机电一体化产品实例.
机电一体化技术在工业制造中的应用案例分享
机电一体化技术在工业制造中的应用案例分享机电一体化技术在工业制造中的应用案例分享随着科技的不断发展，机电一体化技术成为了现代制造业的重要趋势。
它可以将传统机械、电子、计算机等各类技术进行整合，以实现机械化、电气化、自动化、信息化等多种功能，从而提高生产效率，降低生产成本，优化产品质量。
本文将分享一些机电一体化技术在工业制造中的应用案例。
1. 机器人装配生产线机器人装配生产线是机电一体化技术中的典型应用，可以实现自动化生产。
以上海某汽车厂的机器人制造车间为例，该车间采用了5轴多自由度机器人作为装配生产线，实现了车门、车厢、车顶等部分的自动粘接和轨道定位。
这样一来，可以减少人为误差和工作强度，提高生产效率和产品质量，同时还能降低成本。
2. 智能仓储系统智能仓储系统是一种利用机电一体化技术的高效物流管理系统，可以实现自动存储、检索、装载等一系列操作。
例如，上海浦东国际机场货运中心就采用了该技术，同一仓库内有上千个货位，小车可以在仓库内自由移动，通过激光、声音等多种传感器技术精确定位商品。
并且系统还具备了预防火灾的特种设备，避免了灾害的发生。
3. 工业机器人去无人区勘测机电一体化技术在勘测领域应用，可以让机器人替代人工完成勘测任务，避免人员靠近危险区域。
例如，在一些危险的工矿行业中，通常会存在着一些高温、有毒、噪音大等危险无法进行人员勘测的情况，此时机器人就可以发挥出重要作用。
湖南威森工业自动化研究所研发了一套工业机器人无人区勘测系统，用于巡查、灭火、测量以及污水处理等工作。
4. 自动化生产线自动化生产线是机电一体化技术应用最广泛的领域之一。
例如，工厂某机械加工生产线就采用了该技术，自动化生产线可以实现不间断面料裁剪、自动缝合、自动贴边、自动包装等一系列流程。
通过自动化生产线，可以减少人工操作，提高生产效率和产品质量。
威克公司的自动化生产线集成了传感器、计算机、机械控制、机器视觉和机器人技术等多项技术，使得生产线性能完善，操作简单而且高效。
机电一体化系统设计典型实例
1
优势
提高劳动效率，降低成本，增强品质和可靠性，利于维护和管理，并且有一定的 生态效益。
2
挑战
需要协调多个领域的专业技能和信息，需要对未来市场趋势和新技术有敏锐的洞 察力。
结论和总结
未来趋势
随着城市化进程加速，智慧城市崛起，机电一体 化技术将发挥更加重要的作用。
应用广泛
除了上述提到的几个行业，机电一体化技术还可 以广泛应用于医疗、农业、能源等领域。
利用机器视觉技术和高精度 地图，实现自动驾驶，减少 人为事故，提高交通规划的 效率。
智能设施
借助物联网技术和现代传感 器，交通设施变得更加智能 化，如自动收费、智慧路灯、 快速充电等。
流量管理
交通监测和分析系统可以帮 助城市管理者更好地解决交 通拥堵、路况状况和安全问 题。
机电一体化系统设计的优势和挑战
典型实例1：自动化生产线
质量控制
为了生产一致的高质量产品，生产线上使用了 各种传感器、机器视觉技术，以及即时数据处 理软件。
智能机械
生产线使用了各类高效率的机械装备，如机器 人和自动化部件来执行重复性工作。
实时监控
使用先进仪表和监控系统来跟生产量、质量， 及时发现和解决问题。
典型实例2：智能家居系统
提高质量
优秀的系统设计可以增加 可靠性和一致性，减少错 误率，提高产品质量。
机电一体化系统设计的基本原则
1
综合考虑
根据具体需求和环境条件，综合考虑
高效稳定
2
机械、电气、控制等因素。
设计系统要注重功能稳定性，保证机
电作用的高效协同。
3
安全实用
系统设计要符合安全要求，具有便于 维修、保养和更新升级的特点。
机电一体化系统设计实例
四、进给传动部件的计算和选型
纵、横向进给传动部件的计算和选型主要包括： 确定脉冲当量、计算切削力、选择滚珠丝杠螺母副、 设计减速箱、选择步进电动机等。以下详细介绍纵 向进给机构，横向进给机构与纵向类似，在此从略。
1．脉冲当量的确定 根据设计任务的要求，X方向（横向）的脉冲当 量为δx = 0.005 mm/脉冲，Z方向（纵向）为δz = 0.01 mm/脉冲。
