【正文】 答：導軌的作用是支承和限制運動部件按給定的運動要求和規(guī)定的運動方向運動。綠色設計就是在新系統(tǒng)的開發(fā)階段，就考慮其整個生命周期內(nèi)對環(huán)境的影響，從而減少對環(huán)境的污染、資源的浪費、使用安全和人類健康等所產(chǎn)生的副作用。適應性設計是在總的設計方案、原理基本保持不變的情況下，對現(xiàn)有產(chǎn)品進行局部更改，或用微電子技術代替原有的機械結構或為了進行微電子控制對機械結構進行局部適應性設計，以使產(chǎn)品在性能和質(zhì)量上增加某些附加價值。但是，由于它含有微分作用，在噪聲比較大或要求響應快的系統(tǒng)中不宜采用；PID 調(diào)節(jié)器能使閉環(huán)系統(tǒng)更加 穩(wěn)定，其動態(tài)性能也比用 PI調(diào)節(jié)器時好。（2）積分（I）調(diào)節(jié)積分調(diào)節(jié)網(wǎng)絡圖如圖(b)，其傳遞函數(shù)為Gc(s)=1/（Tis）式中 Ti=RC。v1=ns*ph*.001。j1=.01。n3=360。13機電一體化技術第 7章參考答案73 機電一體化系統(tǒng)中的典型負載有哪些？說明以下公式的含義：2 1 1 m n j k i cq i j i i k k v J m J答：典型負載是指慣性負載、外力負載、彈性負載、摩擦負載（滑動摩擦負載、粘性摩擦 負載、滾動摩擦負載等）。ab55 簡述多輸入多輸出系統(tǒng)的靜力學方程。也就是說，若，則由 可以完全地恢復 e（t）。答:光電隔離電路主要 由光電耦合器的光電 轉(zhuǎn)換元件組成，如下 ，從上圖 a 可知，微機輸出的控 制信號經(jīng) 74LS04 非門 反相后，加到光電耦 合器 G 的發(fā)光二極管 正端。8機電一體化技術第 4章參考答案試說明 CPU、MC 和 MCS 之關系。沒有脈沖輸入時 3DK4 和3DD15 功率晶體管截止，繞組中無電流通過，電機不轉(zhuǎn)。簡述步進電機三相單三拍的工作原理？答：如教材圖例所示：如果先將電脈沖加到 A 相勵磁繞組，定子 A 相磁極就產(chǎn)生磁通，并對轉(zhuǎn)子產(chǎn)生磁拉力，使轉(zhuǎn)子的 1 3 兩個齒與定子的 A 相磁極對齊，而后再將電脈沖通入B 相磁繞組，B 相磁極便產(chǎn)生磁通，這時轉(zhuǎn)子 2 4 兩個齒與 B 相磁極靠的最近，于是轉(zhuǎn)子便沿著逆時針方向轉(zhuǎn)過 30 度角，使轉(zhuǎn)子 2 4 兩個齒與定子 B 相磁極對齊。答：通過電源的通斷來獲得電壓脈沖信號，控制通斷的時間比來獲得不同的電壓脈沖，通 的時間越長，獲得的平均電壓越大，電機轉(zhuǎn)的就快，反之，電機轉(zhuǎn)的就慢。（3）錐齒輪采用彈簧調(diào)整方式。故諧波齒輪傳動裝置的傳動比可以應用行星輪系求傳動比的方式來計算。210 現(xiàn)有一雙螺母齒差調(diào)整預緊式滾珠絲杠，其基本導程λ0=6mm、一端的 齒輪齒數(shù)為 100、另一端的齒輪齒數(shù)為 98，當其一端的外齒輪相對另一端的外 齒輪轉(zhuǎn)過 2 個齒時，試問：兩個螺母之間相對移動了多大距離？答：Z1 =100，Z2 =98，ΔS=(2/Z1)* λ0=*6 mm= mm。另一種是輸入/輸出。..................................................................11 56 簡述兩自由度機器人逆動力學方程。為縮小 ?φmax，應采取何種措施？...............................................................................................2 2－18 諧波齒輪傳動有何特點？