如何快速构建一个典型的机电一体化系统

目 录

摘要 （ 1 ） 1、数控铣床的组成与进给系统概述 （1-2） 2、数控铣床X方向进给伺服系统总体结构设计2.1 技术参数 2.2 系统结构和工作原理 3、X方向滚珠丝杠副的设计

3.1 X方向滚珠丝杠副的计算 3.2 伺服电机的选择计算 3.3 确定滚珠丝杠副的型号 3.4 滚珠丝杠副的校验 3.5 轴承的选择及校核 4、总结 参考文献

1

（ 2 ） （2-3） （3-6） （6-8） 8-10） 10-11） 11-13） （ 13 ） （ 13 ）

（（（

典型机电一体化系统之机械手

机械手技术涉及到力学、机械学、电气液压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域，是一门跨学科综合技术。由以下结构：执行机构——驱动-传动机构——控制系统——智能系统——远程诊断监控系统，五部分组成。机械手的设计构想是以人的手为基础，以机械拉来实现人的动作，它的动作由以下四部分来实现：1、自由度的旋转 2、肩的前后动作 3、肘的上下动作 4、腕(手)的动作

驱动-传动机构与执行机构是相辅相成的，在驱动系统中可以分:机械式、电气式、液压式和复合式，其中液压操作力最大。控制系统采用西门子PLC控制。运动形式:动力臂有旋转(300°)、前后、上下三自由度运动，均由三个液压伺服系统控制(其中旋转系统为开环控制，其它两系统均为具有位置及动压反馈的闭环系统。)结构图如下

工业机械手性能概要

工作压力 130 bar 冷却系统启动油温 40℃，安全阀开启压力 210 bar油温最高许用温度 60℃，最大输出流量 87 L/min，电机功率 22 KW，电机转速 1450 转/min，负载能力 30~600 Kg，工作频率 250~300 次/h，最大工作范围 6~8 m，许用超载 20%<额定负载。

工业机械手的结构是

目 录

摘要 （ 1 ） 1、数控铣床的组成与进给系统概述 （1-2） 2、数控铣床X方向进给伺服系统总体结构设计2.1 技术参数 2.2 系统结构和工作原理 3、X方向滚珠丝杠副的设计

3.1 X方向滚珠丝杠副的计算 3.2 伺服电机的选择计算 3.3 确定滚珠丝杠副的型号 3.4 滚珠丝杠副的校验 3.5 轴承的选择及校核 4、总结 参考文献

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（ 2 ） （2-3） （3-6） （6-8） 8-10） 10-11） 11-13） （ 13 ） （ 13 ）

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第4章 机电一体化检测系统 4.1 概述 4.2 位移检测 4.3 速度、加速度检 测 4.4 力、扭矩和流体 压强检测 4.5 传感器前级信号 处理 4.6 传感器接口技术

4.1 概述 4.1.1 检测系统的组成  (1) 把各种非电量信息转换为电信号,这 就是传感器的功能,传感器又称为一次仪表。  (2) 对转换后的电信号进行测量,并进行 放大、运算、转换、记录、指示、显示等 处理,这叫作电信号处理系统,通常被称为二 次仪表。 非电量检测系统的结构形式如图 4-1 所 示。 

图 4-1 非电量检测系统的结构形式

4.1.2 传感器的概念及基本特性 1.传感器的构成 传感器一般由敏感元件、传感元件和 转换电路三部分组成,如图4-2所示。 

图4-2 传感器的组成框图

(1)敏感元件: 是一种能够将被测量 转换成易于测量的物理量的预变换装置 , 其输入、输出间具有确定的数学关系 (最好为线性)。如弹性敏感元件将力 转换为位移或应变输出。  ( 2 )传感元件：将敏感元件输出的 非电物理量转换成电信号(如电阻、电 感、电容等)形式。 ( 3 )基本转换电路：将电信号量转换 成便于测量的

典型机电一体化系统之机械手

机械手技术涉及到力学、机械学、电气液压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域，是一门跨学科综合技术。由以下结构：执行机构——驱动-传动机构——控制系统——智能系统——远程诊断监控系统，五部分组成。机械手的设计构想是以人的手为基础，以机械拉来实现人的动作，它的动作由以下四部分来实现：1、自由度的旋转 2、肩的前后动作 3、肘的上下动作 4、腕(手)的动作

驱动-传动机构与执行机构是相辅相成的，在驱动系统中可以分:机械式、电气式、液压式和复合式，其中液压操作力最大。控制系统采用西门子PLC控制。运动形式:动力臂有旋转(300°)、前后、上下三自由度运动，均由三个液压伺服系统控制(其中旋转系统为开环控制，其它两系统均为具有位置及动压反馈的闭环系统。)结构图如下

工业机械手性能概要

工作压力 130 bar 冷却系统启动油温 40℃，安全阀开启压力 210 bar油温最高许用温度 60℃，最大输出流量 87 L/min，电机功率 22 KW，电机转速 1450 转/min，负载能力 30~600 Kg，工作频率 250~300 次/h，最大工作范围 6~8 m，许用超载 20%<额定负载。

