《機(jī)電一體化技術(shù)/普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材》兼顧課堂教學(xué)和自學(xué)的特點(diǎn)和需要,各章附有一定數(shù)量的習(xí)題與思考題,以加深讀者對(duì)《機(jī)電一體化技術(shù)/普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材》內(nèi)容的理解。《機(jī)電一體化技術(shù)/普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材》可作為高等農(nóng)業(yè)院校農(nóng)業(yè)工程類本科專業(yè)的教學(xué)用書(shū),也適用于從事機(jī)電一體化技術(shù)工作的工程技術(shù)人員參考。
《機(jī)電一體化技術(shù)》自2001年11月出版以來(lái),在高等農(nóng)業(yè)院校農(nóng)業(yè)工程學(xué)科有關(guān)專業(yè)的教學(xué)過(guò)程中得到了普遍的應(yīng)用,對(duì)于推動(dòng)農(nóng)業(yè)工程類本科專業(yè)教學(xué)內(nèi)容和課程體系的改革起到了積極的促進(jìn)作用。在過(guò)去6年的使用過(guò)程中,讀者和授課教師對(duì)教材的內(nèi)容和結(jié)構(gòu)提出了許多寶貴的修改意見(jiàn)和建議,本書(shū)編者對(duì)此表示衷心的感謝。
為全面貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀,切實(shí)提高高等教育的質(zhì)量,教育部于2006年制定了普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)教材規(guī)劃。經(jīng)沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)推薦,中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社申報(bào),專家評(píng)審和公示,《機(jī)電一體化技術(shù)》人選“十一五”國(guó)家級(jí)教材規(guī)劃。根據(jù)教育部“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材編寫(xiě)要求,在中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社的組織協(xié)調(diào)下,我們對(duì)《機(jī)電一體化技術(shù)》第1版進(jìn)行了修訂。
《機(jī)電一體化技術(shù)》教材修訂的指導(dǎo)思想是體現(xiàn)課程的科學(xué)性、系統(tǒng)性和新穎性,以適應(yīng)課程教學(xué)改革和發(fā)展的需要,在組織結(jié)構(gòu)上繼續(xù)體現(xiàn)注重基礎(chǔ)和立足應(yīng)用的特點(diǎn),在內(nèi)容上以機(jī)電一體化技術(shù)各組成部分的特征和選型為重點(diǎn),為學(xué)生掌握機(jī)電一體化技術(shù)的基本理論和具備機(jī)電一體化產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本能力奠定基礎(chǔ)。
參加本教材修訂的人員有:李成華(沈陽(yáng)理工大學(xué)),田素博、李永奎、蔡雨付、王強(qiáng)(沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)),楊世鳳(天津科技大學(xué)),袁洪印、趙清來(lái)(吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)),房俊龍、劉宏新(東北農(nóng)業(yè)大學(xué)),高昌珍、左月明、范鐵林(山西農(nóng)業(yè)大學(xué)),聶宜茂、王計(jì)元(山東農(nóng)業(yè)大學(xué)),李海軍(內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)),王熙、車剛(黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)),崔巖(河南農(nóng)業(yè)大學(xué))。全書(shū)由李成華教授統(tǒng)稿,田素博副教授承擔(dān)了大部分內(nèi)容的修訂和審校。紀(jì)建偉教授(沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué))繼續(xù)擔(dān)任本書(shū)的主審。
本書(shū)在編寫(xiě)和修訂過(guò)程中參考了已有機(jī)電一體化技術(shù)方面的教材和資料,并在書(shū)后的參考文獻(xiàn)中列出。本書(shū)編者對(duì)參考文獻(xiàn)的作者表示衷心的感謝。
本書(shū)在修訂過(guò)程中,得到了沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)和中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社的熱情支持和幫助,謹(jǐn)此一并表示衷心的感謝。
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李成華,男,漢族,1958年10月生,九三學(xué)社社員。1982年1月畢業(yè)于沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化專業(yè)。現(xiàn)任沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院院長(zhǎng)、教授研究方向?yàn)檗r(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化及其自動(dòng)化。
1 概論
1.1 機(jī)電一體化的基本概念
