第一篇：項目一 機電一體化技術(shù)概述

項目一 機電一體化概述

項目導(dǎo)入

通過多媒體課件，展示機器人、自動化生產(chǎn)線的工作過程，引入任務(wù)：這些產(chǎn)品設(shè)備是機械和電子的完美結(jié)合，屬于機電一體化產(chǎn)品，是機電一體化技術(shù)的具體應(yīng)用，什么是機電一體化技術(shù)？機電一體化技術(shù)的基本組成是什么？其關(guān)鍵技術(shù)是什么？以及機電一體化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展前景如何？

項目要求

通過觀看機器人工作過程以及自動化生產(chǎn)線的生產(chǎn)流程，了解機電一體化產(chǎn)品的主要組成及特點；通過小組討論，分析機電一體化產(chǎn)品的功能組成及關(guān)鍵技術(shù)，在分析機電一體化系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)時，引導(dǎo)學(xué)生分析工作過程中的物質(zhì)形態(tài)的變化、能量的輸入輸出以及控制信號的產(chǎn)生、存儲、傳遞，引入物質(zhì)流、能量流和信息流的概念；通過對幾代機器人的發(fā)展歷程展望機器人的未來，最后以四自由度機器人作為實訓(xùn)項目，加深學(xué)生對機電一體化技術(shù)的認(rèn)識。

能力目標(biāo)

1.能夠協(xié)作分析、討論機電一體化設(shè)備的特點、組成及關(guān)鍵技術(shù)； 2.能夠機電一體化的發(fā)展歷程展望其發(fā)展趨勢。

知識目標(biāo)

1.掌握機電一體化定義； 2.掌機電一體化系統(tǒng)的基本組成； 3.理解機電一體化系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù) 4.了解機電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展前景。

素質(zhì)目標(biāo)

1.具有團隊協(xié)作分析、解決問題的能力； 2.動手能力、討論合作能力。

1.1機電一體化技術(shù)的基本概念

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，極大地推動了不同學(xué)科的相互交叉和滲透，導(dǎo)致了工程領(lǐng)域的技術(shù)革命與改造。在機械工程領(lǐng)域。由于微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的飛速發(fā)展及其向機械工業(yè)的滲透所形成的機電一體化，使機械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機械電氣化”邁入了以“機電一體化”為特征的發(fā)展階段?！皺C電一體化”成為機械技術(shù)與其他領(lǐng)域的先進技術(shù)特別是微電子技術(shù)有機結(jié)合的新領(lǐng)域。

1.1.1 機電一體化的定義

伴隨生產(chǎn)活動和科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，機電一體化技術(shù)的具體內(nèi)容不斷發(fā)展與更新，人們觀察問題的角度不同，對“機電一體化”的理解也就有所差異。迄今為止，機電一體化尚沒有明確的統(tǒng)一定義。

關(guān)于“機電一體化”概念的提法，1981年日本機械振興協(xié)會對此做出解釋：“機電一體化是在機械主功能、動力功能、信息功能和控制功能上引進微電子技術(shù)，并將機械裝置與電子裝置用相關(guān)軟件有機結(jié)合而構(gòu)成系統(tǒng)的總稱?！?/p>

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，“機電一體化”不斷被賦予新的內(nèi)涵，但日前一般可認(rèn)為“機電一體化”是微電子技術(shù)向機械工業(yè)滲透過程中逐步形成的一個新概念，是從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，將機械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)等多門技術(shù)學(xué)科在系統(tǒng)工程的基礎(chǔ)上相互滲透、有機結(jié)合而形成和發(fā)展起來的一門新的邊緣技術(shù)學(xué)科。

1.1.2 機電一體化的產(chǎn)生

科技進步和社會需求是任何事物產(chǎn)生和發(fā)展的前提，機電一體化這一新事物的產(chǎn)生和發(fā)展也不例外。機械技術(shù)、計算機技術(shù)、微電子技術(shù)等的發(fā)展為機電一體化的產(chǎn)生奠定了良好的基礎(chǔ)，而人類社會對生產(chǎn)和生活產(chǎn)品在質(zhì)量和品種上的要求不斷提高是機電一體化蓬勃發(fā)展的動力。

機電一體化經(jīng)歷了長期的產(chǎn)生和發(fā)展過程。早在機電一體化這一概念形成之自前，世界各地的科技人員已為機械與電子技術(shù)的有機結(jié)合做了大量工作，研究和開發(fā)了很多機電一體化產(chǎn)品，例如電子工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的雷達伺服系統(tǒng)，機械工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的數(shù)控機床、工業(yè)機器人等，這一切都為機電一體化這一概念的形成奠定了基礎(chǔ)。

1971年，日本《機械設(shè)計》雜志副刊正式提出了“Mechatronics”這一名詞，它是取Mechanics（機械學(xué)）的前半部分和Electronics（電子學(xué)）的后半部分組合而成，即機械電子學(xué)或機電一體化。在日本提出這一術(shù)語后，日、美、英等國先后有一些專著問世。國際自動控制聯(lián)合會(IFAC)、美國電氣和電子工程師協(xié)會(IFFF)先后創(chuàng)辦了名為Mechanics的期刊，近

年來，國內(nèi)也有不少教科書和期刊出版。

機電一體化作為一門新興的邊緣學(xué)科，始于二十世紀(jì)八十年代，日前它已經(jīng)逐漸成為機械工程的重要研究領(lǐng)域，代表著機械工業(yè)技術(shù)革命的前沿方向。

1.1.3 機電一體化的內(nèi)容

機電一體化包含了技術(shù)和產(chǎn)品兩方面的內(nèi)容，首先是指機電一體化技術(shù)，其次是指機電一體化產(chǎn)品。機電一體化技術(shù)是指包括技術(shù)基礎(chǔ)、技術(shù)原理在內(nèi)的使機電一體化產(chǎn)品得以實現(xiàn)、使用和發(fā)展的技術(shù)。機電一體化產(chǎn)品是指隨著機械系統(tǒng)和微電子系統(tǒng)的有機結(jié)合，被賦予新功能和新性能的產(chǎn)品。

機電一體化技術(shù)在制造業(yè)的應(yīng)用從一般的數(shù)控機床、加工中心、機械手發(fā)展到智能機器人、柔性制造系統(tǒng)(FMS)、無人生產(chǎn)車間和將設(shè)計、制造、銷售、管理集為一體的計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)，并擴展到目前的汽車、電站、儀表、化工、通信、冶金等行業(yè)。此外，對傳統(tǒng)機電設(shè)備的改造也屬于機電一體化的范疇。機電一體化產(chǎn)品涉及工業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究、人民生活、醫(yī)療衛(wèi)生等各個領(lǐng)域，如：集成電路自動生產(chǎn)線、激光切割設(shè)備、印刷設(shè)備、家用電器、汽車電子化、微型機械、飛機、雷達、醫(yī)學(xué)儀器、環(huán)境監(jiān)測等。

