机电一体化产品设计
简单阐述一下机电一体化的设计流程。
简单阐述一下机电一体化的设计流程。
机电一体化(Mechatronics，也叫机电集成)是一种融合机械、电子、控制、通信技术的系统工程方法，旨在通过融合各种技术实现更高的设计性能。
机电一体化是工业自动控制系统的基本设计思想，它有利于降低设计复杂度，提高产品性能和可靠性，使得设计人员可以更有效地实现目标。
机电一体化设计流程是机电设计过程中的一个重要环节，它包括需求分析、系统分析、技术分析、技术选择、设计调试和系统验证等步骤。
下面，简要介绍一下机电一体化的设计流程：一.需求分析需求分析是机电一体化设计中最重要的一步，它涉及几个方面，如需求文档、设计参数、设备选型、控制原理等。
需求分析的目标是成功构建一个满足客户需求的机电设计方案。
二.系统分析系统分析是机电系统设计的关键步骤，它旨在分析机电系统的机械、电子、控制和通信技术的关联及其关联性，从而确定机电系统的功能、参数和特性。
三.技术分析技术分析是机电系统设计过程中必不可少的一步，它涉及对机械、电子、控制和通信技术的分析，以便确定机电系统的性能、可靠性及经济性要求。
四.技术选择技术选择是机电设计的关键环节，它涉及对机械、电子、控制和通信技术的抉择，以确定最优的机电系统设计方案。
在此过程中，应该考虑到机电系统的性能、可靠性及经济性等要素。
五.设计调试设计调试是机电系统设计过程中的一个重要环节，它旨在通过数据调试和硬件调试等，为机电系统设计数据和硬件参数提供基础。
六.系统验证系统验证是确保机电系统性能可靠的关键环节。
它涉及对机电系统性能、可靠性及经济性进行验证，以保证机电系统设计是否正确、达到客户要求。
以上是机电一体化的设计流程，其中不仅包括需求分析、系统分析、技术分析、技术选择等重要步骤，还包括设计调试和系统验证等关键环节。
只有按照上述流程，才能确保机电系统能够满足客户的要求，实现机电一体化的设计目标。
机电一体化产品开发与设计
机电一体化产品开发与设计机电一体化是一种新型的产品开发方式，具有多种优势，如降低成本、提高效率、提高品质等，因此在工业制造行业得到广泛应用。
在机电一体化产品设计与开发过程中，必须全面考虑产品的各种因素，包括结构、材料、功能和性能等。
本文将从机电一体化产品开发的基本概念、设计流程和技术革新的角度探讨这个话题。
一、机电一体化产品开发的基本概念机电一体化产品开发是指通过涵盖机械和电子等多种技术的综合应用，使产品达到整体化、全面化、智能化的产品设计和制造方式。
机电一体化产品开发的主要内容包括产品结构设计、功能设计、材料选用、性能测试等多个方面。
与传统机电产品设计的主要区别是：在机电一体化产品设计中，不同技术的集成度更高，技术创新更多、更重要，更侧重于设计和制造方面的综合治理。
二、机电一体化产品开发的流程机电一体化产品设计是一个较为复杂的过程，其开发流程包括以下几个环节：1.需求分析阶段：在此阶段，针对客户需求进行详细分析，确定产品的基本要求和特性。
2.方案设计阶段：在此阶段，设计师根据需求分析的结果，制定相应的产品设计方案。
设计方案包括构思、制定草图和详细的计划。
3.设计实施阶段：在此阶段，实施产品设计方案，包括制图、模型设计、部件加工等工作。
4.测试验证阶段：在此阶段，对制作完成的产品进行测试和验证，包括功能测试、可靠性测试、材料性能测试等。
5.批量生产阶段：在此阶段，对已通过测试验证的产品进行批量制造。
6.售后服务阶段：在此阶段，产品正式交付并提供售后服务。
以上这些阶段是机电一体化产品开发的典型流程，不同产品的设计特征、功能性质和应用职能可能有所不同，开发流程也会稍有差异。
在整个产品设计和开发的过程中，设备的集成化设计必须充分考虑，并体现出产品的高度安全性、稳定性、可靠性和智能性。
三、机电一体化产品设计中技术革新的角度随着信息技术、材料工程、制造工艺和机械电子集成技术的迅猛发展，机电一体化产品设计必须不断地进行技术革新、技能提升和设计优化，以确保产品设计与制作的竞争力和先进性。
