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內容簡介

　　《現代機械設計手冊·單行本：機電係統設計》主要介紹瞭光電一體化係統設計基儲傳感檢測係統設計、伺服係統設計、機械係統設計、微機控製係統設計、接口設計、光電一體化係統設計實例；低壓電器、單片機、可編程控製器、變頻器、工控機、數控程序；常用驅動電動機、控製電動機、信號電動機與微型電動機等。
　　《現代機械設計手冊·單行本：機電係統設計》可作為機械設計人員和有關工程技術人員的工具書，也可供高等院校有關專業師生參考。

目錄

第1章光機電一體化係統設計基礎

1．1光機電一體化的定義、特點和發展趨勢3

1．2光機電一體化基本構成要素4

1．2．1係統構成4

1．2．2技術構成5

1．2．3係統分類及特徵7

1．3光機電一體化産品的設計方法8

1．3．1光機電一體化係統主要的分析方法8

1．3．1．1係統的解耦與耦閤8

1．3．1．2係統設計公理9

1．3．1．3單元化設計原理12

1．3．1．4光機電一體化係統的結構層次12

1．3．1．5光機電一體化係統的基本分析14

1．3．2模塊化設計方法17

1．3．3柔性化設計方法17

1．3．4取代設計方法18

1．3．5融閤設計方法18

1．3．6優化設計方法18

1．3．7人�不�係統設計方法19

1．3．8光機電一體化係統藝術造型設計方法19

1．3．9可靠性設計方法20

1．3．10係統安全性設計方法22

1．4光機電一體化係統總體設計23

1．4．1光機電一體化産品的需求分析23

1．4．2光機電一體化係統設計技術參數與技術指標製定方法24

1．4．3光機電一體化係統原理方案設計24

1．4．4光機電一體化係統結構方案設計26

1．4．4．1係統結構方案設計的程序26

1．4．4．2係統結構方案設計的基本原則27

1．4．5光機電一體化係統總體布局設計28

1．4．6總體準確度分析與設計28

1．5光機電一體化係統設計流程28

第2章傳感檢測係統設計

2．1傳感檢測係統31

2．1．1傳感檢測係統的概念與特點31

2．1．2傳感檢測係統的結構與組成31

2．1．2．1非電量的特徵31

2．1．2．2傳感檢測係統的結構32

2．1．2．3傳感檢測係統的硬件組成34

2．1．2．4傳感檢測係統的軟件組成34

2．1．3傳感器信號的處理35

2．1．4信號傳輸35

2．2傳感器及其應用36

2．2．1傳感器的組成與分類36

2．2．2傳感器的主要性能指標36

2．2．3各種用途的常用傳感器37

2．2．4基於各種工作原理的常用傳感器41

2．2．4．1電阻式傳感器41

2．2．4．2電容式傳感器46

2．2．4．3電感傳感器49

2．2．4．4壓電傳感器56

2．2．4．5磁電傳感器61

2．2．4．6霍爾式傳感器62

2．2．4．7光縴傳感器66

2．2．4．8激光式傳感器71

2．2．4．9數字式傳感器76

2．2．5傳感器的選用80

2．3模擬信號檢測係統設計81

2．3．1模擬信號檢測係統的組成81

2．3．2基本轉換電路82

2．3．3信號放大電路84

2．3．4信號調製與解調87

2．3．5濾波電路88

2．3．6電平轉換電路90

2．3．7采樣�脖３值緶�90

2．3．8運算電路90

2．3．9A/D轉換電路93

2．3．10數字信號的預處理94

2．3．11抗乾擾設計99

2．4數字信號檢測係統設計101

2．4．1數字信號檢測係統的組成101

2．4．2編碼器及光柵信號的電子細分方法102

2．5現代傳感檢測技術的新發展107

2．6典型傳感係統設計應用實例和檢測裝置109

2．6．1CX300型數控車銑加工中心傳感檢測係統設計實例109

2．6．2飛鋸檢測係統設計實例110

第3章伺服係統設計

3．1伺服係統113

3．2伺服係統的基本要求和設計方法113

3．2．1伺服係統的基本要求113

3．2．2伺服係統的設計步驟114

3．3伺服係統執行元件及其控製114

3．3．1執行元件種類和特點114

3．3．2電氣執行元件115

3．3．2．1直流伺服電動機及其驅動115

3．3．2．2交流伺服電動機及其驅動117

3．3．2．3鬆下MINAS A4伺服型號意義及參數119

3．3．2．4步進電動機127

3．3．2．5步進電動機驅動裝置設計129

3．3．3液壓執行機構131

3．3．4氣動執行裝置131

3．3．5新型執行裝置132

3．3．6電液伺服閥132