傳動比的計算方法是什么？.......................................3 ,其減速比為100，,試求該 諧波減速器的剛輪齒數(shù)及輸出軸的轉(zhuǎn)動方向(與輸入軸的轉(zhuǎn)向相比較).........................3 ?................................................................3 ？..........................................................................4 機電一體化技術第3 章參考答案..........................................................................................5 31 簡述機電一體化系統(tǒng)執(zhí)行元件的分類及特點。機電一體化系統(tǒng)的綜合評價指標，各內(nèi)部功能的評價內(nèi)容是什么？ 答：機電一體化系統(tǒng)的綜合評價指標：附加價值。機電一體化是在機械的主功能、動力功能、信息功能和控制功能上引進微電子技 術，并將機械裝置與電子裝置用相關軟件有機結合而構成系統(tǒng)的總稱。（3）機座的模型剛度試驗；采用模型試驗方法可測得與實際相接近的變形量；采用有限元法計算機座剛度。答：對于中間傳動軸系一般要求不高。（1）滾動體不循環(huán)的滾動導軌副；結構簡單，容易制造，成本較低，有時難以施加預緊力，剛度較低，抗振性能差，不能承受沖擊載荷。簡述靜壓導軌副的工作原理。兩燕尾面起壓板作用，用一根鑲條就可調(diào)節(jié)水平和垂直方向的間隙，且高度小，結構緊湊，可以承受顛覆力矩；但剛度較差，摩擦力較大，制造、檢驗和維修都不方便。特點同（1）；（3）雙片薄齒輪錯齒調(diào)整法；可自動補償側隙。（4）雙推自由式；軸向剛度和承載能力低，多用于輕載、低速的垂直安裝的絲杠傳動系統(tǒng)。滾珠絲杠副軸向間隙的調(diào)整與預緊方式有幾種？各有何特點？答：（1）雙螺母螺紋預緊調(diào)整式L；結構簡單剛性好、預緊可靠，使用中調(diào)整方便，但不能精確定量地進行調(diào)整；（2）雙螺母齒差預緊調(diào)整式Ch或C；可實現(xiàn)定量調(diào)整，即可進行精密微調(diào)，使用中調(diào)整較方便。優(yōu)點滾珠循環(huán)的回路短、流暢性好、效率高、螺母的徑向尺寸也較小。斬波恒流功放電路：該電路去掉了限流電阻，效率顯著提高，并利用高壓給電動機繞組儲能，波的前沿得到了改善，從而使步進電機的輸出加大，運行效率得到提高。/（zm）；α：步距角；z:轉(zhuǎn)子齒數(shù)；m為計算機的工作時間。步進電機有哪幾種通電方式？步距角與通電方式有否有關？ 答：三相步進電機：單相輪流通電方式，三相單三拍通電。與VR型相比轉(zhuǎn)矩大，但轉(zhuǎn)子慣量也較大。應用：計算機外圍設備、辦公機械、數(shù)控裝置直流伺服電機的驅(qū)動方式有哪幾種？ 晶體管脈寬調(diào)理驅(qū)動、晶閘管直流調(diào)速驅(qū)動旋轉(zhuǎn)式步進電機按其結構可分為哪幾種？各有何特點？可變磁阻（VR）型：轉(zhuǎn)子結構簡單，轉(zhuǎn)子直徑小，有利于快速響應。晶體管式無刷直流伺服電機：無接觸換向部件；需要磁極位置檢測器（如同軸編碼器等）；具有DC伺服電機的全部優(yōu)點。同步帶傳動具有特點是什么？ 1)傳動比準確，傳動效率高。通過選擇所用錐環(huán)的對數(shù)，可傳遞不同大小的轉(zhuǎn)矩。7齒輪傳動有兩軸平行、兩軸相交、兩軸交叉3種形式。、信息處理系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、傳感檢測系統(tǒng)、執(zhí)行元件系統(tǒng)五個子系統(tǒng)組成。3)最大限度地利用已有的資源（Resource)。4)可持續(xù)發(fā)展的理念及對生態(tài)環(huán)境方面的關注，使人們在生產(chǎn)過程和消費過程中更注意生態(tài)和環(huán)境方面的相容性和友善性，綜合考慮產(chǎn)品的環(huán)境影響與資源效率已成潮流。？