《機(jī)電一體化設(shè)計(jì)》概論

主講:王智深

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<<機(jī)電一體化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)>>考核方式課程考核方式:考試以講課內(nèi)容為主，以要求自學(xué)的內(nèi)容為輔；考核方式：作業(yè)+考勤（30%）卷面考試（70%）推薦參考書目:

[1]《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》王茁,李穎卓,張波主編.-

北京:

化學(xué)工業(yè)出版社,

2005

[2]《機(jī)電一體化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》朱喜林,張代治主編科學(xué)出版社2004年

[3]《機(jī)械電子學(xué)》.劉政華等編著.國(guó)防科技大學(xué)出版社，1999[4]《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》.趙松年等主編.機(jī)械工業(yè)出版社，2004.1[5]《機(jī)電一體化技術(shù)與系統(tǒng)》梁景凱主編，北京，機(jī)械工業(yè)出版社，1998《機(jī)電一體化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》.鄭堤、唐可洪主編.機(jī)械工業(yè)出版社，1997.7教材課程介紹課程性質(zhì)：專業(yè)方向課程先修課程：電工電子技術(shù)、機(jī)械設(shè)計(jì)、理論力學(xué)、材料力學(xué)、工程測(cè)試技術(shù)、微機(jī)原理及接口技術(shù)、控制工程、單片機(jī)、可編程控制器等。課程介紹課程學(xué)習(xí)目標(biāo)：通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠掌握機(jī)電一體化的基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)，熟悉機(jī)電一體化單元技術(shù)的接口和運(yùn)用，了解典型機(jī)電一體化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、性能和特點(diǎn)。通過學(xué)習(xí)機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理和綜合集成技術(shù)，能夠把各項(xiàng)技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來進(jìn)行簡(jiǎn)單的機(jī)電一體化系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)。生活中的機(jī)電一體化第一章概論§1機(jī)電一體化基本概念§2機(jī)電一體化發(fā)展概況§3機(jī)電一體化產(chǎn)品的構(gòu)成§4機(jī)電一體化產(chǎn)品的分類§5機(jī)電一體化共性關(guān)鍵技術(shù)§6機(jī)電一體化設(shè)計(jì)及其工程路線什么是機(jī)電一體化？機(jī)電一體化是怎么產(chǎn)生和發(fā)展起來的？機(jī)電一體化產(chǎn)品的組成包括哪幾個(gè)部分？機(jī)電一體化產(chǎn)品有哪些種類？機(jī)電一體化的關(guān)鍵技術(shù)有哪些？機(jī)電一體化產(chǎn)品是怎么開發(fā)出來的？第一章概論§1機(jī)電一體化基本概念§2機(jī)電一體化發(fā)展概況§3機(jī)電一體化產(chǎn)品的構(gòu)成§4機(jī)電一體化產(chǎn)品的分類§5機(jī)電一體化共性關(guān)鍵技術(shù)§6機(jī)電一體化設(shè)計(jì)及其工程路線1.1機(jī)電一體化基本概念Mechatronics的含義1.JAPAN：1971“Mechatronics”出現(xiàn)于Thesupplementof《JournalofMachineDesign》（機(jī)械設(shè)計(jì)雜志副刊）：1976一種以廣告為主，專門刊載“機(jī)電一體化”新產(chǎn)品的雜志在日本正式發(fā)行，它的全名被冠以：《MechatronicsDesignNews》。Mechatronics=Mechanics+Electronics機(jī)械電子學(xué)機(jī)電一體化1.1機(jī)電一體化基本概念Mechatronics的含義1.JAPAN：TECHNICALRESEARCHINSTITUTEJAPANSOCIETYFORTHEPROMOTIONOFMACHINEINDUSTRY（日本機(jī)械振興協(xié)會(huì)經(jīng)濟(jì)研究所）:1983.3《TheExistentConditionofJAPANMachineryIndustry(Ⅱ)——theMachineryIndustryandElectronic》（《日本機(jī)械工業(yè)的存在條件(Ⅱ)——機(jī)械工業(yè)和電子化》）