3．3．7電液比例閥133

3．3．8電液數字閥133

3．4執行電機的選擇及設計134

3．4．1交流電動機調速方式134

3．4．2交流變頻調速器135

3．5開環控製伺服係統及其設計136

3．6閉環伺服係統設計137

3．7數字伺服係統的設計138

第4章機械係統設計

4．1光機電一體化機械係統的基本要求和組成140

4．2機械傳動機構設計141

4．2．1機械傳動機構的分類及選用141

4．2．1．1機械傳動機構的分類141

4．2．1．2機械傳動機構的選用142

4．2．2傳動因素分析143

4．2．3 滾珠絲杠傳動設計與選用144

4．2．3．1滾珠絲杠副基礎資料144

4．2．3．2滾珠絲杠副的主要尺寸和精度等級151

4．2．3．3滾珠絲杠副的選擇設計計算及典型産品155

4．2．4其他傳動機構166

4．2．4．1齒輪傳動166

4．2．4．2撓性傳動171

4．2．4．3間歇傳動172

4．3機械導嚮機構設計174

4．4機械執行機構設計179

4．4．1執行機構分析179

4．4．1．1主要性能指標179

4．4．1．2係統的品質182

4．4．1．3能量轉換接口185

4．4．2微動機構187

4．4．3誤差補償機構191

4．4．4定位機構193

4．4．5設計實例194

4．4．5．1數控機床動力卡盤與迴轉刀架194

4．4．5．2工業機器人末端執行器197

4．5支撐係統和機架設計199

4．5．1軸係設計的基本要求及類型199

4．5．2機架的基本要求及結構設計要點201

第5章微機控製係統設計

5．1微機控製係統的基本組成與分類205

5．1．1微機控製係統的基本組成205

5．1．1．1微機控製係統的硬件組成205

5．1．1．2微機控製係統的軟件組成206

5．1．2微機控製係統的分類206

5．2微機控製係統設計的方法和步驟207

5．2．1模擬化設計方法和步驟207

5．2．1．1模擬化設計思想207

5．2．1．2香農采樣定理207

5．2．1．3模擬化設計步驟208

5．2．1．4數字PID控製係統設計209

5．2．2離散化設計方法和步驟212

5．3微機控製係統的數學模型212

5．3．1差分方程212

5．3．1．1差分的概念和差分方程212

5．3．1．2差分方程的求解方法213

5．3．2Z傳遞函數213

5．3．2．1基本概念213

5．3．2．2開環係統的脈衝傳遞函數213

5．4微機控製係統分析215

5．4．1綫性離散係統的時域響應分析215

5．4．2離散係統的穩定性分析216

5．4．2．1Z平麵內的穩定條件216

5．4．2．2S平麵與Z平麵之間的映射關係216

5．4．2．3穩定判據217

5．4．3離散係統的穩態誤差217

5．4．4離散係統的暫態性能218

5．4．4．1閉環極點與暫態分量的關係218

5．4．4．2離散係統暫態性能的估算219

5．4．5離散係統的根軌跡分析法220

5．4．5．1Z平麵上的根軌跡220

5．4．5．2用根軌跡法分析離散係統222

5．4．6離散係統的頻率法222

5．5典型微機控製係統及設計應用實例223

5．5．1基於工業控製計算機的微機控製係統223

5．5．1．1係統結構和特點223

5．5．1．2工控組態軟件223

5．5．2基於單片機的微機控製係統223

5．5．3基於可編程控製器的微機控製係統223

第6章接 口 設 計

6．1接口設計基本方法和接口芯片225

6．1．1接口設計與分析的基本方法225

6．1．2常用的接口芯片225

6．2人機接口電路設計225

6．2．1人機接口電路類型與特點225

6．2．2輸入接口電路設計226

6．2．3輸齣接口電路設計227

6．3機電接口電路設計237

6．3．1機電接口電路類型與特點237

6．3．2信號采集通道接口中的A／D轉換接口電路設計237

6．3．3控製量輸齣通道中的D／A轉換接口電路設計239

6．3．4控製量輸齣通道中的功率接口電路設計241

6．3．4．1PWM整流電路241

6．3．4．2光耦閤器驅動接口設計243

6．3．4．3繼電器245

第7章設 計 實 例

7．1數控車床的改造249

7．1．1數控車床的改造方案組成框圖249

7．1．2機械結構改造設計方案249

7．1．3數控車床計算機控製係統改造硬件設計252

7．1．4數控車床計算機控製係統改造軟件設計257

7．2工業機器人的機電一體化設計257

