程 机电一体化工程与系统工程 机电一体化系统的设计程序、准则与规律 机电一体化系统的开发工程与现代设计方法
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典 型 机 电 一 体 化 产 品
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机电一体化时代与机电一体化技术革命 “机电一体化时代”
以微型计算机为代表的微电子技术逐步向机械 领域渗透，并与机械技术有机地结合，为机械增添 了“头脑”，增加了新的功能和性能，从而进入以 机电有机结合为特征的“机电一体化时代”。
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机电一体化时代与机电一体化技术革命
Mechatronics：机电一体化、机械电子学 Mechanics E1ectronics
“机电一体化”是机械技术、电子技术和信息技术 等各相关技术有机结合的一种新形式，是电子技术向机 械技术领域渗透过程中逐渐形成的一个新概念。 人们较为接受的含义： “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用微电子技 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” 河南理工大学机械与动力工程学院 机电工程系