：“機(jī)電一體化乃是在機(jī)械的主功能、動(dòng)力功能、信息功能和控制功能上引進(jìn)微電子技術(shù)，并將機(jī)械裝置與電子裝置用相關(guān)軟件有機(jī)結(jié)合而構(gòu)成系統(tǒng)的總稱。”1.1機(jī)電一體化基本概念Mechatronics的含義1.JAPAN：1980s中期,“Mechatronics”一詞開始在歐美各地使用，從此，這個(gè)日本人創(chuàng)造的英文單詞開始在世界范圍內(nèi)得到普遍承認(rèn)和接受。1.1機(jī)電一體化基本概念Mechatronics的含義2.theUnitedStates：1952，MIT，theFirstCNCMachineToolintheworld1962，GM，theFirstIndustrialRobot1.1機(jī)電一體化基本概念Mechatronics的含義3.Germany：PrecisionEngineeringTechnology精密工程技術(shù)4.CHINA：有多鐘理解，但普遍接受日本機(jī)械振興協(xié)會(huì)所作的解釋機(jī)電一體化包含兩個(gè)方面：產(chǎn)品(系統(tǒng))與技術(shù)1.1機(jī)電一體化基本概念機(jī)電一體化的定義機(jī)電一體化是指機(jī)械裝置和電子設(shè)備適當(dāng)?shù)亟M合起來，構(gòu)成機(jī)械產(chǎn)品或機(jī)電一體與機(jī)信一體的新趨勢(shì)。機(jī)電一體化是把機(jī)械學(xué)和電子學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來，提供更加優(yōu)越技術(shù)的一種技術(shù)。機(jī)電一體化乃是在機(jī)械的主功能、動(dòng)力功能、信息功能和控制功能上引進(jìn)微電子技術(shù)，并將機(jī)械裝置與電子裝置用相關(guān)軟件有機(jī)結(jié)合而構(gòu)成系統(tǒng)的總稱。1.1機(jī)電一體化基本概念日本學(xué)術(shù)界一些有影響的人物和學(xué)術(shù)團(tuán)體代言人的論述：東京大學(xué)名譽(yù)教授——渡邊茂：機(jī)電一體化是在機(jī)械工程中采用微電子技術(shù)后的體現(xiàn)。富士通法那克公司技術(shù)管理部長(zhǎng)——小島利夫：機(jī)電一體化是把機(jī)械學(xué)和電子學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來，提供更加優(yōu)越的技術(shù)的技術(shù)。日經(jīng)產(chǎn)業(yè)新聞發(fā)言人：機(jī)電一體化是機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)組合起來的技術(shù)進(jìn)步的總稱。1.1機(jī)電一體化基本概念日本學(xué)術(shù)界一些有影響的人物和學(xué)術(shù)團(tuán)體代言人的論述：日本《機(jī)械設(shè)計(jì)》雜志創(chuàng)刊言：機(jī)電一體化就是利用微電子技術(shù)，最大限度地發(fā)揮機(jī)械能力的一種技術(shù)。1.1機(jī)電一體化基本概念機(jī)電一體化的主要目的增加機(jī)械系統(tǒng)或裝置的