1.1.4 機電一體化的特點

我們可以從汽車工業(yè)的發(fā)展過程為例來觀察機電一體化產(chǎn)品的特點。在很長一段時間內(nèi)，汽車是作為一項機械方面的奇跡，它只有少量的電子附件。最初是啟動電機，后來是發(fā)電機，每種附件都使原先產(chǎn)品的性能比過去提高一點。隨著半導(dǎo)體和微電子學(xué)的出現(xiàn)，今天的汽車由微處理器控制，機器人制造，并可通過計算機進行故障分析，從而使機械奇跡變成了機械電子奇跡。

隨著機電一體化技術(shù)的快速發(fā)展，機電一體化產(chǎn)品有逐步取代傳統(tǒng)機電產(chǎn)品的趨勢。與傳統(tǒng)的機電產(chǎn)品相比，機電一體化產(chǎn)品具有高的功能水平和附加值及明顯的技術(shù)、經(jīng)濟、社會效益，這完全是由機電一體化技術(shù)的特點決定的。機電一體化通過綜合利用現(xiàn)代高新技術(shù)的優(yōu)勢，在提高產(chǎn)品精度、增強功能、改善操作性和使用性、提高生產(chǎn)率、降低成本、節(jié)約能源、降低消耗、減輕勞動強度、改善勞動條件、提高安全性和可靠性、簡化結(jié)構(gòu)、減輕質(zhì)量、增強柔性和智能化程度、降低價格等諸多方面都取得了顯著成效。機電一體化產(chǎn)品的顯著特點是多功能、高效率、高智能、高可靠性，同時又具有輕、薄、細(xì)、小、巧的優(yōu)點，其目的是不斷滿足人們生產(chǎn)生活的多樣性和省時、省力、方便的需求。

綜上所述可以看出，機電一體化的本質(zhì)是機械與電子技術(shù)的規(guī)劃應(yīng)用和有效結(jié)合，以構(gòu)成一個最優(yōu)的產(chǎn)品或系統(tǒng)。機電一體化課程的特點首先是涉及的知識面廣，且大多為正在發(fā)展的新知識；其次，機電結(jié)合，綜合應(yīng)用；第三，部分內(nèi)容與其他課程有交叉。

1.2 機電一體化系統(tǒng)的基本組成

1.2.1 機電一體化系統(tǒng)的功能組成

傳統(tǒng)的機械產(chǎn)品主要是解決物質(zhì)流和能量流的問題，而機電一體化產(chǎn)品除了解決物質(zhì)流和能量流以外，還要解決信息流的問題。機電一體化系統(tǒng)的主要功能就是對輸入的物質(zhì)、能量與信息（即所謂工業(yè)三大要素）按照要求進行處理，輸出具有所需特性的物質(zhì)、能量與信息。

任何一個產(chǎn)品都是為滿足人們的某種需求而開發(fā)和生產(chǎn)的，因而都具有相應(yīng)的目的功能。機電一體化系統(tǒng)的主功能包括變換（加工、處理）、傳遞（移動、輸送）、儲存（保持、積蓄、記錄）三個目的功能。主功能也稱為執(zhí)行功能，是系統(tǒng)的主要特征部分，完成對物質(zhì)、能量、信息的交換、傳遞和儲存。機電一體化系統(tǒng)除了具備主功能外，還應(yīng)具備動力功能、檢測功能、控制功能、構(gòu)造功能等其他功能。

加工機是以物料搬運、加工為主，輸入物質(zhì)（原料、毛坯等）、能量（電能、液能、氣能等）和信息（操作及控制指令等），經(jīng)過加工處理，主要輸出改變了位置和形態(tài)的物質(zhì)的系統(tǒng)（或產(chǎn)品）。如各種機床、交通運輸機械、食品加工機械、起重機械、紡織機械、印刷機械、輕工機械等。

動力機，其中輸出機械能的為原動機，是以能量轉(zhuǎn)換為主，輸入能量（或物質(zhì)）和信息，輸出不同能量（或物質(zhì)）的系統(tǒng)（或產(chǎn)品）。如電動機、水輪機、內(nèi)燃機等。

信息機是以信息處理為主，輸入信息和能量，主要輸出某種信息（如數(shù)據(jù)、圖像、文字、聲音等）的系統(tǒng)（或產(chǎn)品）。如各種儀器、儀表、計算機、傳真機以及各種辦公機械等。

圖1-1以典型機電一體化產(chǎn)品數(shù)控機床(CNC)為例，說明其內(nèi)部功能構(gòu)成。其中切削加工是CNC機床的主功能，是實現(xiàn)其目的所必需的功能。電源通過電動機驅(qū)動機床，向機床提供動力，實現(xiàn)動力功能。位置檢測裝置和CNC裝置分別實現(xiàn)計測功能和控制功能，其作用是實時檢測機床內(nèi)部和外部信息，據(jù)此對機床實施相應(yīng)控制。機械結(jié)構(gòu)所實現(xiàn)的是構(gòu)造功

圖1-1CNC機床內(nèi)部功能構(gòu)成

能，使機床各功能部件保持規(guī)定的相互位置關(guān)系，構(gòu)成一臺完整的CNC機床。

1.2.2 機電一體化系統(tǒng)的構(gòu)成要素

機電一體化系統(tǒng)一般由機械本體、傳感檢測、執(zhí)行機構(gòu)、控制及信息處理、動力系統(tǒng)等五部分組成，各部分之間通過接口相聯(lián)系。從機電一體化系統(tǒng)的功能看，人體是機電一體化系統(tǒng)理想的參照物。構(gòu)成人體的五大要素分別是頭腦、感官、四肢、內(nèi)臟及軀干。內(nèi)臟提供人體所需的能量（動力），維持人體活動；頭腦處理各種信息并對其他要素實施控制；感官獲取外界信息；四肢執(zhí)行動作；軀干的功能是把人體各要素有機地聯(lián)系為一體?？梢钥吹?，機電一體化系統(tǒng)內(nèi)部的五大功能與人體的上述功能幾乎是一樣的。機電一體化系統(tǒng)的構(gòu)成要素及實現(xiàn)功能如圖1-2所示。機電一體化系統(tǒng)基本組成可用圖1-3所示的實例進行描述。

