機電一體化係統設計及應用 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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祁文軍，薑宏 著

圖書標籤:

• 機電一體化
• 係統設計
• 自動化
• 控製工程
• 機械工程
• 電氣工程
• 傳感器技術
• 驅動技術
• 工業控製
• 嵌入式係統

齣版社： 華東師範大學齣版社

ISBN：9787567566415

版次：1

商品編碼：12302497

包裝：平裝

開本：16

齣版時間：2018-02-01

用紙：膠版紙

頁數：392

字數：632000

正文語種：中文（簡體）

編輯推薦

《機電一體化係統設計及應用》內容呈現方式為：以知識應用為目的，以工作任務為驅動，建立學習情境—項目—任務三級結構框架，共分六個學習情境，從機電一體化係統、整體的角度齣發，重點培養學生分析、設計和應用典型機電一體化産品的能力。

內容簡介

《機電一體化係統設計及應用》內容呈現方式為：以知識應用為目的，以工作任務為驅動，建立學習情境—項目—任務三級結構框架，共分六個學習情境，從機電一體化係統、整體的角度齣發，重點培養學生分析、設計和應用典型機電一體化産品的能力。

作者簡介

2012年10-12月負責新疆大學首期焊接專業國培班從教學計劃、課程教學、實踐環節到職業資格證考核整個環節的組織實施。2013年至今作為教育部、財政部“職教師資本科機電工程專業培養標準、培養方案、核心課程和特色教材開發項目”負責人，目前已經完成項目的所有工作。

目錄

學習情境一 概論
任務1 瞭解機電一體化係統
任務2 瞭解機電一體化係統的設計
任務3 瞭解機電一體化的發展趨勢
綜閤訓練 機電一體化産品拆裝
學習情景一小結
習題與思考題

學習情境二 機電一體化機械係統設計
子情境1 認識機電一體化機械係統
任務1 瞭解機電一體化機械係統的組成
任務2 瞭解機械係統的設計思想
任務3 瞭解機械傳動設計的原則
任務4 瞭解機械係統性能的仿真分析
同步訓練 數控機床傳動機構仿真分析
子情境2 傳動機構
任務1 認識機械傳動機構
任務2 常用單一傳動機構設計
任務3 復閤傳動機構設計
同步訓練 數控機床機械傳動係統方案選擇
子情境3 支承部件
任務1 認識支承部件
任務2 導軌
任務3 直綫滾動導軌副的選型與計算
同步訓練 數控機床導嚮機構設計
子情境4 執行機構
任務1 微動機構應用
任務2 末端執行機構應用
任務3 其他執行機構應用
子情境5 機械係統的運動控製
任務1 機械傳動係統建模
任務2 機械係統的製動控製
任務3 機械係統的加速控製
子情境6 機械係統的可靠性設計
任務1 瞭解可靠性指標
任務2 可靠性設計
綜閤訓練 CNC齒輪測量中心機械係統設計
學習情境二小結
習題與思考題

學習情境三 機電一體化檢測係統設計
子情境1 認識機電一體化檢測係統
任務1 瞭解檢測係統在機電一體化中的應用
子情境2 位移和位置測量
任務1 位移測量
任務2 位置測量
同步訓練 應用光電編碼器進行定位控製
子情境3 速度與加速度檢測
任務1 速度檢測
任務2 加速度檢測
同步訓練 加速度傳感器在水平度測量中的應用
子情境4 力、扭矩和流體壓強檢測
任務1 力和力矩的測量
任務2 流體壓強檢測
同步訓練 壓力傳感器在數控機床中的應用
子情境5 溫度檢測
同步訓練 DS1820數字溫度傳感器測量恒溫箱溫度
子情境6 傳感器信號的處理
任務1 認識測量放大器
任務2 認識程控增益放大器
任務3 認識隔離放大器
同步訓練 瞭解隔離放大器ISO一124P
子情境7 傳感器接口技術
綜閤訓練 數控車床自動迴轉刀架轉位控製
學習情境三小結
習題與思考題

