【正文】 ? 機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)指標(biāo)是由各子系統(tǒng)單元性能指標(biāo)來完成，系統(tǒng)單元的設(shè)計(jì)必須服從系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)要求，因此在設(shè)計(jì)系統(tǒng)單元時(shí)，應(yīng)按照設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行分析。 上一頁 返回 返回 第二節(jié) 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理與設(shè)計(jì)方法 一、 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析 ? 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)是一門綜合性技術(shù)，充分利用多種技術(shù)，多種設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)出多種機(jī)電系統(tǒng)。 ? (4) 用電子裝置取代機(jī)械的主功能，形成特殊的加工能力。 ? (10) 增強(qiáng)擴(kuò)展應(yīng)用功能。 ? (6) 提高操作性和使用性。 ? (2) 提高機(jī)電系統(tǒng)功能。 ? (3) 信息機(jī)電設(shè)備。機(jī)電一體化系統(tǒng)的多功能、高精度、高性能要求不可避免地要使產(chǎn)品復(fù)雜化。 上一頁 下一頁 返回 ? 5. ? 機(jī)電一體化系統(tǒng)是機(jī)械、電子和信息等性能不同的技術(shù)有機(jī)地結(jié)合一體的集合系統(tǒng)，其構(gòu)成單元或子系統(tǒng)之間的接口極其重要。自動(dòng)控制技術(shù)的廣泛應(yīng)用，在機(jī)電一體化系統(tǒng)或產(chǎn)品中起著極為重要的作用。 上一頁 下一頁 返回 ? 2. ? 信息處理技術(shù)包括信息的輸入、識(shí)別、變換、運(yùn)算、存儲(chǔ)及輸出技術(shù)。軟件的設(shè)計(jì)與硬件接口設(shè)計(jì)必須采用標(biāo)準(zhǔn)化方式。所以，執(zhí)行單元必須與驅(qū)動(dòng)單元匹配，提高控制精度及控制的可靠性。 ? 4. ? 驅(qū)動(dòng)單元按不同的動(dòng)力源，一般可分為三類：電動(dòng)、氣動(dòng)、液壓，主要功能是驅(qū)動(dòng)各種執(zhí)行設(shè)備，例如，各種電動(dòng)機(jī)、各種開關(guān)元件、機(jī)械裝置等。各種傳感器與其他儀器配合可組成檢測(cè)系統(tǒng)，檢測(cè)控制系統(tǒng)，多參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)等，是機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要部分。 二、 機(jī)電一體化系統(tǒng)各組成單元的基本功能 ? 1. ? 機(jī)械單元是機(jī)電系統(tǒng)或設(shè)備的組成部分之一，機(jī)械單元的設(shè)計(jì)必須結(jié)構(gòu)合理，減輕質(zhì)量和提高精度。 ? (2) 綜合性原則。機(jī)電系統(tǒng)各部分具有特定的功能，特別是人們根據(jù)工程 ? (4) 環(huán)境適應(yīng)性。第一章 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 基礎(chǔ)知識(shí) ? 第一節(jié) 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本知識(shí) ? 第二節(jié) 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理與設(shè) 計(jì)方法 ? 第三節(jié) 現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法在機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 ? 習(xí)題與思考題 第一節(jié) 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 基本知識(shí) ? 一、 機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本概念 ? “機(jī)電系統(tǒng)”這個(gè)名詞，使用非常廣泛。機(jī)電系統(tǒng)總是存在并運(yùn)用到一個(gè)特定的工作環(huán)境中，與環(huán)境不斷進(jìn)行物質(zhì)、能量、信息的交換。任何機(jī)電系統(tǒng)都具有多方面的特性，涉及多方面的技術(shù)知識(shí) 。為了減輕質(zhì)量，除了合理進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)外，主要應(yīng)考慮采用非金屬?gòu)?fù)合材料。 ? 3. ? 控制單元一般包括計(jì)算機(jī)主體、可編程序控制器及其配套的輸入輸出接口設(shè)備。 ? 5. ? 機(jī)電一體化系統(tǒng)常用的動(dòng)力源有三類：電源、液壓源、氣壓源。 ? 7. ? 將機(jī)電一體化系統(tǒng)各組成部分連接起來的元件或電路稱為接口。 ? 三、 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù) ? 1. ? 傳感器技術(shù)是機(jī)電一體化的關(guān)鍵性技術(shù)。信號(hào)的分析與處理是否準(zhǔn)確，可靠、穩(wěn)定、快速性，直接影響到機(jī)電一體化系統(tǒng)或產(chǎn)品的性能，因而也是機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)。 ? 4. ? 伺服系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)電信號(hào)到機(jī)械動(dòng)作的控制轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，控制質(zhì)量和功能具有決定性的影響。從系統(tǒng)整體看，機(jī)電一體化系統(tǒng)是通過許多接口將各組成單元的輸入 /輸出聯(lián)系為一體的系統(tǒng)。