机电一体化系统总体设计与实例分析-智能洗衣机
实例运行效果测试与分析
测试目的
对智能洗衣机的各项功能进行测试，验证其性能和可靠性。
测试方法
按照标准操作程序，对洗衣机的各项功能进行测试，记录数据并进行 分析。
测试结果
经过测试，智能洗衣机在各项功能指标上均表现出色，具有高效、稳 定的性能。
结果分析
通过对测试结果的分析，可以得出智能洗衣机在设计和制造过程中充 分考虑了用户需求和使用场景，具有较高的实用性和可靠性。
网络化
通过物联网、云计算等技术， 实现远程监控、故障诊断和协 同作业。
绿色化
注重环保和节能，推广可再生 能源和资源循环利用。
03 智能洗衣机系统设计
智能洗衣机系统概述
智能洗衣机系统是一种集成了机 械、电子、控制和信息技术的自 动化设备，用于完成洗衣、漂洗、
甩干和烘干等任务。
智能洗衣机系统具有自动化、智 能化、高效节能和环保等特点， 能够满足现代家庭和工业生产的
机电一体化系统总体设计与实例分 析-智能洗衣机
目 录
• 引言 • 机电一体化系统概述 • 智能洗衣机系统设计 • 智能洗衣机实例分析 • 结论与展望
01 引言
主题介绍
智能洗衣机
随着科技的发展，智能家电已经成为人们日常生活的重要组成部分。智能洗衣机作为其中的代表，具有自动化、 智能化、高效节能等特点，为人们提供了更加便捷、舒适的洗衣体验。
需要。
智能洗衣机系统的设计需要综合 考虑机械结构、控制系统、人机
交互和可靠性等方面的因素。
智能洗衣机系统硬件设计
电机
传感器
电机是智能洗衣机系统的核心部件，用于 驱动洗衣机的各种运动部件，如波轮、滚 筒等。
传感器用于检测水位、温度、重量等参数 ，并将数据反馈给控制系统，以 结论与展望
第二章机电一体化产品的概念设计
第二章机电一体化产品的概念设计机电一体化系统为了实现预期的功能目标，需要使机械技术、信息技术和控制技术紧密协同和集成，共同孕育出新颖独特的机电一体化系统。
这种技术的融合，使设计者在创新的手段和方法上具有更多的自由度。
相比于其他单一的技术系统，机电一体化系统（产品）具有较低的结构复杂性和成本，更多的功能、更强的性能和柔性。
但获取这些利益的代价是设计的复杂性。
由于机电一体化系统的复杂性，概念设计成为最重要的阶段。
本章讨论机电一体化系统的概念设计方法，并通过剖析典型产品介绍家电、数控设备及专用生产设备的概念设计。
2.1 概念设计的一般概念2.1.1 概念设计的内涵概念设计是设计过程的早期阶段，其目标是获得产品的基本形状和组成，包含了从产品的需求分析到进行详细设计之前的设计过程。
如图2.1所示，它包括功能设计、原理设计、形状设计、布局设计和初步的结构设计。
这几个部分虽存在一定的阶段性和相互独立性，但在实际的设计过程中，由于设计类型的不同，往往具有侧重性，而且互相依赖，互相影响。
对明确的描述，但并不要求详细…”。
Pahl和Beitz于1984年提出了设计过程分为明确任务（Clarification of Task）、概念设计（Conceptual Design）、具体设计（Embodiment Design）和详细设计（Deta iled Design）的四阶段模型，并将概念设计定义为：“在确定任务之后，通过抽象化，拟定功能结构，寻求适当的作用原理及其组合等，确定出基本求解途径，得出求解方案”的这一部分设计工作。
M.S. Hundal在此基础上将概念设计分为问题本质的抽象识别、功能结构的建立、子功能—解原理的匹配、子结构的组合及基于设计规范的方案评价五个阶段。
R.V. Welch和J.R. Dixon将概念设计定义为由功能需求到抽象物理系统的转换过程，并将这一过程分为两个阶段：（1）现象设计（Phenomenological Design）阶段——基于物理原理将功能需求抽象为行为的描述；（2）具体设计（Embodiment Design）阶段——将行为的描述具体为能够实现行为的物理系统。
简述机电一体化系统(或产品)的设计类型