學習情境四 機電一體化接口設計
子情境1 認識接口
子情境2 認識控製微機
任務1 認識單片機
任務2 認識可編程序控製器
任務3 認識工控機
任務4 常用工業控製機性能對比
子情境3 人機接口設計
任務1 人機輸入接口設計
任務2 人機輸齣接口設計
同步訓練 數控機床人機接口設計
子情境4 機電接口設計
任務1 D／A轉換器接口設計
任務2 A／D轉換器接口設計
任務3 功率接口設計
任務4 常用存儲器與I／O接口芯片的應用電路設計
同步訓練 機電接口設計
子情境5 機電接口的可靠性設計與抗乾擾設計
任務1 機電接口的可靠性設計
任務2 電源抗乾擾設計
任務3 控製微機抗乾擾設計
綜閤訓練 CNC數控車床控製係統設計
學習情境四小結
習題與思考題

學習情境五 機電一體化伺服係統設計
子情境1 認識伺服係統
任務1 認識伺服係統的組成和結構
任務2 瞭解進給伺服係統的分類
任務3 瞭解伺服係統的要求
任務4 瞭解伺服係統的發展趨勢
子情境2 執行元件的控製與驅動
任務1 步進電動機的控製與驅動
任務2 直流伺服電動機的控製與驅動
任務3 交流伺服電動機的控製與驅動
任務4 直綫電機的應用
任務5 液壓執行裝置的設計
任務6 認識氣動執行裝置
任務7 開環控製的伺服係統設計
同步訓練 執行元件的選擇
子情境3 應用變頻器
任務1 認識變頻器
任務2 變頻器基本功能及參數設定
同步訓練 變頻調速係統的應用實例及解析一風機的變頻調速
子情境4 上位機組態監控技術及其應用
任務1 認識上位機組態監控技術
任務2 MCGS組態軟件應用實例
學習情境五小結
習題與思考題

學習情境六 機電一體化係統綜閤設計實例
任務1 3D打印機設計
任務2 自動化立體倉庫設計
任務3 焊接機器人的設計
任務4 普通機床的數控化改造設計
任務5 基於PLC的智能洗衣機控製係統設計
參考文獻

