什么是机电一体化
机电一体化的概述
机电一体化的概述
机电一体化又称机械电子工程，是机械工程与自动化的一种，英语称为Mechatronics，它是由英文机械学Mechanics的前半部分与电子学Electronics的后半部分组合而成。
随着机电一体化技术的快速发展，机电一体化的概念被我们广泛接受和普遍应用。
随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用，机电一体化技术获得前所未有的发展。
现在的机电一体化技术，是机械和微电子技术紧密集合的一门技术，他的发展使冷冰冰的机器有了人性化，智能化。
机电一体化技术是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息技术、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，现代化的自动生产设备几乎可以说都是机电一体化的设备。
机电一体化复习问题详解
机电一体化复习问题详解1.1 机电一体化的涵义是什么？它包含了哪两方面容？答：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。
它包含了技术和产品两方面容。
首先是指机电一体化技术，其次是指机电一体化产品。
1.2 机电一体化的英文名称是什么？Mechatronics1.3 机电一体化突出的特点是什么？重要的实质是什么？答：突出特点在于它在机械产品中注入了过去所没有的新技术，把电子器件的信息处理和自动控制等功能揉和到机械装置中去，从而获得了过去单靠某一种技术而无法实现的功能和效果。
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，实现产品部各组成部分的合理匹配和外部的整体效能最佳。
1.4 为什么说微电子技术不能单独在机械领域获得更大的经济效益？答：微电子技术在机械领域只是机械技术的附加技术，是机械技术的补充。
1.5 机电一体化对我国机械工业发展有何重要意义？答：在当前激烈的国际竞争环境中，机电一体化具有举足轻重的作用，其发展水平在很大程度上反映了一个国家的技术经济实力。
国民经济建设和发展必须需要大量掌握机电一体化技术人才区改造传统产业，研究和开发新一代机电一体化产品以改善出口产品结构，增强在国际市场上的竞争力，加快赶超国际先进水平的步伐。
机电一体化已经显示出强大的生命力，并正以空前的速度和力度冲击着传统的技术思想、生产方式和方法以及传统的机电产品和产业结构，国民经济的个各个领域都将因此而发生深刻变革。
1.6 机电一体化产品具有哪三个主要特征？答：整体结构最佳化、系统控制智能化、操作性能柔性化。
1.7 试列举10种常见的机电一体化产品。
答：汽车，飞机，轮船，洗衣机，电冰箱，打印机，复印机，ATM机，数控机床，机器人。
1.8 试分析CNC机床和工业机器人的五大要素与功能。
机电一体化主要学啥
机电一体化主要学啥机电一体化是一门融合机械工程与电气工程的交叉学科，旨在实现机械与电气之间的紧密结合，发挥二者优势互补的效果。
在现代工业中，机电一体化技术已经成为推动产业智能化和自动化发展的重要驱动力。
那么，机电一体化主要学什么呢？1. 机电工程基础机电一体化的学习首先需要掌握机械工程和电气工程方面的基础知识。
包括力学、热力学、流体力学等机械相关知识，以及电路理论、电磁学等电气相关知识。
只有扎实的基础才能夯实后续学习的桥梁。
2. 自动控制原理自动控制原理是机电一体化的核心内容之一。
通过学习自动控制原理，可以了解如何利用传感器、执行器以及控制器等设备，实现对机电系统的自动化控制。
理解PID控制、系统建模仿真等内容对于从事机电一体化工作至关重要。
3. 传感器与执行器传感器是获取外部信息的重要手段，执行器是实现控制的关键设备。
学习机电一体化需要了解各种传感器的原理与应用，以及各类执行器的工作原理。
只有充分了解这些设备，才能更好地设计和控制机电系统。
4. 机器人技术机器人已经成为机电一体化领域的热门方向之一。