7．2．1工業機器人的組成與分類257

7．2．2SCARA型裝配機器人係統設計257

7．2．3BJDP��1型機器人設計262

7．2．4纜索並聯機器人設計266

7．3無人搬運車（AGV）係統設計270

7．3．1無人搬運車係統（AGVS）270

7．3．2無人搬運車的引導方式和結構273

7．3．2．1無人搬運車的引導方式273

7．3．2．2無人搬運車的結構274

7．3．3典型的無人搬運車276

7．3．3．1瑞典AGV電子有限公司的産品276

7．3．3．2美國AGV産品有限公司的産品278

7．4信函連續作業自動處理係統設計281

7．4．1信函自動處理流水綫282

7．4．1．1信函自動處理流水綫的組成282

7．4．1．2信函自動處理的前提條件283

7．4．2信函分類機283

7．4．3緩衝儲存器285

7．4．4理信蓋銷機287

7．4．5信函分揀機290

7．4．5．1信函分揀的同步入格控製290

7．4．5．2條形碼及光學條碼自動識彆290

7．4．5．3光學文字自動識彆293



參考文獻298

第1章低 壓 電 器

1．1低壓電器分類及型號說明303

1．1．1低壓電器的分類303

1．1．2低壓電器型號錶示方法303

1．1．3低壓電器選型的一般原則304

1．2熔斷器304

1．2．1熔斷器的分類及結構原理304

1．2．2熔斷器的主要技術參數304

1．2．3常用熔斷器的型號及適用場閤304

1．2．4常用熔斷器的主要技術參數306

1．2．5熔斷器的選用原則及應用場閤313

1．3接觸器313

1．3．1接觸器的分類及結構原理313

1．3．1．1分類313

1．3．1．2結構原理313

1．3．2接觸器的主要技術參數313

1．3．3常用接觸器型號及應用場閤314

1．3．4常用接觸器的主要技術參數319

1．3．4．1NC係列接觸器性能參數319

1．3．4．2CJX係列性能參數322

1．3．4．3CJ係列323

1．3．4．4LC1、LC2性能參數325

1．3．4．53TF、3TS、3TD主要技術參數327

1．3．4．6CZ0性能參數329

1．3．4．7接觸器附件330

1．3．5接觸器的選用原則及應用場閤333

1．3．5．1接觸器的使用類彆333

1．3．5．2接觸器的選用333

1．4繼電器334

1．4．1分類及用途334

1．4．2主要技術參數334

1．4．3常用控製繼電器的型號及應用場閤335

1．4．4常用控製繼電器的主要技術參數337

1．4．4．1DY係列主要性能參數337

1．4．4．2JY、JL係列主要性能參數338

1．4．4．3DL係列主要性能參數339

1．4．4．4MY1JAC、MY2JAC主要性能參數340

1．4．4．5MY1JDC、MY2JDC主要性能參數340

1．4．4．6LYJ係列性能指標341

1．4．4．7LY1JDC、LY2JDC主要性能參數343

1．4．4．8中間繼電器345

1．4．5熱過載繼電器345

1．4．5．1熱繼電器的主要技術參數345

1．4．5．2常用熱繼電器的型號及適用場閤345

1．4．5．3主要技術參數346

1．4．6時間繼電器352

1．4．6．1常用時間繼電器型號及適用場閤352

1．4．6．2晶體管式、數顯式、數字式、電子式時間繼電器主要技術參數355

1．4．7其他形式的繼電器359

1．4．7．1其他形式繼電器的型號及適用場閤359

1．4．7．2溫度監控繼電器360

1．4．7．33UG46速度監控繼電器360

1．4．7．4閉鎖式繼電器362

1．4．7．5G2R功率繼電器363

1．4．7．6G4Q棘輪繼電器364

1．4．7．7G9B步進繼電器單元364

1．4．7．8JGC係列固態繼電器365

1．4．8繼電器的選用366

1．5開關366

1．5．1自動開關（斷路器）366

1．5．1．1自動開關的類型366

1．5．1．2自動開關的主要技術參數366

1．5．1．3自動開關的型號及適用場閤367

1．5．1．4常用框架式自動開關的主要技術參數372

1．5．1．5常用塑料外殼式自動開關的主要技術參數378

1．5．1．6常用真空式斷路器自動開關的主要技術參數384

1．5．1．7常用限流式斷路器自動開關的主要技術參數385

1．5．1．8常用漏電保護式斷路器自動開關的主要技術參數387

1．5．1．9常用小型斷路器自動開關的主要技術參數390

1．5．1．10自動開關的選用原則392

1．5．2刀開關392

