機(jī)電一體化總結(jié)

第一章

1、機(jī)電一體化的含義：

機(jī)電一體化是在微型計算機(jī)為代表的微電子技術(shù)、信息技術(shù)迅速發(fā)展，向機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感測試技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)和軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織結(jié)構(gòu)目標(biāo)，以智能、動力、結(jié)構(gòu)、運(yùn)動和感知組成要素為基礎(chǔ)，對各組成要素及其間的信息處理、接口耦合、運(yùn)動傳遞、物質(zhì)運(yùn)動、能量變換機(jī)理進(jìn)行研究使得整個系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合與綜合集成，并在高功能、高質(zhì)量、高精度、高可靠性、低能耗意義上實(shí)現(xiàn)多技術(shù)功能復(fù)合的最佳功能價值系統(tǒng)工程技術(shù)。

2、機(jī)電一體化系統(tǒng)的組成：

a機(jī)械本體：微型化、輕型化、美觀化

b伺服驅(qū)動執(zhí)行：高精度、高速度、高可靠性

c傳感檢測單元：提高數(shù)據(jù)精度及速度

d計算機(jī)控制與信息處理e動力源

3、機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)：

a機(jī)械技術(shù)b傳感檢測技術(shù)c信息處理技術(shù)d自動控制技術(shù)e伺服驅(qū)動技術(shù)f系統(tǒng)總技術(shù)

4、機(jī)電一體化系統(tǒng)開發(fā)的設(shè)計思想：機(jī)電一體化的優(yōu)勢，在于它吸收了各相關(guān)學(xué)科之長并加以綜合運(yùn)用而取得整體優(yōu)化效果，因此在機(jī)電一體化系統(tǒng)開發(fā)的過程中，要特別強(qiáng)調(diào)技術(shù)融合，學(xué)科交叉的作用。機(jī)電一體化系統(tǒng)開發(fā)是一項多級別、多單元組成的系統(tǒng)工程。把系統(tǒng)的各單元有機(jī)的結(jié)合成系統(tǒng)后，個單元的功能不僅相互疊加，而且相互輔助、相互促進(jìn)、相互提高，是整體的功能大于各單元功能的簡單的和，即“整體大于部分的和”。當(dāng)然，如果設(shè)計不當(dāng)，由于各單元功能的差異性，在組成系統(tǒng)后會導(dǎo)致單元間的矛盾和摩擦，出現(xiàn)內(nèi)耗，內(nèi)耗過大，則可能出現(xiàn)整體小于部分之和的情況，從而失去了一體化的優(yōu)勢。因此，在開發(fā)過程中，一方面要求設(shè)計機(jī)械系統(tǒng)時，應(yīng)選擇與控系統(tǒng)的電氣參數(shù)相匹配的機(jī)械系統(tǒng)參數(shù)；同時也要求設(shè)計控制系統(tǒng)時，應(yīng)根據(jù)機(jī)械系統(tǒng)的固有參數(shù)來選擇和確定電氣參數(shù)。綜合應(yīng)用機(jī)械技術(shù)和微電子技術(shù)，使二者密切結(jié)合、相互協(xié)調(diào)、相互補(bǔ)充，充分體現(xiàn)機(jī)電一體化的優(yōu)越性。

5、機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計方法：a取代法b整體設(shè)計法c組合法6、機(jī)電一體化發(fā)展趨勢：

a微型化（大型化）b智能化c集成化d模塊化e綠色化

第二章

間隙

1齒輪傳動齒側(cè)間隙的消除

a剛性消隙法：在嚴(yán)格控制齒輪齒厚和齒距誤差的條件下進(jìn)行的，調(diào)整后齒側(cè)間隙不能自動補(bǔ)償，但能提高傳動剛度。

偏心軸套式消隙機(jī)構(gòu)如圖2-18所示。電動機(jī)1通過偏心軸套2裝在箱體上。轉(zhuǎn)動偏心軸套可調(diào)整兩齒輪中心距，消除齒側(cè)間隙

b柔性消隙法：調(diào)整后齒側(cè)間隙可以自動補(bǔ)償。采用這種消隙法時，對齒輪齒厚和齒距的精度要求可適當(dāng)降低，但對影響傳動平穩(wěn)性有負(fù)面影響，且傳動剛度低，結(jié)構(gòu)也較復(fù)雜。2絲杠螺母間隙的調(diào)整：