学习机器人技术涉及到机械结构设计、感知技术、控制算法等多方面知识。
通过学习机器人技术，可以掌握实现智能控制和操作的关键技能。
5. 嵌入式系统嵌入式系统在机电一体化领域也有着广泛的应用。
学习嵌入式系统需要掌握微处理器、嵌入式软件开发等知识，理解嵌入式系统在机电系统中的作用和应用，可以提升工程师的开发能力。
综上所述，机电一体化不仅涉及到机械与电气工程方面的基础知识，还需要学习自动控制原理、传感器与执行器、机器人技术以及嵌入式系统等内容。
掌握这些知识将有助于从事机电一体化相关工作，并为产业自动化发展做出贡献。
什么是机电一体化技术
机电一体化技术是什么机电一体化又称机械电子学机电一体化是由计算机技术、信息技术、机械技术、电子技术、控制技术、光学技术等相融合构成的一门独立的交叉学科。
机电一体化主要发展方向为智能化，模块化，网络化，微型化，系统化等。
主干课程：机械制图、机械设计与加工、气动与液压技术、电工与电子、电气控制与PLC、自动生产线、工业机器人技术、机电设备维护维修与管理等。
培养目标：本专业培养德、智、体、美全面发展，具有良好职业道德和人文素养，掌握机械加工技术、电工电子技术、检测技术、液压与气动、电气控制技术、自动生产线技术及机电设备维修等基本知识，具备机电一体化设备操作、安装、调试、维护和维修能力，从事自动生产线等机电一体化设备的安装调试、维护维修、生产技术管理、服务与营销以及机电产品辅助设计与技术改造等工作的高素质技术技能人才。
培养要求：机电一体化技术专业培养德、智、体、美全面发展，具有创业、创新精神和良好职业道德的高等专门人才，掌握机械技术和电气技术的基础理论和专业知识；具备相应实践技能以及较强的实际工作能力，熟练进行机电一体化产品和设备的应用、维护、安装、调试、销售及管理的第一线高等技术应用型人才。
发展现状包括以下几种①.智能化智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。
人工智能在机电一体化建设者的研究日益得到重视，机器人与数控机床的智能化就是重要应用。
这里所说的“智能化”是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。
诚然，使机电一体化产品具有与人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。
但是，高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能，则是完全可能而又必要的。
②.模块化模块化是一项重要而艰巨的工程。
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、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。
《机电一体化技术与系统》各章作业答案
第二部分各章作业答案第一章绪论★1、机电一体化的基本概念和涵义是什么？★机电一体化的英文名词如何拼合？(P1) 【参考答案】机电一体化是从系统的观点出发，将机械技术、微电子技术、信息技术、控制技术等在系统工程基础上有机地加以综合，实现整个机械系统最佳化而建立起来的一门新的科学技术。
机电一体化在国外被称为Mechatronics是日本人在20世纪70年代初提出来的，它是用英文Mechanics的前半部分和Electronics的后半部分结合在一起构成的一个新词，意思是机械技术和电子技术的有机结合。
★2、机电一体化的发展趋势包括哪几个方面？(P2)【参考答案】机电一体化的发展趋势可概况为以下三个方面：(4-3-2)（1）性能上，向高精度、高效率、高性能、智能化的方向发展；（2）功能上，向小型化、轻型化、多功能方向发展；（3）层次上，向系统化、复合集成化的方向发展。
★3、一个较完善的机电一体化系统包括哪几个基本要素？★其核心部分是什么？（P4-P5) 【参考答案】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、动力部分、检测部分、执行机构、控制器和接口。