所以，在設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)中要求組成單元的功能、精度、性能都要好，如果整體系統(tǒng)不能很好協(xié)調(diào)，系統(tǒng)照樣難以正常運(yùn)行而不能發(fā)揮其應(yīng)有的性能和作用。 ? (4) 民用機(jī)電設(shè)備。 ? (3) 提高生產(chǎn)效率，降低成本。 ? (7) 減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，改善勞動(dòng)條件。 上一頁 下一頁 返回 ? 2. ? 根據(jù)微電子技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電結(jié)合的深度以及機(jī)械產(chǎn)品發(fā)展的要求，機(jī)械產(chǎn)品的機(jī)電一體化 ? ? (1) 在原有機(jī)械系統(tǒng)的基礎(chǔ)上采用微機(jī)控制裝置，使系統(tǒng)的性能提高和功能增強(qiáng)。 ? (5) 機(jī)電技術(shù)的完全融合形成新型機(jī)電一體化產(chǎn)品。由于設(shè)計(jì)的系統(tǒng)不同，技術(shù)要求不同 ,使用條件的不同，系統(tǒng)的復(fù)雜程度不同，但必須是性能可靠性、適用性與經(jīng)濟(jì)性要好。 上一頁 下一頁 返回 ? 4. ? 接口單元要完成系統(tǒng)單元的匹配。 上一頁 下一頁 返回 三、 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的技術(shù)文件 ? 在設(shè)計(jì)機(jī)電一體化系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)形成一整套設(shè)計(jì)技術(shù)文件，這些設(shè)計(jì)技術(shù)文件是設(shè)計(jì)工作中每一步研究工作的結(jié)果，同時(shí)還包括該系統(tǒng)用于制造驗(yàn)收、使用和維護(hù)的說明。 ? 根據(jù)所設(shè)計(jì)的機(jī)電一體化系統(tǒng)（或產(chǎn)品）的內(nèi)容，分解為單元系統(tǒng)說 ? ① 軟硬件設(shè)計(jì)實(shí)施途徑應(yīng)對(duì)自行設(shè)計(jì)加工、技術(shù)引進(jìn)、單元部件購(gòu)買、 ? ② 技術(shù)實(shí)施途徑應(yīng)對(duì)采用的設(shè)計(jì)制作原理、方法、技術(shù)和理論作說明。項(xiàng)目總負(fù)責(zé)人，分項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，主設(shè)計(jì)人員，實(shí) ? (9) 設(shè)計(jì)與研制經(jīng)費(fèi)預(yù)算。 上一頁 下一頁 返回 ? (6) ? (7) ? (8) 設(shè)計(jì)文件目錄，這些文件是在設(shè)計(jì)的各個(gè)階段中得到的，并須經(jīng) ? (9) 附錄是設(shè)計(jì)中必須把用到的其他參考資料收集整理，主要包括：圖紙、示意圖、論證書、設(shè)計(jì)手冊(cè)與設(shè)計(jì)產(chǎn)品有關(guān)的工藝裝備目錄等。 ? (3) 熟練地運(yùn)用各種標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化的組件、器件和零件，對(duì)于提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和設(shè)計(jì)工作效率有很大的意義。 上一頁 下一頁 返回 四、 ? 1. ? 在機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）開發(fā)設(shè)計(jì)中，沒有可參照產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，僅僅是根據(jù)工程應(yīng)用設(shè)計(jì)技術(shù)要求，設(shè)計(jì)出在性能和功能滿足實(shí)際應(yīng)用的產(chǎn)品。 ? 5. 上一頁 下一頁 返回 五、 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法 ? 1. ? 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員必須始終銘記，機(jī)電一體化系統(tǒng)（或產(chǎn)品）的主要特征應(yīng)具有自動(dòng)化程度高，操作方便，性能及功能先進(jìn)。 上一頁 下一頁 返回 ? 4. ? 組合設(shè)計(jì)法用于機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，具體的設(shè)計(jì)是把結(jié)合法制成的功能部件（或子系統(tǒng)）、功能模塊，像積木那樣組合成各種機(jī)電一體化系統(tǒng)，故稱為組合法。 ? 反向設(shè)計(jì)方法能使自己“知己知彼，百戰(zhàn)不殆”。包括分析機(jī)電產(chǎn)品的功能及其指標(biāo)和描述，為驗(yàn)證產(chǎn)品的性能、安全性和可靠性要作哪些試驗(yàn)，必須進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算分析等。 ? ⑤ 機(jī)械單元。這是一項(xiàng)十分重要的內(nèi)容。根據(jù)反向設(shè)計(jì)的結(jié)果，提出設(shè)計(jì)高性能 上一頁 下一頁 返回 ? 6. ? (1) 用戶需求和市場(chǎng)信息分析。有了這種調(diào)查分析，有利于設(shè)計(jì)，可使將來遇到的問題盡量減少，達(dá)到設(shè)計(jì)制造生產(chǎn)的先預(yù)測(cè)。必須注意的是：設(shè)計(jì)人員在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中都要堅(jiān)持不懈地對(duì)這些信息進(jìn)行分析，對(duì)設(shè)計(jì)的機(jī)電系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)充與修改。任何一個(gè)產(chǎn)品都希望盡可能延長(zhǎng)其生命周期，不僅滿足今天的需要，也能滿足明天的需求。 ? (3) 關(guān)鍵技術(shù)和技術(shù)路線的分析。 ? (5) 設(shè)計(jì)方案分析及評(píng)價(jià)。這個(gè)階段的工作量大，既包括機(jī)