第一篇：機電一體化 復(fù)習(xí) 機械部分問題

驅(qū)動部分問題

1.機電一體化系統(tǒng)基本組成要素有

2.機電一體化的高性能化一般包含：高速化？高精度 ？高效率？高可靠性？

3.工業(yè)三大要素是

4.簡述機電一體化對機械系統(tǒng)的基本要求及機械系統(tǒng)的組成。

5.機電一體化對機械傳動的要求是？

6.等效到電動機軸上的總的等效慣量隨減速比的： 增大而減小 ？增大而增大？.減小而減??？ 變化而不變？

7.機電一體化機械系統(tǒng)應(yīng)包括？三部分。

8.機械傳動裝置在機電一體化系統(tǒng)中是必不可少的，因為在電動機和負載之間經(jīng)常需要 ：匹配轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速？增加傳動功率？縮小傳動功率？維持轉(zhuǎn)速恒定？

9.斜齒圓柱齒輪消除齒側(cè)隙方法？直齒圓柱齒輪傳動機構(gòu)中消除齒側(cè)隙的常用方法？

10.滾珠絲桿螺母副結(jié)構(gòu)有兩類？

11.滾珠絲杠副的軸向間隙對系統(tǒng)有何影響？如何處理？

12.滾動螺旋傳動的消除間隙和調(diào)整預(yù)緊一般有？三種。

13.在常用的滾珠絲杠螺母副的間隙消除方法中，調(diào)整精度最高的一種是雙螺母齒差式 ？雙螺母螺紋式？雙螺母墊片式 ？單螺母變位導(dǎo)程式？

14.使?jié)L珠絲杠具有最大剛度的支承方式是：兩端固定？一端固定、一端游動？一端固定、一端自由？兩端簡支？長距離？？

15.滾珠絲桿不能自鎖？

16.線性導(dǎo)軌特點？

PLC部分問題

1．應(yīng)用于工業(yè)控制的計算機主要有幾種類型，各自特點?。

2．PLC的掃描工作原理及其分析運用?

3．PLC內(nèi)存管理：位 字節(jié) 字

4．基本指令使用：位指令（R S 跳變），定時器，計數(shù)器，整數(shù)運算（加法，傳送，比較）

5．根據(jù)程序，繪制時序圖；

6．設(shè)計基本控制程序

第二篇：機電一體化 機械臂部分總結(jié)

1機械臂設(shè)備的工作原理

研究所使用的機械臂設(shè)備是固高科技(深圳)有限公司自行研究、開發(fā)的一款高性能二自由度串聯(lián)機械臂系統(tǒng)(GP．8．200．sv)，它可進行簡單的二維圖形的繪制，機械臂實體圖如圖1所示。該機械臂采用交流伺服電機作為驅(qū)動源，通過行星齒輪減速器直接驅(qū)動兩個運動關(guān)節(jié)，與電機耦合的增量式光電編碼器對機械臂的兩個控制軸進行位置定位。該機械臂使用基于DSP的運動控制器作為底層實時控制設(shè)備，PC機作為上層的控制系統(tǒng)，整個機械臂系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。

始于原點的控制軸為關(guān)節(jié)1，與其相連接的為關(guān)節(jié)2。機械臂通過控制這2個關(guān)節(jié)的協(xié)調(diào)運動帶動安裝在關(guān)節(jié)2末端的繪筆完成繪圖任務(wù)。機械臂接收到繪制曲線的指令后，以當前位置的直角坐標為繪圖的起始點，根據(jù)所要繪制曲線的參數(shù)方程及繪制精度均勻取曲線上的H個點，獲得完成繪圖任務(wù)所需的H個目標位置，然后利用運動學(xué)反解公式，將這些目標點轉(zhuǎn)化為2個關(guān)節(jié)相對應(yīng)的關(guān)節(jié)坐標，再將關(guān)節(jié)坐標系下的目標位置、最大速度、加速度等參數(shù)轉(zhuǎn)換成伺服驅(qū)動器能夠識別的脈沖量，輸入到運動控制器中驅(qū)動伺服電機運動。機械臂關(guān)節(jié)位置的反饋信息由增 量式光電編碼器獲得，先將所得到的脈沖量轉(zhuǎn)換為關(guān)節(jié)坐標值，再進行運動學(xué)正解，就可以得到當前機械臂繪筆位置的直角坐標。圖3二自由度機械臂在平面直角坐標系中的投影圖 根據(jù)圖3，直接應(yīng)用平面幾何的知識，即可得到 關(guān)節(jié)2末端坐標的運動學(xué)正解與反解的公式㈣。