圖1.2 機電一體化系統(tǒng)的構(gòu)成要素及實現(xiàn)功能

Figure 1圖1-3 機電一體化系統(tǒng)五大要素實例

1.機械本體

機械本體包括機械結(jié)構(gòu)裝置和機械傳動裝置。機械結(jié)構(gòu)是機電一體化系統(tǒng)的機體，用于支撐和連接其他要素，并把這些要素合理地結(jié)合起來，形成有機的整體。機電一體他系統(tǒng)的

機械結(jié)構(gòu)包括：機身、框架、連接等。機電一體化系統(tǒng)中的機械傳動裝置不再僅僅是轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的變換器，而已成為伺服系統(tǒng)的組成部分，必需根據(jù)伺服控制的要求進行選擇和設(shè)計。由于機電一體化產(chǎn)品技術(shù)性能、水平和功能的提高，因而機械本體要在機械結(jié)構(gòu)、材料、加工工藝性以及幾何尺寸等方面適應(yīng)產(chǎn)品高效率、多功能、高可靠性和節(jié)能、小型、輕量、美觀等要求。

2．動力部分

動力部分是按照系統(tǒng)控制要求，為系統(tǒng)提供能量和動力，去驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)工作以完成預(yù)定的主功能。動力系統(tǒng)包括電、液、氣等多種動力源。用盡可能小的動力輸入獲得盡可能大的功能輸出，是機電一體化產(chǎn)品的顯著特征之一。

3．傳感檢測部分

傳感檢測部分是對系統(tǒng)運行中所需要的自身和外界環(huán)境的各種參數(shù)及狀態(tài)進行檢測，然后變成可識別信號，傳輸?shù)叫畔⑻幚韱卧?，并且?jīng)過分析、處理后產(chǎn)生相應(yīng)的控制信息。其功能一般由專門的傳感器及轉(zhuǎn)換電路完成，對其要求是體積小、便于安裝與連接、檢測精度高、抗干擾等。

4．執(zhí)行機構(gòu)

執(zhí)行機構(gòu)是運動部件在控制信息的作用下完成要求的動作，實現(xiàn)產(chǎn)品的主功能。執(zhí)行機構(gòu)將輸入的各種形式的能量轉(zhuǎn)換為機械能。執(zhí)行機構(gòu)主要由電、液、氣等執(zhí)行元件和機械傳動裝置等組成。執(zhí)行機構(gòu)按運動方式的不同可分為旋轉(zhuǎn)運動元件和直線運動元件，各種電動機及液（氣）壓電機等是旋轉(zhuǎn)運動執(zhí)行元件，而絲杠和電磁鐵、壓電驅(qū)動器、液（氣）壓缸等是直線運動執(zhí)行元件。執(zhí)行機構(gòu)因機電一體化產(chǎn)品的種類和作業(yè)對象不同而有較大的差異。執(zhí)行機構(gòu)是實現(xiàn)產(chǎn)品目的功能的直接執(zhí)行者，其性能好壞決定著整個產(chǎn)品的性能，因而是機電一體化產(chǎn)品中重要的組成部分。根據(jù)機電一體化系統(tǒng)的匹配性要求，需要考慮改善系統(tǒng)的動、靜態(tài)性能，如提高剛性、減小質(zhì)量和適當(dāng)?shù)淖枘?，?yīng)盡量考慮組件化、標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，提高系統(tǒng)整體可靠性等。

5．控制及信息單元

控制及信息單元將來自各傳感器的檢測信息和外部輸入命令進行處理、運算和決策，根據(jù)信息處理結(jié)果，按照一定的程序和節(jié)奏發(fā)出相應(yīng)的指令，控制整個系統(tǒng)有目的地運行。信息處理及控制系統(tǒng)主要是由計算機的軟件和硬件以及相應(yīng)的接口組成。硬件一般由計算機、可編程控制器(PLC)、數(shù)控裝置以及邏輯電路、A/D與D/A轉(zhuǎn)換、I/O（輸入輸出）接口和計算機外部設(shè)備等組成。機電一體化系統(tǒng)對控制和信息處理單元的基本要求是：提高信息處理

速度，提高可靠性，增強抗干擾能力以及完善系統(tǒng)自診斷功能，實現(xiàn)信息處理智能化。

以上這五部分我們通常稱為機電一體化的五大構(gòu)成要素，而在實際中有時機電一體化系統(tǒng)的某些構(gòu)成要素是復(fù)合在一起的。機電一體化產(chǎn)品的五大部分在工作時相互協(xié)調(diào)，共同完成所規(guī)定的目的功能。在結(jié)構(gòu)上，各組成部分通過各種接口及其相應(yīng)的軟件有機地結(jié)合在一起，構(gòu)成一個內(nèi)部匹配合理、外部效能最佳的完整產(chǎn)品。

1.2.3 機電一體化系統(tǒng)接口概述

機電一體化系統(tǒng)由許多要素或子系統(tǒng)構(gòu)成，各要素或子系統(tǒng)之間必須能順利地進行物質(zhì)、能量和信息的傳遞與交換。因此，各要素或各子系統(tǒng)相接處必須具備一定的聯(lián)系條件，這些聯(lián)系條件稱為接口。一方面，機電一體化系統(tǒng)通過輸入／輸出接口將其與人、自然及其他系統(tǒng)相連；另一方面，機電一體化系統(tǒng)通過許多接口將系統(tǒng)構(gòu)成要素聯(lián)系為一體。因此，系統(tǒng)的性能在很大程度上取決于接口的性能。

接口設(shè)計的總?cè)蝿?wù)是解決功能模塊間的信號匹配問題，根據(jù)劃分出的功能模塊，在分析研究各功能模塊輸入／輸出關(guān)系的基礎(chǔ)上，計算制定出各功能模塊相互連接時所必須共同遵守的電氣和機械的規(guī)范和參數(shù)約定，使其在具體實現(xiàn)時能夠“直接”相連。因此，把機電一體化產(chǎn)品可看成是由許多接口將組成產(chǎn)品各要素的輸入／輸出聯(lián)系為一體的系統(tǒng)。

1．接口的分類

機電一體化系統(tǒng)中各要素和子系統(tǒng)之間，接口使得物質(zhì)、能量、信息在連接要素的交界面上平穩(wěn)地輸入／輸出，它是保證產(chǎn)品具有高性能、高質(zhì)量的必要條件，有時會成為決定系統(tǒng)綜合性能好壞的關(guān)鍵因素，這是機電一體化系統(tǒng)的復(fù)雜性決定的。接口的功能是由參數(shù)變換與調(diào)整和物質(zhì)、能量、信息的輸入／輸出兩部分組成。