絲杠螺母傳動系統(tǒng)的軸向間隙為絲杠靜止時螺母考慮軸向間隙又要考慮滾珠與滾道的接觸彈性變形。絲杠螺母傳動系統(tǒng)的調(diào)隙一般采用雙螺母結(jié)構(gòu)。

絲杠螺母傳動系統(tǒng)的軸向間隙為絲杠靜止時螺母沿軸向的位移量

S=L/z1z2。包括墊片式調(diào)隙機(jī)構(gòu)、螺紋式調(diào)隙機(jī)構(gòu)、齒差式調(diào)隙機(jī)構(gòu)

第三章

三傳感器

1傳感器是借助于檢測元件接受一切形式的信息，并按一定規(guī)律將他轉(zhuǎn)化成另外一種信息的裝置。

2常用直線位移測量傳感器有：電感傳感器，電容傳感器，感應(yīng)同步器，光柵傳感器等。

3常用角位移傳感器有：電容傳感器，光電編碼盤等

4電容式傳感器是將被測非電量的變化轉(zhuǎn)化為電容量變化的一種傳感器。5電感式傳感器利用電磁感應(yīng)原理，把被測位移量變化成線圈自感或互感變化的裝置。

1、傳感器的性能：

量程、靈敏度、線性度、遲滯、重復(fù)性、分辨力（率）、閥值等

1、線性度：傳感器實(shí)際特性曲線與擬合直線之間的偏差

2、靈敏度：輸出變化對輸入變化的比值

3、遲滯性：在正反行程期間輸入輸出特性曲線不重合程度

4、重復(fù)性：輸入量按同一方向多次測試時所得特性曲線的不重合程度2、傳感器的選用原則：a足夠的容量b與測量或控制系統(tǒng)的匹配性好c精度適當(dāng)，且穩(wěn)定性高d反應(yīng)速度快，工作可靠性好e使用性和適應(yīng)性強(qiáng)f使用經(jīng)濟(jì)

光柵由主光柵、指示光柵、電源盒光電器件組成，兩者的光刻密度相同，但體長相差很多。光柵條紋密度一般為每毫米25條、50條、100條、250條等。把指示光柵平行地放在主光柵側(cè)面，并且使它們的刻線相互傾斜一個很小的角度，這時在指示光柵上就出現(xiàn)幾條較粗的明暗條紋，稱為莫爾條紋。它們是沿著與光柵條紋幾乎成垂直的方向排列。主光柵和被測物相連，它隨被測物體的直線位移而產(chǎn)生位移。當(dāng)主光柵產(chǎn)生位移時，莫爾條紋便隨著產(chǎn)生上下移動。若用光電器件記錄下莫爾條紋通過某點(diǎn)的數(shù)目，便可知主光柵移動的距離，也就測得了被測物體的位移量。光柵莫爾條紋的特點(diǎn)是起放大作用，用W表示條紋寬度（mm），P表示光柵距離（mm），θ表示光柵條文間的夾角，則有：W≈P/θ光電式轉(zhuǎn)速傳感器

光電式轉(zhuǎn)速傳感器是由裝在被測軸（或與被測軸相連接的輸入軸）上的帶縫隙圓盤，光源，光電器件和指示縫隙盤組成。光源發(fā)生的光通過縫隙圓盤和指示縫隙照射到光電器件上。當(dāng)縫隙圓盤隨被測軸轉(zhuǎn)動時，由于圓盤上的縫隙間距與指示縫隙的間距相同，因此圓盤每轉(zhuǎn)一周，光電器件輸出與圓盤縫隙數(shù)相等的電脈沖，根據(jù)測量時間t內(nèi)的脈沖數(shù)N，則可測出轉(zhuǎn)速為n=60N/Zt

.位置傳感器分接觸式和接近式兩種，所謂接觸式傳感器就是能獲取兩個物體是否已經(jīng)接觸的信息的一種傳感器；而接近式傳感器是用來判別在某一范圍內(nèi)是否有一物體的一種傳感器。