1.2 機(jī)電一體化產(chǎn)品的構(gòu)成及特點(diǎn)
1.3 機(jī)電一體化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)
1.4 機(jī)電一體化產(chǎn)品設(shè)計(jì)的方法
習(xí)題與思考題
2 機(jī)械系統(tǒng)
2.1 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)
2.2 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)
2.3 執(zhí)行機(jī)構(gòu)
習(xí)題與思考題
3 檢測(cè)系統(tǒng)
3.1 檢測(cè)系統(tǒng)的功能與特性
3.2 常用傳感器
3.3 檢測(cè)系統(tǒng)組成及檢測(cè)原理
3.4 檢測(cè)信號(hào)的預(yù)處理
習(xí)題與思考題
4 伺服系統(tǒng)
4.1 伺服系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)型式及特點(diǎn)
4.2 伺服系統(tǒng)的執(zhí)行元件
4.3 執(zhí)行元件的控制與驅(qū)動(dòng)
4.4 伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)
習(xí)題與思考題
5 控制系統(tǒng)
5.1 概述
5.2 控制對(duì)象數(shù)學(xué)模型的建立
5.3 計(jì)算機(jī)控制基礎(chǔ)
習(xí)題與思考題
6 接口技術(shù)
6.1 概述
6.2 地址譯碼器、I/O口與CPU的接口
6.3 人機(jī)接口
6.4 機(jī)電接口
6.5 系統(tǒng)干擾與抑制
習(xí)題與思考題
7 機(jī)電一體化總體設(shè)計(jì)
7.1 機(jī)電一體化總體設(shè)計(jì)的含義及內(nèi)容
7.2 產(chǎn)品的使用要求及性能指標(biāo)
7.3 產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計(jì)
7.4 功能及精度指標(biāo)分配
習(xí)題與思考題
8 機(jī)電一體化系統(tǒng)典型實(shí)例
8.1 機(jī)器人
8.2 數(shù)控機(jī)床
習(xí)題與思考題
參考文獻(xiàn)
2 機(jī)械系統(tǒng)
機(jī)電一體化系統(tǒng)中的機(jī)械系統(tǒng)與一般的機(jī)械系統(tǒng)相比,除要求具有較高的定位精度外,還應(yīng)具備體積小、質(zhì)量輕、剛度大、動(dòng)態(tài)性能好等特點(diǎn)。
概括地講,機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)應(yīng)包括以下3大部分機(jī)構(gòu)。
。1)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)機(jī)電一體化系統(tǒng)中的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的主要功能是傳遞轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速,因此,它實(shí)際上是一種轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速變換器。機(jī)械傳動(dòng)部件對(duì)伺服系統(tǒng)的伺服特性有很大影響,特別是其傳動(dòng)類型、傳動(dòng)方式、傳動(dòng)剛性以及傳動(dòng)的可靠性對(duì)系統(tǒng)的精度、穩(wěn)定性和快速響應(yīng)性有重大影響。
。2)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)其作用是支承和限制運(yùn)動(dòng)部件按給定的運(yùn)動(dòng)要求和規(guī)定的運(yùn)動(dòng)方向運(yùn)動(dòng)。該機(jī)構(gòu)應(yīng)能保證安全、準(zhǔn)確。
(3)執(zhí)行機(jī)構(gòu)用來(lái)完成操作任務(wù)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)操作指令的要求在動(dòng)力源的帶動(dòng)下,完成預(yù)定的操作。一般要求它具有較高的靈敏度、精確度,良好的重復(fù)性和可靠性等。
2.1 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)
2.1.1 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的種類及特點(diǎn)
機(jī)電一體化系統(tǒng)中所用的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主要有滑動(dòng)絲杠副、滾珠絲杠副、齒輪傳動(dòng)副、同步帶傳動(dòng)副、間歇機(jī)構(gòu)、撓性傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等。對(duì)于工作機(jī)中的傳動(dòng)機(jī)構(gòu),既要求能夠?qū)崿F(xiàn)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換,又要求能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)力的轉(zhuǎn)換;對(duì)于信息機(jī)中的傳動(dòng)機(jī)構(gòu),主要要求運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換。對(duì)于動(dòng)力,則只需要克服慣性力(力矩)和各種摩擦力(力矩)以及較小的工作負(fù)載即可。
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