機電一體化技術 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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劉宏新 編

圖書標籤:

• 機電一體化
• 自動化
• 控製工程
• 機械工程
• 電氣工程
• 傳感器技術
• 驅動技術
• 單片機
• PLC
• 工業機器人

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111510284

版次：1

商品編碼：11771398

品牌：機工齣版

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2015-09-01

用紙：膠版紙

頁數：366

編輯推薦

適讀人群 ：機電一體化相關專業人員及師生

　　《機電一體化技術》一書以機電一體化共性關鍵技術為基礎，圍繞各種技術的融閤與綜閤應用撰寫知識體係，使讀者瞭解和掌握機電一體化的實質、理論和基本方法，從而能夠綜閤運用共性關鍵技術進行機電一體化産品乃至係統的分析、設計與開發。
　　作為規範教材，我們在編寫過程中著重考慮瞭以下幾點：一是著重體現機電一體化領域中多學科的融閤與交叉，避免相關知識的簡單堆砌；二是在保證教材內容豐富的同時，突齣側重點，幫助讀者有針對性地閱讀與學習；三是注重讀者動手能力的培養，從不同的層麵和角度介紹、講解瞭大量的技術示例和工程實例，鍛煉與培養其實踐能力；四是強調機電一體化的技術體係認知、機電一體化思維以及知識結構和相關能力的同步發展。
　　本書以機電一體化共性關鍵技術為基本框架，結閤教材宜學宜教的一般結構體係設置瞭總論、精密機械技術、電子技術應用基礎、傳感與檢測技術、計算機控製基礎、伺服控製、接口技術、係統總體設計和應用實例9章，力求係統和全麵地錶述機電一體化技術精髓與工程實踐。

內容簡介

　　機電一體化是微電子技術嚮機械工業滲透過程中逐漸形成並發展起來的一門新興的綜閤性技術學科，並正日益得到普遍重視和廣泛應用，已成為現代工業化生産和經濟發展中不可或缺的一項高新技術。機電一體化技術的應用而生産齣來的機電一體化産品已遍及人們日常生活和國民經濟的各個領域。為瞭在當今國際範圍內激烈的技術、經濟競爭中占據優勢，世界各國紛紛將機電一體化的研究和發展作為一項重要內容而列入本國的發展計劃。該教材和課程能夠使學生瞭解和掌握機電一體化的知識體係以及機電一體化設計的理論和方法，從而能夠靈活地綜閤運用共性關鍵基礎知識進行機電一體化産品的分析、設計與開發，達到知識結構、能力的機電一體化。

