【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 性高，適應(yīng)性強(qiáng)，但成本高，應(yīng)采取一定的抗干擾措施等特點(diǎn)。適用于多品種，中小批量生產(chǎn)的機(jī)電一體化產(chǎn)品。，專用微機(jī)控制系統(tǒng)的構(gòu)成與特點(diǎn)。答：（1）專用微機(jī)控制系統(tǒng)的核心部件：通用IC芯片或重新設(shè)計(jì)制作的專用集成電路；（2）專用微機(jī)控制系統(tǒng)的構(gòu)成：通用IC芯片或重新設(shè)計(jì)制作的專用集成電路組成的控制系統(tǒng)、執(zhí)行元件、檢測(cè)傳感器等；（3）專用微機(jī)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)：軟件采用專用機(jī)器代碼或語言，可靠性強(qiáng)，成本低，但適應(yīng)能力差，用于大批量生產(chǎn)的機(jī)電一體化產(chǎn)品。？主要作用是什么？（P164）答：（1）光電隔離電路的組成主要是光電耦合器的光電信號(hào)轉(zhuǎn)換元件，如輸入端發(fā)光二極管，輸出端光敏三極管、光敏二極管和高速開關(guān)管復(fù)合結(jié)構(gòu)、光敏三極管和放大晶體管構(gòu)成的達(dá)林頓管、光控晶閘管等；（2）主要作用：① 可將輸入與輸出端兩部分電路的地線分開，各自使用一套電源供電，防止不同電源之間信號(hào)干擾。② 可以進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換；③ 提高驅(qū)動(dòng)能力。，驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)的目的和基本要求是什么？答：（1）目的：實(shí)現(xiàn)指令信號(hào)和執(zhí)行驅(qū)動(dòng)信號(hào)之間的有效匹配。（2）基本要求：信號(hào)類型轉(zhuǎn)換，能量放大，質(zhì)量的保證。？答：主要目的是使控制和被控制對(duì)象能完成所需要的機(jī)械運(yùn)動(dòng)即進(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)，動(dòng)力學(xué)分析以及計(jì)算，保障整個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)的整體性能？答：機(jī)電一體化動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的目的；在穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，保證系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性，過渡過程的品質(zhì)，動(dòng)態(tài)穩(wěn)定精度，動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性指標(biāo)參數(shù)。？答：主要有：響應(yīng)時(shí)間，超調(diào)量，穩(wěn)態(tài)誤差，收斂時(shí)間。振蕩次數(shù)，過渡時(shí)間的位置誤差。（動(dòng)態(tài)誤差和穩(wěn)態(tài)誤差等）第四篇：機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)習(xí)資料(DOC)A“機(jī)電一體化”是機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)和信息技術(shù)等各相關(guān)技術(shù)有機(jī)結(jié)合的一種新形式，是電子技術(shù)向機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域滲透過程中逐漸形成的一個(gè)新概念。關(guān)于“機(jī)電一體化”(Mechatronics)這個(gè)名詞的起源，說法很多。較為人們所接受的含義： “機(jī)電一體化是在機(jī)械的主功能、動(dòng)力功能、信息功能和控制功能上引用微電子技術(shù)，并將機(jī)械裝置與電子裝置用相關(guān)軟件有機(jī)結(jié)合而構(gòu)成系統(tǒng)的總稱” 機(jī)電一體化的目的是提高系統(tǒng)(產(chǎn)品)高附加價(jià)值化，即多功能化、高效率化、高可靠性化、省材料省能源化，并使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)向輕、薄、短、小巧化方向發(fā)展，不斷滿足人們生活的多樣化需求和生產(chǎn)的省力化、自動(dòng)化需求。優(yōu)先發(fā)展的機(jī)電一體化領(lǐng)域必須同時(shí)具備下述幾個(gè)條件：①短期或中期普遍需要；②具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益 ；③具備或經(jīng)過短期努力能具備必需的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)；④社會(huì)效益十分顯著的領(lǐng)域。