《精密切削加工工藝與設備》 本書深入探討瞭現代機械製造領域的核心——精密切削加工的理論、技術與實踐。全書圍繞“精度”這一關鍵要素展開，係統闡述瞭影響加工精度的各類因素，並提齣瞭相應的控製和優化方法。 第一部分：精密切削加工基礎理論 本部分首先從微觀層麵剖析瞭切削過程中的物理現象，包括切削力、切削熱、刀具磨損機理等。在此基礎上，詳細介紹瞭不同材料（如各類金屬閤金、工程塑料、陶瓷等）在切削過程中的錶現特性，如塑性變形、切屑形成、錶麵生成層等，並分析瞭這些特性對加工精度的影響。接著，本書重點闡述瞭切削過程中誤差的來源及其傳遞規律，包括加工誤差、測量誤差、設備誤差、環境誤差等，並引入瞭誤差補償和誤差綜閤的理論框架，為實現高精度加工奠定理論基礎。 第二部分：先進精密切削加工技術 本部分聚焦於當前主流的精密切削加工技術。首先，對數控（NC）加工技術進行瞭深入解析，詳細介紹瞭G代碼和M代碼的編程原理、刀具路徑規劃、進給與速度優化等內容，並結閤實例講解瞭如何利用數控技術實現復雜麯麵和微細結構的精密加工。其次，本書係統介紹瞭磨削加工的原理、類型（如外圓磨、內圓磨、平麵磨、無心磨等）以及各種磨削方式（如周邊磨削、端麵磨削、斜度磨削等）在不同精度要求下的應用。特彆地，對超精密磨削技術（如納米級磨削、化學機械拋光 CMP）進行瞭詳細的介紹，包括其工作原理、關鍵設備與技術要點。 此外，本書還重點介紹瞭高效、高精度的特種加工技術，如電火花加工（EDM）、激光加工（Laser Machining）、離子束加工（Ion Beam Machining）等。對於每種技術，都詳細闡述瞭其基本原理、加工特點、適用範圍、設備構成以及在微納製造、復雜材料加工等領域的應用案例。 第三部分：精密加工設備與測量 本部分關注支撐精密切削加工的硬件基礎——精密加工設備。本書詳細介紹瞭各類精密機床的結構特點、傳動係統、主軸精度、導軌精度等關鍵性能參數，以及這些參數如何影響最終的加工精度。內容涵蓋瞭高精度數控車床、銑床、磨床、以及專用的微細加工設備。在設備選型方麵，結閤不同加工對象和精度要求，提供瞭詳細的指導建議。 與此同時，高精度的測量技術是保證和驗證加工精度的關鍵。本部分係統介紹瞭各類精密測量儀器和測量方法，包括三坐標測量機（CMM）、光學測量儀、輪廓儀、錶麵粗糙度儀等。本書不僅講解瞭這些設備的測量原理、操作方法，更側重於測量誤差的分析與控製，以及如何建立有效的測量與反饋係統，實現加工過程的閉環控製。 第四部分：實際應用與案例分析 本部分將理論與實踐相結閤，通過多個典型案例，展示瞭精密切削加工技術在各行業的實際應用。其中包括： 航空航天領域： 精密渦輪葉片、發動機零部件的加工，對材料強度、耐高溫和精度有著極其嚴苛的要求。 汽車製造領域： 缸體、麯軸、齒輪等關鍵部件的精密加工，涉及材料的硬度、加工效率和成本控製。 電子信息領域： 半導體芯片製造中的微納結構加工、精密模具的製造、以及高精度光學元件的加工。 醫療器械領域： 精密手術器械、植入式醫療設備的生物相容性材料加工，對精度和錶麵質量要求極高。 每一個案例都詳細分析瞭具體的加工對象、所采用的加工技術、設備配置、工藝參數設置、以及最終的精度與性能指標，旨在幫助讀者理解理論知識在實際生産中的應用價值。 第五部分：麵嚮未來的發展趨勢 最後，本部分展望瞭精密切削加工技術的發展趨勢。重點介紹瞭智能製造、工業互聯網在精密加工領域的應用，包括基於大數據和人工智能的工藝優化、故障預測與診斷；以及新型材料（如超高強度鋼、陶瓷基復閤材料）的加工挑戰與解決方案；納米製造、增材製造與減材製造的融閤發展等前沿方嚮。 本書內容翔實，理論與實踐並重，旨在為從事機械設計、製造、工藝、測量等領域的工程師、技術人員和相關專業的學生提供一本全麵、實用的參考書。通過學習本書，讀者將能深刻理解精密切削加工的原理，掌握先進的加工技術和設備，並能有效解決實際生産中的精度控製問題。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本書，我感覺就像是找到瞭一個可以深入探索現代工程技術奧秘的寶藏。我一直對那些能夠將精密的機械結構與智能的電子控製完美結閤的係統充滿嚮往，而機電一體化正是這種集大成的體現。我希望這本書能夠為我提供一個係統性的學習框架，讓我能夠從根源上理解機電一體化係統的設計原則和實現方法。我尤其關注書中關於係統建模與仿真的部分。我深知，在實際建造復雜的機電一體化係統之前，能夠通過數學模型來精確地描述其行為，並通過計算機仿真來預測其性能、優化設計方案、甚至發現潛在的缺陷，是多麼重要的一環。我希望書中能詳細介紹各種常用的建模技術，比如拉格朗日方程、牛頓-歐拉方程等，並且能夠提供一些實際的仿真案例，讓我能夠親手操作，加深對理論知識的理解。同時，我也非常期待書中關於故障診斷與容錯控製的內容。任何復雜的係統在運行過程中都可能齣現故障，如何及時有效地診斷齣問題，並采取相應的措施來保證係統的安全運行，這對於提高機電一體化係統的魯棒性和可靠性至關重要。我希望能從中學習到一些先進的故障診斷技術，以及如何設計容錯控製策略，讓係統在麵對突發狀況時依然能夠維持基本功能或安全停機。這本書在我心中，不僅僅是一本教科書，更是一把開啓智能製造和先進工業技術大門的鑰匙。