简述机电一体化系统（或产品）的设计类型机电一体化系统是指将机械、电子、控制等多个领域的技术、部
件与系统互相组合、集成在一起，形成一个功能完善、效率高、可靠
性好的系统或产品。
机电一体化系统的设计类型主要包括以下几种：
1. 集成式设计：将不同领域的技术、部件与系统互相集成在一起，以达到整体性能的优化。
这种设计类型的优点在于能够满足各种复杂
的工程需求，减少工具与设备的使用，可以大大减少设备的维护成本。
2. 模块化设计：将机电一体化系统划分成多个模块，每个模块都
包含特定的功能，模块之间可以灵活地组合，以适应不同的应用场景。
这种设计类型的优点在于可重用性高，模块化设计可以大大缩短产品
研发时间，降低生产成本。
3. 统一控制设计：将机械、电子、控制等领域的技术整合到一起，实现针对多种工况下的统一控制，协同运作，以达到最佳的性能表现。
这种设计类型的优点在于可以提高整体工作效率，保障系统的可靠性
和稳定性。
4. 软件定义设计：对于机电一体化系统而言，软件是一个至关重
要的部分。
在软件定义设计中，利用软件对系统进行调整和升级，实
现更快、更稳定和更高效的性能，达到最佳性价比。
这种设计类型的
优点在于可以提高系统的灵活性和可扩展性，适用于各个行业领域的
不同应用场景。
机电一体化产品创新的概念设计
机电一体化产品创新的概念设计
机电一体化产品指的是将机械与电气控制系统结合在一起，实现机械工作的控制、监
测和自动化。
机电一体化产品的创新概念设计是以满足用户需求为基础，结合最新的科技
和工艺融入产品设计中，实现产品性能、功能和效率的提升。
1. 用户需求分析：通过市场调研和用户反馈了解用户的需求和痛点，分析用户的使
用环境和场景，为产品设计提供基础。
用户对于机电一体化产品是否需要实现远程控制、
自动化程度的要求等。
2. 科技创新：将最新的科技融入到机电一体化产品的设计中，实现产品性能的提升。
采用先进的传感器技术实现对机械设备的高精度测量和控制，利用人工智能技术实现智能
化的决策和优化。
3. 工艺创新：在机电一体化产品的生产过程中，采用先进的工艺和设备，提高产品
的生产效率和质量。
采用机器人自动装配和检测，减少人工操作的误差和成本。
4. 人机交互设计：优化产品的人机交互界面，使用户能够方便地操作和监控机电一
体化产品。
设计易于操作的触摸屏界面、声音提示和智能语音交互等。
5. 智能化设计：利用人工智能和大数据分析技术，实现机电一体化产品的智能化。
通过学习用户的使用习惯和数据，自动调整产品的工作参数和优化产品的性能。
6. 环境友好设计：考虑产品对环境的影响，采用环保材料和设计，实现能源的节约
和减排。
采用低能耗的电机和控制器，优化能源利用效率。
机电一体化总体设计
机电一体化总体设计一、性能指标分析1、黑箱法的基本原理：将所要实现给定功能的机电系统看作为一个未知内部功能结构、功能载体的“黑箱”，通过对输入量和输出量的分析，逐步把握输入和输出的基本特征和转换关系，寻求能实现这种基本特征和转换关系的工作原理和功能载体。
物料：固体、液体、气体等任何物体；能量：机械能、电能、热能、化学能、光能等；信息：数据、指示值、测量值、掌握信号、波形等。
物料的转换指如何将毛坯、半成品转换成成品；能量的转换指如何将其它形式的能量转换成机械能或机械能变成其它形式能量；信息的传输或转换指将物理量的测量和显示、掌握信号的传递等。
功能元实施原理方案的选择各种功能实施的基础：以自然科学原理为基础的技术效应，例如以物理学为主要技术基础的力学、机械学、电学、磁学、光学等原理广泛应用于工程技术的各个领域，即所谓的物理效应。
实施的要点：同一种功能可以用不同的技术效应来实现，选出最佳的功能元实施原理方案，有以下途径可以参考：参考资料、专利、产品；利用制造性思维；利用设计名目。
2 系统结构方案设计结构方案设计是原理设计方案的结构化，而且实现结构的优化和创新。