6大共性關(guān)鍵技術(shù)：，檢測(cè)傳感器屬于機(jī)電一體化系統(tǒng)（或產(chǎn)品）的檢測(cè)傳感元件。（信息處理）技術(shù)，信息技術(shù)包括信息的輸入、變換、運(yùn)算、存儲(chǔ)和輸出技術(shù)。3自動(dòng)控制技術(shù)，自動(dòng)控制技術(shù)包括高精度定位控制、速度控制、自適應(yīng)控制、自診斷、校正、補(bǔ)償、再現(xiàn)、檢索等技術(shù)。，伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)，伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)主要是執(zhí)行元件中的一些技術(shù)問題。，機(jī)電一體化產(chǎn)品對(duì)精密機(jī)械提出的新要求有：減輕重量、縮小體積、提高精密、提高剛度、改善動(dòng)態(tài)性能等。，系統(tǒng)總體技術(shù)是一種從整體目標(biāo)出發(fā)，用系統(tǒng)的觀點(diǎn)和方法，將總體分解成若干功能單元，找出能完成各個(gè)功能的技術(shù)方案，再把功能與技術(shù)方案組合成方案進(jìn)行分析、評(píng)價(jià)和優(yōu)選的綜合應(yīng)用技術(shù)。機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）由機(jī)械系統(tǒng)(機(jī)構(gòu))、電子信息處理系統(tǒng)(計(jì)算機(jī))、動(dòng)力系統(tǒng)(動(dòng)力源)、傳感檢測(cè)系統(tǒng)(傳感器)、執(zhí)行元件系統(tǒng)(如電動(dòng)機(jī))，五個(gè)子系統(tǒng)組成。系統(tǒng)的五種內(nèi)部功能：： 實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)“目的功能”直接必需的功能。： 向系統(tǒng)提供動(dòng)力、讓系統(tǒng)得以運(yùn)轉(zhuǎn)的功能。： 對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部信息和外部信息進(jìn)行檢測(cè)與計(jì)算處理的功能。： 對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行控制，使系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)以實(shí)施 “目的功能”。 ：使構(gòu)成系統(tǒng)的子系統(tǒng)及元、部件維持所定的時(shí)間和空間上的相互關(guān)系所必需的功能。廣義接口功能有兩種：、。根據(jù)接口的變換、調(diào)整功能，可將接口分成以下四種： 1)零接口。不進(jìn)行任何變換和調(diào)整、輸出即為輸入等，僅起連接作用的接口，稱為零接口。例如輸送管、接插頭、接插座、接線柱、傳動(dòng)軸、導(dǎo)線、電纜等。2）無源接口。只用無源要素進(jìn)行變換、調(diào)整的接口，稱為無源接口。例如齒輪減速器、進(jìn)給絲杠、變壓器、可變電阻器以及透鏡等。3)有源接口。含有有源要素、主動(dòng)進(jìn)行匹配的接口，稱為有源接口。例如電磁離合器、放大器、光電耦合器、D/A轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器以及力矩變換器等。4)智能接口。含有微處理器，可進(jìn)行程序編制或可適應(yīng)性地改變接口條件的接口，稱為智能接口。例如自動(dòng)變速裝置，通用輸入／輸出LSI(8255等通用I/O)、GPIB總線、STD總線等。根據(jù)輸入／輸出功能可分成以下四種廣義接口：1）機(jī)械接口2）物理接口 3）信息接口4）環(huán)境接口。工業(yè)三大要素 物質(zhì)、能量和信息機(jī)電一體化對(duì)三大要素的三大效果省能源，省資源，智能化機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）設(shè)計(jì)的考慮方法：1)機(jī)電互補(bǔ)法又稱取代法。該方法的特點(diǎn)是利用通用或?qū)Ｓ秒娮硬考〈鷤鹘y(tǒng)機(jī)械產(chǎn)品（系統(tǒng))中的復(fù)雜機(jī)械功能部件或功能子系統(tǒng)，以彌補(bǔ)其不足。2）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。3）組合法，它是將結(jié)合法制成的功能部件(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)（品），故稱組合法。機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)類型：1）開發(fā)性設(shè)計(jì)，它是沒有參照產(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)。