2.接觸式傳感器按其工作原理主要分為：電磁式、光電式、靜電容式、氣壓式和超聲波式。

電容傳感器C=ε將被測非電量的變化轉(zhuǎn)0εrA/δ

換為電容量變化的一種傳感器。這種傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單、高分辨力、可實(shí)現(xiàn)非接觸測量，并能在高溫、輻射和強(qiáng)烈振動等惡劣條件下工作等優(yōu)點(diǎn)，因此在自動檢測中得到普遍應(yīng)用。1.變極距型電容傳感器：

當(dāng)動極板因被測量變化而向上移動使減小時，電容量增大。

注意：傳感器輸出特性是非線性的，規(guī)定在較小間隙變化范圍內(nèi)工作。2.變面積型電容傳感器：

原理：它與變極距型不同的是，被測量通過動極板移動，引起兩極板有效覆蓋面積A改變，從而得到電容的變化。

這種傳感器的輸出特性呈線性。因而其量程不受線性范圍的限制，適合于測量較大直線位移和角位移。3．變介質(zhì)型電容傳感器

原理結(jié)構(gòu)如圖。兩平行極板固定不動，極距為δ0，相對介電常數(shù)為ε的電介質(zhì)以不同深度插入電容器中，從而改變電容。

應(yīng)用：這種電容傳感器有較多的結(jié)構(gòu)形式，可以用來測量紙張、絕緣薄膜等的厚度，也可以用來測量糧食、紡織品、木材或煤等非導(dǎo)電固體的物質(zhì)的濕度。

接近式傳感器1．電磁式傳感器

當(dāng)一個永久磁鐵或一個通有高頻電流的線圈接近一個鐵磁體時，它們的磁力線分布將發(fā)生變化，因此，可以用另一組線圈檢測這種變化。當(dāng)鐵磁體靠近或遠(yuǎn)離磁場時，它所引起的磁通量變化將在線圈中感應(yīng)出一個電流脈沖，其幅值正比于磁通的變化率，圖3-20給出了線圈兩端的電壓隨鐵磁體進(jìn)入磁場的速度而變化的曲線，箕電壓極性取決于物體進(jìn)入磁場還是離開磁場。因此，對此電壓進(jìn)行積分便可得出一個二值信號。當(dāng)積分值小于特定的閾值時，積分器輸出低電平；反之，則輸出高電平，此時表示已接近某一物體。2．電容式傳感器

電容式接近傳感器是一個以電極為檢測端的靜電電容式接近開關(guān)，它由高頻振蕩電路、檢波電路、放大電路、整形電路及輸出電路組成。平時檢測電極與大地之間存在一定的電容量，它成為振蕩電路的一個組成部分。當(dāng)被檢測物體接近鹼游電攝時，由于檢測電極加有電壓，檢測物體就會受到靜電感應(yīng)而產(chǎn)生極化現(xiàn)象，被酒物體越靠近檢測電極，檢測電極上的電荷就越多，由于檢測電極的靜電電釋C=Q/u．所以電荷的增多，使電容C隨之增大，從而有使振蕩電路的振減弱，甚至停止震蕩。震蕩電路的振蕩與停振這兩種狀態(tài)被檢測電路轉(zhuǎn)換為開關(guān)信號后向外輸出。電磁感應(yīng)式傳感器只能檢測電磁材料，對其它非電磁材料則無能為力。而電容傳感器卻能克服以上缺點(diǎn)，它幾乎能檢測所有的固體和液體材料。

3.光電式傳感器

這種傳感器具有體積小、可靠性

高、檢測位置精度高、響應(yīng)速度快、易與TTL及CMOS電路兼容等優(yōu)點(diǎn)，它分透光型和反射型兩種。

在透光塑光電傳感器中，發(fā)光器件和受光器件相對放置，中間留有間隙：當(dāng)被測物體到達(dá)這一間隙時，發(fā)射光被遮住，從而接收器件（光敏元件）便可檢測出物體已經(jīng)到達(dá)。這種傳感器的接口電路如圖3-21所示。反射型光電傳感器發(fā)出的光經(jīng)被測物體反射后再落到檢測件上，由于是檢測反射光，所以