目錄

前言
第1章總論1
1.1機電一體化的基本概念1
1.1.1機電一體化的定義1
1.1.2機電一體化産品的分類2
1.1.3機電一體化的技術特點3
1.2機電一體化的發展曆程4
1.2.1理論形成階段4
1.2.2技術現狀5
1.2.3發展趨勢9
1.3機電一體化係統要素與組成10
1.4機電一體化共性關鍵技術12
1.5機電一體化技術的運用流程14
1.5.1可行性研究14
1.5.2技術設計15
1.5.3試驗運行15
思考題18
第2章精密機械技術19
2.1概述19
2.2傳動機構19
2.2.1傳動機構的性能要求19
2.2.2絲杠螺母傳動20
2.2.3齒輪傳動24
2.2.4撓性傳動29
2.2.5間歇傳動30
2.3導嚮機構31
2.3.1導嚮機構的性能要求與分類31
2.3.2滾動直綫導軌32
2.3.3塑料導軌34
2.3.4流體靜壓導軌35
2.4執行機構36
2.4.1執行機構的基本要求36
2.4.2電磁執行機構36
2.4.3微動執行機構38
2.4.4工業機械手末端執行器40
2.5軸係42
2.5.1軸係的性能要求與分類42
2.5.2滾動軸承43
2.5.3流體靜壓軸承44
2.5.4磁懸浮軸承45
2.6機座和機架46
2.7機構簡圖的繪製47
思考題48
機電一體化技術目錄第3章電子技術應用基礎49
3.1集成運算放大器49
3.1.1基本知識49
3.1.2信號運算52
3.1.3信號處理57
3.2直流穩壓電源62
3.2.1工作原理63
3.2.2串聯型穩壓電路64
3.2.3輔助電源電路65
3.2.4串聯型穩壓電路的保護電路66
3.3組閤邏輯電路67
3.3.1組閤邏輯電路的分析與設計67
3.3.2編碼器69
3.3.3譯碼器71
3.3.4加法器73
3.4時序邏輯電路75
3.4.1時序邏輯電路的分析77
3.4.2時序邏輯電路的設計81
3.4.3移位寄存器90
思考題93
第4章傳感與檢測技術95
4.1概述95
4.2傳感器分類及特性96
4.2.1傳感器的定義及作用96
4.2.2傳感器的構成與分類96
4.2.3傳感器的靜態特性98
4.2.4傳感器的動態特性99
4.3常用傳感器與傳感元件100
4.3.1位移傳感器100
4.3.2力傳感器105
4.3.3速度和加速度傳感器107
4.3.4其他工程量檢測108
4.3.5其他重要傳感元件110
4.3.6傳感器的選用原則111
4.4信號預處理112
4.4.1信號放大112
4.4.2調製與解調114
4.4.3濾波115
4.4.4信號的采樣與保持118
4.5傳感器的非綫性補償119
4.5.1計算法119
4.5.2查錶法119
4.5.3插值法119
思考題120
第5章計算機控製基礎121
5.1概述121
5.1.1計算機控製係統的組成121
5.1.2計算機控製係統的特點122
5.1.3計算機控製係統的分類123
5.1.4計算機控製係統的發展126
5.2被控對象數學模型128
5.2.1機械移動係統128
5.2.2機械轉動係統131
5.2.3電路網絡133
5.2.4機械係統與電係統的模型相似138
5.3單片機143
5.3.1單片機基本知識144
5.3.2MCS��51係列單片機硬件和原理145
5.3.3C51語言的編程基礎152
5.3.4單片機應用係統開發的基本方法177
5.4可編程序控製器（PLC）185
5.4.1PLC的硬件係統組成186
5.4.2PLC的輸入/輸齣模塊187
5.4.3PLC的編程語言189
5.4.4PLC的基本指令190
5.4.5狀態轉移圖及編程方法194
思考題202
第6章伺服控製205
6.1概述205
6.1.1伺服控製的基本概念205
6.1.2伺服係統的分類206
6.1.3伺服係統的總體要求208
6.2執行元件209
6.2.1執行元件的分類209
6.2.2電氣式執行元件211
6.3控製與驅動225
6.3.1步進電動機的控製驅動225
6.3.2直流伺服電動機的控製驅動231
6.3.3交流伺服電動機的控製驅動235
6.4技術示例238
6.4.1天綫控製係統的構成238
6.4.2組成環節的單元239
6.4.3係統的數學模型239
6.4.4方框圖和傳遞函數240
6.4.5控製指標241
6.4.6速度控製係統的設計242
6.4.7天綫位置控製係統的設計244
思考題250
第7章接口技術251
7.1概述251
7.2地址譯碼器與CPU接口252
7.2.1地址譯碼器的結構和工作原理252
7.2.2輸齣接口254
7.2.3輸入接口255
7.3人機接口255
7.3.1人機接口的特點255
7.3.2人機輸入接口設計255
7.3.3人機交互輸齣設備工作原理及接口設計258
7.3.4輸齣接口電路示例260
7.4機電接口263
7.4.1機電接口類型及特點263
7.4.2D/A轉換264
7.4.3A/D轉換268
7.4.4功率接口277
7.5總綫接口283
7.5.1串行通信283
7.5.2串行通信標準總綫285
思考題288
第8章係統總體設計290
8.1總體設計的概念及內容290
8.1.1總體設計的概念290
8.1.2總體設計的主要內容290
8.2性能指標與優化方法295
8.2.1産品的使用要求295
8.2.2係統的性能指標297
8.2.3係統的優化指標298
8.2.4係統優化方法301
8.3産品結構優化設計301
8.3.1結構方案的確定302
8.3.2優化指標的處理304
8.3.3精度指標分配305
8.3.4功能指標分配307
8.3.5優化設計示例310
8.4係統乾擾與抑製312
8.4.1乾擾源313
8.4.2電源抗乾擾設計314
8.4.3地綫乾擾抑製315
8.4.4屏蔽技術318
8.4.5感性負載瞬態噪聲抑製及觸點保護318
8.4.6軟件抗乾擾320
思考題321
第9章應用實例323
9.1工業機器人323
9.1.1工業機器人的發展曆程323
9.1.2技術特點與性能要素324
9.1.3工業機器人的組成325
9.1.4機械本體常見構型326
9.1.5控製係統328
9.1.6工業機器人的應用330
9.1.7技術示例332
9.2數控機床335
9.2.1概述335
9.2.2數控機床的構成336
9.2.3應用及分類338
9.2.4加工中心（MC）339
9.2.5電火花數控機床343
9.3微機電係統346
9.3.1概述346
9.3.2MEMS基礎研究內容347
9.3.3MEMS的基本組成349
9.3.4微機電係統熱點應用349
9.3.5工程示例351
9.4智能農業裝備356
9.4.1智能施藥機器人356
9.4.2田間鋤草機器人357
9.4.3果蔬采摘機器人358
9.4.4技術示例360
思考題364
參考文獻365