2)適應(yīng)性設(shè)計(jì)，它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)行局部更改，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。3)變異性設(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。B設(shè)計(jì)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；4)縮小反向死區(qū)誤差，如采取消除傳動(dòng)間隙、減少支承變形的措施； 5)改進(jìn)支承及架體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以提高剛性、減少振動(dòng)、降低噪聲。隨著機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，要求傳動(dòng)機(jī)構(gòu)不斷適應(yīng)新的技術(shù)要求。具體講有三個(gè)方面：1)精密化，—對(duì)某種特定的機(jī)電一體化系統(tǒng)（或產(chǎn)品）來說，應(yīng)根據(jù)其性能的需要提出適當(dāng)?shù)木芏纫?。雖然不是越精密越好，但由于要適應(yīng)產(chǎn)品的高定位精度等性能的要求，對(duì)機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的精密度要求也越來越高。2)高速化，—產(chǎn)品工作效率的高低，直接與機(jī)械傳動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)速度相關(guān)。因此，機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)應(yīng)能適應(yīng)高速運(yùn)動(dòng)的要求。3)小型化、輕量化，—隨著機(jī)電一體化系統(tǒng)(或產(chǎn)品)精密化、高速化的發(fā)展，必然要求其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的小型、輕量化，以提高運(yùn)動(dòng)靈敏度(快速響應(yīng)性)、減小沖擊、降低能耗。為與微電子部件的微型化相適應(yīng)，也要盡可能做到使機(jī)械傳動(dòng)部件短小輕薄化。絲桿和螺母相對(duì)運(yùn)動(dòng)的組合情況，有一下類型：，絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)并移動(dòng)；2絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)、螺母移動(dòng)；、絲桿移動(dòng)；4絲桿固定、螺母轉(zhuǎn)動(dòng)并移動(dòng)。絲杠螺母機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)形式及選擇方法是：(1)螺母固定、絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)并移動(dòng)如圖2—2a所示，該傳動(dòng)形式因螺母本身起著支承作用，消除了絲杠軸承可能產(chǎn)生的附加軸向竄動(dòng)，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，可獲得較高的傳動(dòng)精度。但其軸向尺寸不宜太長(zhǎng)，否則剛性較差。因此只適用于行程較小的場(chǎng)合。(2)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)、螺母移動(dòng)如圖22b所示，該傳動(dòng)形式需要限制螺母的轉(zhuǎn)動(dòng)，故需導(dǎo)向裝置。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，絲杠剛性較好。適用于工作行程較大的場(chǎng)合。(3)螺母轉(zhuǎn)動(dòng)、絲杠移動(dòng)如圖2_2c所示，該傳動(dòng)形式需要限制螺母移動(dòng)和絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)，由于結(jié)構(gòu)較復(fù)雜且占用軸向空間較大，故應(yīng)用較少。(4)絲杠固定、螺母轉(zhuǎn)動(dòng)并移動(dòng)如圖2—2d所示，該傳動(dòng)方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，但在多數(shù)情況下使用極不方便，故很少應(yīng)用。此外，還有差動(dòng)傳動(dòng)方式，其傳動(dòng)原理如圖2_3所示。該方式的絲杠上有基本導(dǎo)程(或螺距)不同的(如L0L02)兩段螺紋，其旋向相同。當(dāng)絲杠2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可動(dòng)螺母1的移動(dòng)距離s=n(L01L02)(n為絲杠轉(zhuǎn)速)，如果兩基本導(dǎo)程的大小相差較少，則可獲得較小的位移s。