（1）根據(jù)接口的變換和調(diào)整功能特征分類。

①零接口：不進行參數(shù)的變換與調(diào)整，即輸入／輸出的直接接口，如聯(lián)軸器、輸送管、捅頭、插座、導(dǎo)線、電纜等。

②被動接口：僅對被動要素的參數(shù)進行變換與調(diào)整，如齒輪減速器、進給絲杠、變壓器、可變電阻以及光學(xué)透鏡等。

③主動接口：含有主動因素、并能與被動要素進行匹配的接口，如電磁離合器、放大器、光電耦合器、A/D.D/A轉(zhuǎn)換器等。

④智能接口：含有微處理器、可進行程序編制或適應(yīng)條件變化的接口，如自動調(diào)速裝置、通用輸入／輸出芯片（如8255芯片）、RS232串行接口、通用接口總線等。

(2)根據(jù)接口的輸入／輸出功能的性質(zhì)分類。

①信息接口（軟件接口）：受規(guī)格、標(biāo)準(zhǔn)、法律、語言、符號等邏輯、軟件的約束，如GB、ISO標(biāo)準(zhǔn)、RS232C、ASCII碼、C語言等。

②機械接口：根據(jù)輸入／輸出部位的形狀、尺寸、精度等進行機械聯(lián)結(jié)，如聯(lián)軸器、管接頭、法蘭盤等。

③物理接口：受通過接口部位的物質(zhì)、能量與信息的具體形態(tài)和物理條件約束，如受電壓、頻率、電流、阻抗、傳遞扭矩的大小、氣（液）體成分（壓力或流量）約束的接口。

④環(huán)境接口：對周圍的環(huán)境條件有具體保護作用和隔絕作用，如防塵過濾器、防水聯(lián)結(jié)器、防爆開關(guān)等。

(3)按照所聯(lián)系的子系統(tǒng)不同分類。以控制微機（微電子系統(tǒng)）為出發(fā)點，將接口分為人機接口和機電接口兩大類。機械系統(tǒng)與微電子系統(tǒng)之間的聯(lián)系必須通過機電接口進行調(diào)整、匹配、緩沖，同時微電子系統(tǒng)的應(yīng)用使機械系統(tǒng)具有“智能”，達到了較高的自動化程度，但該系統(tǒng)仍然離不開人的干預(yù)，必須在人的監(jiān)控下進行，因此人機接口也是必不可少的。人機接口和機電接口將在項目5中重點訓(xùn)練。

2．接口設(shè)計的要求

不同類型的接口，設(shè)計要求有所不同。在這里僅從系統(tǒng)設(shè)計的角度討論微機接口和機械接口設(shè)計的各自要求。

（1）微機接口。微機接口通常由接口電路和與之配套的驅(qū)動程序組成。能夠使被傳動的數(shù)據(jù)實現(xiàn)在電氣上、時間上相互匹配的電路稱為接口電路，它是接口的骨架；能夠完成這種功能的程序稱為接口程序，它是完成接口預(yù)設(shè)值任務(wù)的中樞神經(jīng)，主要完成數(shù)據(jù)的輸入／輸出、傳送以及可編程接口器件的方式設(shè)定，中斷方式設(shè)定的初始化工作；兩者融為一體構(gòu)成了微機接口。由于微機接口負(fù)擔(dān)著微機和設(shè)備之間傳輸信息的任務(wù)，因此，系統(tǒng)要求具有兩大特點：一方面能夠可靠地傳送相應(yīng)的控制信息，并能夠輸入相關(guān)的狀態(tài)信息，另一方面能夠進行相應(yīng)的信息轉(zhuǎn)換，以滿足系統(tǒng)的輸入輸出要求。信息轉(zhuǎn)換主要包括以下方面：數(shù)字量／模擬量的轉(zhuǎn)換(D/A)；模擬量／數(shù)字量轉(zhuǎn)換(A/D)；從數(shù)字量轉(zhuǎn)換成脈沖量；電平轉(zhuǎn)換；電量到非電量的轉(zhuǎn)換；弱電到強電的轉(zhuǎn)換以及功率匹配等。具體要求如下：

傳感器接口要求傳感器與被測機械量信號源具有直接關(guān)系，要使標(biāo)度轉(zhuǎn)換及數(shù)學(xué)建模精確、可行，傳感器與機械本體的連接簡單穩(wěn)固，能克服機械諧波干擾，正確反映對象的被測參數(shù)。

變送接口應(yīng)滿足傳感器模塊的輸入信號與微機前向通道電氣參數(shù)的匹配及遠距離信號傳輸?shù)囊螅涌诘男盘杺鬏斠獪?zhǔn)確、可靠、抗干擾能力強，具有較低的噪聲容限；接口的輸入阻抗應(yīng)與傳感器的輸出阻抗相匹配；接口的輸出電平應(yīng)與微機的電平相一致；接口的輸入信號與輸出信號的關(guān)系應(yīng)是線性關(guān)系，以便于微機進行信號處理。

驅(qū)動接口應(yīng)滿足傳感器模塊的輸入信號與微機系統(tǒng)的后向通道在電平上一致，接口的輸出端與功率驅(qū)動模塊的輸入端之間不僅電平要匹配還要在阻抗上匹配。另外接口必須采用有效的抗干擾措施，防止功率驅(qū)動設(shè)備的強電信號竄入微機系統(tǒng)。

（2）機械傳動接口。機械傳動接口，如減速器、絲杠螺母等，要求它的連接機構(gòu)緊湊、輕巧，具有較高的傳動精度和定位精度，安裝、維修、調(diào)整簡單方便，剛度好，響應(yīng)快。

1.3 機電一體化技術(shù)的理論基礎(chǔ)與關(guān)鍵技術(shù)

系統(tǒng)論、信息論、控制論的建立，微電子技術(shù)，尤其是計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展引起了科學(xué)技術(shù)的又一次革命，導(dǎo)致了機械工程的機電一體化。如果說系統(tǒng)論、信息論、控制論是機電一體化技術(shù)的理論基礎(chǔ)，那么微電子技術(shù)、精密機械技術(shù)等就是它的技術(shù)基礎(chǔ)。微電子技術(shù)，尤其是微型計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展，為機電一體化技術(shù)的進步與發(fā)展提供了前提條件。

1.3.1 理論基礎(chǔ)