得到的輸出電流Ic較小。另外，對于不同的物體

表面．信躁比也不一樣．因此，設(shè)定限幅電平就顯得非常重要圖3，22表示這種傳感器的典型應(yīng)用，它的電路和透射型傳感器大致相同，只是接收器的發(fā)射極電阻R：用得較大且為可調(diào)，這主要是因?yàn)榉瓷湫蛡鞲衅鞯墓怆娏鬏^小且有很大分散性。

3、傳感器的應(yīng)用及工作原理：例：a煙霧傳感器b鼠標(biāo)c測水箱水位

4、位置檢測：

A接觸式位置傳感器：a由微動開關(guān)制成的位置傳感器b二維矩陣式配置的位置傳感器

B接近式位置傳感器：a電磁式傳感器b電容式傳感器c光電式傳感器5、傳感器的非線性補(bǔ)償法：a計算法b查表法c插值法6、最小二乘法：

ykxb△i=yi-(kxi+b)

nn2△i[y(kx2ib)]i1i1n

△i2i1

b0則：b=

n2△i

i10k

則：k=

7、數(shù)字濾波方法

a算術(shù)平均值法b中值濾波法c防脈

沖干擾平均值法d程序判斷濾波法第四章

直線電動機(jī)與旋轉(zhuǎn)電機(jī)傳動相比，直線電機(jī)傳動主要具有下列優(yōu)點(diǎn)：(1)直線電機(jī)由于不需要中間傳動機(jī)械，因而使整個機(jī)械得到簡化，提高了精度，減少了振動和噪音；(2)快速響應(yīng)：用直線電機(jī)驅(qū)動時，由于不存在中間傳動機(jī)構(gòu)的慣量和阻力矩的影響，因而加速和減速時間短，可實(shí)現(xiàn)快速啟動和正反向運(yùn)行；(3)儀表用的直線電機(jī)，可以省去電刷和換向器等易損零件，提高可靠性，延長使用壽命；(4)直線電機(jī)由于散熱面積大，容易冷卻，所以允許較高的電磁負(fù)荷，可提高電機(jī)的容量定額；

(5)裝配靈活性大，往往可將電機(jī)和其它機(jī)件合成一體1.直線電動機(jī)包括：直線感應(yīng)電動機(jī)、直線直流電動機(jī)、直線步進(jìn)電動機(jī)由定子演變而來的一側(cè)稱作初級，由轉(zhuǎn)子演變而來的叫次級，有動初級和動次級。直線感應(yīng)電動機(jī)工作原理：當(dāng)初級的多相繞組中通入多相電流后，會產(chǎn)生一個氣隙基波磁場，但是這個磁場的磁通密度Bδ是直線移動的，故稱為行波磁場。顯然，行波的移動速度與旋轉(zhuǎn)磁場在定子內(nèi)表面上的線速度是一樣的，即為Vs，稱為同步速度，且Vs=2fτ。在行波磁場切割下，次級導(dǎo)條將產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和電流，所有導(dǎo)條的電流和氣隙磁場相互作用，便產(chǎn)生切向電磁力。如果初級是固定不動的，那末次級就順著行波磁場運(yùn)動的方向作直線運(yùn)動。若初級移動的速度用V表示，那滑差率s=(vs-v)/vs，次級移動速度v=（1-s）vs，上式表明，直線感應(yīng)電動機(jī)的速度與電動機(jī)極距及電源頻率成正比，因此改變極距或電源頻率都可以改變電動機(jī)的速度。與旋轉(zhuǎn)電動機(jī)一樣，改變直線電動機(jī)初級繞組的通電相序，可改變電動機(jī)運(yùn)動的方向，因而可使直線電動機(jī)作往復(fù)直線運(yùn)動。平板型直線電動機(jī)僅在次級的一側(cè)具有初級，這種結(jié)構(gòu)形式稱單邊型，單邊型除了產(chǎn)生切向力外，還會在初、次級間產(chǎn)生較大的法向力，這在某些應(yīng)用中是不希望的，為了更充分地利用次級和消除法向力，可以在次級的兩側(cè)都裝上初級，這種結(jié)構(gòu)形式稱為雙邊型

1、直線電動機(jī)

