机电一体化课件4
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机电一体化概述分析课件
机械技 术 01 02
电子技术
电子技术的主要内容包括模拟和数字 电子技术、微控制器应用等，为机电 一体化提供了强大的信息处理和控制 能力。
控制技 术
控制技术是实现机电一体化智能化的关键，涉及控制理论、控制系统设计和实现 等方面的知识。
控制技术的主要内容包括经典和现代控制理论、计算机控制系统等，为机电一体 化提供了高效、精准的控制方案。
新技术的融合
物联网技术
人工智能技 术
Байду номын сангаас
绿色环保设计
节能设计 循环利用
06
机电一体化案例分析
工业机器人案例
总结词
详细描述
智能家居案例
总结词 详细描述
自动化生产线案例
总结词
自动化生产线是将各种机械设备、传感 器、控制系统等集成在一起，实现生产 过程的自动化和高效化。
VS
详细描述
自动化生产线是机电一体化在制造业中的 重要应用。通过将各种机械设备、传感器、 控制系统等集成在一起，自动化生产线能 够实现生产过程的自动化和高效化，提高 生产效率和产品质量。自动化生产线还可 以减少人工干预，降低生产成本，并提高 生产过程的可靠性和稳定性。
航空航天
在航空航天领域，机电一体化技术应用于飞机和航天器的 制造、控制系统、导航系统等方面，提高了航空航天器的 性能和安全性。
医疗器械
在医疗器械领域，机电一体化技术应用于医疗设备的制造 和控制系统，如医用机器人、医疗影像设备等，提高了医 疗服务的水平和效率。
机电一体化的优势与挑战
优势
挑战
02
机电一体化技术基础
THANKS
感谢观看
成本优化
通过降低材料成本、减少制造成本和 提高生产效率等措施，降低系统总成 本。
机电一体化技术应用(自动化生产线) 多媒体课件
• （3）平面仓储小系统 平面仓储小系统由步进电机及其驱动器、 气动机械手、平面库、直线导轨、气动入 库机构等组成。通过控制气动入库机构在 直线导轨上的位移，实现不同货物进入到 不同的仓位。 • （4）接口单元 接口单元采用开放式结构，系统所有控制 线和信号线均通过导线引到面板上来，因 此在实验时，只需要在面板上接线即可。
是由机械系统（或部件）与电子系统 （或部件）及信息处理单元（硬件和 软件）有机结合、而赋予了新功能和 新性能的高科技产品。
机电一体化
第一章
应用举例
• 我们日常生活中使用的全自动洗衣机、空 调及全自动照相机，都是典型的机电一体 化产品； • 在机械制造领域中广泛使用的各种数控机 床、工业机器人、三坐标测量仪及全自动 仓储，也是典型的机电一体化产品；
• 而汽车更是机电一体化技术成功应用的典范， 目前汽车上成功应用和正在开发的机电一体化
系统达数十种之多，特别是发动机电子控制系
统、汽车防抱死制动系统、全主动和半主动悬 架等机电一体化系统在汽车上的应用，使得现 代汽车的乘坐舒适性、行驶安全性及环保性能 都得到了很大的改善；在农业工程领域，机电
一体化技术也在一定范围内得到了应用，如拖
拉机自动驾驶系统、悬挂式农具的自动调节系 统、联合收获机工作部件（如脱粒清选装置） 的监控系统、温室环境自动控制系统等。
机电一体化
第一章
第一章 概
第一节 第二节 第三节
论
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
第四节
机电一体化共性关键技术
机电一体化
第一章
第二节
机电一体化发展概况
机电一体化
第一章
人工神经网络（Artificial Neural Network 简称“ANN”）也开始应用于机 电一体化系统中。“ANN”是研究了生物 神经网络（Biological Neural Network）的结 果，是对人脑的部分抽象、简化和模拟， 反映了人脑学习和思维的一些特点 。 智能化将是本世纪机电一体化技术 发展的方向。
机电一体化培训课件
03
重要性
随着科技的不断进步和产业升级，机电一体化人才在社会生产中的作用
越来越重要，对推动经济发展和科技进步具有积极意义。
培养模式
高等教育
在高等教育中，机电一体化专业通常涵盖机械工程、电子 工程、控制工程和计算机科学等学科的基础理论和技能的 培养。
职业教育