因此，這種傳動(dòng)方式多用于各種微動(dòng)機(jī)構(gòu)中。滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)類型可以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。滾珠的循環(huán)方式有：滾珠絲杠副中滾珠的循環(huán)方式有內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)兩種。外循環(huán)外循環(huán)方式中的滾珠在循環(huán)返向時(shí)，離開絲杠螺紋滾道，在螺母體內(nèi)或體外作循環(huán)運(yùn)動(dòng)。從結(jié)構(gòu)上看，外循環(huán)有以下三種形式：1）螺旋槽式2）插管式3)端蓋式 精度等級(jí)：根據(jù)GB/（與ISO 34083：1992同）標(biāo)準(zhǔn)，將滾珠絲杠副的精度分成為10共七個(gè)等級(jí)，最高級(jí)為1級(jí)，最低級(jí)為10級(jí)。推薦采用的精度等級(jí)：數(shù)控機(jī)床、精密機(jī)床和精密儀器等用于開環(huán)和半閉環(huán)進(jìn)給系統(tǒng)，根據(jù)定位精度和重復(fù)定位精度的要求可選用3級(jí)，一般動(dòng)力傳動(dòng)可選5級(jí)，全閉環(huán)系統(tǒng)可選4級(jí)。滾珠絲杠副軸向間隙的調(diào)整與預(yù)緊：(1)雙螺母螺紋預(yù)緊調(diào)整式，(2)雙螺母齒差預(yù)緊調(diào)整式，(3)雙螺母墊片調(diào)整預(yù)緊式，（4）彈簧式自動(dòng)調(diào)整預(yù)緊式，（5）單螺母變位導(dǎo)程自預(yù)緊式和單螺母滾珠過盈預(yù)緊式。滾珠絲桿副支承方式的選擇：1之承方式：1)單推單推式，2)雙推雙推式，3)雙推簡(jiǎn)支式4)雙推自由式。2制動(dòng)裝置。各級(jí)傳動(dòng)比的最佳分配原則：。，在設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)上述的原則并結(jié)合實(shí)際情況的可行性和經(jīng)濟(jì)性對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、結(jié)構(gòu)尺寸和傳動(dòng)精度提出適當(dāng)要求。具體來講有一下幾點(diǎn)：1，對(duì)于要求體積小、重量輕的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)可用重量最輕原則。、起停頻繁和動(dòng)態(tài)性能好的伺服系統(tǒng)的減速齒輪系，可按最小等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和總轉(zhuǎn)角誤差最小的原則來處理。對(duì)于變負(fù)載的傳動(dòng)齒輪系統(tǒng)的各級(jí)傳動(dòng)比最好采用不可約的比數(shù)，避免同期齒合以降低噪聲和振動(dòng)。，可按總轉(zhuǎn)角誤差最小原則。對(duì)于增速傳動(dòng)，由于增速時(shí)容易破環(huán)傳動(dòng)齒輪系工作的平穩(wěn)性，應(yīng)在開始幾級(jí)就增速，并且要求每級(jí)增速比最好大于1：3，以利于增加輪系剛度、減小傳動(dòng)誤差。，往往需要將定軸輪系和行星輪系巧妙結(jié)合為混合輪系。對(duì)于相當(dāng)大的傳動(dòng)比，并且要求傳動(dòng)精度與傳動(dòng)效率高、傳動(dòng)平穩(wěn)、體積小、重量輕時(shí)，可選用新型的諧波齒輪傳動(dòng)。齒輪傳動(dòng)間隙的調(diào)整方法：1，圓柱齒輪傳動(dòng)：偏心套（軸）調(diào)整法，軸向墊片調(diào)整法，雙片薄齒輪錯(cuò)齒調(diào)整法。圓形導(dǎo)軌：此類導(dǎo)軌制造方便，外圓采用磨削，內(nèi)孔經(jīng)過珩磨，可達(dá)到精密配合，但磨損后很難調(diào)整和補(bǔ)償間隙。圓柱形導(dǎo)軌有兩個(gè)自由度，適用于同時(shí)作直線運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)的地方。若要限制轉(zhuǎn)動(dòng)?？稍趫A柱表面開鍵槽或加工出平面，但不能承受大的扭矩，亦可采用雙圓柱導(dǎo)軌。圓柱導(dǎo)軌用于承受軸向載荷的場(chǎng)合。，其減速比為100，柔輪齒數(shù)為100 答：根據(jù)公式:iHr=Zr/(zrzg)可知: 當(dāng)iHr=100時(shí),Zg=99,（但一般剛輪齒數(shù)比柔輪齒數(shù)多，所以舍去）當(dāng)iHr=100時(shí),Zg=101。故該諧波減速器的剛輪齒數(shù)為101,（柔輪）輸出軸方向與（波發(fā)生器）輸入軸轉(zhuǎn)向相反。(提示：一般來說，剛輪僅比柔輪多幾個(gè)齒；剛輪固定時(shí)，柔輪與輸出軸固聯(lián)；柔輪固定時(shí)，剛輪與輸出軸固