和

。附加值自動(dòng)化程度1.1機(jī)電一體化基本概念產(chǎn)品技術(shù)附加值與技術(shù)構(gòu)成機(jī)電一體化技術(shù)的突出特點(diǎn)在于它在機(jī)械產(chǎn)品中注入了過去所沒有的新技術(shù)，把電子器件的信息處理和自動(dòng)控制等功能“揉和”到機(jī)械裝置中去，從而獲得了過去單靠某一種技術(shù)而無法實(shí)現(xiàn)的功能和效果。其技術(shù)附加值隨機(jī)電結(jié)合程度的加深而提高。1.1機(jī)電一體化基本概念產(chǎn)品技術(shù)附加值與技術(shù)構(gòu)成1.1機(jī)電一體化基本概念機(jī)電一體化技術(shù)的主要特征（1）整體結(jié)構(gòu)最優(yōu)化——機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)、傳感技術(shù)的有機(jī)結(jié)合。（2）系統(tǒng)控制智能化——自動(dòng)控制與檢測(cè)、自動(dòng)信息處理與誤差補(bǔ)償、自動(dòng)故障診斷與修復(fù)、自動(dòng)記錄與顯示、高的自適應(yīng)能力。（3）操作性能柔性化——軟件技術(shù)高柔性化的應(yīng)用。（4）產(chǎn)品高性能化——高精度、高可靠性、高穩(wěn)定性、高壽命。1.1機(jī)電一體化基本概念機(jī)電一體化的作用（1）實(shí)現(xiàn)省能源、省資源、智能化，提高機(jī)電產(chǎn)品的附加值。（2）改造傳統(tǒng)機(jī)電設(shè)備開辟了新的途徑。（3）加快了機(jī)電工業(yè)技術(shù)水平的發(fā)展步伐。（4）改善了機(jī)電產(chǎn)品及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。（5）增強(qiáng)了機(jī)電企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)和經(jīng)營(yíng)能力。第一章概論§1機(jī)電一體化基本概念§2機(jī)電一體化發(fā)展概況§3機(jī)電一體化產(chǎn)品的構(gòu)成§4機(jī)電一體化產(chǎn)品的分類§5機(jī)電一體化共性關(guān)鍵技術(shù)§6機(jī)電一體化設(shè)計(jì)及其工程路線1.2機(jī)電一體化發(fā)展概況發(fā)展基礎(chǔ)：①人類“精益求精”的思想②20世紀(jì)信息技術(shù)的飛速發(fā)展發(fā)展階段：第一階段，20世紀(jì)60年代前，稱為“萌芽階段”第二階段，70年代到80年代，稱為“蓬勃發(fā)展階段”第三階段，90年代以后，稱為“智能化階段”IT1.2機(jī)電一體化發(fā)展概況0.產(chǎn)生的技術(shù)背景MechanicalTechnology機(jī)械技術(shù)TheMicroelectronicsandTheComputerTechnique微電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)ControlTheory控制理論SystemEngineeringandMechatronicsEngineering系統(tǒng)工程和機(jī)電一體化工程1.2機(jī)電一體化發(fā)展概況1.準(zhǔn)備階段（萌芽階段）1960年代之前In1952:TheFirstNCDrillingandMillingMachines數(shù)控鉆銑床In1959:TheFirstProgrammableRobot可編程機(jī)器人1.2機(jī)電一體化發(fā)展概況2.快速發(fā)展階段1970s-1980sTechnologyFoundation技術(shù)基礎(chǔ):ComputerTechnology計(jì)算機(jī)技術(shù)，ControlTechnology控制技術(shù)，CommunicationsTechnology通信技術(shù)1.2機(jī)電一體化發(fā)展概況3.智能化階段Inlate1990’s單片機(jī)、工業(yè)PC和PLC快速發(fā)展，信息處理和計(jì)算速度提高，機(jī)電一體化向智能化方向發(fā)展1.2機(jī)電一體化發(fā)展概況3.