职业教育则更加注重实践和应用能力的培养，通过实践教 学和职业培训，培养学生具备解决实际问题和创新的能力 。
03
CATALOGUE
机电一体化的实践应用
数控机床
数控机床是现代制造业的重要设备，通过数字控制技术 实现高精度、高效率的加工。
数控机床的组成和工作原理是机电一体化的典型应用， 涉及到机械、电子、计算机等多学科知识。
数控机床在航空、汽车、模具等行业中广泛应用，为产 品的质量和生产效益提供保障。
数控机床的维护和保养也是机电一体化应用中的重要环 节，保证设备的稳定性和可靠性。
05
CATALOGUE
机电一体化的人才培养
培养目标
01 02
定义
机电一体化人才培养的目标是培养具有机械、电子、控制、计算机等学 科的基本理论和技能，能够从事机电一体化产品和系统的设计、制造、 服务的高素质工程技术人才。
适应领域
该类人才可适应制造业、加工业、电力电子、信息技术等多个领域的发 展需求。
。
信号处理技术
包括信号的采集、放大、滤波等 方面的内容。
检测系统设计
讲解了检测系统的组成及设计方 法，包括检测电路的设计、检测
装置的校准等。
计算机技术
计算机硬件基础
包括计算机的组成结构、各部件的工作原理及选 型等。
计算机软件基础
介绍了操作系统、编程语言、算法等方面的内容 。
机电一体化培训课件
THANKS
工业机器人未来发展趋势
介绍一个典型的工业机器人案例，包括机器人型号、应用场景、工作原理等，并分析其特点和优势。
介绍工业机器人所涉及的关键技术，如运动控制、感知与识别、人机交互等。
分析工业机器人未来的发展方向和趋势，如智能化、人机协作等。
机电一体化未来展望
06
物联网
IoT技术将机电一体化设备与互联网连接，实现远程监控、数据采集和设备间的协同工作。
5G通信
5G技术的高带宽、低延迟特性将促进机电一体化设备间的实时通信，提高协同作业效率。
云计算
云计算为机电一体化提供了强大的数据处理和分析能力，支持实时决策和远程控制。
人工智能
AI技术将进一步优化机电一体化系统的控制和决策，提高自动化和智能化水平。
高度集成化
智能化升级
绿色环保
跨界融合创新
01
02
03
1
2
3
了解机电一体化系统的组成和功能，掌握系统集成的步骤和方法，能够对系统进行调试和优化。
系统集成与调试
了解传感器和执行器的基本原理和应用，掌握其校准和调整的方法，以确保系统性能的稳定性和准确性。
传感器与执行器校准
了解常见的控制算法，如PID控制、模糊控制等，能够根据实际需求进行算法设计和实现。
控制算法设计与实现
智能仓储系统应用场景
探讨智能仓储系统在不同行业和领域中的应用，如电商物流、制造业物料管理。
智能仓储系统未来发展趋势
分析智能仓储系统未来的发展方向和趋势，如无人化、智能化等。
工业机器人是应用于工业生产中的自动化设备，能够执行各种复杂任务，提高生产效率和产品质量。
工业机器人概述
工业机器人案例
工业机器人关键技术
工业机器人未来发展趋势
介绍一个典型的工业机器人案例，包括机器人型号、应用场景、工作原理等，并分析其特点和优势。
介绍工业机器人所涉及的关键技术，如运动控制、感知与识别、人机交互等。
分析工业机器人未来的发展方向和趋势，如智能化、人机协作等。
机电一体化未来展望
06
物联网
IoT技术将机电一体化设备与互联网连接，实现远程监控、数据采集和设备间的协同工作。
5G通信
5G技术的高带宽、低延迟特性将促进机电一体化设备间的实时通信，提高协同作业效率。
云计算
云计算为机电一体化提供了强大的数据处理和分析能力，支持实时决策和远程控制。
人工智能
AI技术将进一步优化机电一体化系统的控制和决策，提高自动化和智能化水平。
高度集成化
智能化升级
绿色环保
跨界融合创新
01
02
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了解机电一体化系统的组成和功能，掌握系统集成的步骤和方法，能够对系统进行调试和优化。
系统集成与调试
了解传感器和执行器的基本原理和应用，掌握其校准和调整的方法，以确保系统性能的稳定性和准确性。
传感器与执行器校准
了解常见的控制算法，如PID控制、模糊控制等，能够根据实际需求进行算法设计和实现。
控制算法设计与实现
智能仓储系统应用场景
