【正文】 此從動(dòng)輪以較高的加速度轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，閉環(huán)之內(nèi)動(dòng)力傳動(dòng)鏈中的間隙會(huì)影響伺服系統(tǒng)的穩(wěn)定性。第四篇：機(jī)電一體化課后小結(jié)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)和信息處理技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感與測(cè)試技術(shù)、電力電子技術(shù)、伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)、系統(tǒng)總體技術(shù)等現(xiàn)代高新技術(shù)群體之上的一種高新技術(shù)。：機(jī)械本體、動(dòng)力源、檢測(cè)與傳感裝置、控制與信息處理裝置、執(zhí)行機(jī)構(gòu)。需要綜合應(yīng)用各項(xiàng)共性關(guān)鍵技術(shù)，必須考慮各種技術(shù)方案的等效性、互補(bǔ)性及可比性。：1）高精度；2）快速響應(yīng)；3）良好的穩(wěn)定性。：1）轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大會(huì)造成系統(tǒng)機(jī)械負(fù)載增大，系統(tǒng)響應(yīng)速度變慢，靈敏度降低，系統(tǒng)固有頻率下降，產(chǎn)生諧振。，傳動(dòng)精確度高，可做到零側(cè)隙無(wú)回差，強(qiáng)度大能承受重載，結(jié)構(gòu)緊湊，摩擦力小和效率高等原因。：1）齒輪誤差的綜合；2）合理布置傳動(dòng)鏈；3）最佳總傳動(dòng)比的確定；4）各級(jí)傳動(dòng)比的最佳分配原則：5）三種原則的選擇。耗費(fèi)能量為滑動(dòng)絲杠1/3；②運(yùn)動(dòng)具有可逆性；③系統(tǒng)剛度好；④傳動(dòng)精度高；⑤使用壽命長(zhǎng)；⑥不能自鎖。2）按滾珠的循環(huán)方式分類：內(nèi)循環(huán) 和外循環(huán)2種。：滾珠絲杠副既對(duì)本身單一方向的傳動(dòng)精度有要求，又對(duì)其軸向間隙有嚴(yán)格要求，以保證其反向傳動(dòng)精度。利用齒形帶的齒形與帶輪的輪齒依次相嚙合傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。，即具有內(nèi)齒的剛輪、具有外齒的柔輪和波發(fā)生器。誤差均化齒側(cè)間隙??；可以向密封空間傳遞運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力；傳動(dòng)平穩(wěn)，基本上無(wú)沖擊振動(dòng)；傳動(dòng)效率高，單級(jí)69％~96％；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、質(zhì)量輕。：1）主要用于兩個(gè)傳動(dòng)件的軸線不在同一直線上或工作時(shí)彼此要求有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合；2）可以彎曲地繞過(guò)各種障礙物，遠(yuǎn)距離傳遞回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；3）適合受連續(xù)沖擊，也適合高速、小扭矩的場(chǎng)合，其轉(zhuǎn)速可達(dá)20000r/min，；4）不適合低速大轉(zhuǎn)矩的傳動(dòng)。：導(dǎo)軌主要由兩部分組成，在工作時(shí)一部分固定不動(dòng)，稱為支撐導(dǎo)軌（或?qū)?dòng)軌），另一部分相對(duì)支撐導(dǎo)軌作直線或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，稱為動(dòng)導(dǎo)軌（或滑座）；1）滑動(dòng)導(dǎo)軌；2）滾動(dòng)導(dǎo)軌。：1）專用性；2）低速性；3）高性能價(jià)格比。；鍵名和鍵值的確定。，7只顯示字段、1只顯示小數(shù)點(diǎn)，有時(shí)也稱為七段式數(shù)碼顯示器。