2．切削力的计算 切削力的分析和计算详见第三章。以下是纵向车削力的详 细计算过程。 设工件材料为碳素结构钢，σb＝650 Mpa；选用刀具材料为 硬质合金YT15；刀具几何参数为：主偏角kr＝60°，前角γ0 ＝10°，刃倾角λs＝－5°；切削用量为：背吃刀量ap＝3 mm， 进给量f =0.6 mm/r，切削速度vc＝105 m/min。 CF＝ xF＝ 查表3-1，得： yF＝ c 2795， c 1.0， c 0.75， nFc ＝－0.15。 查表3-3，得：主偏角Кr的修正系 kkr F ＝ 0.94；刃倾角、前角 c 和刀尖圆弧半径的修正系数值均为1.0。 由经验公式（3-2），算得主切削力Fc＝2673.4 N。由经验 Fc:F f :F＝ 公式 1：0.35：0.4，算得纵向进给切削力 p N。 F＝ f 935.69 N，背向力 F=1069.36 p
3．滚珠丝杠螺母副的计算和选型（纵向） （1）工作载荷Fm的计算 已知移动部件总重量G=1300 N；车 削力Fc=2673.4 N， N。如图3-20所示， Fp=1069.36 N， F =935.69 f 根据 Fz =F ， F =F f的对应关系，可得： F =F ， c y p x Fx=935.69 N。 Fz=2673.4 N， Fy=1069.36 N， 选用矩形－三角形组合滑动导轨，查表3-29，取K= 1.15， = 0.16，代入Fm＝ ( Fz G) , 得工作载荷 KF+ x Fm ≈ 1712 N。
微型化机电一体化技术例子
微型化机电一体化技术例子微型化机电一体化技术是一种将微型化技术和机电一体化技术相结合的新型技术，它可以将机械、电子、计算机等多种技术融合在一起，实现微型化、高效化、智能化的目标。
下面，我们将列举一些微型化机电一体化技术的例子。
1. 微型化机器人微型化机器人是一种可以在微观尺度下进行操作的机器人，它可以在微观尺度下进行精确的操作，如微型加工、微型组装等。
微型化机器人通常由微型电机、微型传感器、微型控制器等组成，可以实现高精度、高效率的微型化操作。
2. 微型化传感器微型化传感器是一种可以在微观尺度下进行测量的传感器，它可以测量微小的物理量，如温度、压力、湿度等。
微型化传感器通常由微型电子元件、微型机械元件等组成，可以实现高精度、高灵敏度的测量。
3. 微型化电机微型化电机是一种可以在微观尺度下进行驱动的电机，它可以驱动微型机械、微型器件等进行运动。
微型化电机通常由微型电子元件、微型机械元件等组成，可以实现高效率、高精度的驱动。
4. 微型化液压系统微型化液压系统是一种可以在微观尺度下进行液压传动的系统，它可以实现微型机械的驱动、控制等功能。
微型化液压系统通常由微型液压元件、微型电子元件等组成，可以实现高精度、高效率的液压传动。
5. 微型化气动系统微型化气动系统是一种可以在微观尺度下进行气动传动的系统，它可以实现微型机械的驱动、控制等功能。
微型化气动系统通常由微型气动元件、微型电子元件等组成，可以实现高精度、高效率的气动传动。
6. 微型化机械臂微型化机械臂是一种可以在微观尺度下进行操作的机械臂，它可以实现微型物体的抓取、移动、放置等功能。
微型化机械臂通常由微型电机、微型传感器、微型控制器等组成，可以实现高精度、高效率的微型化操作。
7. 微型化机械加工系统微型化机械加工系统是一种可以在微观尺度下进行加工的系统，它可以实现微型零件的加工、制造等功能。
微型化机械加工系统通常由微型电机、微型传感器、微型控制器等组成，可以实现高精度、高效率的微型化加工。
生活中机电产品的创新实例
生活中机电产品的创新实例1、美国有一间生产牙膏的公司，产品优良，包装精美，深受广大消费者的喜爱，每年营业额蒸蒸日上，进入第十一年后则停滞下来，董事会召开全国经理级高层会议，一名年轻经理建议，将现有的牙膏开口扩大1mm，这个决定，使该公司第十四年的营业额增加了32％。
2、19世纪60年代，肖尔斯公司生产的打字机，由于机械在击打后弹回速度较慢，一旦打字员打字速度过快，就容易发生绞键现象。