前言/序言

　　機電一體化是微電子技術嚮機械工業滲透過程中逐漸形成並發展起來的一門新興的綜閤性技術學科，正日益得到普遍重視和廣泛應用，已成為現代工業化生産和經濟發展中不可或缺的一項高新技術。機電一體化技術係統理論的形成最早起源於20世紀60年代，經過幾十年的發展，已經由早期的機械産品與電子技術的簡單組閤過渡至高度融閤且智能化的階段。機電一體化將機械、電工、電子、信息處理、伺服驅動、傳感檢測、自動控製等技術進行有機結閤，用係統的觀點在工程的構思、規劃、設計等方麵優化組織“物質、能量、信息”現代工業三要素，從而製造齣具有多種集成功能、高性能、高可靠性並在市場中具有競爭力的産品。目前機電一體化産品已遍及人們日常生活和國民經濟的各個領域。
　　隨著科學技術的發展，機電一體化産品的概念不再局限於某一具體産品的範圍，已擴大到控製係統和被控製係統相結閤的産品製造和過程控製。為瞭在當今國際範圍內激烈的技術、經濟競爭中占據優勢，世界各國紛紛將機電一體化的研究和發展作為一項重要內容而列入本國的發展計劃，而我國也正處於由“製造大國”嚮“製造強國”的轉變過程中，需要能夠掌握核心與關鍵技術的人纔進行自主創新，增強核心競爭力。目前，我國很多高校和高職高專院校在機械工程類專業中設立瞭機電一體化技術方嚮；企業及研究院所也有相當多的工程技術人員從事機電一體化技術方麵的研究與開發工作。
　　本書以機電一體化共性關鍵技術為基礎，圍繞各種技術的融閤與綜閤應用撰寫知識體係，使讀者瞭解和掌握機電一體化的實質、理論和基本方法，從而能夠綜閤運用共性關鍵技術進行機電一體化産品乃至係統的分析、設計與開發。
　　作為規範教材，我們在編寫過程中著重考慮瞭以下幾點：一是著重體現機電一體化領域中多學科的融閤與交叉，避免相關知識的簡單堆砌；二是在保證教材內容豐富的同時，突齣側重點，幫助讀者有針對性地閱讀與學習；三是注重讀者動手能力的培養，從不同的層麵和角度介紹、講解瞭大量的技術示例和工程實例，鍛煉與培養其實踐能力；四是強調機電一體化的技術體係認知、機電一體化思維以及知識結構和相關能力的同步發展。
　　本書以機電一體化共性關鍵技術為基本框架，結閤教材宜學宜教的一般結構體係設置瞭總論、精密機械技術、電子技術應用基礎、傳感與檢測技術、計算機控製基礎、伺服控製、接口技術、係統總體設計和應用實例9章，力求係統和全麵地錶述機電一體化技術精髓與工程實踐。
　　由於時間及水平所限，編者雖認真謹慎，但書中紕漏與不當之處在所難免，懇請讀者能夠諒解並予以指正。
　　編者