：1）靜態(tài)顯示：即每一位LED數(shù)碼管上的顯示都是穩(wěn)定地持續(xù)顯示，顯示內(nèi)容無(wú)閃動(dòng)；2）動(dòng)態(tài)顯示：即所有位LED數(shù)碼管共用一個(gè)段選碼接口，并分別配置自己的位選線，各位LED數(shù)碼管在位選接口的控制下輪流使用段選碼接口并顯示自己的字符，在任一時(shí)刻都是只有一位LED數(shù)碼管在亮，但由于人眼的視覺(jué)暫留效應(yīng)，看上去好象所有LED數(shù)碼管在同時(shí)顯示。：即A/D轉(zhuǎn)換器能夠提供的數(shù)字量的多少。在晶閘管的陽(yáng)極加上正向電壓，同時(shí)在控制極加上正向電壓。：從被觸發(fā)導(dǎo)通的瞬間開(kāi)始到電壓為零這段時(shí)間所對(duì)應(yīng)的電度角。，當(dāng)在發(fā)光二極管二端加正向電壓時(shí)，發(fā)光二極管點(diǎn)亮，照射光敏晶體管使之導(dǎo)通，產(chǎn)生輸出信號(hào)。應(yīng)考慮光電藕合器的2個(gè)參數(shù)：電流傳輸比CTR與時(shí)間延遲。：根據(jù)使用要求合理選用傳感器，并設(shè)計(jì)或選用相應(yīng)的信號(hào)檢測(cè)與處理電路以構(gòu)成檢測(cè)系統(tǒng)，對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行分析與調(diào)試，使之在機(jī)電一體化產(chǎn)品中實(shí)現(xiàn)預(yù)期的計(jì)測(cè)功能。，分為模擬和數(shù)字運(yùn)算電路2種。：CD4051八選一模擬開(kāi)關(guān)主要由8路CMOS開(kāi)關(guān)、譯碼電路和電平轉(zhuǎn)換電路3部分組成。實(shí)現(xiàn)這一功能的電路稱采樣／保持電路。，概括起來(lái)有計(jì)算法和查表法2大類。這類誤差屬于系統(tǒng)誤差，當(dāng)誤差較大時(shí)會(huì)對(duì)系統(tǒng)的精度產(chǎn)生很大影響，所以必須對(duì)它們進(jìn)行補(bǔ)償，常用軟件方法進(jìn)行補(bǔ)償。：比較元件、調(diào)節(jié)元件、執(zhí)行元件、被控對(duì)象、測(cè)量反饋元件。：1）慣性小，動(dòng)力大；2）體積小、質(zhì)量輕；3）便于計(jì)算機(jī)控制；4）成本低、可靠性好、便于安裝和維修。，m相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)可采用單相通電、雙相通電或單雙相輪流通電方式。：指步進(jìn)電動(dòng)機(jī)每拍轉(zhuǎn)過(guò)的角度。：步進(jìn)電動(dòng)機(jī)通電循環(huán)的各拍中交替出現(xiàn)單、雙相通電狀態(tài)。：①電樞電壓控制；② 勵(lì)磁磁場(chǎng)控制。：①必須輸入一定頻率的脈沖信號(hào)；②將輸入脈沖信號(hào)按照一定的順序分配到各相繞組；③分配到各相繞組的脈沖信號(hào)必須具有一定驅(qū)動(dòng)功率。（PWM）。：當(dāng)伺服系統(tǒng)負(fù)載不大，精度要求不高時(shí)，采用開(kāi)環(huán)控制，當(dāng)負(fù)載較大或精度要求較高時(shí)，采用閉環(huán)或半閉環(huán)。：先考慮穩(wěn)定性要求，再滿足快速響應(yīng)性及精度要求。直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出信號(hào)是與輸入軸的轉(zhuǎn)速成正比的直流電壓信號(hào)，信號(hào)幅度大，信號(hào)調(diào)理電路簡(jiǎn)單。因此，可同時(shí)測(cè)量轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速。p 功耗：TTL門(mén)電路的空載功耗與CMOS門(mén)的靜態(tài)功耗相比，是較大的，約為數(shù)十毫瓦（mw）而后者僅約為幾十納（109）瓦；在輸出電位發(fā)生跳變時(shí)（由低到高或由高到低），TTL和CMOS門(mén)電路都會(huì)產(chǎn)生數(shù)值較大的尖峰電流，引起較大的動(dòng)態(tài)功耗。（2）響應(yīng)特性：實(shí)際傳感器的響應(yīng)總有一定延遲，但延遲時(shí)間愈短愈好?？紤]被測(cè)量的變化范圍，例如變間隙型電容、電感傳感器。