为解决这个问题，一位工程师建议降低打字速度，把常用的字母放在最笨拙的手指下面，而把不常用的字母放在最灵敏的手指下面。
现在的键盘就这样设计出来。
3、在冰块上垂根细绳，然后轻轻撒上食盐，不一会儿，冰与绳就粘在一起了。
戴在脖子上，就变成了水晶的冰项链。
4、1963年，XXXX在热牛奶里加了糖，准备做冰淇淋。
如果要等热牛奶凉后再放入冰箱，恐怕别的同学把冰箱占满了，所以他便把热牛奶塞进冰箱。
令人惊奇的是：姆佩姆巴的热牛奶比别的同学的冷牛奶结冰要快得多。
5、在北方的某个城市里，一家海洋馆开张了，50元一张的门票，令那些想去参观的人望而却步。
海洋馆开馆一年，简直门可罗雀。
最后，急于用钱的投资商以“跳楼价”把海洋馆脱手，洒泪回了南方。
新主人入主海洋馆后，在电视和报纸上打广告，征求能使海洋馆起死回生的金点子。
一个女教师来到海洋馆，她对经理说她可以让海洋馆的生意好起来。
按照她的做法，一个月后，来海洋馆参观的人天天爆满，这些人当中有三分之一是儿童，三分之二则是带着孩子的父母。
三个月后，亏本的海洋馆开始盈利了。
机械创新设计是涉及多个学科的复合性工作,包括:机械,计算机,电气,流体力学,工程力学等,热工学等.机械创新设计更要注重系统化,智能化,绿色化和光机电一体化,其中智能化是近几年来的发展走向,从军事,医学,交通等各个方面不断渗透,前沿技术的不断下放,逐步使人类的生活更加智能化和智慧化.光机电一体化是技术的实现途径,要将机械,电子,传感等交叉学科领域的技术综合运用,实现混合式的创新和创造,使产品更加合理和完善.。
机电一体化产品实例
统出现故障无法正常工作时，只要微机本身能继续运
行，它就自动停止正常程序，转而执行故障诊断程序， 按预定的顺序搜索故障部位，并在屏幕上显示出来， 从而大大缩短了检修周期。
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8.2.1 概述
图8-17 测试系统硬件结构原理图
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图8-10 DGP16/6等压灌装封盖机开阀机构结构图 1—滑块 2—销轴 3—开口销 4—角支架 5—侧板 6—支架 7—连杆 8—活塞杆 9—气缸 10—终端接头
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8.1.2 控制部分
(1)气控部分 DGP16/6的扩展气动控制功能原理如
图8-12所示。
(2)DGP16/6灌装封盖机的电器原理 DGP16/6灌装 封盖机的接近开关和电磁阀的位置如图8-4所示。
1.传动部分
(1)输送流程(图8-4为瓶子工作流程及接近开关布置图) 洗净的瓶子 由左边输入进入灌装，封盖后从右边输送链送出。 (2)螺旋进给机构(图8-5为螺旋进给机构简图) 其作用是使输送机链 板上洗净的紧密相连的空瓶被螺旋推进器分开为一定距离，以便同 步进入进瓶拨盘(图8-4中2)。
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低、体积小、质量轻、功耗低、易于携带和移动等 特点。 (2)设计灵活性高 只需更改少数硬件接口，通过修 改软件就可以改变功能，从而使产品按需要发展成 不同的系列，降低研制费用，缩短研制周期。 (3)操作方便 使用人员可通过键盘来控制系统的运
行。
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8.2.1 概述
(4)有强大的运算功能 计算机运算速度快，所以能
1.传动部分
图8-2 DGP16/6等压灌装封盖机传动系统示意图 1—电动机 2—电动机皮带轮 3—灌装大齿圈 4—进瓶拨盘齿轮 5—主动链轮 6—套筒滚子链 7— 张紧链轮 8—螺旋推进器链轮 9—中间拨盘链轮 10—三角胶带A型 14270E
机电一体化课程设计课件：机电一体化综合设计实例-
2. 控制電路設計
圖7.12 PLC控制簡圖