好的，這是一本關於古代建築藝術與工程的專業書籍的詳細簡介，完全不涉及“機電一體化技術”的內容。 --- 《穹宇之築：中國古代建築的結構、美學與智慧》 內容簡介 本書是一部深度剖析中國古代建築體係的綜閤性學術專著，旨在係統梳理並解讀自新石器時代晚期至清末數韆年中，中華大地湧現齣的殿堂、宮闕、園林、陵墓及宗教建築的工程原理、藝術風格、材料科學與文化內涵。本書突破瞭傳統僅側重於平麵布局或斷代史的局限，著重探討瞭建築作為“凝固的音樂”與“立體的史詩”所蘊含的獨特技術邏輯和哲學思想。 第一部分：基石與形製——工程的底層邏輯 本部分深入探討瞭中國古代建築得以屹立韆年的核心技術基礎——木構架體係。不同於西方石材為主的承重牆結構，中國建築的精妙之處在於其靈活、抗震且可拆卸的榫卯連接藝術。 第一章：基礎營建與地基處理 詳細介紹瞭古代工匠對場地選擇（風水與地理勘測）、夯土技術的發展，以及不同地質條件下颱基（如須彌座、覆盆式颱基）的建造工藝。重點分析瞭“三閤土”的配比奧秘與耐久性原理。 第二章：模數與尺度——《營造法式》的科學解讀 以宋代李誡的《營造法式》為核心文獻，詳細闡釋瞭“材分製”與“鬥口”的模數係統。這一係統不僅是尺寸的規範，更是結構力的精確分配標準。書中將運用現代力學分析方法，復原性地解讀瞭如“齣跳”、“鋪作”等復雜構件在傳遞屋頂荷載中的作用，揭示其對大跨度結構穩定性的貢獻。 第三章：榫卯的幾何學與韌性 聚焦於鬥栱（鬥拱）這一中國建築的標誌性構件。不同於將其簡單視為裝飾，本書將其視為“彈性耗能裝置”。詳盡對比瞭唐宋、遼金、元明清時期鬥栱的演變路徑，分析瞭“五鋪”、“七鋪”在不同等級建築中的結構需求匹配。特彆是對“昂”和“栱”的相互咬閤，如何將屋頂的垂直壓力轉化為水平推力，並在水平推力達到臨界時，通過其自身的復雜形變來吸收地震能量的機製進行瞭詳盡的模擬與闡釋。 第二部分：屋頂的藝術與科學——力的平衡之巔 屋頂是中國古建築中最具視覺衝擊力和技術挑戰性的部分。本部分著重於屋頂的結構設計、覆層材料與排水係統。 第四章：梁架的類型學與跨越 係統梳理瞭從早期的人字桄（梁）到成熟的穿鬥、抬梁、減柱造等多種梁架體係。對金龍寶殿常用的“重簷廡殿頂”的層間結構解析尤為深入，剖析瞭如何在保證開闊視野的同時，通過層層疊架的結構邏輯確保瞭屋頂的自重平衡。書中輔以大量構件的剖麵圖，清晰展示瞭椽子、望山、檁條之間的精確嵌入關係。 第五章：瓦作的輕量化與防水 探討瞭陶瓦燒製工藝的進步，從闆瓦到筒瓦的組閤方式。重點分析瞭屋脊的堆塑藝術——特彆是“吻獸”、“垂獸”等脊獸的設置，不僅是裝飾，更是通過其自身的重量和形狀，有效壓製屋頂瓦片的位移，增強整體結構的抗風性。並對比瞭“硫璃瓦”與“灰瓦”在熱工性能和耐久性上的差異。 第三部分：空間哲學與環境調適 中國建築不僅僅是技術的堆砌，更是對人居環境、宇宙觀念和禮製秩序的物化錶達。 第六章：院落的組織與序列 分析瞭宮殿、府邸、寺廟在空間序列上的差異化處理。以北京故宮的“前朝後寢”為例，解析瞭軸綫對稱、等級遞進的空間語言。討論瞭“院落”作為最小的、可自我循環的生態單元，如何通過圍牆、廊道、花木形成內嚮型的、防禦性的居住環境，實現瞭人與自然的和諧共處。 第七章：園林的“雖為人作，宛自天開” 區彆於建築的規整，本章集中於江南私傢園林（如蘇州園林）。探討瞭疊石、理水、植物配置的技術。核心在於“移步換景”的空間敘事手法。解析瞭漏窗、月洞門在視覺控製中的作用——它們並非阻礙，而是引導視綫、裁剪景色的“光柵”，使有限的空間産生瞭無限的延伸感。 第八章：色彩與光影的語匯 從材料學的角度審視建築的色彩運用。青磚、黛瓦、硃紅的牆體、梁枋上的彩畫——這些色彩並非隨意塗抹，而是服務於建築等級和功能。例如，梁枋上的“和璽彩畫”與“鏇子彩畫”在圖案復雜度與色彩飽和度上的區彆，直接反映瞭所處空間的禮製地位。同時，探討瞭室內采光技術，如高窗、天窗在不同季節對室內光照強度的精確控製。 結語：永恒的傳承與現代的對話 本書最後部分總結瞭中國古代建築技藝在麵對現代災害、材料替代和城市化挑戰時的價值重估。古代匠人對木材的理解、對環境的尊重，以及其所建立的標準化係統，為當代可持續建築和文化遺産保護提供瞭寶貴的思想資源。全書配有大量高清測繪圖、結構剖麵圖及曆史遺存照片，力求為讀者構建一個立體、可感、可操作的古代工程技術圖景。 適用讀者： 建築史學傢、結構工程師、文化遺産保護工作者、藝術設計專業師生及所有對東方傳統智慧抱有濃厚興趣的讀者。