系統(tǒng)論、信息論、控制論是機電一體化技術(shù)的理論基礎(chǔ)，也是機電一體化技術(shù)的方法論。開展機電一體化技術(shù)研究時，無論在工程的構(gòu)思、規(guī)劃、設(shè)計方面，還是在它的實施或?qū)崿F(xiàn)方面，都不能只著眼于機械或電子，不能只看到傳感器或計算機，而是要用系統(tǒng)的觀點，合理解決信息流與控制機制問題，有效地綜合各有關(guān)技術(shù)，才能形成所需要的系統(tǒng)或產(chǎn)品。

給定機電一體化系統(tǒng)目的與規(guī)格后，機電一體化技術(shù)人員利用機電一體化技術(shù)進行設(shè)計、制造的整個過程稱為機電一體化工程。實施機電一體化工程的結(jié)果，是新型的機電一體化產(chǎn)品。圖1-4給出了機電一體化工程的構(gòu)成因素。

圖1-4 機電一體化工程構(gòu)成因素

系統(tǒng)工程是系統(tǒng)科學(xué)的一個工作領(lǐng)域，而系統(tǒng)科學(xué)本身是一門關(guān)于“針對目的要求而進行合理的方法學(xué)處理”的邊緣學(xué)科。系統(tǒng)工程的概念不僅包括“系統(tǒng)”，即具有特定功能的、相互之間具有有機聯(lián)系的眾多要素所構(gòu)成的一個整體，也包括“工程”，即產(chǎn)生一定效能的方法。機電一體化技術(shù)是系統(tǒng)工程科學(xué)在機械電子工程中的具體應(yīng)用。具體地講，就是以機

械電子系統(tǒng)或產(chǎn)品為對象，以數(shù)學(xué)方法和計算機等為工具，對系統(tǒng)的構(gòu)成要素、組織結(jié)構(gòu)、信息交換和反饋控制等功能進行分析、設(shè)計、制造和服務(wù)，從而達到最優(yōu)設(shè)計、最優(yōu)控制和最優(yōu)管理的目標(biāo)，以便充分發(fā)揮人力、物力和財力，通過各種組織管理技術(shù)，使局部與整體之間協(xié)調(diào)配合，實現(xiàn)系統(tǒng)的綜合最優(yōu)化。

機電一體化系統(tǒng)是一個包括物質(zhì)流、能量流和信息流的系統(tǒng)，而有效地利用各種信號所攜帶的豐富信息資源，則有賴于信號處理和信號識別技術(shù)。考察所有機電一體化產(chǎn)品，就會看到準(zhǔn)確的信息獲取、處理、利用在系統(tǒng)中所起的實質(zhì)性作用。

將工程控制論應(yīng)用于機械工程技術(shù)而派生的機械控制工程，為機械技術(shù)引入了嶄新的理論、思想和語言，把機械設(shè)計技術(shù)由原來靜態(tài)的、孤立的傳統(tǒng)設(shè)計思想引向動態(tài)的、系統(tǒng)的設(shè)計環(huán)境，使科學(xué)的辯證法在機械技術(shù)中得以體現(xiàn)，為機械設(shè)計技術(shù)提供了豐富的現(xiàn)代設(shè)計方法。

1.3.2 關(guān)鍵技術(shù)

發(fā)展機電一體化技術(shù)所面臨的共性關(guān)鍵技術(shù)包括精密機械技術(shù)、傳感檢測技術(shù)、伺服驅(qū)動技術(shù)、計算機與信息處理技術(shù)、自動控制技術(shù)、接口技術(shù)和系統(tǒng)總體技術(shù)等?，F(xiàn)代的機電一體化產(chǎn)品甚至還包含了光、聲、化學(xué)、生物等技術(shù)的應(yīng)用。

1．機械技術(shù)

機械技術(shù)是機電一體化的基礎(chǔ)。隨著高新技術(shù)引入機械行業(yè)，機械技術(shù)面臨著挑戰(zhàn)和變革。在機電一體化產(chǎn)品中，它不再是單一地完成系統(tǒng)間的連接，而是要優(yōu)化設(shè)計系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、質(zhì)量、體積、剛性和壽命等參數(shù)對機電一體化系統(tǒng)的綜合影響。機械技術(shù)的著眼點在于如何與機電一體化的技術(shù)相適應(yīng)，利用其他高、新技術(shù)來更新概念，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)上、材料上、性能上以及功能上的變更，滿足減少質(zhì)量、縮小體積、提高精度、提高剛度、改善性能和增加功能的要求。尤其那些關(guān)鍵零部件，如導(dǎo)軌、滾珠絲杠、軸承、傳動部件等的材料、精度對機電一體化產(chǎn)品的性能、控制精度影響很大。

在制造過程的機電一體化系統(tǒng)，經(jīng)典的機械理論與工藝應(yīng)借助于計算機輔助技術(shù)，同時采用人工智能與專家系統(tǒng)等，形成新一代的機械制造技術(shù)。這里原有的機械技術(shù)以知識和技能的形式存在。如計算機輔助工藝規(guī)程編制(CAPP)是目前CAD/CAM系統(tǒng)研究的瓶頸，其關(guān)鍵問題在于如何將各行業(yè)、企業(yè)、技術(shù)人員中的標(biāo)準(zhǔn)、習(xí)慣和經(jīng)驗進行表達和陳述，從而實現(xiàn)計算機的自動工藝設(shè)計與管理。

2．傳感與檢測技術(shù)

傳感與檢測裝置是系統(tǒng)的感受器官，它與信息系統(tǒng)的輸入端相連并將檢測到的信息輸送到信息處理部分。傳感與檢測是實現(xiàn)自動控制、自動調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它的功能越強，系統(tǒng) 的自動化程度就越高。傳感與檢測的關(guān)鍵元件是傳感器。

機電一體化系統(tǒng)或產(chǎn)品的柔性化、功能化和智能化都與傳感器的品種多少、性能好壞密切相關(guān)。傳感器的發(fā)展正進入集成化、智能化階段。傳感器技術(shù)本身是一門多學(xué)科、知識密集的應(yīng)用技術(shù)。傳感原理、傳感材料及加工制造裝配技術(shù)是傳感器開發(fā)的三個重要方面。

傳感器是將被測量（包括各種物理量、化學(xué)量和生物量等）變換成系統(tǒng)可識別的、與被測量有確定對應(yīng)關(guān)系的有用電信號的一種裝置?，F(xiàn)代工程技術(shù)要求傳感器能快速、精確地獲取信息，并能經(jīng)受各種嚴(yán)酷環(huán)境的考驗。與計算機技術(shù)相比，傳感器的發(fā)展顯得緩慢，難以滿足技術(shù)發(fā)展的要求。不少機電一體化裝置不能達到滿意的效果或無法實現(xiàn)設(shè)計的關(guān)鍵原因在于沒有合適的傳感器。因此大力開展傳感器的研究，對于機電一體化技術(shù)的發(fā)展具有十分重要的意義。