A基本結(jié)構(gòu)：初級、次級、行波磁場B分類：感應(yīng)、直流、步進(jìn)總傳動比的確定im

mmLLL

TLTmTLF(JmJL

ii2)a

JL(Jm)i

i2L

TmiTiTLFc

mJ2J

miJLmi2JL令Li0

TLFT

iLF)2JLT(mTmJm

若不計摩擦，即TLF=0則iJL

Jm傳動比分配原則

2齒輪傳動鏈的級數(shù)和各級傳動比的分配三種原則

最小等效轉(zhuǎn)動慣量原則:各級傳動比分配的結(jié)果為“前小后大”。

質(zhì)量最小原則：小功率傳動裝置傳動比分配結(jié)果為“等傳動比分配”；大功率傳動裝置傳動比分配結(jié)果為“前大后小”。

輸出軸的轉(zhuǎn)角誤差最小原則三種原則的選擇：（1）對于以提高傳動精度和減小回程誤差為主的降速齒輪傳動鏈，可按輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則設(shè)計。若為增速傳動鏈，則應(yīng)在開始幾級就增速。（2）對于要求運(yùn)動平穩(wěn)，啟停頻繁和動態(tài)性能好的伺服減速傳動鏈，可按最小等效轉(zhuǎn)動慣量和輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則進(jìn)行設(shè)計。對于負(fù)載變化的齒輪傳動裝置，各級傳動比最好采用不可約的比數(shù)，避免同時嚙合。（3）對于要求質(zhì)量盡可能小的降速傳動鏈，可按質(zhì)量最小原則進(jìn)行設(shè)計。（4）對于傳動比很大的傳動鏈，可把定軸輪系和行星輪系結(jié)合使用。第五章

可編程序控制器：（1）控制程序可變，具有很好的柔性（2）可靠性強(qiáng)，是用于工業(yè)環(huán)境（3）編程簡單，使用方便（4）功能完善（5）體積小，重量輕，易于裝入機(jī)器內(nèi)部總線型工業(yè)控制計算機(jī)：（1）提高設(shè)計效率，縮短設(shè)計和制造周期（2）提高了系統(tǒng)的可靠性（3）便與調(diào)試和維修（4）能適應(yīng)技術(shù)發(fā)展的需要，迅速改進(jìn)系統(tǒng)的性能單片機(jī)：（1）受集成度限制，片內(nèi)存儲器容量較�。�2）可靠性高（3）易擴(kuò)展（4）控制功能強(qiáng)（5）一般的單片機(jī)內(nèi)無監(jiān)控程序或系統(tǒng)通用管理軟件，軟件開發(fā)工作量大。

人機(jī)接口包括輸出接口與輸入接口兩類，通過輸出接口，操作者對系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，各種參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測；通過輸入接口，操作者向系統(tǒng)輸入各種命令及控制參數(shù)，對系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行控制。

開關(guān)型功率接口光電隔離技術(shù)晶閘管接口：（1）單項晶閘管接口（2）雙向晶閘管驅(qū)動接口繼電器輸出接口固態(tài)繼電器接口：（1）直流型SSR（2）交流型SSR

大功率場效應(yīng)管開關(guān)接口模擬量輸出接口

D/A轉(zhuǎn)換器的輸出方式只與模擬量輸出端的連接方式有關(guān)，與其位數(shù)無關(guān)。

單極性電壓輸出雙極性電壓輸出

1、工業(yè)控制計算機(jī)系統(tǒng)的基本要求：a具有完善的過程輸入/輸出功能b具有實(shí)時控制功能c具有可靠性

d具有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)和抗干擾能力e具有豐富的軟件2、脈沖分配

A并行B串行：a硬件b程序c專用芯片

3、步進(jìn)電動機(jī)的功率驅(qū)動接口電路

a單電壓功率放大圖圖為該電路的原理圖，是步進(jìn)電動機(jī)控制中最簡單的一種驅(qū)動電路，在本質(zhì)上他是一個簡單的功率反相器。晶體管V用作功率開關(guān)，L是步進(jìn)電動機(jī)中的一組繞組電感；RL是繞組電阻；RC是外接電阻；VD是續(xù)流二級管。工作時，晶體管V基極輸入的脈沖信號必須足夠大，使其在高電平是保證V過飽和，在地電平是V充分截止。外接電阻RC式一個限流電阻，也是為改善回路時間常數(shù)的元件。b雙電壓功率放大電路