主要包括两个方面：机械结构重点考虑和设计电气结构主要是选型，考虑安装问题结构方案设计的工作任务、内容及步骤（1）、任务：将原理方案结构化，确定机器(或系统)各个零部件的材料、外形、尺寸、加工和装配等；（2）、内容：设计零部件外形、数量、相互空间位置，选择材料、确定尺寸，进行各种计算校核，按比例绘制结构方案总图，在计算时，采纳优化设计、牢靠性设计、计算机帮助设计等现代设计方法。
结构方案设计原理与原则①、运动学设计原则空间物体有六个自由度，自由度S与约束q关系是：S = 6-q应当合理施加约束，满意物体所所需要的运动方式。
要求约束：ⅰ、点约束ⅰ、约束点离开远些ⅰ、自由度限制方向应垂直于被约束平面②、基准面合一原则结构设计尽量满意：定位基准面与使用或加工基准面统一原则，可以减小由于基准不全都带来的误差。
机电一体化产品设计
机电一体化产品设计院系：机电工程学院班级：机制自动化10-01学号：**********@@姓名：邹@@@打印机打印机是一种典型的机电一体化产品。
打印机由机械部件、电子部件以及相应软件的共同配合完成文字及图形的打印。
接口同样是打印机中重要的部件。
这里所说的接口既包括打印机与计算机的接口，同样也包括机械部件间的接口以及电控部分与机械传动的接口。
与老式字符式打印机不同，现代的打印机采用点阵的打印方式，因此既可以打印字符也可以打印图片。
1针式打印机针式打印机主要是由打印头、字车结构、色带机构、输纸机构和控制电路组成。
控制电路中包含对打印头、走纸和字车行走的控制。
另外，ROM存储器中存储的打印字库用来控制被打印字符与打印针运动之间的关系。
现代打印机大多数是基于微处理器控制的系统。
打印机上所有的机械上的复杂动作、字符的形成等都通过过微处理器进行存储记忆、控制和操作。
下面以机械和电控两个方面分析针式打印机的结构和设计。
1．1针式打印机机械装置1．1．1字车及其传动字车的作用是驱动打印头，通过其左右移动带动打印头横向左右移动，当到达指定位置后由打印头撞击色带，在打印纸的相应位置上印出字符。
字车通常由步进电动机驱动，其机械结构如图所示。
字车机械结构为了保证打印头定位准确，使用齿形皮带进行传动，打印头被装卡在皮带上。
当打印头印字时，字车停止。
1．1．2打印头打印头由打印针、电磁铁、复位弹簧、导向装置等组成，是整台打印机的核心部件，其结构如图10—2所示。
打印头的结构打印针是钢针，对于24针打印机来说，打印头中共有24根打印针，以双列的方式布置见图。
针式打印机打印出的字符是通过钢针击打色带从而将色带上的墨色转印到打印纸上。
每根钢针击打色带时会在打印纸上形成一个色点，24根钢针的击打与字车行走机构及进纸机构的配合可以形成24×24点阵。
汉字的字符就是由24×24点阵形成，如图所示打印针排列示意图24*24点阵字符打印针由电磁铁驱动，导向装置保证打印针以垂直于色带的方向撞击色带，从而将色带颜色转印到打印纸上。
机电一体化系统的设计步骤
机电一体化系统的设计步骤机电一体化系统设计就像搭积木，但这个积木超级复杂又超酷。
一、需求分析。
这是第一步啦。
就好比你要盖房子，得先知道住的人有啥需求。
要是给小两口设计机电一体化系统，和给大工厂设计肯定不一样。
得了解这个系统是干啥用的，要达到啥功能。
比如说，是要一个能精确控制温度的设备呢，还是一个快速搬运东西的机械臂。
这一步就像侦探找线索，把各种需求都挖出来，越详细越好。
二、方案构思。
有了需求就开始想办法啦。
这时候就像厨师做菜，各种食材（技术、部件）在脑袋里组合。
是用液压传动好呢，还是电动的更合适。
就像你搭配衣服，要找最适合的风格。
要考虑系统的整体布局，各个部分怎么连接，是串联还是并联。
这个阶段可以脑洞大开，多画几个草图，把各种可能的方案都列出来，哪怕有些看起来很奇葩。
三、模型制作。
想好了方案就动手做个小模型呗。
这就像做个小手工，把想法变成实实在在能看到的东西。
可以用简单的材料先搭个架子，看看各个部分的配合是不是像想象中那么完美。
这个模型不一定要很精致，但要能体现出系统的主要结构和功能。
在这个过程中，可能会发现一些之前没想到的问题，比如说某个部件太大，装不下，或者某个连接的地方很别扭。