智能化階段Inlate1990’s①OpticalTechnology光學(xué)、CommunicationTechnology通信技術(shù)等進(jìn)入了機(jī)電一體化；MicroProcessingTechnology微細(xì)加工技術(shù)也嶄露頭角；出現(xiàn)了Optic-Mechano-Electronic（Photo-Mechatronic）光機(jī)電一體化和TinyMech-ElectrSystem微機(jī)電一體化等新分支；1.2機(jī)電一體化發(fā)展概況3.智能化階段Inlate1990’s②對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的ModelingDesign建模設(shè)計(jì)、AnalysisandIntegrationMethod分析和集成方法ofMechatronics，機(jī)電一體化的SubjectSystem學(xué)科體系和DevelopmentTrend發(fā)展趨勢(shì)ofMechatronics都進(jìn)行了深入研究。1.2機(jī)電一體化發(fā)展概況3.智能化階段Inlate1990’s③ArtificiallyIntellectiveTechnology人工智能、NeuralNetworkTechnology神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及OpticalFiberTechnology光纖技術(shù)等領(lǐng)域取得的巨大進(jìn)步，為機(jī)電一體化技術(shù)開辟了發(fā)展的廣闊天地。這些研究將促使機(jī)電一體化進(jìn)一步建立完整的基礎(chǔ)和逐漸形成完整的科學(xué)體系。1.2機(jī)電一體化發(fā)展概況我國(guó)起步較晚1980年代以來，制訂了一系列有利于機(jī)電一體化發(fā)展的政策法規(guī)，確定了數(shù)控機(jī)床、工業(yè)自動(dòng)化控制儀表、工業(yè)機(jī)器人、汽車電子化等15個(gè)優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域及6項(xiàng)共性關(guān)鍵技術(shù)的研究方向和課題。我國(guó)第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床是于1958年由清華大學(xué)研制出最早的樣機(jī)。1966年我國(guó)誕生了第一臺(tái)用直線-圓弧插補(bǔ)的晶體管數(shù)控系統(tǒng)，1970年初研制成功集成電路數(shù)控系統(tǒng)。1.2機(jī)電一體化發(fā)展概況我國(guó)機(jī)電一體化是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)，并將成為21世紀(jì)的主流技術(shù)之一。1.2機(jī)電一體化發(fā)展概況機(jī)電一體化發(fā)展趨勢(shì)高性能化模塊化智能化柔性化、集成化、系統(tǒng)化開放式輕量化及微型化第一章概論§1機(jī)電一體化基本概念§2機(jī)電一體化發(fā)展概況§3機(jī)電一體化產(chǎn)品的構(gòu)成§4機(jī)電一體化產(chǎn)品的分類§5機(jī)電一體化共性關(guān)鍵技術(shù)§6機(jī)電一體化設(shè)計(jì)及其工程路線1.3機(jī)電一體化產(chǎn)品的構(gòu)成產(chǎn)品的功能構(gòu)成1.3機(jī)電一體化產(chǎn)品的構(gòu)成機(jī)電一體化產(chǎn)品的功能構(gòu)成目的功能五種內(nèi)部功能主功能動(dòng)力功能計(jì)測(cè)功能控制功能構(gòu)造功能1.3機(jī)電一體化產(chǎn)品的構(gòu)成1.3機(jī)電一體化產(chǎn)品的構(gòu)成產(chǎn)品的功能構(gòu)成1.3機(jī)電一體化產(chǎn)品的構(gòu)成產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)要素機(jī)電一體化產(chǎn)品五大要素機(jī)電一體化產(chǎn)品五大功能個(gè)體人的構(gòu)成要素1．機(jī)械本體包括機(jī)身、框架機(jī)械聯(lián)接等在內(nèi)的產(chǎn)品支持結(jié)構(gòu)屬于基礎(chǔ)部分，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的構(gòu)造功能。