非精確度越高越好。第五篇：機(jī)電一體化課后考試題答案1試說(shuō)明較為人們所接受的“機(jī)電一體化”的含義。結(jié)合(融合)法：它是將各組成要素有機(jī)結(jié)合為一體構(gòu)成專用或通用的功能部件(子系統(tǒng))，其要素之間機(jī)電參數(shù)的有機(jī)匹配比較充分。適應(yīng)性設(shè)計(jì)：它是在設(shè)計(jì)方案和功能結(jié)構(gòu)不變的情況下，僅改變現(xiàn)有產(chǎn)品的規(guī)格尺寸使之適應(yīng)于量的方面有所變更的要求。9 機(jī)電一體化系統(tǒng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用是什么？使執(zhí)行元件與負(fù)載之間在轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速方面達(dá)到合理（最佳）的匹配。1，一端雙軸承固定，另一端懸臂，多用于短行程以及垂直傳動(dòng)2，一端雙軸承固定，另一端單軸承支承（軸向可滑動(dòng)，彌補(bǔ)熱脹冷縮和安裝誤差），結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是單軸承端支承剛性差一些。減速比分別為：i1=i2=i3=3，則i=△：△φmax=△φ1/i+(△φ2+△φ3)/(i2i3)+(△φ4+△φ5)/ 3+△φ6=+++=(弧度/sec)26對(duì)滾動(dòng)導(dǎo)軌副的基本要求1)導(dǎo)向精度2)耐磨性 3)剛度4)工藝性 27試論述機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)。適應(yīng)性設(shè)計(jì)是在總的方案原理基本保持不變的情況下，對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品進(jìn)行部更改，或用微電子技術(shù)代替原有的機(jī)械結(jié)構(gòu)，或?yàn)榱诉M(jìn)行微電子控制對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行局部適應(yīng)性設(shè)計(jì)，以使產(chǎn)品的性能和質(zhì)量增加某些附加價(jià)值。只適合行程較小的場(chǎng)合②絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)、螺母移動(dòng)。④絲杠固定、螺母轉(zhuǎn)動(dòng)并移動(dòng)。傳動(dòng)精度高、不易磨損、使用壽命長(zhǎng)。34滾珠絲杠副的組成及特點(diǎn)有哪些？答：由絲杠、螺母、滾珠、反向器組成。③螺母移動(dòng)、絲杠移動(dòng)。32絲杠螺母機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)形式及其特點(diǎn)是什么？答：①螺母固定、絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)并移動(dòng)。28機(jī)電一體化系統(tǒng)對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本要求是什么？答：傳動(dòng)間隙小、精度高、低摩擦、體積小、重量輕、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、響應(yīng)速度快、傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、高諧振頻率以及與伺服電機(jī)等其他環(huán)節(jié)的動(dòng)態(tài)性能相匹配等要求的傳動(dòng)部件。4，一端雙軸承固定，另一端雙軸承支承（軸向由圓螺母及碟簧預(yù)緊預(yù)拉伸），結(jié)構(gòu)稍復(fù)雜，軸向剛性好一些，高速旋轉(zhuǎn)不易甩動(dòng)，特別用于水平布置，尤其雙向負(fù)載大且跨距大時(shí)候用。13絲杠螺母副的組成要素有哪些？滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)由反向器(滾珠循環(huán)反向裝置)螺母絲杠3和滾珠4等四部分組成。