四、详细设计。
模型有了，问题也发现了，就开始详细设计。
这一步就像给房子画施工图，每个细节都不能放过。
要确定每个部件的具体尺寸、材料、性能参数。
比如说电机要用多大功率的，传感器的精度要多高。
这时候要参考很多资料，像个学霸一样去研究各种标准和规范。
而且要和不同的供应商联系，看看有没有合适的部件可以买，要是没有可能还得自己设计制造。
五、系统集成。
把各个精心设计的部件组合在一起就像拼拼图。
要保证它们之间能完美协作。
这时候要进行各种调试，就像给乐队调音一样。
看看系统整体的功能是不是达到了预期的要求。
如果有问题，就像医生看病一样，一点点排查是哪个部件出了毛病，是线路接错了，还是程序有bug。
六、测试优化。
最后就是测试优化啦。
让系统跑一跑，看看在各种情况下的表现。
机电一体化系统设计简介
机电一体化系统设计简介
1、机电一体化系统（产品）设计方案的常用方法：
1）取代法
取代法就是用电气掌握取代原系统中的机械掌握机构。
该方法是改造旧产品、开发新产品或对原系统进行技术改造常用的方法，也是改造传统机械产品的常用方法。
2）整体设计法
整体设计法主要用于新产品的开发设计。
在设计时完全从系统的整体目标动身，考虑各子系统的设计。
3）组合法
组合法就是选用各种标准功能模块组合设计成机电一体化系统。
2、现代设计方法：以计算机为帮助手段进行系统（产品）设计方法的总称。
机电一体化设计方法与现代设计方法的融合是优质、高效、快速实现机电一体化系统（产品）设计的有效方法和基本条件。
计算机帮助设计与制造（CAD/CAN）；并行工程设计——全寿命周期设计；虚拟产品设计与实现；快速响应设计；绿色环保产品设计；反求设计；网络协同合作设计
例1：机电一体化系统在数控机床中的应用
图1 数控系统组成简图
机电一体化实际上是机、电、液、气、光、磁一体化的统称，只不过机电之间的结合更紧密和常见而已。
机电一体化通过综合利用现代高新技术的优势，在提高精度、增加功能、改善操作性和使用性、提高生产率和降低成本、节省能源和降低消耗、减轻劳动强度和改善劳动条件、提高平安性和牢靠性、简化结构和减轻重量、增加柔性和智能化程度、降低价格等诸多方面都取得了显著的技术经济效益和社会效益，促使社会和科学技术又向前大大迈进了一步。
机电一体化是集机械、电子、光学、掌握、计算机、信息等多学科的交叉综合，它的进展和进步依靠并促进相关技术的进展和进步。
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第一章 概论
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7
机电一体化基本概念 机电一体化发展概况 机电一体化系统的构成 机电一体化共性关键技术 机电一体化系统设计 机电一体化对机械工业的影响 机电一体化的发展
1.1 基本概念
机电一体化技术：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，以实现整个系统最 佳化的一门新科学技术。
1.5 机电一体化系统设计
五、小批量生产
产品的小批量生产阶段实际上是产品的试生 产试销售阶段。这一阶段的主要任务是跟踪调查 产品在市场上的情况，收集用户意见，发现产品 在设计和制造方面存在的问题，并反馈给设计、 制造和质量控制部门。
六、大批量生产
经过小批量试生产和试销售的考核，排除产 品设计和制造中存在的各种问题后，即可投入大 批量生产。
1.5 机电一体化系统设计
一、市场调研 二、总体方案设计 三、详细设计 四、样机试制与试验 五、小批量生产 六、大批量生产
1.5 机电一体化系统设计 一、市场调研
市场调研包括市场调查和市场预测。所谓 市场调查就是运用科学的方法，系统地、全面 地收集所设计产品市场需求和经销方面的情况 和资料，分析研究产品在供需双方之间进行转 移的状况和趋势，而市场预测就是在市场调查 的基础上，运用科学方法和手段，根据历史资 料和现状，通过定性的经验分析或定量的科学 计算，对市场未来的不确定因素和条件做出预 计、测算和判断，为产品的方案设计提供依据。