電路結(jié)構(gòu)如圖所示，圖中使用U1和U2兩個直流電源，U1為高電壓

（80-150V）U2為低電壓（5-20V），V1，V2為兩個大功率晶體管。其中V1是高壓開關(guān)管，V2是功率驅(qū)動管；VD1是U2的鉗位二極管，它在V1導(dǎo)通時截止。在V1截止時，由于VD1正向偏置而向步進(jìn)電動機(jī)繞組提供低電源U2；VD2是續(xù)流二極管，在V1，V2都截止時向繞組提供放電電路。

c斬波型功率放大電路

此類電路有兩種：一種是斬波恒流型；另一種為斬波平滑性。前者應(yīng)用較為廣泛

斬波恒流功放是利用斬波方法使電流恒定在額定值附近，典型電路如圖所示。在正常工作時，uIN端輸入步進(jìn)脈沖，這事晶體管V5導(dǎo)通，二極管VD1發(fā)光，引起V1導(dǎo)通，V2截止，V3、V4導(dǎo)通。同時，uIN使晶體管V6、V7、V8導(dǎo)通，加在繞組L上的電源U是繞組中的電流上升，當(dāng)繞組中的電流升到額定值以上時，恒流采樣電阻R12上產(chǎn)生的壓降US高于運(yùn)算放大器OP1的正輸入端參考電壓UP，是OP1輸出低平，VD2導(dǎo)通，而使V5、V1截止，V2導(dǎo)通，V2、V4截止，即關(guān)閉了電源U。這樣在繞組L中產(chǎn)生反電動勢，由于V7、V8仍導(dǎo)通，故這時的反電動勢有兩個回路進(jìn)行泄放，一個回路是L、RL、V8。R12、VD3；另一個回路是L、RL、R13、VD4、U、VD3。由于兩個泄放回路的并聯(lián)電阻很小，泄放時間常數(shù)較大，繞組L中的電流泄露放緩慢。當(dāng)電流降至額定值一下是，R12采樣電壓US低于UP，OP1輸出高電平，二極管VD2截止，晶體管V5、V1導(dǎo)通，V2截止、V3、V4導(dǎo)通。電源U又重新加于繞組L，是其電流上升。

第六章

1機(jī)電一體化產(chǎn)品典型設(shè)計進(jìn)程1、準(zhǔn)備階段2、理論設(shè)計階段3、產(chǎn)品的設(shè)計實(shí)施階段4、設(shè)計定型階段2性能參數(shù)運(yùn)動參數(shù)2、動力參數(shù)3、品質(zhì)參數(shù)4、環(huán)境參數(shù)5、結(jié)構(gòu)參數(shù)6、界面參數(shù)3系統(tǒng)總體方案文件的內(nèi)容

1、系統(tǒng)的主要功能2、控制策略及方案3、個功能模塊的性能要求4、方案比較和選擇的初步確定5、為保證系統(tǒng)性能指標(biāo)所采用的技術(shù)措施6、抗干擾機(jī)可靠性設(shè)計策略7、外觀造型方案及機(jī)械主題方案8、人員組織要求9、經(jīng)費(fèi)和進(jìn)度計劃的安排4常用設(shè)計策略

1、減少機(jī)械傳動部件2、注意選用標(biāo)準(zhǔn)3、充分運(yùn)用硬件功能軟件化原則4、以微機(jī)系統(tǒng)為核心的設(shè)計策略

擴(kuò)展閱讀：機(jī)電一體化總結(jié)

1、機(jī)電一體化（Mechatronics）是機(jī)電一體化技術(shù)及其產(chǎn)品的統(tǒng)稱，并把柔性制造系統(tǒng)和計算機(jī)集成制造系統(tǒng)等先進(jìn)制造技術(shù)的生產(chǎn)線和制造過程也包括在內(nèi)，發(fā)展了機(jī)電一體化的含義。包括六大關(guān)鍵技術(shù)：精密機(jī)床技術(shù)、伺服驅(qū)動技術(shù)、傳感檢測技術(shù)、信息處理技術(shù)、自動控制技術(shù)、系統(tǒng)總體技術(shù)。