探讨智能仓储系统在不同行业和领域中的应用，如电商物流、制造业物料管理。
智能仓储系统未来发展趋势
分析智能仓储系统未来的发展方向和趋势，如无人化、智能化等。
工业机器人是应用于工业生产中的自动化设备，能够执行各种复杂任务，提高生产效率和产品质量。
工业机器人概述
工业机器人案例
工业机器人关键技术
《机电一体化目录》PPT课件
7
课程简介
（二）能力培养目标： 1、能运用机电一体化的综合技术进行系统调试。 2、能对一般机电一体化系统作装配调整和运动控 制。 3、具备简单的机电一体化产品设计能力。
8
课程简介
5.课程教学安排及学习要求 本课程共安排64学时。 学习要求：
1）对课程中基本概念及基本知识，要求做到在了解中 加深理解； 2）对操作技能部分，强调在熟练中提高操作技术； 3）时刻注意与生产实际的密切结合，充分领悟与机械 工艺的关系，切实起好铺垫作用。
所说的“积读”的意思就是把书买来，放在书桌上， 一边看着标题一边想象书的目录，就这样想象两三天。如 果将书的内容与想象成小说一样，读书的欲望就会倍增。
机电一体化是利用计算机的信息处理功能对机械进 行各种控制的技术。当今世上只要是使人感觉到比较灵巧 便利的机械，都是基于机电一体化技术制造的，这样的说 法毫不过分。此外，机电一体化技术在家用电器、各种车 辆、医疗器械、工厂、游乐园等各种领域、场所部得到了 广泛的应用。因此，读者可以对自己感兴趣领域中的机械 进行想象。比如，喜欢开车的人就可以对ABs、自动换挡及 气囊的构造展开想象。
【教育类精品资料】
1
2
目录
课程简介 模块一 机电一体化基本概念 模块二 机械系统部件的选择与设计 模块三 微型计算机控制系统及接口设计 模块四 传感器与微机的接口技术 模块五 伺服系统设计 模块六 机电一体化系统设计及应用实例 模块七 补充内容
3
课程简介
1.愉快地读书并能够理解书中内容的诀窍就是积读5源自皮肌炎图片——皮肌炎的症状表现
• 皮肌炎是一种引起皮肤、肌肉、 心、肺、肾等多脏器严重损害的， 全身性疾病，而且不少患者同时 伴有恶性肿瘤。它的1症状表现如 下：
课程简介
（二）能力培养目标： 1、能运用机电一体化的综合技术进行系统调试。 2、能对一般机电一体化系统作装配调整和运动控 制。 3、具备简单的机电一体化产品设计能力。
8
课程简介
5.课程教学安排及学习要求 本课程共安排64学时。 学习要求：
1）对课程中基本概念及基本知识，要求做到在了解中 加深理解； 2）对操作技能部分，强调在熟练中提高操作技术； 3）时刻注意与生产实际的密切结合，充分领悟与机械 工艺的关系，切实起好铺垫作用。
所说的“积读”的意思就是把书买来，放在书桌上， 一边看着标题一边想象书的目录，就这样想象两三天。如 果将书的内容与想象成小说一样，读书的欲望就会倍增。
机电一体化是利用计算机的信息处理功能对机械进 行各种控制的技术。当今世上只要是使人感觉到比较灵巧 便利的机械，都是基于机电一体化技术制造的，这样的说 法毫不过分。此外，机电一体化技术在家用电器、各种车 辆、医疗器械、工厂、游乐园等各种领域、场所部得到了 广泛的应用。因此，读者可以对自己感兴趣领域中的机械 进行想象。比如，喜欢开车的人就可以对ABs、自动换挡及 气囊的构造展开想象。
【教育类精品资料】
1
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目录
课程简介 模块一 机电一体化基本概念 模块二 机械系统部件的选择与设计 模块三 微型计算机控制系统及接口设计 模块四 传感器与微机的接口技术 模块五 伺服系统设计 模块六 机电一体化系统设计及应用实例 模块七 补充内容
3
课程简介
1.愉快地读书并能够理解书中内容的诀窍就是积读5源自皮肌炎图片——皮肌炎的症状表现
• 皮肌炎是一种引起皮肤、肌肉、 心、肺、肾等多脏器严重损害的， 全身性疾病，而且不少患者同时 伴有恶性肿瘤。它的1症状表现如 下：
机电一体化技术培训课件.ppt
功率 驱动
速度检测
实际位置反馈
测速发电机 或编码器
位置检测
伺服电机
精品
伺服系统
闭环伺服系统
机电一体化技术
闭环伺服系统特征
将检测装置装在移动部件上，直接测量移动部件的实际位移来进
行位置反馈的进给系统称为闭环伺服系统。 闭环伺服系统可以消除机械传动机构的全部误差，而半闭环伺服