3．伺服驅(qū)動技術(shù)

伺服系統(tǒng)是實現(xiàn)電信號到機械動作的轉(zhuǎn)換裝置或部件，對系統(tǒng)的動態(tài)性能、控制質(zhì)量和功能具有決定性的影響。伺服驅(qū)動技術(shù)主要是指機電一體化產(chǎn)品中的執(zhí)行元件和驅(qū)動裝置設(shè)計中的技術(shù)問題，它涉及設(shè)備執(zhí)行操作的技術(shù)，對所加工產(chǎn)品的質(zhì)量具有直接的影響。機電一體化產(chǎn)品中的伺服驅(qū)動執(zhí)行元件包括電動、氣動、液壓等各種類型，其中電動式執(zhí)行元件居多。驅(qū)動裝置主要是各種電動機的驅(qū)動電源電路，目前多由電力電子器件及集成化的功能電路構(gòu)成。在機電一體化系統(tǒng)中，通常微型計算機通過接口電路與驅(qū)動裝置相連接，控制執(zhí)行元件的運動，執(zhí)行元件通過機械接口與機械傳動和執(zhí)行機構(gòu)相連，帶動工作機械作回轉(zhuǎn)、直線以及其他各種復(fù)雜的運動。常見的伺服驅(qū)動有電液馬達、脈沖油缸、步進電機、直流伺服電機和交流伺服電機等。由于變頻技術(shù)的發(fā)展，交流伺服驅(qū)動技術(shù)取得突破性進展，為機電一體化系統(tǒng)提供了高質(zhì)量的伺服驅(qū)動單元，極大地促進了機電一體化技術(shù)的發(fā)展。

4.信息處理技術(shù)

信息處理技術(shù)包括信息的交換、存取、運算、判斷和決策，實現(xiàn)信息處理的工具大都采用計算機，因此計算機技術(shù)與信息處理技術(shù)是密切相關(guān)的。計算機技術(shù)包括計算機的軟件技術(shù)和硬件技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)、數(shù)據(jù)技術(shù)等。機電一體化系統(tǒng)中主要采用工業(yè)控制計算機（包括單片機、可編程序控制器等）進行信息處理。人工智能技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等都屬于計算機信息處理技術(shù)。

在機電一體化系統(tǒng)中，計算機信息處理部分指揮整個系統(tǒng)的運行。信息處理是否正確、及時，直接影響到系統(tǒng)工作的質(zhì)量和效率。因此，計算機應(yīng)用及信息處理技術(shù)已成為促進機電一體化技術(shù)發(fā)展和變革的最活躍的因素。

5.自動控制技術(shù)

自動控制技術(shù)范圍很廣，機電一體化的系統(tǒng)設(shè)計是在基本控制理論指導(dǎo)下，對具體控制裝置或控制系統(tǒng)進行設(shè)計；對設(shè)計后的系統(tǒng)進行仿真，現(xiàn)場調(diào)試；最后使研制的系統(tǒng)可靠地投入運行。由于控制對象種類繁多，所以控制技術(shù)的內(nèi)容極其豐富，例如高精度定位控制、速度控制、自適應(yīng)控制、自診斷、校正、補償、再現(xiàn)、檢索等。

隨著微型機的廣泛應(yīng)用，自動控制技術(shù)越來越多地與計算機控制技術(shù)聯(lián)系在一起，成為機電一體化中十分重要的關(guān)鍵技術(shù)。

6.接口技術(shù)

機電一體化系統(tǒng)是機械、電子、信息等性能各異的技術(shù)融為一體的綜合系統(tǒng)，其構(gòu)成要素和子系統(tǒng)之間的接口極其重要，主要有電氣接口、機械接口、人機接口等。電氣接口實現(xiàn)系統(tǒng)間信號聯(lián)系；機械接口則完成機械與機械部件、機械與電氣裝置的連接；人機接口提供人與系統(tǒng)間的交互界面。接口技術(shù)是機電一體化系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

7．系統(tǒng)總體技術(shù)

系統(tǒng)總體技術(shù)是一種從整體目標(biāo)出發(fā)，用系統(tǒng)的觀點和全局角度，將總體分解成相互有機聯(lián)系的若干單元，找出能完成各個功能的技術(shù)方案，再把功能和技術(shù)方案組成方案組進行分析、評價和優(yōu)選的綜合應(yīng)用技術(shù)。系統(tǒng)總體技術(shù)解決的是系統(tǒng)的性能優(yōu)化問題和組成要素之間的有機聯(lián)系問題，即使各個組成要素的性能和可靠性很好，如果整個系統(tǒng)不能很好協(xié)調(diào)，系統(tǒng)也很難保證正常運行。

在機電一體化產(chǎn)品中，機械、電氣和電子是性能、規(guī)律截然不同的物理模型，因而存在匹配上的困難；電氣、電子又有強電與弱電及模擬與數(shù)字之分，必然遇到相互干擾和耦合的問題；系統(tǒng)的復(fù)雜性帶來的可靠性問題；產(chǎn)品的小型化增加的狀態(tài)監(jiān)測與維修困難；多功能化造成診斷技術(shù)的多樣性等。因此就要考慮產(chǎn)品整個壽命周期的總體綜合技術(shù)。

為了開發(fā)出具有較強競爭力的機電一體化產(chǎn)品，系統(tǒng)總體設(shè)計。除考慮優(yōu)化設(shè)計外，還包括可靠性設(shè)計、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計、系列化設(shè)計以及造型設(shè)計等。

機電一體化技術(shù)有著自身的顯著特點和技術(shù)范疇，為了正確理解和恰當(dāng)運用機電一體化技術(shù)，還必須認(rèn)識機電一體化技術(shù)與其他技術(shù)之問的區(qū)別。

（1）機電一體化技術(shù)與傳統(tǒng)機電技術(shù)的區(qū)別。傳統(tǒng)機電技術(shù)的操作控制主要以電磁學(xué)原理為基礎(chǔ)的各種電器來實現(xiàn)，如繼電器、接觸器等，在沒計中不考慮或很少考慮彼此間的內(nèi)在聯(lián)系。機械本體和電氣驅(qū)動界限分明，整個裝置是剛性的，不涉及軟件和計算機控制。機電一體化技術(shù)以計算機為控制中心，在設(shè)汁過程中強調(diào)機械部件和電器部件間的相互作用和影響，整個裝置在計算機控制下具有一定的智能性。