2、機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本功能要素（或組成）：①機(jī)械本體；②動力部分；③傳感檢測部分；④執(zhí)行部分；⑤驅(qū)動部分；⑥控制與信息處理部分；⑦接口3、接口的三個作用：①交換；②放大；③傳遞

4、機(jī)電一體化的相關(guān)技術(shù)：①機(jī)械技術(shù)；②傳感檢測技術(shù)；③信息處理技術(shù)；④自動控制技術(shù)；⑤伺服傳動技術(shù)；⑥系統(tǒng)總體技術(shù)

5、機(jī)電一體化的設(shè)計方法：整體設(shè)計法、組合法、替代法

6、機(jī)電一體化的設(shè)計類型：開發(fā)性設(shè)計、適應(yīng)性設(shè)計、變異性設(shè)計7、機(jī)械移動系統(tǒng)的基本元件：質(zhì)量、阻尼器、彈簧

8、影響機(jī)電一體化系統(tǒng)中傳動鏈的動力學(xué)性能的因素：①負(fù)載的變化；②傳動鏈慣性；③傳動鏈固有頻率；④間隙、摩擦、潤滑和溫升

9、GD即動物體的重量G與回轉(zhuǎn)直徑D的平方的乘積。(GD24gJ)

10、兩物體接觸面間的摩擦力在應(yīng)用上可簡化為粘性摩擦力、庫侖摩擦力與靜摩擦力三類11、齒輪傳動齒側(cè)間的消除：①剛性消隙法；②柔性消隙法

12、電動機(jī)驅(qū)動的二級齒輪傳動系統(tǒng)，假定各主動小齒輪具有相同的轉(zhuǎn)動慣量J1,軸與軸承

2i1轉(zhuǎn)動慣量不計，各齒輪均為實(shí)心圓柱體，且齒寬和材料均相同，效率為1，則i222或

i12i13（i1,i2為齒輪系中第一、二級齒輪副的傳動比；i為齒輪系數(shù)總傳動比，ii1i2）

13、滾珠花鍵既是一種傳動裝置，又是一種直線運(yùn)動支撐，可用于機(jī)器人、機(jī)床、自動搬運(yùn)

車等各種機(jī)械。

14、諧波齒輪傳動特點(diǎn)：①傳動比大；②承載能力強(qiáng)；③傳動精度高；④齒側(cè)間隙小；⑤傳動平穩(wěn)；⑥結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕。

H15、諧波齒輪傳動的傳動比計算irgrHzg式中：g、r、H分別為剛輪、柔gHzr輪和波形發(fā)生器的角速度；zg、zr分別為剛輪和柔輪的齒數(shù)。

16、滾珠絲桿副是將普通的絲桿加上滾珠，變滑動為滾動，是絲桿、螺母、滾珠等零件組成的機(jī)械元件。分為：外循環(huán)插線管式和內(nèi)循環(huán)反向器式17、靜壓導(dǎo)軌是將具有一定壓力的油或氣體介質(zhì)通入導(dǎo)軌的運(yùn)動鍵與導(dǎo)向支撐鍵之間，運(yùn)動鍵浮在壓力油和氣體薄膜之上，與導(dǎo)向支撐件脫離接觸，使之摩擦阻力大大減小的導(dǎo)軌。18、傳感器：是借助于檢測元件接受一種形式的信息，并按一定規(guī)律將它轉(zhuǎn)換成另一種信息的裝置。分類方法：①以被測參量來分；②以傳感器的工作原理來分。19、衡量傳感器靜態(tài)特性的重要指標(biāo)：線性度、靈敏度、遲滯性、重復(fù)性。20、光柵：是一種新型的位移檢測元件，它的特點(diǎn)是測量精度高（可達(dá)±1um）、響應(yīng)速度快和量程范圍大等。光柵條紋密度一般為每毫米25、50、100、250條等。21、感應(yīng)同步器分為：鑒相式和鑒幅式

22、接近式位置傳感器按工作原理分為：電磁式、光電式、靜電容式、氣壓式、超聲波式。23、將放大電路具有很高的共模抑制比以及高增益、低噪聲和高輸入阻抗這種特點(diǎn)的放大器稱為測量放大器；具有能利用計算機(jī)采用軟件控制的辦法來實(shí)現(xiàn)增益的自動變換功能的放大器叫做程控增益放大器；