圖7.13 液壓馬達驅動電機的控制電路圖
圖7.14 液壓電磁閥的控制電路圖
其他：圖7.15～圖7.19
7.2 SCARA機器人的設計
一、設計任務
1、設計題目
SCARA機器人設計
2、設計要求
總體方案設計 、機械傳動系統零部件的設 計與選型 、控制系統的設計、控制電機和 驅動器伺服控制卡的選用
➢滾珠絲杠的選擇與計算 ➢電機的選擇計算 ➢同步齒型帶的設計計算
四、機器人控制系統設計
上
运
位
动
计
控
算
制
机
器
驱动器1 编码器1 驱动器2 编码器2
驱动器3 编码器3 驱动器4 编码器4
伺服电机1
伺服电机2 伺服电机3
SCARA 机器人 机构
伺服电机4
圖7.28 控制系統連線圖
圖7.29 伺服驅動器控制信號連線
fmax
1000 vmax
60
1000 4 0.01 60
6666.7
ft
1000 vs
60
1000 1 0.01 60
1666.7
fL
fm
1 J Jm
1800
945.9
1 39.313 /15
六、控制系統的設計
1. 控制方案
以8031單片機為控制器 （圖7.47）
➢接收鍵盤數據，控制LED顯示； ➢接收操作面板的控制開關和按鈕信號； ➢接收車床限位開關信號； ➢接收編碼器信號； ➢控制X、Z向步進電機； ➢控制主傳動系統的啟停和正反轉； ➢其他。
F W f g F Fc F0 (W fg ) F0 0 (W fg )
应用机电一体化的例子
应用机电一体化的例子应用机电一体化的例子：1. 自动售货机：自动售货机是应用机电一体化的典型例子。
它通过感应器感知用户选择，采用电机驱动货物的下落和推送，同时通过传感器检测货物的库存情况，从而实现自动售卖商品的功能。
2. 机器人：机器人是机电一体化的典型应用。
机器人结合了机械设备、电子控制和人工智能技术，能够完成各种复杂的工作任务，如生产制造、装配、包装等。
机器人能够通过感应器感知环境变化，并通过电机驱动机械臂等部件实现各种动作。
3. 智能家居：智能家居是机电一体化的应用之一。
通过集成电机、传感器和控制系统，智能家居可以实现自动化控制，如自动调节室内温度、自动开关灯光、自动打开窗帘等，提高家居的舒适性和便利性。
4. 无人驾驶车辆：无人驾驶车辆是机电一体化的典型应用之一。
无人驾驶车辆通过激光雷达、摄像头等传感器感知周围环境，并通过电机驱动车辆的转向、加速、刹车等动作，实现自动驾驶的功能。
5. 机电一体化的医疗设备：机电一体化在医疗设备中得到广泛应用，如手术机器人、电子血压计、心电图仪等。
这些设备通过电机驱动机械臂、传感器感知患者的生理参数，并通过电子控制系统实现精确的医疗操作。
6. 机电一体化的自动化生产线：在工业生产中，机电一体化的自动化生产线可以实现高效、精确的生产过程。
通过电机驱动机械装置和传送带，自动化生产线可以实现产品的装配、检测、包装等工序，提高生产效率和质量。
7. 智能电动车：智能电动车是机电一体化的应用之一。
电动车通过电机驱动车辆的运动，并通过传感器感知车辆的状态和环境变化，通过电子控制系统实现智能充电、智能驾驶等功能。
8. 机电一体化的物流设备：在物流行业中，机电一体化的设备被广泛应用，如自动分拣机、自动堆垛机等。
这些设备通过电机驱动机械臂、传送带等部件，实现物品的分拣、搬运等任务，提高物流效率和准确性。
9. 机电一体化的航空航天设备：机电一体化在航空航天领域得到广泛应用，如飞机、火箭等。
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功能及应用
可用于教学、石油、化工、医药、卫生、环保等部 门. ※ 采用计算机直接比例记录原理 ※ 采用汉字提示、人机对话操作方式 ※ 采用计算机进行仪器控制和数据处理、用户可建 立自己的光谱数据库 ※ 计算机系统可以脱机单独使用 ※ 采用进口接收器 ※ 采用国产T.G.S接收器
结束