系统只能补偿部分误差，因此，半闭环伺服系统的精度比闭环系统的 精度要低一些。
精品
伺服系统
全数字式伺服系统中的现场总线
机电一体化技术
控制器 主站
计算机1 主站
计算机2 主站
从站 PLC
从站 变频器
从站 ……
伺服驱动
精品
伺服系统
全数字式伺服系统中的现场总线
机电一体化技术
SERCOS接口
SERCOS是串行实时通信协议（Serial Real Time Communication Specification）。
精品
伺服系统
伺服系统参数
v、a
v a
O ta
线性加减速
v、a
机电一体化技术
v
a
t
O t1
t2
t
ta
指数加减速
精品
伺服系统
伺服系统参数
机电一体化技术
阻尼
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， 系统的阻尼越大，振幅越小，且衰减越快。运动副（特别是导轨）的摩擦阻 尼占主导地位，实际应用中一般将摩擦阻尼简化为粘性摩擦阻尼。系统的粘 性摩擦阻尼越大，系统的稳态误差越大，精度越低。对于质量大、刚度低的 机械系统，为了减小振幅，加速衰减。可增大粘性摩擦阻尼。
机电一体化技术课件
1.1.1 机电一体化的概念机电一体化，也称机械电子学，是随着生产和技术的发展，在以机械技术、电子技术、计算机技术为主的多门学科相互渗透相互结合的过程中逐渐形成和发展起来的一门新兴边缘技术学科。
1.2 功能构成和要素构成产品的目的功能是通过其内部功能来实现的。
机电一体化系统要实现其目的功能，一般需要具备五种内部功能，即主功能、动力功能、计测功能、控制功能和结构功能。
其中，主功能是实现系统目的功能直接必需的功能，它表明了系统的主要特征；动力功能是向系统提供动力、让系统得以运转的功能；计测功能和控制功能的作用是根据系统内部信息和外部信息对整个系统进行控制，使系统正常运转；结构功能则将系统各要素组合起来，进行空间配置，形成一个统一的整体，如图1－3所示。
可见，一个典型的机电一体化系统与其五种内部功能相对应,主要由以下要素构成：动力源、机械本体、执行机构、检测与传感装置、控制与信息处理装置。
各部分之间通过接口相联系。
1.机械本体：系统所有功能元素的机械支持结构，包括机身、框架、机械连接等，它实现系统的构造功能。
2.动力源：向系统提供能量，并将输入的能量转换成需要的形式，实现动力功能3.检测与传感装置：检测与传感装置是检测部分的核心，包括各种传感器及其信号检测电路，用于对产品运行时的内部状态和外部环境进行检测，提供进行控制所需的各种信息，实现计测功能。
4.执行机构：包括机械传动与操作机构，在控制信息作用下完成要求的动作，实现产品的主功能。
5.控制与信息处理装置：根据产品的功能和性能要求以及传感器的反馈信息，进行处理、运行和决策，对产品运行施以相应的控制．实现控制功能。
相关技术一. 机械技术机械技术是机电一体化技术的基础。
机电一体化产品的主功能和结构功能，往往是以机械技术为主实现的。
在机械与电子相互结合的实践中，不断对机械技术提出更高的要求，使现代机械技术相对于传统机械技术发生了很大变化。
新材料、新工艺、新原理、新机构等不断出现，现代设计方法不断发展和完善，以满足机电一体化产品对减轻重量、缩小体积、提高精度和刚度、改善性能等多方面的要求。
机电一体化培训课件
特点
03
04
05
智能化：机电一体化设 备具有智能化特点，能 够根据预设程序或传感 器反馈信息自动进行操 作和控制。
自动化：机电一体化设 备在运行过程中，能够 实现自动控制、自动检 测、自动调节等功能， 提高生产效率和产品质 量。
高效化：机电一体化技 术的应用可以使机械设 备具有更高的工作效率 和性能，提高生产效益 。
介绍自动化生产线的日常维护和优 化方法，以确保生产线的稳定性和 效率。
智能家居
智能家居的定义
智能家居的体系架构
阐述智能家居的基本概念和特点，以及与传 统家居的区别。
介绍智能家居的体系架构，包括物联网、大 数据、云计算等关键技术。
智能家居的应用场景
智能家居的挑战与对策
以具体的案例介绍智能家居在各个领域的应 用，如智能照明、智能安防、智能家电等。