（2）機電一體化技術(shù)與并行技術(shù)的區(qū)別。機電一體化技術(shù)將機械技術(shù)、微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、控制技術(shù)和檢測技術(shù)在設(shè)計和制造階段就有機結(jié)合在一起，十分注意機械和其

他部件之間的相互作用。并行技術(shù)是將上述各種技術(shù)盡量在各自范圍內(nèi)齊頭并進，只在不同技術(shù)內(nèi)部進行設(shè)計制造，最后通過簡單疊加完成整體裝置。

（3）機電一體化技術(shù)與自動控制技術(shù)的區(qū)別。自動控制技術(shù)的側(cè)重點是討論控制原理、控制規(guī)律、分析方法和自動系統(tǒng)的構(gòu)造等。機電一體化技術(shù)是將自動控制原理及方法作為重要支撐技術(shù)，將自控部件作為重要控制部件。它應(yīng)用自控原理和方法，對機電一體化裝置進行系統(tǒng)分析和性能測算。

（4）機電一體化技術(shù)與計算機應(yīng)用技術(shù)的區(qū)別。機電一體化技術(shù)只是將計算機作為核心部件應(yīng)用，目的是提高和改善系統(tǒng)性能。計算機在機電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用僅僅是計算機應(yīng)用技術(shù)中一部分，它還可以作為辦公、管理及圖像處理等廣泛應(yīng)用。機電一體化技術(shù)研究的是機電一體化系統(tǒng)，而不是計算機應(yīng)用本身。

1.4 機電一體化產(chǎn)品

機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品（系統(tǒng)）的應(yīng)用范圍非常廣泛，幾乎涉及人們生產(chǎn)生活的所有領(lǐng)域。機電一體化產(chǎn)品種類繁多，且仍在不斷發(fā)展，分類標(biāo)準(zhǔn)也就各異，目前大致可有以下幾種分類方法。

1.4.1 按產(chǎn)品功能分類

機電一體化產(chǎn)品按功能可分為以下幾類。1．?dāng)?shù)控機械類

數(shù)控機械類產(chǎn)品的特點是執(zhí)行機構(gòu)為機械裝置，主要有數(shù)控機床、工業(yè)機器人、發(fā)動機控制系統(tǒng)及自動洗衣機等產(chǎn)品。

2．電子設(shè)備類

電子設(shè)備類產(chǎn)品的特點是執(zhí)行機構(gòu)為電子裝置，主要有電火花加工機床、線切割加工機床、超聲波縫紉機及激光測量儀等產(chǎn)品。

3．機電結(jié)合類

機電結(jié)合類產(chǎn)品的特點是執(zhí)行機構(gòu)為機械和電子裝置的有機結(jié)合，主要有CT掃描儀、自動售貨機、自動探傷機等產(chǎn)品。

4．電液伺服類

電液伺服類產(chǎn)品的特點是執(zhí)行機構(gòu)為液壓驅(qū)動的機械裝置，控制機構(gòu)為接收電信號的液壓伺服閥。主要產(chǎn)品是機電一體化的伺服裝置。

5．信息控制類

信息控制類產(chǎn)品的特點是執(zhí)行機構(gòu)的動作完全由所接收的信息控制，主要有磁盤存儲器、復(fù)印機、傳真機及錄音機等產(chǎn)品。

1.4.2 按機電結(jié)合程度和形式分類

機電一體化產(chǎn)品還可根據(jù)機電技術(shù)的結(jié)合程度分為功能附加型、功能替代型和機電融合型三類。

1．功能附加型

在原有機械產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，采用微電子技術(shù)，使產(chǎn)品功能增加和增強，性能得到適當(dāng)?shù)奶岣?。如?jīng)濟型數(shù)控機床、數(shù)顯量具、全自動洗衣機等。

2．功能替代型

采用微電子技術(shù)及裝置取代原產(chǎn)品中的機械控制功能、信息處理功能或主功能，使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡化，性能提高，柔性增加。如自動照相機、電子石英表、線切割加工機床等。

3．機電融合型

根據(jù)產(chǎn)品的功能和性能要求及技術(shù)規(guī)范，采用專門設(shè)計的或具有特定用途的集成電路來實現(xiàn)產(chǎn)品中的控制和信息處理等功能，因而使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)更加緊湊，設(shè)計更加靈活，成本進一步降低。復(fù)印機、攝像機、CNC數(shù)控機床等都是這一類機電一體化產(chǎn)品。

1.4.3 按產(chǎn)品用途分類

當(dāng)然，如果按用途分類，機電一體化產(chǎn)品又可分為機械制造業(yè)機電一體化設(shè)備、電子器件及產(chǎn)品生產(chǎn)用自動化設(shè)備、軍事武器及航空航天設(shè)備、家庭智能機電一體化產(chǎn)品、醫(yī)學(xué)診斷及治療機電一體化產(chǎn)品，以及環(huán)境、考古、探險、玩具等領(lǐng)域的機電一體化產(chǎn)品等。

1.5 機電一體化的現(xiàn)狀與發(fā)展前景

機電一體化技術(shù)是其他高新技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，機電一體化的發(fā)展依賴于其他相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，可以預(yù)料，隨著信息技術(shù)、材料技術(shù)、生物技術(shù)等新興學(xué)科的高速發(fā)展，在數(shù)控機床、機器人、微型機械、家用智能設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備、現(xiàn)代制造系統(tǒng)等產(chǎn)品及領(lǐng)域，機電一體化技術(shù)將得到更加蓬勃的發(fā)展。

1.5.1 機電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀

機電一體化技術(shù)的發(fā)展大體上可以分為3個階段。

1．初級階段

二十世紀(jì)六十年代以前為第一階段，這一階段稱為初級階段。在這一時期，人們自覺或不自覺地利用電子技術(shù)的初步成果來完善機械產(chǎn)品的性能。第二次世界大戰(zhàn)直接刺激了機械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合，這些機電結(jié)合的軍工技術(shù)，戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用，對經(jīng)濟的恢復(fù)起了積極的作用。由于當(dāng)時電子技術(shù)的發(fā)展尚未達到一定水平，機械技術(shù)與電子技術(shù)的結(jié)合還不可能廣泛和深入發(fā)展，已經(jīng)開發(fā)的產(chǎn)品也無法大量推廣。