為達(dá)到上述要求，主要從以下幾方面采取措施：1)采用低摩擦阻力的傳動(dòng)部件和導(dǎo)向支承部件； 2)縮短傳動(dòng)鏈，提高傳動(dòng)與支承剛度；3)選用最佳傳動(dòng)比，以達(dá)到提高系統(tǒng)分辨率、減少等效到執(zhí)行元件輸出軸上的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，盡可能提高加速能力。6開(kāi)發(fā)性設(shè)計(jì)、變異性設(shè)計(jì)、適應(yīng)性設(shè)計(jì)有何異同？開(kāi)發(fā)性設(shè)計(jì)：它是沒(méi)有參照產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，僅僅是根據(jù)抽象的設(shè)計(jì)原理和要求，設(shè)計(jì)出在質(zhì)量和性能方面滿足目的要求的產(chǎn)品或系統(tǒng)。4工業(yè)三大要素指的是什么？物質(zhì)、能量和信息5什么是機(jī)電互補(bǔ)法、融合法、組合法？機(jī)電互補(bǔ)法又稱取代法。例如：研究超精密度切削機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件的定位精度，主軸回轉(zhuǎn)誤差，振動(dòng)及熱變形。例如：電阻應(yīng)變式傳感器，濕度影響絕緣性；溫度會(huì)產(chǎn)生零漂。傳感器工作在線性區(qū)域內(nèi)，是保證測(cè)量精確度的前提。傳感器的選擇：（1）靈敏度：高靈敏度意味著被測(cè)量稍有微小變化時(shí)，傳感器就有較大輸出，外界干擾信號(hào)容易混入，并被放大裝置放大。噪聲容限很大。（2）光電編碼器（增量式）主要由旋轉(zhuǎn)孔盤(pán)和光電器件組成，具有體積小、使用方便、測(cè)量精度高等特點(diǎn)，常與直流電機(jī)配合使用構(gòu)成脈寬調(diào)速系統(tǒng)。問(wèn)：直流測(cè)速發(fā)電機(jī)和光電編碼器做轉(zhuǎn)速測(cè)量時(shí)各有何特點(diǎn)？ 答：（1）直流測(cè)速發(fā)電機(jī)由永久磁鐵與感應(yīng)線圈組成，用電樞獲取速度信號(hào)。：①都要對(duì)系統(tǒng)輸出進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)和反饋，即都有反饋環(huán)節(jié)；②都是根據(jù)偏差對(duì)系統(tǒng)實(shí)施控制。②開(kāi)關(guān)功率放大器：其作用是對(duì)電壓脈寬變換器輸出的信號(hào)US進(jìn)行放大，輸出具有足夠功率的信號(hào)UP，以驅(qū)動(dòng)直流伺服電動(dòng)機(jī)。，通過(guò)接口和功放電路驅(qū)動(dòng)直流伺服電動(dòng)機(jī)。：①功放電路、②直流伺服電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的摩擦對(duì)調(diào)速特性的影響、③負(fù)載變化對(duì)調(diào)節(jié)特性的影響。：永磁式、他勵(lì)式。：通過(guò)改變繞組的通斷電頻率，即輸入脈沖頻率，則可改變步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。：每拍中只有一相繞組通電。，齒距為360o/40=9o，若三相三拍，當(dāng)轉(zhuǎn)子齒與A相定子齒對(duì)齊時(shí)，轉(zhuǎn)子齒與B相定子齒相差1/3齒距，即3o，與C相定子齒相差2/3齒距，即6o?？梢园凑蛰斎氲拿}沖指令一步步地旋轉(zhuǎn)，即可將輸入的指令信號(hào)轉(zhuǎn)換成響應(yīng)的角位移。：穩(wěn)定性、精度和快速響應(yīng)性。采用這種方法進(jìn)行非線性補(bǔ)償時(shí)，首先需根據(jù)傳感器的標(biāo)定數(shù)據(jù)建立插值多項(xiàng)式，這是問(wèn)題的關(guān)鍵。，由于傳感器、測(cè)量電路和放大電路等不可避免地存在溫度漂移和時(shí)間漂移，這樣就引起了零位誤差和增益誤差。／保持電路：由于采樣信號(hào)f*(t)在函數(shù)軸上仍是連續(xù)變化的模擬量，需用A/D轉(zhuǎn)換器將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。