1.3機(jī)電一體化產(chǎn)品的構(gòu)成產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)要素2．動(dòng)力源向系統(tǒng)提供能量，并將輸入的能量轉(zhuǎn)換成需要的形式，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力功能。要求：高效、多功能、可靠、節(jié)能、小型、輕量、美觀。要求：效率高、可靠性好。3．檢測(cè)與傳感裝置包括各種傳感器及其信號(hào)檢測(cè)路，用于對(duì)產(chǎn)品運(yùn)行時(shí)的內(nèi)部狀態(tài)和外部環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)，提供運(yùn)行控制所需的各種信息，實(shí)現(xiàn)計(jì)測(cè)功能。要求：體積小、便于安裝、精度高、抗干擾性好。4．控制與信息處理裝置主要是指由計(jì)算機(jī)及其相應(yīng)硬、軟件所構(gòu)成的控制系統(tǒng)。

1.3機(jī)電一體化產(chǎn)品的構(gòu)成產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)要素5．執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括機(jī)械傳動(dòng)與操作機(jī)構(gòu)，在控制信息作用下完成要求的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的主功能。是機(jī)電一體化產(chǎn)品中最重要的組成要素之一。要求：可靠性高、柔性化、智能化。要求：可靠性、壽命。第一章概論§1機(jī)電一體化基本概念§2機(jī)電一體化發(fā)展概況§3機(jī)電一體化產(chǎn)品的構(gòu)成§4機(jī)電一體化產(chǎn)品的分類§5機(jī)電一體化共性關(guān)鍵技術(shù)§6機(jī)電一體化設(shè)計(jì)及其工程路線1.4機(jī)電一體化產(chǎn)品的分類按機(jī)電結(jié)合程度和形式的不同：1.功能附加型產(chǎn)品主要特征是在原有機(jī)械產(chǎn)品基礎(chǔ)上，采用微電子技術(shù)，使產(chǎn)品功能增加和增強(qiáng)，性能得到適當(dāng)?shù)奶岣摺＝?jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床、電子秤、數(shù)顯量具、全自動(dòng)洗衣機(jī)等都屬于這一類。1.4機(jī)電一體化產(chǎn)品的分類按機(jī)電結(jié)合程度和形式的不同：2.功能替代型產(chǎn)品主要特征是采用電子技術(shù)及裝置取代原產(chǎn)品中的機(jī)械控制功能、信息處理功能或主功能，使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，性能提高，柔性增加。如電子縫紉機(jī)、自動(dòng)照相機(jī)等用微電子裝置取代了原來復(fù)雜的機(jī)械控制結(jié)構(gòu)；電子石英鐘、電子式電話交換機(jī)等用微處理器取代了原來機(jī)械式信息處理機(jī)構(gòu)；線切割加工機(jī)床、激光手術(shù)器等則用因微電子技術(shù)的應(yīng)用而產(chǎn)生的新功能，取代了原來機(jī)械的主功能。1.4機(jī)電一體化產(chǎn)品的分類按機(jī)電結(jié)合程度和形式的不同：3.機(jī)電光信融合型產(chǎn)品主要特征是根據(jù)產(chǎn)品的功能和性能要求及技術(shù)規(guī)范，采用單片機(jī)或?qū)ｉT設(shè)計(jì)的具有特定用途的集成電路來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品中的控制和信息處理等功能，因而使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)更加緊湊、設(shè)計(jì)更靈活、成本進(jìn)一步降低。傳真機(jī)、復(fù)印機(jī)、攝像機(jī)、磁盤驅(qū)動(dòng)器、CNC數(shù)控機(jī)床等都是這一類機(jī)電一體產(chǎn)品。數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、自動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)用機(jī)電一體化產(chǎn)品柔性生產(chǎn)單元、自動(dòng)組合生產(chǎn)單元

FMS、無人化工廠、CIMS

微機(jī)控制汽車、機(jī)車等交通運(yùn)輸工具運(yùn)輸、包裝及工程用機(jī)電一體化產(chǎn)品數(shù)控包裝機(jī)械及系統(tǒng)數(shù)控運(yùn)輸機(jī)械及工程機(jī)械設(shè)備自動(dòng)倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)存、銷售用機(jī)電一體化產(chǎn)品自動(dòng)空調(diào)與制冷系統(tǒng)及設(shè)備自動(dòng)稱量、分選、銷售及現(xiàn)金處理系統(tǒng)自動(dòng)化辦公設(shè)備社會(huì)服務(wù)性機(jī)電一體化產(chǎn)品動(dòng)力、醫(yī)療、環(huán)保及公共服務(wù)自動(dòng)化設(shè)備文教、體育、娛樂用機(jī)電一體化產(chǎn)品微機(jī)或數(shù)控型耐用消費(fèi)品家庭用機(jī)電一體化產(chǎn)品炊事自動(dòng)化機(jī)械家庭用信息、服務(wù)設(shè)備測(cè)試設(shè)備科研及過程控制用機(jī)電一體化產(chǎn)品控制設(shè)備信息處理系統(tǒng)農(nóng)、林、牧、漁及其它民用機(jī)電一體化產(chǎn)品航空、航天、國(guó)防用武器裝備等機(jī)電一體化產(chǎn)品1.4機(jī)電一體化產(chǎn)品的分類按用途不同：1.4機(jī)電一體化產(chǎn)品的分類按功能不同：1.在原有機(jī)械本體上采用電子控制設(shè)備實(shí)現(xiàn)高性能和多功能2.用電子設(shè)備局部置換機(jī)械機(jī)構(gòu)3.在信息機(jī)器中與電子設(shè)備有機(jī)結(jié)合的機(jī)構(gòu)4.用電子設(shè)備全面置換機(jī)械機(jī)構(gòu)的信息處理機(jī)構(gòu)5.在檢測(cè)系統(tǒng)中與電子設(shè)備有機(jī)結(jié)合的機(jī)構(gòu)6.利用電子設(shè)備代替機(jī)械工作(數(shù)控機(jī)床，機(jī)器人）

(電子縫紉機(jī)，電子打印機(jī))(電報(bào)機(jī)，傳真機(jī)，復(fù)印機(jī)，錄象機(jī))(石英電子鐘，電子計(jì)算機(jī))(自動(dòng)探傷機(jī)，CT掃描儀)(電火花機(jī)床，線切割機(jī)床)第一章概論§1機(jī)電一體化基本概念§2機(jī)電一體化發(fā)展概況§3機(jī)電一體化產(chǎn)品的構(gòu)成§4機(jī)電一體化產(chǎn)品的分類§5機(jī)電一體化共性關(guān)鍵技術(shù)§6機(jī)電一體化設(shè)計(jì)及其工程路線1.5機(jī)電一體化共性關(guān)鍵技術(shù)一、機(jī)械技術(shù)機(jī)械技術(shù)是機(jī)電一體化的基礎(chǔ)。機(jī)電一體化產(chǎn)品中的