當機械臂的繪筆在畫紙上進行實際繪圖時，觀察到以下問題。首先，機械臂實際繪出的圖形與光電編碼器反饋數(shù)據(jù)還原后的圖形有較大差異，表明反饋信息并不能真實反映實際輸出，而這個偏差是由于電機與機械臂關(guān)節(jié)之間存在傳動部件的耦合松動。其次，機械臂的繪筆在不同的位置、沿不同的方向繪出的圖形也有比較明顯的差別，而這往往是因為關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動所固有的機械特性。此外，繪出的圖線有小鋸齒狀，不平滑，仔細觀察后發(fā)現(xiàn)，繪圖過程中機械臂有輕微的 抖動，這可能是由于關(guān)節(jié)運動速度過快等原因造成的。圖5就是機械臂在畫紙上繪制四葉玫瑰線的實際圖形。因為無法改變機械臂關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動過程中的機械特性，于是僅針對在一個確定的起始位置、沿一個確定的方向的繪圖過程進行補償，如果起始點更換到其他

位置，補償思想不變。當機械臂的關(guān)節(jié)l處于60。同時關(guān)節(jié)2處于80‘的位置時，關(guān)節(jié)2末端的繪筆剛好

位于繪圖板的中部，因此以下的研究均以這個位置作 為繪圖的起始位置。

圖5機械臂實際繪制的四葉玫瑰線

Fig．5 Four-leafrose practically drawn by robot ann 由于光電編碼器反饋回的數(shù)據(jù)與實際輸出有較

大差距，為獲得較好的實際結(jié)果，所以根據(jù)實測的間 隙值設(shè)定其補償量，對運動控制器的參考輸入進行修 正。以改進圖5為例，進行簡單的常數(shù)補償。四葉玫 瑰線的中心點坐標為‰，yo)，可以看到X

在圖5的基礎(chǔ)上進行補償后，機械臂已經(jīng)能夠繪

制出比較準確的曲線，但其平滑度還不夠理想。下面 針對關(guān)節(jié)的運動速度進行分析，期望通過降低速度來 消除曲線上的抖動，以獲得更好的繪圖效果。機械臂 的控制軸按照梯形速度曲線模式運動，即運動關(guān)節(jié)從 當前位置點運動到下一個目標點的過程中經(jīng)歷3個階 段，第l階段速度根據(jù)設(shè)定的加速度值從零加速到最 大速度，第2階段加速度為零，速度保持已達到的最 大速度運行，第3階段速度再按設(shè)定的負向加速度減 速到零．并且此時到達要求的目標位置。寫入運動控 制器的每一條指令都含有目標位置、最大速度和加速 度這3個參數(shù)。加速度在系統(tǒng)初始化時已設(shè)定。而最

1一一I 大速度被定義為V=—Iv-—1"01STEP TIME，其中內(nèi)和p分別J。i 表示當前點位置和下一目標點位置，STEP TIME是時 間參數(shù)。很顯然，當圖形軌跡的離散點完全確定以后． STEP TIME就決定著最大速度的取值，其系統(tǒng)默認值 為0 000 8。增大STEP TIME．則2個關(guān)節(jié)的運動速 度會相應(yīng)減小。圖6顯示了補償之后取STEP TIME= 0．001 1時的實際繪圖結(jié)果，可以看出．曲線形狀已經(jīng) 比較標準，且抖動被消除。

第二章機械臂控制系統(tǒng)概述

2．1二自由度機械臂運動學(xué)分析

2．1．1機械臂工作空間分析

機械臂的工作空間定義為：機械臂正常運行時，機械臂末端連桿上的工具原點在空

間的最大范圍。工作空間一般是一塊或多塊空間體積，它們具有一定的邊界曲面，邊界 曲面上的點對應(yīng)的操作機的位置和姿態(tài)稱為機械臂的奇異位形，與這些奇異位形對應(yīng)的

機械臂的速度雅可比矩陣是奇異的。由于硬件設(shè)計上的限制，該二自由度機械臂的工作 空間被限制在如圖2—1所示的空問內(nèi)，空間段近似為(弧AB+弧BCD+弧DE+直線EF+弧FPG +直線GA)所圍成的封閉平面，驗證實驗也必須限制在這個空間內(nèi)完成。

篇15頁

第二章機械臂控制系統(tǒng)概述

2．1．2機械臂運動學(xué)解

機械臂通常具有兩種運動方式：關(guān)節(jié)空間運動和直角坐標運動。關(guān)節(jié)空間運動模式

是指機械臂的運動直接由各個關(guān)節(jié)的運動坐標來確定，所有關(guān)節(jié)變量構(gòu)成一個關(guān)節(jié)矢量。所有關(guān)節(jié)矢量構(gòu)成的空間稱為關(guān)節(jié)空間。所謂關(guān)節(jié)空間運動模式，就是直接操作各個關(guān) 節(jié)的運動來完成機器人的運動。直角坐標運動模式是指機械臂術(shù)端工具的位置和方位通 常是在直角坐標空間中描述。直角坐標空間運動模式通過指定機械臂術(shù)端工具在直角坐 標空間中的運動來完成機械臂操作任務(wù)。