其核心部分是控制器。
★4、什么是接口？接口的功能有哪些？(P5)【参考答案】为实现各子系统或要素之间物质、能量或信息交换而进行的连接就是接口。
接口的基本功能有交换、放大、传递。
5、机电一体化的相关技术有哪些？(P2-P4)【参考答案】机械技术、检测传感技术、信息处理技术、自动控制技术、伺服传动技术、系统总体技术。
第二章机械传动与支承技术1、熟练掌握以数控机床进给传动为例说明机械传动系统建模的步骤、方法。
重点在传动惯量折算的推导过程。
(P13-P15)★【举例说明】在图1所示的数控机床进给传动系统中，电动机通过两级减速齿轮Z1、Z2、Z3、Z4及丝杠螺母副驱动工作台作直线运动。
设J l为轴I部件和电动机转子构成的转动惯量；J 2、J 3为轴Ⅱ、Ⅲ部件构成的转动惯量；K1、K2、K3分别为轴I、Ⅱ、Ⅲ的扭转刚度系数；K为丝杠螺母副及螺母底座部分的轴向刚度系数；m为工作台质量；C为工作台导轨粘性阻尼系数：T1、T2、T3分别为轴I、Ⅱ、Ⅲ的输入转矩。
机电一体化应聘什么岗位
机电一体化应聘什么岗位机电一体化是指将机械、电子、控制工程等多个领域的技术融合应用于产品或系统设计中，以实现更高效、更智能的功能。
在当今技术不断发展的社会中，机电一体化的应用范围越来越广，需要专业人才来应对挑战和需求。
作为一名具有机电一体化背景的应聘者，选择适合自己技能和兴趣的岗位至关重要。
机电一体化技术工程师机电一体化技术工程师是一个较为宽泛的岗位，该岗位的职责主要包括参与产品设计、机电系统集成、设备维护和改进等工作。
作为一名机电一体化领域的技术工程师，需要具备较强的机械、电子和控制工程方面的技能，能够熟练运用各种工具和软件进行设计和分析。
同时，对产品和系统的整体把握能力也是机电一体化技术工程师的核心素质之一。
机器人系统工程师机器人系统工程师是一个充满挑战和创新的岗位，该岗位需要应聘者具备扎实的机电一体化知识和对机器人系统的理解。
机器人技术是机电一体化领域的热点之一，机器人系统工程师需要深入了解机器人的机械结构、传感器技术、控制算法等方面，并能够将这些知识应用到实际的系统设计和优化中。
智能制造工程师随着工业向智能化、自动化方向发展，智能制造工程师逐渐成为各大企业抢手的人才。
智能制造涉及到物联网、大数据、云计算等多个技术领域的融合，机电一体化技术在智能制造中扮演着重要角色。
应聘智能制造工程师的人员需要具备良好的跨学科素养，能够熟练应用各种智能制造技术解决实际生产中的问题，并不断推动企业的智能化转型。
总结机电一体化领域拥有广阔的发展前景和众多就业机会，选择适合自己技能和兴趣的岗位非常重要。
无论是机电一体化技术工程师、机器人系统工程师还是智能制造工程师，都需要应聘者具备扎实的技术基础和不断学习进取的精神。
希望每一位有机电一体化背景的应聘者都能找到适合自己的岗位，实现自身的职业发展目标。
机电一体化专业毕业后做什么工作
机电一体化专业毕业后就业方向机电一体化专业是一个融合机械与电气领域内容的交叉专业，培养学生具备机械、电子、计算机等综合技术知识的能力。
毕业后，机电一体化专业的毕业生可以选择多种工作方向。
1. 自动化工程师作为机电一体化专业的毕业生，可以选择从事自动化工程领域的工作。
自动化工程师主要负责设计、开发和维护各种自动化设备与系统，例如自动化生产线、机器人系统等。
机电一体化专业的毕业生具有机电一体化的理论与技术知识，能够胜任自动化工程师的工作职责。
2. 机械设计工程师另一个就业方向是成为机械设计工程师。
机电一体化专业的毕业生在机械设计领域具有一定的优势，可以参与各种机械产品的设计与研发工作。
机械设计工程师需要掌握CAD等设计软件，能够将理论知识应用于实际工程项目中。
3. 电气工程师毕业后还可以选择从事电气工程领域的工作。
电气工程师主要负责电气系统的设计、调试与维护工作，如配电系统、控制系统等。
机电一体化专业毕业生掌握了电气知识和机械知识，适合从事电气工程师相关岗位。
4. 技术销售工程师除了工程技术岗位，机电一体化专业的毕业生还可以选择从事技术销售工程师的工作。