功能和

功能，往往是以機(jī)械技術(shù)為主實(shí)現(xiàn)的。新材料、新工藝、新原理、新機(jī)構(gòu)精密機(jī)械技術(shù)——結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，零部件模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、規(guī)格化等。與一般的機(jī)械裝置相比，要求質(zhì)量小、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、摩擦小、誤差小、效率高、精度高，同時(shí)要能提高剛度及改善性能。主構(gòu)造1.5機(jī)電一體化共性關(guān)鍵技術(shù)二、計(jì)算機(jī)與信息處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息處理的主要工具是計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)技術(shù)包括計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)和軟件技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)等。在機(jī)電一體化產(chǎn)品中，計(jì)算機(jī)與信息處理裝置指揮整個(gè)產(chǎn)品的運(yùn)行。計(jì)算機(jī)應(yīng)用及信息處理技術(shù)已成為促進(jìn)機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品發(fā)展的最活躍的因素。根據(jù)各種理論和算法，信息輸入輸出，交換、存儲(chǔ)、運(yùn)算、判斷、決策等。人工智能、專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)……等。1.5機(jī)電一體化共性關(guān)鍵技術(shù)三、檢測(cè)與傳感技術(shù)檢測(cè)與傳感技術(shù)的研究對(duì)象是傳感器及其信號(hào)檢測(cè)裝置。機(jī)電一體化產(chǎn)品中，傳感器作為感受器官，將各種內(nèi)、外部信息通過相應(yīng)的信號(hào)檢測(cè)裝置反饋給控制及信息處理裝置。因此檢測(cè)與傳感是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。傳感器技術(shù)，信號(hào)輸入輸出與處理，傳感系統(tǒng)自動(dòng)控制、調(diào)節(jié)與檢測(cè)技術(shù)。傳感器檢測(cè)的精度和分辨力直接決定系統(tǒng)所能達(dá)到的最高精度,其檢測(cè)的信息全面與否決定著系統(tǒng)的自動(dòng)化程度，而檢測(cè)信息的準(zhǔn)確度和靈敏度直接影響系統(tǒng)的精度。即變送器1.5機(jī)電一體化共性關(guān)鍵技術(shù)四、自動(dòng)控制技術(shù)自動(dòng)控制技術(shù)范圍很廣，包括自動(dòng)控制理論、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)仿真、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試、可靠運(yùn)行等從理論到實(shí)踐的整個(gè)過程。高精度定位控制、速度控制、自適應(yīng)控制、自診斷、校正、補(bǔ)償、示教再現(xiàn)、檢索……難點(diǎn)在于自動(dòng)控制理論的工程化與實(shí)用化。1.5機(jī)電一體化共性關(guān)鍵技術(shù)五、伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)機(jī)、電、液（氣）等執(zhí)行元件的驅(qū)動(dòng)與控制技術(shù)。伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)的主要研究對(duì)象是執(zhí)行元件及其驅(qū)動(dòng)裝置。執(zhí)行元件有電動(dòng)、氣動(dòng)、液壓等多種類型，多采用電動(dòng)式執(zhí)行元件。驅(qū)動(dòng)裝置主要是指各種電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電源電路，多采用電力電子器件及集成功能電路。伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)是直接執(zhí)行操作的技術(shù)，對(duì)機(jī)電一體化產(chǎn)品的動(dòng)態(tài)性能、穩(wěn)態(tài)精度、控制質(zhì)量等具有決定性的影響。1.5機(jī)電一體化共性關(guān)鍵技術(shù)六、系統(tǒng)總體技術(shù)系統(tǒng)總體技術(shù)是一種從整體目標(biāo)出發(fā)，用系統(tǒng)工程的觀點(diǎn)和方法，將系統(tǒng)總體分解成相互有機(jī)聯(lián)系的若干功能單元，并以功能單元為子系統(tǒng)繼續(xù)分解，直至找到可實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方案，然后再把功能和技術(shù)方案組合成方案組進(jìn)行分析、評(píng)價(jià)和優(yōu)選的綜合應(yīng)用技術(shù)。