機(jī)電一體化技術(shù)

前言
第1章總論1
1.1機(jī)電一體化的基本概念1
1.1.1機(jī)電一體化的定義1
1.1.2機(jī)電一體化產(chǎn)品的分類2
1.1.3機(jī)電一體化的技術(shù)特點(diǎn)3
1.2機(jī)電一體化的發(fā)展歷程4
1.2.1理論形成階段4
1.2.2技術(shù)現(xiàn)狀5
1.2.3發(fā)展趨勢9
1.3機(jī)電一體化系統(tǒng)要素與組成10
1.4機(jī)電一體化共性關(guān)鍵技術(shù)12
1.5機(jī)電一體化技術(shù)的運(yùn)用流程14
1.5.1可行性研究14
1.5.2技術(shù)設(shè)計(jì)15
1.5.3試驗(yàn)運(yùn)行15
思考題18
第2章精密機(jī)械技術(shù)19
2.1概述19
2.2傳動(dòng)機(jī)構(gòu)19
2.2.1傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的性能要求19
2.2.2絲杠螺母傳動(dòng)20
2.2.3齒輪傳動(dòng)24
2.2.4撓性傳動(dòng)29
2.2.5間歇傳動(dòng)30
2.3導(dǎo)向機(jī)構(gòu)31
2.3.1導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的性能要求與分類31
2.3.2滾動(dòng)直線導(dǎo)軌32
2.3.3塑料導(dǎo)軌34
2.3.4流體靜壓導(dǎo)軌35
2.4執(zhí)行機(jī)構(gòu)36
2.4.1執(zhí)行機(jī)構(gòu)的基本要求36
2.4.2電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)36
2.4.3微動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)38
2.4.4工業(yè)機(jī)械手末端執(zhí)行器40
2.5軸系42
2.5.1軸系的性能要求與分類42
2.5.2滾動(dòng)軸承43
2.5.3流體靜壓軸承44
2.5.4磁懸浮軸承45
2.6機(jī)座和機(jī)架46
2.7機(jī)構(gòu)簡圖的繪制47
思考題48
機(jī)電一體化技術(shù)目錄第3章電子技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)49
3.1集成運(yùn)算放大器49
3.1.1基本知識(shí)49
3.1.2信號(hào)運(yùn)算52
3.1.3信號(hào)處理57
3.2直流穩(wěn)壓電源62
3.2.1工作原理63
3.2.2串聯(lián)型穩(wěn)壓電路64
3.2.3輔助電源電路65
3.2.4串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的保護(hù)電路66
3.3組合邏輯電路67
3.3.1組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)67
3.3.2編碼器69
3.3.3譯碼器71
3.3.4加法器73
3.4時(shí)序邏輯電路75
3.4.1時(shí)序邏輯電路的分析77
3.4.2時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)81
3.4.3移位寄存器90
思考題93
第4章傳感與檢測技術(shù)95
4.1概述95
4.2傳感器分類及特性96
4.2.1傳感器的定義及作用96
4.2.2傳感器的構(gòu)成與分類96
4.2.3傳感器的靜態(tài)特性98
4.2.4傳感器的動(dòng)態(tài)特性99
4.3常用傳感器與傳感元件100
4.3.1位移傳感器100
4.3.2力傳感器105
4.3.3速度和加速度傳感器107
4.3.4其他工程量檢測108
4.3.5其他重要傳感元件110
4.3.6傳感器的選用原則111
4.4信號(hào)預(yù)處理112
4.4.1信號(hào)放大112
4.4.2調(diào)制與解調(diào)114
4.4.3濾波115
4.4.4信號(hào)的采樣與保持118
4.5傳感器的非線性補(bǔ)償119
4.5.1計(jì)算法119
4.5.2查表法119
4.5.3插值法119
思考題120
第5章計(jì)算機(jī)控制基礎(chǔ)121
5.1概述121
5.1.1計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成121
5.1.2計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)122
5.1.3計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的分類123
5.1.4計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展126
5.2被控對(duì)象數(shù)學(xué)模型128
5.2.1機(jī)械移動(dòng)系統(tǒng)128
5.2.2機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)131
5.2.3電路網(wǎng)絡(luò)133
5.2.4機(jī)械系統(tǒng)與電系統(tǒng)的模型相似138
5.3單片機(jī)143
5.3.1單片機(jī)基本知識(shí)144
5.3.2MCS51系列單片機(jī)硬件和原理145
5.3.3C51語言的編程基礎(chǔ)152