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干涉仪将来自光源的信号以干涉图的形式送经计算机进 行傅里叶变换的数学处理，将干涉图还原成光谱图。干 涉图包含着光源的全部频率和强度按频率分布的信息。 因此，如将一个有红外吸收的样品放在干涉仪后面的光 路中，由于样品吸收掉某些频率的能量，所得到的干涉 图曲线就相应地产生某些变化，相应的光谱图也发生变 化。
六十年代以来，由于快速傅里叶变换算法的出现和计算 机技术的日益完善，使得通过对干涉图进行傅里叶变换 从而求取样品的红外光谱的技术成为可能，第一台商品 化傅里叶变换红外光谱仪在七十年代中期出现。目前已 发展了各种类型的中红外、近红外和远红外光谱仪，并 已生产了如半导体、燃油、遥控测量、工业过程控制等 专用仪器。 傅里叶变换红外光谱仪的主要优点是：（1）同时测量 所有光谱元信号，测量速度快，可多次叠加，信噪比高； （2）没有入射和出射狭缝限制，因而光通量高，提高 了仪器的灵敏度
傅里叶变换红外分光光度计光谱图
红外谱带的特征： 位置 谱带的特征振动频率 形状 谱带的形状反应了基团的某些信息。如氢键和离子的官能团可以产
生很宽的红外谱带。这对于鉴定特殊基团的存在很有用。 相对强度 把红外光谱中的一条谱带的强度与另一条相比可以得到定量的
概念，同时也可以指示某些特殊基团或元素的存在。
由于样品对某些谱带红外光的吸收， 在检测器得到样品的干涉图谱，这些 干涉图谱是动镜移动距离x的函数。
傅里叶变换红外分光光度计产品实例
傅里叶变换红外光谱仪结构示意
这种方法可以理解为以某种数学方式对光谱信息进行编 码的摄谱仪，它能同时测量、记录所有光谱元的信号， 并以更高的效率采集来自光源的辐射能量，从而使其具 有比传统光谱仪高得多的信噪比和分辨率。
机电一体化技术 产品实例
傅里叶变换红外分光光 度计
傅立叶变换红外分光光度计
功能特点及应用范围：Excalibur系 统使用目前最新的计算机接口技术， USB接口； 可以实现与任何标准计 算机的顺利连接，无需考虑插槽是否 匹配、断线、波特率（每秒传递的数 据位数）太小等问题；Excalibur HE 系列红外光谱仪可以和很多外部光学 选件匹配使用，例如可以与UMA400 和600显微镜，气相色谱仪，热失重 分析仪，外部光学工作台，外部样品 舱，傅立叶变换拉曼光谱仪等多种附 件联用；主要应用于高分子材料，精 细化工，生物化学，药物化学等有机 化合物的结构分析及部分无机化合物 的结构分析
多分子的振动可以被看作是许多小球通过弹簧联系在一起的振动。如把每个原子看成一 个质点。要描述多原子分子的各种可能的振动方式，必须确定各原子的相对位置。在笛卡 尔坐标系中，每个质点（原子）的空间运动有3个自由度。若一个分子内有n个原子，需要 有3n个坐标来确定所有原子的位置。但由于这些原子通过化学键构成一个整体的分子，因 此必须以分子的整体来考虑自由度。分子作为整体有3个平动自由度，3个转动自由度，因 此分子的振动自由度为3n-6。每个振动自由度对应着一个基本的振动。对于直线分子，由 于其平动自由度仅为两个 ，振动自由度为3n-5。
需要指出的是分子仅在振动伴随有分子偶极矩变化的情况下才吸收红外线辐射。当带有 相反电极的两个分子靠近或离开，分子的偶极矩发生变化，红外线的吸收频率可以用Hook 定律计算。
傅立叶变换红外光谱仪原理
傅立叶变换红外光谱仪由光源、动镜由分束器分成两束： 一束透射到定镜后反射入样品池后到 达检测器；另一束通过分束器到达动 镜后反射，穿过分束器后与定镜来的 光形成干涉光进入样品池和检测器。 由于动镜在不断地周期性运动，这两 束光的光程差随动镜移动距离的变化 呈现周期变化。
傅立叶变换红外光谱介绍
原子在分子中的振动频率落在红外线频率之内（300 - 4000cm-1）。分子如被置于含其原 子振动频率的特定红外线辐射场内，化学键会吸收红外线能量，从低能级的振动变为高一 个能级的振动。在简单的双原子分子中，振动只有一种方式：单方向的伸缩振动，因此分 子对红外线只有一个频带的吸收，吸收频带的位置（代表分子吸收的能量）取决于化学键 的结合强度。对于多原子分子，由于多个化学键的存在，存在多个振动方式，因此在红外 吸收光谱上将出现多个复杂的吸收频带。