接口與信息轉(zhuǎn)換技術(shù)——接口信息匹配與轉(zhuǎn)換，抗干擾能力與措施。接口技術(shù)是系統(tǒng)中非常重要的部分，它實(shí)現(xiàn)了各種相互關(guān)聯(lián)的若干功能單元之間的有機(jī)連接，因此，也有人將機(jī)電一體化技術(shù)稱為接口技術(shù)。第一章概論§1機(jī)電一體化基本概念§2機(jī)電一體化發(fā)展概況§3機(jī)電一體化產(chǎn)品的構(gòu)成§4機(jī)電一體化產(chǎn)品的分類§5機(jī)電一體化共性關(guān)鍵技術(shù)§6機(jī)電一體化設(shè)計(jì)及其工程路線1.6機(jī)電一體化設(shè)計(jì)及其工程路線一、機(jī)電一體化設(shè)計(jì)機(jī)電一體化設(shè)計(jì)突出體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一方面，當(dāng)產(chǎn)品的某一功能單靠某一種技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)時(shí)，必須進(jìn)行機(jī)械與電子及其它多種技術(shù)有機(jī)結(jié)合的一體化設(shè)計(jì)；另一方面，當(dāng)產(chǎn)品某一功能的實(shí)現(xiàn)有多種可行的技術(shù)方案時(shí)，也必須應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)對(duì)各種技術(shù)方案進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)，在充分考慮同其它功能單元的聯(lián)接與匹配的條件下，選擇最優(yōu)的技術(shù)方案。因此，機(jī)電一體化設(shè)計(jì)必須充分考慮各種技術(shù)方案的等效性、互補(bǔ)性及可比性。1.6機(jī)電一體化設(shè)計(jì)及其工程路線一、機(jī)電一體化設(shè)計(jì)機(jī)電一體化設(shè)計(jì)一般可分為三種類型：開發(fā)性設(shè)計(jì)一個(gè)從無到有的創(chuàng)造過程，是在沒有任何樣板可供參考的情況下，根據(jù)功能和性能要求所進(jìn)行的設(shè)計(jì)。開發(fā)性設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)者具備敏銳的市場(chǎng)洞察力、豐富的想象力和廣泛而扎實(shí)的基礎(chǔ)理論知識(shí)。適應(yīng)性設(shè)計(jì)在原有產(chǎn)品總的方案基本不變的情況下，對(duì)產(chǎn)品的某些局部加以變動(dòng)或改進(jìn)，以增加功能、提高性能和質(zhì)量或降低成本為目的所進(jìn)行的設(shè)計(jì)。適應(yīng)性設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)者對(duì)原有產(chǎn)品及相關(guān)的市場(chǎng)需求變化和技術(shù)進(jìn)步有充分的了解和掌握。1.6機(jī)電一體化設(shè)計(jì)及其工程路線一、機(jī)電一體化設(shè)計(jì)機(jī)電一體化設(shè)計(jì)一般可分為三種類型：變異性設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)方案和功能結(jié)構(gòu)不變的情況下，通過改變尺寸、速度、力或功率等參數(shù)，以滿足市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品規(guī)格方面的需求所進(jìn)行的系列化設(shè)計(jì)。變異性設(shè)計(jì)比較容易，但設(shè)計(jì)中必須注意采取措施防止因參數(shù)變化可能對(duì)產(chǎn)品性能產(chǎn)生的影響。1.6機(jī)電一體化設(shè)計(jì)及其工程路線一、機(jī)電一體化設(shè)計(jì)注意：產(chǎn)品功能的多少或強(qiáng)弱，往往與其復(fù)雜程度和功能成本直接相關(guān)。優(yōu)先滿足利用率最高的功能要求，然后再在成本允許的條件下考慮其它功能要求。注意通過軟件來改善產(chǎn)品的操作性能，使機(jī)電一體化產(chǎn)品向多功能化、智能化、“傻瓜化”方向發(fā)展。1.6機(jī)電一體化設(shè)計(jì)及其工程路線二、機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程1.設(shè)計(jì)程序三階段法：

總體設(shè)計(jì)、部件設(shè)計(jì)、零件設(shè)計(jì)Or：初步設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì).1.6機(jī)電一體化設(shè)計(jì)及其工程路線二、機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程