評分☆☆☆☆☆

這本《流體力學基礎》簡直是為我這種對空氣動力學和水利工程充滿好奇的初學者量身定做的。書的結構清晰得令人贊嘆，從最基本的流體靜力學原理，到復雜的粘性流體運動，每一步的推導都詳盡無比，即便是初次接觸這些概念的人也能跟上節奏。我尤其欣賞作者在引入每一個公式時，都會配上一個非常貼近實際應用的例子。比如在講解伯努利原理時，它沒有停留在抽象的數學推導上，而是立刻聯係到飛機機翼的設計和管道中的壓力損失，這種“理論指導實踐”的方式，極大地增強瞭我的學習興趣和理解深度。書中的圖示質量非常高，那些流綫圖和壓力分布圖清晰明瞭，比起教科書上常見的模糊綫條，這裏的插圖簡直是藝術品，能讓人一眼就看齣流體運動的精妙之處。我花瞭大量時間在第三章的邊界層理論上，原本以為會是一團亂麻，但作者巧妙地運用類比和分步解析，將復雜的數學模型拆解成瞭易於消化的部分。讀完這部分，我對湍流和層流的認識上升到瞭一個新的高度，不再是死記硬背公式，而是真正理解瞭流體在不同條件下的“脾氣”。對於任何想在航空航天、土木工程或者化工領域有所建樹的人來說，這本書絕對是案頭必備的經典之作，它不僅僅是一本教材，更像一位耐心且博學的導師在身旁細細講解。

評分☆☆☆☆☆

我最近開始嘗試自己設計一些小型自動化控製係統，買瞭很多關於傳感器和執行器的書籍，但唯獨這本《高級嵌入式係統編程》讓我感覺醍醐灌頂。這本書的視角非常獨特，它完全避開瞭那些高深的計算機科學理論，而是聚焦於如何用最“接地氣”的方式，讓硬件和軟件完美地融閤在一起。作者對實時操作係統（RTOS）的講解簡直是一絕，他沒有直接拋齣復雜的內核調度算法，而是通過模擬一個繁忙的工廠車間來解釋任務優先級和中斷處理，這種比喻非常生動形象，讓人很快就能抓住核心要點。書中大量的C語言代碼示例都是可以直接在實際開發闆上運行的，而且代碼風格規範到令人發指，注釋詳細到幾乎不需要額外的參考資料。我尤其喜歡它關於I/O端口操作和低功耗設計的章節，裏麵提到瞭一些我在其他“大部頭”書籍中從未見過的“黑科技”技巧，比如如何通過巧妙的時序控製來延長電池壽命。對於那些動手能力強，但又苦於找不到從理論到實踐的橋梁的工程師們來說，這本書無疑是打通任督二脈的“秘籍”。它教會我的不是如何寫齣漂亮的程序，而是如何寫齣穩定、可靠、高效運行在硬件上的程序，這纔是嵌入式世界真正的王道。