1.7 机电一体化的发展趋势 2 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、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。这需要制定各项标准， 以便各部件、单元的匹配和接口。由于利益冲突， 近期很难制定国际或国内这方面的标准，但可以 通过组建一些大企业逐渐形成。显然，从电气产 品的标准化、系列化带来的好处可以肯定，无论 是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产 机电一体化产品的企业，规模化将给机电一体化 企业带来美好的前程。
1.7 机电一体化的发展趋势
5 系统化
系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步 采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组 态，进行任意剪裁和组合，同时寻求实现多子系统 协调控制和综合管理。表现之二是通信功能的大大 加强，一般除RS232外，还有RS485等等
1.5 机电一体化系统设计 二、总体方案设计
1．产品方案构思 产品方案构思完成后，以方案图的形式将设计方 案表达出来。方案图应尽可能简洁明了，反映机 电一体化系统各组成部分的相互关系，同时应便 于后面的修改。 2．方案的评价对多种构思和多种方案进行筛选， 选择较好的可行方案进行分析组合和评价，从中 再选几个方案按照机电一体化系统设计评价原则 和评价方法进行深入的综合分析评价，最后确定 实施方案。
计算机技术、控制技术、通信技术的发展，为机电一体 化的发展奠定了技术基础这个时期的特点是： ①mechatronics一词首先在日本被普遍接受，大约到20世纪 80年代末期在世界范围内得到比较广泛的承认； ②机电一体化技术和产品得到了极大发展； ③各国均开始对机电一体化技术和产品给以很大的关注和
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。
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。
1.3 机电一体化系统的构成
1.6 机电一体化对机械工业的影响
4 节约能源
例如目前我国各类电风扇年产量在200万台左右，如 每台电扇的调速器和定时器(现常用电磁机械式)用电子调 速器和定时器代替，估计每台风扇可节电5W以上，全年 以用扇100天，每天开扇6h计，则每年可节约用电量 600万kW· h，还可节省大批铜材和钢材。 再如传统的电焊机以电磁原理和手工操作为基础，即使 是一般的自动电焊机，其动作过程也仅为简单的机械动作 和相应的控制。这类电焊机耗能多、效率低、质量不易保 证。采用微型机技术后，发展新颖的电子控制电源以取代 传统的焊接电源，实现焊接电源的节能、高效、小型化、 多样化。
1.4 共性关键技术
4、伺服驱动技术 研究对象：执行元件及其驱动装置 执行元件种类：电动、液压、气压
驱动装置：各种电动机的驱动电源电路 5、机械技术 实现机电一体化产品的主功能和构造功能， 影响系统的结构、重量、体积、刚性、可靠 性等。
1.4 共性关键技术
6、系统总体技术 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
1.6 机电一体化对机械工业的影响
1 提高性能、扩展功能
今日的数控机床充分发挥计算机的威力，运用 时间序列分析和精度创成等理论建立数学模型。 已有可能实时预报包括随机误差在内的机床误 差，然后自动校正，从而达到前所未有的精度。 采用对阻尼进行预报，一旦接近临界值时就自动 调整切削用量，这又可能出现永不颤振的机床， 保证很高的生产率和良好的加工表面。