技术销售工程师需要将技术知识转化为市场竞争优势，为客户提供产品推广和技术支持。
机电一体化专业的毕业生具备广泛的技术知识背景，适合从事技术销售岗位。
5. 工程项目管理师最后一个就业方向是工程项目管理师。
工程项目管理师主要负责项目计划、进度控制、资源管理等工作，对工程项目整体进度负责。
机电一体化专业的毕业生具有综合的机械、电气等技术背景，适合从事工程项目管理相关职位。
在就业选择时，机电一体化专业的毕业生可以根据自己的兴趣和专业优势选择适合自己的工作方向，不断提升自己的技能和经验，开启职业生涯的新篇章。
机械工程中机电一体化的运用
机械工程中机电一体化的运用
机电一体化是机械工程研究中越来越重要的学科，它综合了机电学科，结构学，控制理论，传感器，信息处理和计算机科学等。
机电一体化在机
械工程中的应用，主要是把机械设备的机械部分和电子部分结合在一起，
从而使机械设备变得更加灵活，可靠性更高，操作更方便，实现更多的功能。
机械工程中的机电一体化，最常见的应用当属机器人。
机器人要求实
现很多复杂的动作，而这些动作只有将机械部分（机构和驱动系统）和电
子部分（控制器，传感器和电机）有机结合起来，才能实现。
机器人的运
动控制，依赖于机电一体化技术，涉及传感器的设计，信号处理及其控制
策略，同时为机器人的操作与实现自主动作提供了技术支撑。
另外，在家用电器产品中，机电一体化也有广泛的应用。
例如空调、
冰箱等家用电器，需要将机械组件和电子部件有机结合，同时兼顾到多项
性能指标，如功率、节能、安全等，而这些技术都离不开机电一体化技术
的支撑。
同样，精密仪器也是受益于机电一体化的应用。
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思考题
1.1 什么是机电一体化？
1.2 机电一体化的发展经历了哪几个阶段，各个阶段有何特点？
1.3 机电一体化系统主要由那几部分组成？各部分的功能是什么？
1.4 举例分析机电一体化系统的组成及功能特点。
1.5 机电一体化的共性关键技术有哪些？
1.6 试分析机电一体化系统设计的一般流程。
2.1 传感器的静态和动态特性区别何在？用哪些指标来衡量？
2.2 试述光栅传感器的工作原理及特点。
2.3 试述感应同步器的工作原理及特点。
2.4 感应同步器的测量方式有哪些类型？写出励磁方式和输出检测信号的表达式。
2.5 试述磁栅的工作原理及特点。
2.6 磁栅通常采用哪些测量方式？写出不同测量方式的表达式。
2.7 感应同步器和磁栅对安装有什么要求？
2.8 试述旋转变压器的工作原理及特点。
2.9 什么是增量编码器？什么是绝对编码器？二者有何不同？
2.10 有哪些因素会影响直流测速发电机的测量结果？
2.11 试述固态图像传感器的工作原理及特点。
怎样实现电荷的产生、存储、转移和传输。
2.12 激光具有哪些特性？试述应用激光传感器测流速的基本原理。
2.13 试述超声波检测的基本原理。
2.14 试述传感器的正确选择和使用。
2.15 模拟式和数字式传感器信号检测系统是怎样组成的？
2.16 多路模拟开关和采集/保持电路的作用是什么？
2.17 与模拟滤波器相比，数字滤波器有哪些优点？常采用的数字滤波的方法有哪些？2.18 试举一方法说明如何对传感器的非线性特性进行数字线性化？
2.19 零位误差和增量误差产生的原因是什么？如何用软件方法对其进行补偿？
3.1 接口的定义及作用是什么。
3.2 按接口所联系的子系统不同，以信息处理系统( 微电子系统)为出发点，可将接口分类哪几类，各自特点是什么。
3.3 输入接口可以有哪些方法，各自适用什么场合。
3.4 ADC0809的结构及工作原理是什么。
3.5 控制量输出接口的作用是什么，有哪些种具体形式，各自适用什么情况。
4.1 请从不同的角度对自动控制系统分类，分别有哪些类型？
4.2 请举几个开环与闭环自动控制系统的例子，画出它们的方块图，并说明它们的工作原理。
4.3 要使一个自动控制系统能正常工作，必须使系统满足哪些基本的要求？