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我一直苦於尋找一本能夠係統梳理控製理論中“魯棒性”概念的書籍，很多教材要麼過於理論化，要麼隻停留在PID控製的簡單擴展上。這本《自適應與魯棒控製係統設計》則完全填補瞭我的知識空白。這本書的亮點在於其清晰的邏輯層次，它將控製係統的設計從“理想環境”逐步推進到“不確定性環境”。作者在講解經典魯棒控製（如H∞方法）時，非常擅長將抽象的數學範式轉化為可操作的工程設計步驟。我最欣賞的是它對“模型不確定性”和“外部擾動”的嚴格區分和處理方法，這在實際的機器人或航空控製中至關重要。書中用大量的案例來展示，當係統參數發生微小漂移時，一個設計良好的魯棒控製器如何依然能保持係統的穩定性和性能，而傳統的控製器則可能迅速失效。此外，它對滑模變結構控製的深入探討，尤其是對“抖振”現象的分析與抑製策略，提供瞭非常實用的解決方案。這本書的深度和廣度都非常適閤有一定基礎，希望將控製係統推嚮更高可靠性要求的工程師和研究生，它真正教會瞭我如何在“不完美”的世界裏設計齣“完美”的控製策略。

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這本《現代製造工藝與設備》的內容廣度令人咋舌，它簡直像是一部濃縮的現代工業百科全書。我原本以為這是一本枯燥的設備說明書匯編，但事實證明，我大錯特錯。作者的敘述重點不在於羅列參數，而在於剖析“為什麼”采用這種工藝或這種設備。例如，在講解五軸聯動數控加工時，它不僅展示瞭刀具軌跡的復雜性，更深入探討瞭如何通過優化刀具路徑來解決五軸加工中特有的“刀具乾涉”和“錶麵質量不均”兩大難題。書中對先進製造技術的介紹，如增材製造（3D打印）和激光加工，更是緊跟前沿，而且對每種技術的適用範圍、優缺點進行瞭極其客觀的對比分析，為我們選擇最佳的製造方案提供瞭極具價值的參考。我特彆留意瞭其中關於材料切削過程中的熱力耦閤模型，這部分內容將材料學、熱力學和機械加工完美地結閤起來，展示瞭現代製造的復雜性與精密度。對於正在規劃生産綫布局或負責工藝流程優化的工程師來說，這本書提供瞭宏觀的視野和微觀的技術細節支撐，是不可多得的寶貴資料。

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說實話，我一直對聲學和振動分析領域感到敬畏，總覺得那是物理學中最“玄乎”的部分之一。然而，這本《機械係統動力學分析》徹底顛覆瞭我的認知。這本書的敘事方式非常具有引導性，它從最簡單的單自由度係統開始，逐步引入阻尼、激勵、多自由度和連續係統。作者的功力體現在他對數學工具的運用上，他不會讓你在繁瑣的代數運算中迷失方嚮，而是總能把復雜的微分方程轉化成清晰的物理圖像。比如，在講解模態分析時，書中配的動態仿真圖簡直是教科書級彆的展示，你可以清晰地看到結構在不同固有頻率下的振動形態，這種視覺上的衝擊力遠勝於乾巴巴的數值錶格。更讓我稱贊的是，本書非常重視實際工程中的“非綫性”問題。它沒有迴避那些難以求解的滯後阻尼、間隙碰撞等現實情況，並提供瞭一套成熟的數值求解方法，這對於我們處理實際設備故障時遇到的復雜振動信號至關重要。讀完這本書，我感覺自己不再是單純地用儀器測量振動，而是真正理解瞭這些振動背後的能量轉換和傳遞過程，它為我後續深入研究機器故障診斷打下瞭無比堅實的基礎。

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