机电一体化技术(第2版)绪论.pptx

机电一体化技术

(第2版);绪论;教学基本要求：

1、了解机电一体化的基本概念、基本原理和基本知识。

2、掌握常用机电一体化元部件原理、结构、性能和应用。

3、了解典型机电一体化系统（产品）的构成、原理、性能和使用。

;什么是机电一体化？;为什么要学机电一体化？;1.1机电一体化的基本概念;“机电一体化”是机械技术、微电子技术相互交叉、融合的产物。;什么是机电一体化？

尽管不断尝试去定义机电一体化,划分机电一体化产品以

及开发标准化的机电一体化课程,但在围绕“什么是机电一体化”的完整描述上仍存在分歧。

在机电一体化定义上缺乏共识是一个积极的信号，它表明机电一体化是有生命力、朝气蓬勃的学科。即使机电一体化没有一个无可争辩的确切描述，但机电一体化工程师仍能从上面给出的定义和他们亲身经历中理解机电一体化学科的精髓。

机电一体化将传感器,执行器,信号调节,电力电子,决策和

控制算法,以及计算机硬件和软件有机结合去处理工程系

统中的复杂性，不确定性和进行通信。;1.2机电一体化系统基本组成;;;1.机械本体包括机身、框架、机械连接等在内的产品支持结构，属于基础部分，实现产品的构造功能。

2.动力源向系统提供能量，并将输入的能量转化成需要的形式，实现动力功能。;3.检测和传感装置包括各种传感器及其信号检测电路，用于对产品运行时内部状态和外部环境进行检测，提供运行控制所需的各种信息，实现计测功能。

4.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、运算和决策，对产品运行施以相应的控制，实现控制功能。;5.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。;例如：数控机床属于典型的机电一体化产品（CNC—ComputerNumericalControl）它同样由五大部分（系统）构成。

1）机械系统：数控机床的机械本体部分（机架）、传动部分（齿轮传动）、导向部分（导轨）等是车床的机械结构部分；

2）信息处理系统：数控车床的CPU板，CRT显示器，纸带输入机或键盘及打印机等构成计算机部分；

;3）动力系统：数控车床的主要动力来源于电能；

4）传感检测系统：数控车床刀具的位置状态，用直线感应同步器或者直线光栅进行检测，直线感应同步器或者直线光栅就是传感器。

5）执行元件系统：数控车床的走刀运动就是利用步进电机或者伺服电机驱动滚珠丝杆完成，所以步进电机或者伺服电机为执行元件。

;1.3机电一体化实例——机器人介绍;1.3.1机器人系统的组成;关键部件;机器人基座：固定或移动;机器人机构：机械元件;传感器:I;视觉传感器:例如拾取箱子，执行检查等。;传感器:III;传感器:IV;传感器:V;执行器:I;执行器:II;控制器;控制器硬件:I;控制器硬件:II;机器人应用行业;1.3.2机器人能做什么?;1.3.2机器人能做什么?;1.3.2机器人能做什么?;1.3.2机器人能做什么?;1.3.2机器人能做什么?;1.3.2机器人能做什么?;1.4机电一体化的技术体系;一、机械技术;二、信息处理技术

（计算机与信息处理技术）;三、检测与传感器技术;四、自动控制技术;五、伺服驱动技术;1.内涵：机电一体化产品中人机交互技术。

2.作用：能够完成现场数据采集、实时和历史数据处理、报警和安全机制、流程制作、动画显示、趋势曲线和报表输出以及企业监控网络等功能。;七、系统整体技术;机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合，它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。;1、绿色化

机电一体化技术的使命是要能提供一种高性能、高原料利用率、低能耗、低污染、环境舒适和可回收的智能化机械产品，即提供一种能满足可持续性发展的绿色产品。

机电一体化产品的绿色化主要是指使用时不污染生态环境,报废后能回收利用。;这款可口可乐罐设计从绿色设计出发，取消了可乐罐表面的有害涂漆，而是把其标志设计成冲压凸起，视觉效果同样震撼，而且更为环保。;华硕U6V竹韵笔记本是选择天然竹材制作笔记本外衣，它是非常优异的绿色材料；可降解的有机特质，更是对于减少环境污染有着天然的优势;2、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。人工智能系统是一个知识处理系统,它包括知识表示、知识利用和知识获取三个基本问题,其最终的目标是模拟人的问题求解、推理、学习。;1.5机电一体化发展趋势;3.网络化

例如：家庭网络(homenet)将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家