24、隔離放大器特點(diǎn)：①能保護(hù)系統(tǒng)元件不受高共模電壓的損害，防止高壓對低壓信號系統(tǒng)的損壞；②泄漏低電流，對于測量放大器的輸入端無須提供偏流返回通路；③共模抑制比高，能對直流和低頻信號進(jìn)行準(zhǔn)確、安全的測量。

25、A/D轉(zhuǎn)換器的特性：分辨率、相對精度、輸入電壓、輸出電阻、轉(zhuǎn)換時間（孔徑時間）26、A/D轉(zhuǎn)換器的孔徑時間：在對模擬信號進(jìn)行模數(shù)變換時，從啟動變換到變換結(jié)束的數(shù)字量輸出所需要的時間。27、采樣頻率：（香儂定理）不失真檢測Ws(采樣頻率)≥2Wmax（信號最高頻率）28、模擬信號經(jīng)過時間離散變換和幅值離散變換(近似值)后轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。29、用軟件進(jìn)行“線性化”處理的方法：計算法、查表法、插值法。30、伺服系統(tǒng):以機(jī)械運(yùn)動量為控制對象的反饋控制系統(tǒng)

31、伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及分類：①控制器；②功率放大器；③執(zhí)行機(jī)構(gòu)；④檢測裝置。32、采用直流伺服電動機(jī)作為執(zhí)行元件的伺服系統(tǒng)，稱為直流伺服系統(tǒng)。

33、直流伺服系統(tǒng)種類繁多，按伺服電動機(jī)、功率放大器、檢測元件、控制器的種類以及反饋信號與指令比較方式等分為不同類型的直流伺服系統(tǒng)

34、相敏放大器也稱鑒幅器，它的功能是將交流電壓轉(zhuǎn)換為與之成正比的直流電壓，并使它的極性與輸入的交流電壓的相位相適應(yīng)。35、相敏放大器的任務(wù)①將輸入交流電壓變換成直流電壓；②當(dāng)輸入交流電壓相位變成相差∏時時，輸出的直流電壓極性亦隨之改變；③輸出直流電壓的數(shù)值與輸入交流電壓的幅值成正比

36、脈寬調(diào)制型（PWM）功率放大器的基本原理：利用功率器件的開關(guān)作用，將直流電壓轉(zhuǎn)換成一定頻率的方波電壓，通過對方波脈沖寬度的控制，改變輸出電壓的平均值。

37、采用交流伺服電動機(jī)作為執(zhí)行元件的伺服系統(tǒng)，稱為交流伺服系統(tǒng)。按其選用不同的電動機(jī)而分為兩大類：同步型交流伺服電動機(jī)和異步型交流伺服電動機(jī)。38、步進(jìn)電動機(jī)（或脈沖電動機(jī)或脈沖馬達(dá)）；步進(jìn)電動機(jī)多用于開環(huán)系統(tǒng)39、三相步進(jìn)電動機(jī)的三種分配方式：三相三拍、三相六拍、雙三拍40、步距角的計算（步距角）360，m為相數(shù)，z為轉(zhuǎn)量數(shù)，k為通電方式導(dǎo)數(shù)。mzk41、細(xì)分驅(qū)動電路的作用是減少步距角

42、光電隔離電路的作用：1）通過光電轉(zhuǎn)換隔離輸入/輸出2）實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換3）增加驅(qū)動能力

44、在工業(yè)環(huán)境中使用計算機(jī)控制系統(tǒng)，除去被控對象、檢測儀表和執(zhí)行機(jī)構(gòu)外，其余部分稱做“工業(yè)控制計算機(jī)”，簡稱“工業(yè)控制機(jī)”或“工控機(jī)”

45、PLC工作特點(diǎn)：順序掃描、循環(huán)執(zhí)行（工作可靠、可與工業(yè)現(xiàn)場信號直接連接、積數(shù)式組合、編程操作容易、易于安裝及維修）；PLC掃描工作制：輸入掃描，計算，輸出控制。（三階段工作制）

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