5.3.4單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的基本方法177
5.4可編程序控制器（PLC）185
5.4.1PLC的硬件系統(tǒng)組成186
5.4.2PLC的輸入/輸出模塊187
5.4.3PLC的編程語言189
5.4.4PLC的基本指令190
5.4.5狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖及編程方法194
思考題202
第6章伺服控制205
6.1概述205
6.1.1伺服控制的基本概念205
6.1.2伺服系統(tǒng)的分類206
6.1.3伺服系統(tǒng)的總體要求208
6.2執(zhí)行元件209
6.2.1執(zhí)行元件的分類209
6.2.2電氣式執(zhí)行元件211
6.3控制與驅(qū)動(dòng)225
6.3.1步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的控制驅(qū)動(dòng)225
6.3.2直流伺服電動(dòng)機(jī)的控制驅(qū)動(dòng)231
6.3.3交流伺服電動(dòng)機(jī)的控制驅(qū)動(dòng)235
6.4技術(shù)示例238
6.4.1天線控制系統(tǒng)的構(gòu)成238
6.4.2組成環(huán)節(jié)的單元239
6.4.3系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型239
6.4.4方框圖和傳遞函數(shù)240
6.4.5控制指標(biāo)241
6.4.6速度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)242
6.4.7天線位置控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)244
思考題250
第7章接口技術(shù)251
7.1概述251
7.2地址譯碼器與CPU接口252
7.2.1地址譯碼器的結(jié)構(gòu)和工作原理252
7.2.2輸出接口254
7.2.3輸入接口255
7.3人機(jī)接口255
7.3.1人機(jī)接口的特點(diǎn)255
7.3.2人機(jī)輸入接口設(shè)計(jì)255
7.3.3人機(jī)交互輸出設(shè)備工作原理及接口設(shè)計(jì)258
7.3.4輸出接口電路示例260
7.4機(jī)電接口263
7.4.1機(jī)電接口類型及特點(diǎn)263
7.4.2D/A轉(zhuǎn)換264
7.4.3A/D轉(zhuǎn)換268
7.4.4功率接口277
7.5總線接口283
7.5.1串行通信283
7.5.2串行通信標(biāo)準(zhǔn)總線285
思考題288
第8章系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)290
8.1總體設(shè)計(jì)的概念及內(nèi)容290
8.1.1總體設(shè)計(jì)的概念290
8.1.2總體設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容290
8.2性能指標(biāo)與優(yōu)化方法295
8.2.1產(chǎn)品的使用要求295
8.2.2系統(tǒng)的性能指標(biāo)297
8.2.3系統(tǒng)的優(yōu)化指標(biāo)298
8.2.4系統(tǒng)優(yōu)化方法301
8.3產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)301
8.3.1結(jié)構(gòu)方案的確定302
8.3.2優(yōu)化指標(biāo)的處理304
8.3.3精度指標(biāo)分配305
8.3.4功能指標(biāo)分配307
8.3.5優(yōu)化設(shè)計(jì)示例310
8.4系統(tǒng)干擾與抑制312
8.4.1干擾源313
8.4.2電源抗干擾設(shè)計(jì)314
8.4.3地線干擾抑制315
8.4.4屏蔽技術(shù)318
8.4.5感性負(fù)載瞬態(tài)噪聲抑制及觸點(diǎn)保護(hù)318
8.4.6軟件抗干擾320
思考題321
第9章應(yīng)用實(shí)例323
9.1工業(yè)機(jī)器人323
9.1.1工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展歷程323
9.1.2技術(shù)特點(diǎn)與性能要素324
9.1.3工業(yè)機(jī)器人的組成325
9.1.4機(jī)械本體常見構(gòu)型326
9.1.5控制系統(tǒng)328
9.1.6工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用330
9.1.7技術(shù)示例332
9.2數(shù)控機(jī)床335
9.2.1概述335
9.2.2數(shù)控機(jī)床的構(gòu)成336
9.2.3應(yīng)用及分類338
9.2.4加工中心（MC）339
9.2.5電火花數(shù)控機(jī)床343
9.3微機(jī)電系統(tǒng)346
9.3.1概述346
9.3.2MEMS基礎(chǔ)研究內(nèi)容347
9.3.3MEMS的基本組成349
9.3.4微機(jī)電系統(tǒng)熱點(diǎn)應(yīng)用349
9.3.5工程示例351
9.4智能農(nóng)業(yè)裝備356
9.4.1智能施藥機(jī)器人356
9.4.2田間鋤草機(jī)器人357
9.4.3果蔬采摘機(jī)器人358
9.4.4技術(shù)示例360
思考題364
參考文獻(xiàn)365