機械臂的實際運行是通過對關(guān)節(jié)運動軸的伺服控制來實現(xiàn)的，也就是最終的機械臂 的控制是在關(guān)節(jié)坐標空間進行的，但是對操作者來說，直角坐標空間更容易讓人理解和 接受，操作者對機械臂的操作一般是在直角坐標空間中進行的，這樣就需要建立一種關(guān) 節(jié)坐標空間和直角坐標空間的對應(yīng)關(guān)系。也就是說，如果已知機械臂各個關(guān)節(jié)的坐標參 數(shù)，就需要求解機械臂木端在直角坐標空間中的坐標；反過來如果已知機械臂末端在直 角坐標空間的坐標就需要求解各個運動關(guān)節(jié)的坐標參數(shù)。前一個問題稱為機械臂的運動 學(xué)正解，后一個問題稱機械臂的運動學(xué)反解。

設(shè)機械臂的關(guān)節(jié)坐標空問中的變量記為q；【ql，q2?，吼】，機械臂木端工具在直角坐標 空間中的坐標記為x—k，Y，z，0?】，關(guān)節(jié)變量和直角坐標空間坐標存在如下運動學(xué)約束：，@，口)一0(2．1)這是一個隱式方程。如果能夠從式(2．1)求解出： x一，(g)(2．2)即由關(guān)節(jié)坐標變量表示的直角坐標變量，這就是機械臂的運動學(xué)J下解。一般地，可以得 到機械臂運動學(xué)的惟一正解。如果能夠從式(2．1)求解出： q=g(x)(2．3)也就是已知機械臂末端工具的直角坐標參數(shù)，求解出對應(yīng)關(guān)節(jié)坐標空間中的各個關(guān)節(jié)變 量，這就是運動學(xué)的反解。通常，難以得到解析的運動學(xué)反解，而且運動學(xué)反解一般不 是唯一的，實際應(yīng)用中通常采用幾何機械臂的運動學(xué)解。1．二自由度機械臂運動學(xué)正解

已知：關(guān)節(jié)1連桿長度‘，關(guān)節(jié)變量為ql(關(guān)節(jié)控制軸l角度位置)；關(guān)節(jié)2連桿長 度L，關(guān)節(jié)變量為q，(關(guān)節(jié)控制軸2角度位置)。

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第二章機械臂控制系統(tǒng)概述

求解：關(guān)節(jié)連桿末端工具安裝點在直角坐標空間的坐標x=b，Y】。

運動學(xué)所研究的主要問題包括兩個方面：正向運動 學(xué)，即給定機器人各關(guān)節(jié)角度，計算機器人末端的 位置與姿態(tài)；逆向運動學(xué)，已知機器人末端的位置 與姿態(tài)，來計算機器人對應(yīng)這個位置與姿態(tài)的全部 關(guān)節(jié)角，運動學(xué)方程是實現(xiàn)機器人運動控制的數(shù)學(xué) 基礎(chǔ)。

利用D．H方法對每一個連桿建立

坐標系如圖l所示，根據(jù)圖l所建立的坐標系，得到 各連桿的D—H參數(shù)和關(guān)節(jié)變量(表1)。各連桿之 間的齊次變換矩陣為，一般表達式為：

第三篇：mechatronic(機電一體化)機械專業(yè)英語

Mechatronic

1.Introduction

Mechatronics is a design process that includes a combination of mechanical engineering, electronic engineering, material engineering, chemical engineering and industrial engineering.Mechatronics is a multidisciplinary field of engineering, that is to say, it rejects splitting engineering into separate disciplines.Nowadays, with the increasing of economy, Interdisciplinary research becomes an irreversible tendency.Which means mechatronic is facing unprecedented challenges.The old mechanics cannot catch the pace of new world, so they need to be changed.In order to stand steady from the competition, they must provide high value by being innovative during the process of transformation and upgrading.2.Mechatronic system application

Mechatronics are useful on so many fields, such as Machine vision, Automation and robotics, Servo-mechanics and so on.Mechatronic system apply to Machine vision(MV)

Mechatronic make the possibilities of MV, technology and methods used to provide imaging-based automatic inspection and analysis for such applications as automatic inspection, process control, and robot guidance in industry, came true.Mechatronic system apply to Automation and robotics

Imagine that just push some simple bottoms lightly can you control a huge, smart, intelligent robots.Is it only dreamed? No, it is reality.When mechatronic system applies to automation and robotics we can meet that easily.Mechatronic system apply to Servo-mechanics