，并對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)的非線性、零位誤差和增益誤差等進(jìn)行補(bǔ)償和修正。：設(shè)計(jì)任務(wù)分析；系統(tǒng)方案選擇；系統(tǒng)構(gòu)成框圖設(shè)計(jì)；環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)與制造；總裝調(diào)試及實(shí)驗(yàn)分析；系統(tǒng)運(yùn)行及考核。傳感器及相應(yīng)的信號(hào)檢測(cè)與處理電路構(gòu)成機(jī)電一體化產(chǎn)品的檢測(cè)系統(tǒng)。②具有很強(qiáng)的抑制干擾能力。與晶閘管相比，功率晶體管有如下特點(diǎn)：a）不僅可以工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，也可工作在模擬狀態(tài)；b）開(kāi)關(guān)速度遠(yuǎn)大于晶閘管；c）控制比晶閘管容易；d）價(jià)格高于晶閘管。使流過(guò)晶閘管的電流小于保持晶閘管導(dǎo)通所需的電流即維持電流時(shí)，晶閘管關(guān)斷。（SCR）有4層半導(dǎo)體、3個(gè)PN結(jié)、3個(gè)電極組成；主要內(nèi)容：導(dǎo)通條件、截止條件、控制角、導(dǎo)通角。，要求能將傳感器輸出的模擬量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字量，輸入給控制機(jī)，這一工作通常采用A／D轉(zhuǎn)換器完成。：為了得到某個(gè)“顯示字符”，就必須讓七段數(shù)碼管有的亮，有的不亮，即為其a~dp各引腳提供相應(yīng)的電平，將a上的電平狀態(tài)做為最低位，dp上的電平狀態(tài)做為最高位，就得到一個(gè)8位二進(jìn)制數(shù)，稱為相應(yīng)于該“顯示字符”的“段選碼”。：①首先確定有無(wú)鍵閉合；②去抖動(dòng)；③判斷哪個(gè)鍵閉合。①靜態(tài)接口方法；②動(dòng)態(tài)接口方法。（主要是控制微機(jī)）之間進(jìn)行信息交換的接口。：①滾動(dòng)導(dǎo)軌按滾動(dòng)體形狀，分為滾珠、滾柱導(dǎo)軌等；②按導(dǎo)軌截面形狀分，有矩形和梯形2種；③按滾道溝槽形狀分，有單圓弧和雙圓弧2種。：機(jī)電一體化產(chǎn)品要求其機(jī)械系統(tǒng)的各運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)必須得到安全的支撐，并能準(zhǔn)確地完成其特定方向的運(yùn)動(dòng)。工作時(shí)，相鄰兩層鋼絲中的一層趨于擰緊，另一層趨于擰松，以使各層鋼絲間趨于壓緊，傳遞轉(zhuǎn)矩。 ：傳動(dòng)比大；單級(jí)諧波齒輪傳動(dòng)50500，多級(jí)和復(fù)式80000以上；承載能力大。同步帶傳動(dòng)缺點(diǎn)：安裝精度要求高、中心距要求嚴(yán)格，具有一定的蠕變性；制造工藝復(fù)雜，成本高。：雙推—自由式（一端固定，一端自由）；雙推—簡(jiǎn)支式（一端固定，一端游動(dòng)）；雙推—雙推式。②外循環(huán)：外循環(huán)方式中的滾珠在循環(huán)返回時(shí)，離開(kāi)絲杠螺紋滾道，在螺母體內(nèi)或體外做循環(huán)運(yùn)動(dòng)。：可從螺紋滾道的截面形狀、滾珠的循環(huán)方式和消除軸向間隙的調(diào)整方法進(jìn)行區(qū)別。： ①傳動(dòng)效率高。因此必須采取措施消除齒輪傳動(dòng)中的間隙，以保證機(jī)構(gòu)的雙向傳動(dòng)精度。2）剛度大，剛度是使彈性體產(chǎn)生單位變形量所需的作用力，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)選用大剛度的機(jī)構(gòu)；3）阻尼合適，機(jī)械系統(tǒng)產(chǎn)生共振時(shí)，系統(tǒng)中阻尼越大，最大振幅就越小，且衰減越快；但阻尼大會(huì)使系統(tǒng)增大穩(wěn)態(tài)誤差，降低精度。機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的特性：轉(zhuǎn)動(dòng)慣量?。粍偠却?；阻尼合適；摩擦??；間隙??；抗振性能好。，應(yīng)盡量以計(jì)算機(jī)為工具