(P215)1)直接開關量的輸出。從信息流的功能來分，有控制信息流、檢測信息流、數(shù)據(jù)信息流、顯示信息流等。4)最佳的經(jīng)濟性。？（P116）結構設計品質(zhì)是指結構強度和靜剛度、結構動剛度、結構熱穩(wěn)定性和結構工藝性等四大方面應注意的問題第四章？它的基本功能應包括那些？(P149~150)機電一體化機械的控制器是一個以計算機為核心的測量和控制系統(tǒng)它將來自各傳感器的檢測信號與外部輸人命令進行集中，存儲、分析、轉(zhuǎn)換，根據(jù)信息處理結果，按照一定的程序和節(jié)奏發(fā)出相應的指令，控制整個系統(tǒng)有目的的運行。移功件在沿導軌運動時，不論有無載荷，部應保證移動軌跡的直線性及其位置的精確性。5)根據(jù)高效、經(jīng)濟、可靠、美觀、使用方便等原則，初步規(guī)定技術系統(tǒng)的邊界及工作范圍。？（P3～13）現(xiàn)代設計方法門類眾多且不斷出新。機械本體和電氣驅(qū)動界限分明，整個裝置是剛性的，不涉及軟件和計算機控制。機電一體化技術以計算機為控制中 心，在設計過程中強調(diào)機械部件和電器部件間的相互作用和影響，整個裝置在計算機控制下具有一定的智能性。答：機電一體化系統(tǒng)的設計過程中，一直要堅持貫徹機電一體化技術的系統(tǒng)思維方法，要從系統(tǒng)整體的角度出發(fā)分析研究各個組成要素間的有機聯(lián)系，從而確定系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的設計方法，并用自動控制理論的相關手段，進行系統(tǒng)的靜態(tài)特性和動態(tài)特性分析，實現(xiàn)機電一體化系統(tǒng)的優(yōu)化設計?？砂此芯拷鉀Q的問題性質(zhì)分為總體問題和個別性能問題兩大類：(1)設計方法學(2)價值工程設計(3)優(yōu)勢設計（4)綠色設計(5)計算機輔助設計(6)并行工程設計(7)虛擬設計(8)反求工程設計(9)優(yōu)化設計及其發(fā)展(10)創(chuàng)新設計技術2．研究產(chǎn)品性能的現(xiàn)代設計方法(1)工業(yè)產(chǎn)品藝術造型設計(2)模塊化設計(3)相似性設計(4)摩擦學設計(5)三次設計(6)人機工程設計(7)智能設計(8)動態(tài)設計(9)可靠性設計(10)有限元法(11)機械疲勞設計？（P13）功能視圖、結構視圖、控制視圖和信息視圖第二章？什么是技術過程？什么是作業(yè)對象？(P27)例如，為了得到某種復雜形狀的金屬零件，可通過編程在加工中心上對坯料進行加工。各種設備對導軌副的平面度，垂直度及等高、等距的要求都有相應的規(guī)定或標準可以參照。它的基本功能應包括以下幾點: 1)實時的信息轉(zhuǎn)換和控制功能。？(P150~151)采用商品化硬件模塊通過總線母板組合成控制系統(tǒng)．具有多種靈活的組成模式，它可以自成系統(tǒng)，即采用獨立模式；也可以方便地作為其他小型、微型計算機的前端控制機，或者組成分布式系統(tǒng)的典型的分散系統(tǒng)。（P152～155）(一)中央處理單元(CPU)(二)存儲器(三)機電一體化控制系統(tǒng)的I/O子系統(tǒng)(四)人機接口(五)系統(tǒng)支持功能(六)總線(CNC)？(P155)計算機數(shù)控系統(tǒng)簡稱CNC系統(tǒng)，它是用計算機通過執(zhí)行其存儲器內(nèi)的程序來完成數(shù)控要求的部分或全部功能，并配有接口電路、伺服驅(qū)動的一種專用計算機系統(tǒng)。以信息流的流向來分，可分為輸入信息流、變換信息流、輸出信息流等。2)脈沖序列和運動方向控制標記。（RMS）?