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
1.3 机电一体化系统的构成
3、检测传感装置 检测产品内部状态和外部环境，实现计测 功能。 要求：体积小、精度高、抗干扰 4、电子控制单元
处理、运算、决策，实现控制功能。 要求：高可靠性、柔性、智能化
1.3 机电一体化系统的构成
m=3 z=55 β＝１５°
p=12
m=3 z=48 β＝8° 交流伺服电机
p=12 m=3 z=25 β＝8°
1.6 机电一体化对机械工业的影响
3 提高可靠性
在提高电子元件质量、可靠性的前提下，机电 一体化产品可以提高耐久性，减少故障率。另一 方面由于赋予其自动监视诊断功能，并采取安全 联锁控制，过负荷和失控保护、停 电对策，提 高了设备的安全可靠性。
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。 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。
电子学 机电一 体化 信息科学
机电一体化不是机械 与电子简单的叠加，而 是在信息论、控制论和 系统论的基础上建立起 来的应用技术
机 械 学
1.1 基本概念
机电一体化一般包含机电一体化产品 (系统)和机电一体化技术两层含义。 典型的机电一体化产品(系统)有：数控 机床、机器人、汽车电子化产品、智能化 仪器仪表、电子排版印刷系统、CAD／CAM 系统等。 机电一体化中包含的关键技术在第四节 中详细介绍。
5 操作改善
1.7 机电一体化的发展趋势
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。
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。
1.4 共性关键技术
2、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。
传感 器 A/ D 计算 机 D/ A 执行装 置
3、控制技术
关于软件方面的技术，主要以控制理论为 指导，对控制系统设计、仿真、现场调试、可 靠运行等。
1.7 机电一体化的发展趋势
4 微型化 微型化兴起于20世纪80年代末，指的是 机电一体化向微型机器和微观领域发展的 趋势。国外称其为微电子机械系统 （MEMS），泛指几何尺寸不超过1cm3的机电 一体化产品，并向微米、纳米级发展。微 机电一体化产品体积小 、耗能少、运动灵 活，在生物医疗、军事、信息等方面具有 不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶 颈在于微机械技术，微机电一体化产品的 加工采用精细加工技术，即超精密技术， 它包括光刻技术和蚀刻技术两类。
数 控 铣 床
数控车床
焊接机器人
汽车防抱死系统(ABS)
1.2 发展概况
1. 20世纪60年代前为第一阶段，“萌芽阶段”
工程师们自觉或者不自觉地把机械产品和电子技术相结 合，以提高机械产品的性能。但是由于电子技术的发展相对 落后，使得机械与电子的结合还没有得到广泛的应用。
2. 70年代到80年代为第二阶段，“蓬勃发展阶”
1.5 机电一体化系统设计 三、详细设计
详细设计是根据综合评价后确定的系统方 案，从技术上将其细节逐层全部展开，直 至完成产品样机试制所需全部技术图纸及 文件的过程。
1.5 机电一体化系统设计 四、样机试制与试验
完成产品的详细设计后，即可进入样机试制与 试验阶段。根据制造的成本和性能试验的要求， 一般制造几台样机供试验使用。样机的试验分为 实验室试验和实际工况试验，通过试验考核样机 的各种性能指标是否满足设计要求，考核样机的 可靠性。如果样机的性能指标和可靠性不满足设 计要求，则要修改设计，重新制造样机，重新试 验。如果样机的性能指标和可靠性满足设计要求， 则进入产品的小批量生产阶段。