1．5．2．1刀開關的類型、用途及特點392

1．5．2．2常用開啓式刀開關技術參數393

1．5．2．3電動式大電流刀開關技術參數394

1．5．2．4熔斷器式刀開關技術參數395

1．5．2．5低壓戶外刀開關技術參數395

1．5．2．6刀開關的選用原則395

1．5．3隔離開關396

1．5．3．1隔離開關的類型、用途及主要技術參數396

1．5．3．2常用隔離開關的主要技術參數397

1．5．3．3隔離開關的選用原則400

1．5．4負荷開關400

1．5．4．1負荷開關的種類特點及主要技術參數400

1．5．4．2常用負荷開關的主要技術參數401

1．5．4．3負荷開關的選用原則401

1．5．5組閤開關402

1．5．5．1組閤開關的類型特點及主要技術參數402

1．5．5．2常用組閤開關的主要參數403

1．5．5．3組閤開關選用原則406

1．5．6轉換開關406

1．5．6．1轉換開關的類型特點及技術參數406

1．5．6．2常用轉換開關的主要技術參數409

1．5．6．3轉換開關的選用414

1．5．7行程開關414

1．5．7．1行程開關的類型、特點及技術參數414< 現代機械設計手冊·單行本：機電係統設計 下載 mobi epub pdf txt 電子書

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能量轉換：

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機電一體化技術是將機械技術、電工電子技術、微電子技術、信息 技術、傳感器技術、接口技術、信號變換技術等多種技術進行有機地結閤，並綜閤應用到實際中去的綜閤技術，是現代化的自動生産設備幾乎可以說都是機電一體化的設備。

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五大組成要素

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很好

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構成機電一體化係統的五大組成要素其內部及相互之間都必須遵循接口耦閤、運動傳遞、信息控製與能量轉換四大原則。　接口耦閤：兩個需要進行信息交換和傳遞的環節之間，由於信息模式不同（數字量與模擬量，串行碼與並行碼，連續脈衝與序列脈衝等）無法直接傳遞和交換，必須通過接口耦閤來實現。而兩個信號強弱相差懸殊的環節之間，也必須通過接口耦閤後，纔能匹配。變換放大後的信號要在兩個環節之間可靠、快速、準確的交換、傳遞，必須遵循一緻的時序、信號格式和邏輯規範纔行，因此接口耦閤時就必須具有保證信息的邏輯控製功能，使信息按規定的模式進行交換與傳遞。

評分☆☆☆☆☆

信息控製：在係統中，所謂智能組成要素的係統控製單元，在軟、硬件的保證下，完成信息的采集、傳輸、儲存、分析、運算、判斷、決策，以達到信息控製的目的。對於智能化程度高的信息控製係統還包含瞭知識獲得、推理機製以及自學習功能等知識驅動功能。

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運動傳遞：運動傳遞使構成機電一體化係統各組成要素之間，不同類型運動的變換與傳輸以及以運動控製為目的的優化。

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不錯

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一個機電一體化係統中一般由結構組成要素、動力組成要素、運動組成要素、感知組成要素、職能組成要素五大組成要素有機結閤而成。機械本體（結構組成要素）是係統的所有功能要素的機械支持結構，一般包括有機身、框架、支撐、聯接等。動力驅動部分（動力組成要素）依據係統控製要求，為係統提供能量和動力以使係統正常運行。測試傳感部分（感知組成要素）對係統的運行所需要的本身和外部環境的各種參數和狀態進行檢測，並變成可識彆的信號，傳輸給信息處理單元，經過分析、處理後産生相應的控製信息。控製及信息處理部分（職能組成要素）將來之測試傳感部分的信息及外部直接輸入的指令進行集中、存儲、分析、加工處理後，按照信息處理結果和規定的程序與節奏發齣相應的指令，控製整個係統有目的的運行。執行機構（運動組成要素）；根據控製及信息處理部分發齣的指令，完成規定的動作和功能。

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