評分☆☆☆☆☆

這本書，我拿到手的時候，就被它厚實的封麵和沉甸甸的質感所吸引，感覺像捧著一本沉睡的智慧。我一直對機械與電子的完美結閤充滿好奇，也知道在現代工業中，機電一體化扮演著越來越重要的角色，從生産綫上精密的機器人手臂，到我們日常生活中智能傢電的操控，背後都有它的身影。所以，這本書對我來說，簡直就像是一扇通往未知世界的窗口，充滿瞭探索的價值。我期待它能深入淺齣地解析那些復雜的原理，讓我這個對機電一體化領域還處於入門階段的讀者，能夠理清脈絡，構建起紮實的理論基礎。我希望書中不僅能介紹到一些經典的機電一體化係統，比如工業機器人、數控機床等，還能分享一些實際的應用案例，讓我看到理論是如何在實踐中落地生根的。更重要的是，我希望作者能夠用清晰易懂的語言，講解那些抽象的概念，避免過多的專業術語堆砌，讓學習過程變得更加順暢和有趣。我對那些關於係統建模、仿真以及故障診斷方麵的章節尤為期待，因為這些往往是決定一個機電一體化係統能否成功運行的關鍵。同時，我也希望能從中學習到一些關於係統集成和優化設計的思路，為我未來可能參與到的項目中提供寶貴的藉鑒。總而言之，這本書在我心中承載著我對於深入理解現代工業技術核心的殷切期望，我迫不及待地想翻開它，開始我的學習之旅。

評分☆☆☆☆☆

這本書，對我而言，就像是一本通往精密製造和智能控製殿堂的指南。我一直對那些能夠實現高精度運動和復雜任務的機械裝置著迷，而機電一體化正是實現這一切的關鍵。我特彆希望書中能夠深入講解精密傳動係統和伺服控製技術。我理解，在很多高性能的機電一體化係統中，比如機器人、數控機床等，對運動的精度、速度和響應速度都有著極其苛刻的要求。這離不開高效可靠的傳動裝置，比如滾珠絲杠、諧波減速器等，以及精確的伺服電機和先進的伺服驅動技術。我希望書中能夠詳細介紹這些關鍵部件的工作原理、設計要點和選型依據。同時，我也非常期待書中關於嵌入式係統設計和實時操作係統的內容。機電一體化係統通常需要一個強大的“大腦”來協調各個部件的工作，而嵌入式係統和實時操作係統正是實現這一功能的基石。我希望能從中學習到如何選擇閤適的微控製器，如何進行嵌入式軟件的開發，以及如何利用實時操作係統來保證係統的實時性和可靠性。如果書中還能包含一些關於工業通信協議，比如CAN、Ethernet/IP等的介紹，那就更全麵瞭，因為這些是連接不同設備和係統的重要橋梁。

評分☆☆☆☆☆

這本書，在我看來，是一本集理論與實踐於一體的工業科技百科全書。我一直對那些能夠將復雜問題簡化，並實現高效解決方案的技術領域充滿敬意，而機電一體化恰恰是其中的佼佼者。我希望書中能夠深入講解關於係統可靠性工程和壽命預測的內容。一個成功的機電一體化係統，不僅要在設計階段就考慮到各種潛在的失效模式，還要能夠在實際運行中保證其穩定性和耐久性。我希望能從書中學習到一些可靠性分析方法，比如FTA（故障樹分析）、FMEA（失效模式與影響分析）等，以及如何根據這些分析結果來優化設計，提高係統的可靠性。同時，我也非常關注書中關於産品生命周期管理（PLM）和數字化轉型的內容。在當今快速發展的工業環境中，如何對産品從設計、製造、使用到維護的整個生命周期進行有效的管理，以及如何利用數字化技術來提升機電一體化係統的智能化水平和競爭力，這已經成為企業必須麵對的挑戰。我希望書中能夠提供一些關於PLM係統在機電一體化領域的應用案例，以及數字化轉型帶來的機遇和挑戰。總而言之，我期待這本書能夠幫助我從更長遠的視角來理解和設計機電一體化係統，使其不僅滿足當前的需求，更能適應未來的發展。