人工智能技术还可以通过优化算法提高生产效率，降低能耗 ，提高产品质量。例如，智能传感器能够实时监测生产过程 ，并通过人工智能算法对数据进行分析，以实现生产过程的 优化。
物联网与工业互联网的融合
物联网技术使得设备之间能够进行实时通信和数据交换。 在机电一体化中，物联网技术可用于实现设备之间的信息 共享和协同工作。
机电一体化技术在新能源领域的应用，为新能源的发展提供了技 术支持和推动力。
保障能源安全
机电一体化技术为能源领域提供了更安全、可靠的设备和系统， 保障了能源安全。
对医疗健康领域的影响
提升医疗设备的性能和可靠性
机电一体化技术在医疗设备领域的应用，能够提高医疗设备的性能和可靠性。
推动医疗行业的数字化转型
职业发展前景广阔
随着机电一体化技术的不断创新，工程师的职业发展前景也更加广阔，可以从事多种不同 类型的工作。
机电一体化培训课件
工业机器人应用前景
分析工业机器人未来的发展趋势和 应用前景，以及面临的挑战和应对 策略。
自动化生产线应用案例
自动化生产线应用概述
自动化生产线工作原理
自动化生产线是将多种自动化设备、传感器 和控制系统集成在一起，实现产品生产自动 化的系统。
介绍自动化生产线的组成和工作原理，包括 物料输送、加工、检测和包装等环节，同时 通过实际案例进行说明。
VS
特点
1）多种技术的融合：机电一体化涉及机 械、电子、信息、控制等多种技术，是这 些技术的有机融合；2）高精度和高效率 ：机电一体化可以实现高精度和高效率的 机械系统；3）智能化和自动化：机电一 体化具有智能化和自动化的特点，能够实 现自我诊断、修复和调整等功能。
发展历程
初创阶段
20世纪60年代以前，以机械与电子的结合为主要特征，代表产品为电子管器件和早期晶体管器件组成的各类电动仪表。
嵌入式系统应用案例
嵌入式系统应用概 述
嵌入式系统是一种将计算机硬件 和软件集成在一起的微小型系统 ，广泛应用于各种领域。
嵌入式系统工作原 理
介绍嵌入式系统的组成和工作原 理，包括处理器、存储器、输入 输出接口和软件等，同时通过实 际案例进行说明。
嵌入式系统应用优 势
总结嵌入式系统在实际应用中的 优势，包括体积小、功耗低、可 靠性高和实时响应等方面。
嵌入式系统应用前 景
分析嵌入式系统未来的发展趋势 和应用前景，以及面临的挑战和 应对策略。
THANKS
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发展阶段
20世纪70年代，计算机、集成电路和电子技术的迅速发展，推动了机电一体化的进一步发展。出现了可编程控制器、微型 计算机等新器件，并逐渐应用到生产实践中，使机械、电子、计算机技术开始真正融合。
机电一体化课件
3
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5
H
4
1 图4-11 行星轮系传动
中心轮1固定， 双联齿轮2—3为行星轮， H为运动输入构件， 中心轮4为运动输出构件。 机构的自由度为1，基本构件为两 个中心轮2K 和一个系杆H ，故称 为 2K-H型行星轮系
传动比
iH 4
1
1 z1 z3
z2 z4
谐波齿轮传动 工作原理—齿差与变形
谐波齿轮传动中，刚轮的齿数zG略大于柔轮的齿
传动比大，外形轮廓小，零件数目少，传动效率高。效 率高达92％~96％，单级传动比可达50~4000。
承载能力较高：柔轮和刚轮之间为面接触多齿啮合，且 滑动速度小，齿面摩损均匀。
柔轮和刚轮的齿侧间隙是可调：当柔轮的扭转刚度较高 时，可实现无侧隙的高精度啮合。
谐波齿轮传动可用来由密封空间向外部或由外部向密封 空间传递运动。
机电一体化
课程总结
2012年5月
考试题型
简答题：64分（6题）
基本概念和原理
应用题：36分（3题）
计算、分析及应用
考试时间：120分钟 考试形式：闭卷
第一章 绪 论
1 机电一体化的定义 2 机电一体化的特点 3 机电一体化的构成 4 机电一体化的关键技术
1 机电一体化的定义
机轴上的等效转动惯量和等效圆周粘性阻尼系数， eb为反电 动势。当系统输出信号为电动机的转角θ，求系统传递函数。
+
Ra
La
ia
eb
ua if
JB
Mθ
-
当激磁磁场不变时，转矩M正比于电枢电流，即
M=Kia，式中K为转矩常数。
当电枢转动时，电枢中会感应反电势eb，其值正比于转动的角速度，