工业机械手的结构是

《机电一体化系统设计》曾励 主编

XX大学XX学院XXXXX-XXXX学年 第X学期

《机电一体化系统设计》试卷

班级 学号 姓名

一、填空题：（每空1分，共20分）

1、机电一体化是

2、开发性设计是在既没有

按照 要求进行的设计。

3、滚珠丝杠副的传动效率高达

4、启动或反向时，系统的输入运动与输出运动之间的差值就是系统的

5、对步进电动机进给系统中齿轮传动装置进行传动比分配的原则是

6、据齿轮系传动比最佳分配条件，简化的最佳速比分配关系为

7、在开环步进电机-丝杠系统中，传动比大小与系统步进电机的

8、滚珠丝杠螺母副的结构类型有

9、计算齿轮传动系统时非随机载荷的采用 法。

10、数字式传感器检测系统的传感器输出信号为

11、当传感器的输出信号是电参数形式时，需要采用

成 形式。

12、采样信号变成连续信号必须经过

1、机电一体化与英文单词（ ）

A.Mechanics一致 B.Electronics一致

C.Mechatronics一致 D.Ele

机电一体化系统设计

课程设计报告

姓名： 黄建峰

学号： 09143407

班级： 机械电子工程091

指导老师： 吴福忠、朱烈锋

所在小组： 第3组

2011年7月4日-17日绍兴文理学院工学院机械电子工程专业

目录

一、 课程设计目的……………………………………………………………………….

二、 设计内容与要求…………………………………………………………………….

三、上交的材料

1、课程设计说明书一份……………………………………………………………………………………………… 2、图纸…………………………………………………………………………………………………………………… 3、材料要求………………………………………………………………………………………………………………

四，总体设计思路及方案比较……………………………………………………………………………………..

五，课程设计具体内容

1， 小车车体的设计…………………………………………………………

《机电一体化系统》形成性考核作业（一）答案

一、填空题

1．机电一体化包括六大共性关键技术：精密机械技术、伺服传动技术、传感检测技术、信息处理技术、自动控制技术和系统总体技术 。

2．机电一体化的产生与迅速发展的根本原因在于社会的发展和科技的进步。系统工程、控制论和信息论是机电一体化的理论基础，也是机电一体化技术的方法论。微电子技术的发展，半导体大规模集成电路制造技术的进步，则为机电一体化技术奠定了物质基础。机电一体化技术的发展有一个从自发状况向自为方向发展的过程。

3．一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、传感检测部分、执行部分、控制及信息处理部分和接口。

4．机电一体化系统对动力部分的要求是用尽可能小的动力输入获得尽可能大的功能输出。 5．根据机电一体化系统匹配性要求，要求执行部分的刚性提高、重量减轻、实现组件化、标准化和系列化，提高系统整体可靠性。

6．机电一体化系统一方面要求驱动的高效率和快速响应特性，同时要求对水、油、温度、尘埃等外部环境的适应性和可靠性。

7．自动控制技术的目的在于实现机电一体化系统的目标最佳化。

8．伺服传动技术就是在控制指令的指挥下，控制驱动元件，使机械的运动部件按照指令要求运动

机电一体化控制技术与系统

第一题：分析工业2.0、工业3.0、工业4.0的主要技术特征

答：工业1.0是机械制造时代，即18世纪引入的机械设备制造时代；时间大

概是18世纪60年代至19世纪中期。通过水力和蒸汽机实现了工厂机械化。这次工业革命的结果是机械生产代替了手工劳动，经济社会从以农业、手工业为基础转型到以工业、机械制造带动经济发展的新模式。

工业2.0是电气化与自动化时代，即20世纪初的电气化与自动化时代，时间大概是19世纪后半期至20世纪初。也就是在劳动分工基础上采用电力驱动产品的大规模生产；因为有了电力，所以才进入了由 继电器、电气自动化控制 机械设备生产的年代。这次的工业革命，通过零部件生产与产品装配的成功分离，开创了产品批量生产的高效新模式。

工业3.0是电子信息化时代，即20世纪70年代开始并一直延续至现在的信息化时代。在升级工业2.0的基础上，广泛应用电子与信息技术，使制造过程自动化控制程度再进一步大幅度提高。生产效率、良品率、分工合作、机械设备寿命都得到了前所未有的提高。在此阶段，工厂大量采用由 PC、PLC/单片机等真正电子、信息技术自动化控制的机械设备进行生产。自此，机器能够逐步替代人类作业，不仅接管了相当比例的“体力劳

区域一体化的典型

专题五 日益重要的国际组织第五框 欧盟：区域一体化组织的典型

区域一体化的典型

课标要求：

区域一体化的典型

欧盟的会旗欧盟的会旗 ：1986年 5月29日正式悬挂，会旗 为天兰色底，上面有12颗 金黄色的星，表示欧洲联 盟12个成员国。

欧盟的会徽欧盟的会徽：1988年1 月开始使用，会徽的底呈 兰色，上面12颗星围成一 个圆圈，象征着欧盟12个 成员国。

区域一体化的典型

(一)欧盟的诞生和成长 1.欧盟概况： 经济：2002年10个新成员国的国内生产 人口：将从现有3亿7千8百万增加到4.8 语言：新欧盟将有20种官方语言。为了 1952年，西欧六国成立欧洲煤钢共同体， 政治：所有成员国都采用议会民主制， 领土：欧盟领土西起大西洋、东至波罗 宗教：主要是信奉基督教。罗马天主教 欧洲联盟(简称欧盟，European Union 总值总和为4440亿欧元，仅及旧欧盟各国总 亿。德国以8250万人成为人口最多的国家， 不过有七个君主立宪国家：比利时、英国、 的海、北起北极洋、南抵地中海，总面积超 正式启动了欧洲一体化进程。经过半个多世 与新教教派都广泛盛行。希腊盛行希腊正教， 让全区人民了解，新欧盟每一条法规都将被 -- EU)由欧洲共同体