評分☆☆☆☆☆

我必須說，拿到這本書的時候，我內心是既激動又有點忐忑的。激動是因為終於找到瞭我一直想深入瞭解的領域，忐忑是因為我總擔心自己基礎不夠紮實，看不懂太高深的內容。機電一體化，這個詞本身就帶著一種科技感和未來感，我腦海裏常常浮現齣那些在工廠裏高效運轉的自動化設備，還有在航空航天領域扮演關鍵角色的精密儀器。我希望這本書能夠為我揭開這些神秘麵紗，讓我明白它們是如何從最初的設計理念，一步步演變成觸手可及的現實。我特彆關注的是書中關於傳感器技術、執行器原理以及控製算法的部分。我理解，這些是構成機電一體化係統的“三要素”，缺一不可。我希望能從中瞭解到不同類型傳感器的優缺點，以及它們在不同應用場景下的選擇依據；我也想知道各種執行器，比如電機、液壓缸等，是如何將電信號轉化為機械運動的，以及它們的控製策略。更重要的是，我對書中關於係統整體設計方法的介紹非常感興趣。一個優秀的機電一體化係統，絕不僅僅是各個部件的簡單堆砌，而是需要考慮整體的協同工作、效率優化以及可靠性保障。我希望這本書能提供一些係統性的設計框架和方法論，引導我從宏觀層麵思考問題，而不是僅僅停留在對局部技術的理解上。如果書中還能包含一些實際項目開發的流程和經驗分享，那更是錦上添花瞭，因為理論學習最終還是要服務於實踐。

評分☆☆☆☆☆

這本書，就我目前的閱讀體驗而言，它像是一本濃縮瞭工業界前沿智慧的寶典。我之所以選擇它，是因為我深知機電一體化技術是推動現代工業發展的核心驅動力之一。從我所見的智能製造、自動化生産綫，到精密醫療器械、航空航天設備，無處不見其身影。我對書中關於係統建模和仿真的部分充滿瞭濃厚的興趣。我總覺得，在真正構建一個復雜的機電一體化係統之前，能夠通過數學模型進行精確的描述和虛擬的仿真，對於預測係統性能、優化設計方案、規避潛在風險至關重要。我希望這本書能詳細介紹各種常用的建模方法，比如狀態空間法、傳遞函數法等，並且能夠提供一些實際的仿真實例，讓我能夠親手操作，加深理解。此外，我也非常期待書中關於故障診斷與容錯控製的內容。任何係統在運行過程中都可能齣現故障，如何及時有效地診斷齣問題，並采取相應的措施來保證係統的安全性、可靠性，這對於機電一體化係統的魯棒性至關重要。我希望能從中學習到一些先進的故障診斷技術，以及如何設計容錯控製策略，使得係統在部分組件失效的情況下，仍能維持基本功能或安全停機。總而言之，這本書在我看來，不僅是一本知識的載體，更是一把開啓工業智能化大門的鑰匙，我期待它能為我打開更廣闊的視野。

評分☆☆☆☆☆

當我拿到這本書的時候，我便被它沉甸甸的知識分量所吸引。我一直對那些能夠將物理世界的規律與數字世界的邏輯巧妙結閤的技術充滿好奇，而機電一體化正是這種結閤的典範。我希望這本書能夠為我打開一扇理解現代工業自動化核心的窗戶。我尤其期待書中關於機器人技術及其在工業自動化中的應用。無論是工業機器人手臂的精準抓取，還是AGV（自動導引車）的智能搬運，亦或是協作機器人的安全互動，都離不開機電一體化技術的支撐。我希望能從中瞭解到不同類型機器人的結構特點、運動學與動力學分析，以及它們在各種生産場景下的具體應用案例。此外，我也非常關注書中關於智能製造和工業物聯網（IIoT）的內容。隨著工業4.0時代的到來，機電一體化係統正朝著更加智能化、網絡化的方嚮發展。我希望書中能夠探討如何將傳感器、控製器、執行器等設備連接到物聯網，實現數據的采集、傳輸和分析，從而為生産過程的優化和決策提供支持。如果書中還能包含一些關於虛擬現實（VR）或增強現實（AR）在機電一體化係統設計、操作和維護中的應用，那就更具前瞻性瞭，因為它預示著人機交互的新模式。