4.4 如何理解闭环控制系统的实质是反馈？比较开环与闭环系统的优缺点。
4.5 描述系统特性的参数有哪些？各体现什么物理意义？他们对自动控制系统有何影响？4.6 在如图4-14所示的RC电路中，假若R=5，C=2，请计算出t=T、t=2T、t=3T时的e o值，
并画出e i突然由0V阶跃变化到5V时的e o变化曲线。
4.7 请简述计算机控制系统的组成及其特点。
4.8 计算机控制系统的采样、采样频率和量化各指的是什么？
4.9 计算机控制系统的接地设计与一般电气设备强电的接地设计有何不同？
4.10 数字控制器与模拟控制器相比有何优点？数字控制器一般采用哪两种设计方法？目前
常用的是哪一种？其基本思路是什么？
5.1 根据机械特性曲线，试分析当负载转矩恒定不变时，直流伺服电动机的调压过程。
5.2 步距角小，最大静转矩大的步进电动机，为什么启动频率和运行频率高？
5.3 负载转矩和转动惯量对步进电动机的启动频率和运行频率有何影响？
5.4 对伺服系统有哪些基本的要求？它们之间有何关系？
5.5 试举出几个具有伺服系统的机电一体化产品实例，说明其伺服系统的结构组成及属于何种类型的伺服系统。
5.6 试通过分析人对手、脚等进行伺服控制的过程，进而探讨具有视觉和触觉的步行机或智能机器人的伺服控制原理。
5.7 一台5相反应式步进电动机，采用5相10拍运行方式时，步距角为1.5ｏ，若脉冲电源的频率为3000Hz，请问转速是多少r/min？
6.1 机电一体化系统对机械传动系统的要求是什么？
6.2 机电一体化机械系统由哪几部分机构组成？
6.3 常用的传动机构有哪些？
6.4 同步带传动的优缺点是什么？
6.5 同步带传动的失效形式有哪些？并简述设计计算步骤。
6.6 齿轮传动最佳传动比分配原则是什么？输出轴转角误差最小原则的含义是什么？
6.7 齿轮传动的齿侧间隙调整方法有哪些？
6.8 简述谐波齿轮传动的优缺点？
6.9 设有一谐波齿轮减速器，其减速比为100，柔轮齿数为100。
试计算刚轮固定时该谐波
减速器的刚轮齿数及输出轴的转动方向（相对于输入轴比较）。
6.10 滚珠螺旋传动与滑动螺旋传动或其它直线传动相比有哪些特点？
6.11 滚珠丝杠副轴向间隙的调整预紧方法有哪些？
6.12 简述双螺母预紧时提高轴向刚度的原理？
6.13 试述滚珠丝杠副主要尺寸参数及其涵义？
6.14 试述滚珠丝杠副的精度等级及标注方法？
6.15 试述滚珠丝杠副安装时的支承方式及其特点？
6.16 试述滚珠丝杠副设计计算的一般步骤？
6.17 试述轴系设计时的基本要求有哪些？
6.18 选择轴系轴承时应考虑哪些因素？
6.19 试述导轨的种类及对导轨的基本要求？
6.20 常用的导轨副材料有哪些？
6.21 试述滚动导轨副的特点有哪些？
6.22 试述支承件设计的基本要求有哪些？
8.1 请简要叙述数控机床的基本工作。
8.2 数控机床有哪些基本组成部分？
8.3 请简要叙述数控机床的加工特点和发展趋势。
8.4 数控机床的主传动形式有哪几种，各有什么特点？
8.5 电主轴结构有什么特点？它由哪些部分组成？
8.6 何谓“零传动”进给驱动？请简要说明由直线电机构成的直线进给系统和由力矩电机构成的回转进给系统的特点。
8.7 为了保证数控机床的加工质量与可靠性，伺服系统应满足哪些基本条件？
8.8 什么是开放式数控系统，它具有什么特点？
9.1 为什么说三坐标测量机是万能测量设备？
9.2 三坐标测量机的机械结构有哪些形式，各有何优缺点？
9.3 在三坐标测量机上使用的导轨有哪些种类，各有何特点？
9.4 三坐标测量机的标尺系统的种类有哪些，最常用的是哪种，它有什么优点？
9.5 静态测头和动态测头各有什么特点，分别应用于什么场合？
9.6 三坐标测量机有哪些测量软件？
10.1 简述ABS的功能。
10.2 简述ABS的工作原理。
10.3 试分析制动力系数与滑移率之间的关系。
10.4 什么是最佳滑移率范围？
10.5 ABS主要由哪几部分组成？各部分的功能是什么？
10.6 什么是逻辑门限值控制？
10.7 试分析ABS的控制过程。