Common type of servo provides position control.Servos are commonly electrical or partially electronic in nature, using an electric motor as the primary means of creating mechanical force.Other types of servos use hydraulics, pneumatics, or magnetic principles.Whatever type it is, it can be separate as feedback system, transducer system and control system.And all of it cannot be kept in functional order without mechatronic system engineering.3.Future challenges

Mechatronic products--products that blend mechanical, electrical and software technologies--have exploded far beyond such industries as high-tech, aerospace and consumer product goods.That means more and more product development teams that once may have been comprised of mechanical engineers and electrical engineers are now adding software to the mix.Multiple engineering disciplines are being challenged to work together in mechatronic product development, such as on this printed circuit board assembly created in PTC's Pro/Engineer.Additional challenges of mechatronic product development noted by PTC include MCAD changes not reaching electrical engineers quickly enough, ECAD designers working ahead of the mechanical engineer and failing to relay that information, and software development largely removed from the product development change management process.

第四篇：《機電一體化》復(fù)習(xí)要點

《機電一體化》復(fù)習(xí)要點

一、考試形式：開卷

二、考試說明

1． 本課程綜合性強，知識面廣?？荚嚨哪康氖菐椭瑢W(xué)們總結(jié)所學(xué)的知識，同時清理自己在學(xué)習(xí)該時留下的空白部分，以便今后深入學(xué)習(xí)。

2． 考試題型除少量選擇題外，主要以分析題為主，主要考核同學(xué)們知識的全面性以及對所學(xué)知識的靈活應(yīng)用，不必死記硬背。

3． 同學(xué)們在答題時，積極思考和分析，不要拘泥于在書本中找答案。

三、主要復(fù)習(xí)要點

1． 機電一體化技術(shù)的主要組成技術(shù)，各自承擔(dān)的功能。

2． 與普通產(chǎn)品相比，機電一體化產(chǎn)品的特色和優(yōu)勢。

3． 數(shù)控系統(tǒng)的種類和特點。

4． 伺服電機的種類、特點和應(yīng)用。

5． 數(shù)控加工的基本原理和一般過程。

6． 機電系統(tǒng)中常用的結(jié)構(gòu)材料及其特點。

7． 導(dǎo)軌的種類及其特點。

8． 機器人的特點及其應(yīng)用。

9． 數(shù)字信號和模擬信號在機電系統(tǒng)中的應(yīng)用和處理。

10.工業(yè)控制計算機和普通家用計算機的區(qū)別。

11.步進電機的結(jié)構(gòu)、特點、應(yīng)用、調(diào)速方法和控制原理。

12.執(zhí)行元件的概念和用途。

13.常用傳感器的種類和用途。

14.能分析典型機電一體化系統(tǒng)的基本構(gòu)成，明確各模塊的用途。

15.明確機電一體化系統(tǒng)中負擔(dān)控制、信息存儲、信號采集以及執(zhí)行功能的典型器件。

16.明確現(xiàn)代加工的發(fā)展方向，理解精密加工和超精密加工的含義和用途。

第五篇：第二部分機電一體化概論

2014年對口升學(xué)考試大綱《機電一體化概論》

掌握機電一體化的基本概念、基本原理和基本知識，了解機電一體化的發(fā)展方向；理解機電一體化的分類；掌握機電一體化相關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)知識，具備初步的學(xué)科融合的思維能力和相應(yīng)的實踐應(yīng)用能力。

機電一體化概論（60分）

1.機電一體化的定義與發(fā)展（5分）

（1）理解機電一體化的含義。

（2）了解機電一體化的發(fā)展趨勢。

2.機電一體化系統(tǒng)的功能及組成（5分）

（1）了解機電一體化系統(tǒng)的功能。

（2）掌握機電一體化系統(tǒng)的組成。

3.機電一體化系統(tǒng)的分類（10分）

（1）熟悉生產(chǎn)過程機電一體化的組成。

（2）熟悉典型的機電一體化產(chǎn)品應(yīng)用。

4.機電一體化相關(guān)技術(shù)及實例分析（40分）

（1）了解機器人運動功能的符號。

（2）了解機械傳動機構(gòu)和使用能源的傳動機構(gòu)的種類。

（3）理解電動傳動的優(yōu)點和缺點。

（4）理解液壓傳動工作原理和驅(qū)動方式。

（5）理解氣壓傳動的工作原理和特點。

（6）了解常用傳感器的種類，能根據(jù)控制要求選擇傳感器，熟悉傳感器采集信號的處理過程。

（7）理解接口的概念和功能，熟悉接口的分類，認識常用的接口IC。

（8）了解伺服驅(qū)動的概念，理解伺服系統(tǒng)的組成和工作過程，熟悉伺服電機的特點和工作原理。

（9）理解自動門的機械組成、電氣組成及主要功能，會選擇相應(yīng)器件。