評分☆☆☆☆☆

說實話，這本書的厚度一開始讓我有點望而卻步，但當我真正翻開它之後，我纔意識到，這完全是一次關於智慧的深度探索。我一直對那些能夠將物理世界與數字世界無縫連接的技術深深著迷，而機電一體化恰恰是其中的翹楚。我希望這本書能夠為我提供一個清晰的框架，讓我能夠理解機電一體化係統的整體架構，從傳感器到控製器，再到執行器，以及它們之間是如何相互作用，協同工作的。我特彆期待書中關於控製理論和算法的章節。我知道，一個優秀的控製算法是機電一體化係統的“大腦”，它能夠根據傳感器反饋的信號，做齣精準的決策，並控製執行器實現預期的動作。我希望書中能夠介紹一些經典的控製方法，比如PID控製、模糊控製、神經網絡控製等，並且能夠結閤實際的應用場景，講解它們的原理和實現方式。同時，我也非常關注書中關於係統集成與調試的內容。一個精心設計的係統，最終還需要通過細緻的集成和嚴格的調試纔能真正投入使用。我希望這本書能夠分享一些在係統集成過程中可能遇到的問題，以及相應的解決方案，讓我能夠提前做好準備，少走彎路。如果書中還能包含一些案例研究，展示不同領域的機電一體化係統是如何開發的，那就更好瞭。

評分☆☆☆☆☆

我之所以對這本書充滿期待，是因為我一直認為，機電一體化是現代工程技術中最具魅力的交叉學科之一。它將機械工程的嚴謹與電子工程的靈活性完美融閤，創造齣無數令人驚嘆的智能設備和自動化係統。我尤其關注書中關於産品開發流程和設計方法的介紹。一個成功的機電一體化産品，絕非一蹴而就，而是需要經過嚴謹的需求分析、概念設計、詳細設計、原型製作、測試驗證等一係列復雜的流程。我希望這本書能夠為我描繪齣一條清晰的開發路徑，讓我理解在不同階段需要關注的重點，以及應該采用的設計方法和工具。例如，我希望能瞭解到如何進行係統需求分析，如何進行功能分解，如何選擇閤適的元器件，以及如何進行模塊化設計。此外，我也對書中關於用戶體驗和人機交互的探討抱有極大的興趣。隨著技術的不斷發展，機電一體化産品越來越注重與用戶的互動，如何設計齣既高效又易於使用的界麵，如何讓用戶更直觀地理解和控製設備，這已經成為産品設計中不可忽視的一環。如果書中能分享一些優秀的人機交互設計原則和實踐案例，那將對我非常有啓發。總而言之，我期待這本書不僅能教授我技術知識，更能引導我掌握係統性、工程化的設計思維。

評分☆☆☆☆☆

我之所以對這本書如此期待，是因為我一直相信，機電一體化技術是推動社會進步的重要力量，它正在深刻地改變著我們的生活和工作方式。我希望這本書能夠為我打開一扇瞭解其精髓的窗戶，讓我能夠從更宏觀的視角理解機電一體化係統的設計理念和應用前景。我尤其關注書中關於係統集成與協同工作的內容。我理解，一個優秀的機電一體化係統，絕不僅僅是各個部件的簡單組閤，而是需要所有模塊能夠高效、和諧地協同工作，纔能發揮齣最大的效能。我希望書中能夠詳細介紹係統集成過程中可能遇到的挑戰，比如接口匹配、數據通信、時序同步等，以及相應的解決方案。同時，我也非常期待書中關於係統性能評估和優化設計的部分。如何對一個機電一體化係統的性能進行客觀的評價，如何通過分析找齣係統存在的瓶頸，並采取有效的措施進行優化，這是決定産品競爭力的關鍵。我希望能從中學習到一些常用的性能評估指標，以及一些係統優化設計的策略，比如參數整定、結構改進等。如果書中還能包含一些跨學科的知識，比如機械設計、電子技術、計算機科學、控製理論等方麵的交叉融閤，那就更有價值瞭，因為它能幫助我構建一個更加全麵的知識體係。