(P230)可重構制造系統(tǒng)(Reconfigurable Manufacturing System，RMS)是指能夠通過對制造系統(tǒng)結構及其組成單元的快速重組或更新，及時調(diào)整制造系統(tǒng)的功能和生產(chǎn)能力，以迅速響應市場變化及其他需求的一種制造系統(tǒng)。4)在公共地基上達到物流最優(yōu)(Stream)。它的目的是提高系統(tǒng)的附加價值。傳動比的最佳分配原則：重量最輕原則、輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則、等效轉(zhuǎn)動慣量最小原則。13在額定輸出功率相同的條件下，交流伺服電動機的比功率最高，直流伺服電動機次之，步進電動機最低。2)工作平穩(wěn)，能吸收振動；3)不需潤滑，耐油、水、耐高溫，耐腐蝕，維護保養(yǎng)方便；4)中心距要求嚴格，安裝精度要求高。應用：音響和音像設備、計算機外圍設備。由于VR型步進電機的鐵心無極性，故不需要改變電流極性，因此多為單極性勵磁。混合（HB）型：具有VR型步進電機步距角小、響應頻率高的優(yōu)點，還具有PM型步進電機勵磁功率小、效率高的優(yōu)點。雙相輪流通電方式，、單雙相輪流通電方式，三相六拍通電。采用專用環(huán)形分配器器件，如CH步進電機的微機控制方式有哪些？各有何特點？答：串行控制：在具有串行控制功能的單片機系統(tǒng)中驅(qū)動電源中必須含有環(huán)形分配器。缺點：反向器加工困難、裝配調(diào)整不方便。（3）雙螺母墊片調(diào)整預緊式D；結構簡單、剛度高、預緊可靠，但使用中調(diào)整不方便。滾珠絲杠的公稱直徑應根據(jù)什么選擇？基本導程應根據(jù)什么選??？答：公稱直徑d0應根據(jù)軸向最大載荷按滾珠絲杠副尺寸系列選擇。1）周向彈簧式；受到周向圓弧槽及彈簧尺寸限制，故僅適用于讀數(shù)裝置而不適用于功率驅(qū)動裝置。適用于運動速度不高、受力不大、高度尺寸受到限制的場合。簡述卸荷導軌的工作原理。適用于行程短的場合；（2）滾動體循環(huán)的滾動導軌副；適合行程較長的場合；（3）滾動軸承導軌副；摩擦力矩小，運動平穩(wěn)、靈活，承載能力大，調(diào)節(jié)方便，導軌面積小，加工工藝性好，能長久地保持較高的精度。而對于完成主要作用的主軸軸系的旋轉(zhuǎn)精度、剛度、熱變形及抗振性等得要求較高。（4）機座的結構工藝性；保證剛度的情況下應力求形狀簡單；機座壁厚應盡量均勻；鑄件要便于清砂；在同一側面的加工表面，應處于同一平面上；必須有可靠的加工工藝基面。目的是提高系統(tǒng)（產(chǎn)品）的附加價值，即多功能、高效率、高可靠性、省材料省能源，并使產(chǎn)品結構向短、小、輕、薄化方向發(fā)展，從而不斷滿足人們生活的多樣化和生產(chǎn)的省力化、自動化需求。主功能：系統(tǒng)誤差、抗干擾能力、廢棄物輸出變換效率； 動力功能：輸入能量、能源；控制功能：控制輸入/輸出接口個數(shù)、手動操作； 構造功能：尺寸、重量、強度； 計測功能：精度。........................................................5 II32 機電一體化系統(tǒng)對執(zhí)行元件的基本要求是什么？....................................................5 33 簡述控制用電動機的功率密度及比功率的定義。......................................................................12 機電一體化技術第7 章參考答案........................................................................................13 73 機電一體化系統(tǒng)中的典型負載有哪些？說明以下公式的含義：...........................13 74 設有一工作臺x 軸驅(qū)動系統(tǒng)，已知參數(shù)為下表中所列，已知mA=400