2．蓬勃發(fā)展階段

二十世紀(jì)七八十年代為第二階段，可稱為蓬勃發(fā)展階段。這一時期，計算機技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，為機電一體化的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路和微型計算機的迅速發(fā)展，為機電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。這個時期的特點是機電一體化概念逐步形成并得到比較廣泛的承認(rèn)，機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到極大發(fā)展，世界各國開始對機電一體化和產(chǎn)品給予很大的關(guān)注和支持。

3．初步智能化階段

二十世紀(jì)九十年代后期，機電一體化技術(shù)開始了向智能化方向邁進的新階段。一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等進入了機電一體化，精細(xì)加工技術(shù)也在機電一體化中嶄露頭角，出現(xiàn)了光機電一體化和微機電一體化等新分支；另一方面，對機電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計、分析和集成方法，機電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢都進行著深入研究。在工業(yè)發(fā)達國家，人們已經(jīng)認(rèn)識到，先進機電系統(tǒng)的設(shè)計、制造和運行，將屬于那些懂得怎樣去優(yōu)化機械和電子系統(tǒng)之間聯(lián)系的人。在這些系統(tǒng)中，信息將起到至關(guān)重要的作用；人工智能、專家系統(tǒng)、智能機器人將構(gòu)成未來機電一體化系統(tǒng)的驅(qū)動、監(jiān)測、控制和診斷的主導(dǎo)技術(shù)。隨著人工智能、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及光纖技術(shù)等領(lǐng)域取得的巨大進步，為機電一體化技術(shù)開辟了廣闊的發(fā)展天地。這些研究將促使機電一體化進一步建立完整的基礎(chǔ)和逐漸形成完整的科學(xué)體系。

由于機電一體化技術(shù)對現(xiàn)代工業(yè)和技術(shù)發(fā)展具有巨大的推動力，因此世界各國均將其作為工業(yè)技術(shù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略之一。二十世紀(jì)八十年代初，我國成立了機電一體化領(lǐng)導(dǎo)小組并將機電一體化技術(shù)列入《高技術(shù)研究發(fā)展計劃綱要》即“八六三”計劃中。二十世紀(jì)九十年代，我國把機電一體化技術(shù)列為重點發(fā)展的十大高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)之一。在制定“九五”規(guī)劃和2010年發(fā)展綱要時，充分考慮國際上關(guān)于機電一體化技術(shù)的發(fā)展動向和由此可能帶來的影響，在利用機電一體化技術(shù)開發(fā)新產(chǎn)品和改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及裝備方面都有明顯進展，取得了一定的成果，但與日、美、德等先進國家相比仍有較大差距。

任何一門科學(xué)都是由基礎(chǔ)理論技術(shù)和工程系統(tǒng)組成的完整體系。機電—體化在技術(shù)和工程系統(tǒng)方面已有很大發(fā)展，但在基礎(chǔ)理論方面尚在發(fā)展之中，還很不完備。

1.5.2 機電一體化的發(fā)展趨勢

機電一體化是集機械、電子、光學(xué)、控制、計算杌、信息等多學(xué)科的交叉融合，它的發(fā)展和進步依賴并促進相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進步。因此，機電一體化的主要發(fā)展方向如下。

1．智能化

智能化是機電一體化技術(shù)的一個重要發(fā)展方向。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運籌學(xué)、計算機科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混合動力學(xué)等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推測、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標(biāo)。誠然，使機電一體化產(chǎn)品具有與人類完全相同的智能是不可能的，但高性能、高速度微處理器可以使機電一體化產(chǎn)品被賦予低級智能或人的部分智能。

2．模塊化

機電一體化產(chǎn)品的種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機械接口、電氣接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產(chǎn)品單元是一項十分復(fù)雜而又是非常重要的事。研制集減速、智能調(diào)速、電機于一體的動力單元，具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機械裝置等標(biāo)準(zhǔn)單元能夠迅速開發(fā)出新的產(chǎn)品，同時也可以擴大生產(chǎn)規(guī)模。標(biāo)準(zhǔn)的制定對于各種部件、單元的匹配和接口是非常重要和關(guān)鍵的，這項工作由于牽扯面廣，目前還有待進一步協(xié)調(diào)。無論是對生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機電一體化單元的企業(yè)，還是對生產(chǎn)機電一體化產(chǎn)品的企業(yè)，模塊化都將對其帶來好處。

3．網(wǎng)絡(luò)化

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育以及人們?nèi)粘Ｉ疃紟砹司薮笞兏?。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟、生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競爭也日益全球化。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠程控制的終端設(shè)備就是機電一體化產(chǎn)品。現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器網(wǎng)絡(luò)化成為大勢所趨，這使得人們在家里能充分享受各種高技術(shù)帶來的便利和快樂。機電一體化產(chǎn)品無疑正朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

4．微型化

微型化指的是機電一體化向微型化和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。國外將其稱為微電子機械系統(tǒng)(MEMS)或微機電一體化系統(tǒng)，泛指幾何尺寸不超過1立方厘米的機電一體化產(chǎn)品，并向微米至納米級發(fā)展。微機電一體化產(chǎn)品具有輕、薄、小、巧的特點，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。微機電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機械技術(shù)。微機電一體化產(chǎn)品的加工采用精細(xì)加工技術(shù)，即超精密技術(shù)，包括光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)。

5．綠色環(huán)保化

機電一體化產(chǎn)品的綠色環(huán)?；饕侵甘褂脮r不污染生態(tài)環(huán)境，可回收利用，無公害。工業(yè)的發(fā)達給人們帶來了巨大的變化。一方面，物質(zhì)豐富，生活舒適；另一方面資源減少，生態(tài)遭受到嚴(yán)重的污染。于是，人們呼吁保護環(huán)境資源，綠色產(chǎn)品應(yīng)運而生，綠色化成為時代趨勢。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計、制造、使用和銷毀的生命周期中，符合特定的環(huán)境保護和人類的健康要求，對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，資源利用率最高。

6．人性化

未來的機電一體化更加注重產(chǎn)品與人類的關(guān)系，機電一體化產(chǎn)品的最終使用對象是人，如何賦予機電一體化產(chǎn)品人的智能、感情、人性顯得越來越重要，特別是對家用機器人，其高層境界就是人機一體化。另外，模仿生物生理，研制各種機電一體化產(chǎn)品也是機電一體化產(chǎn)品人性化的體現(xiàn)之一。

7．集成化

集成化既包括各種分技術(shù)的相互滲透、相互融合和各種產(chǎn)品不同結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與復(fù)合，又包括在生產(chǎn)過程中同時處理加工、裝配、檢測、管理等多種工序。

小結(jié)

1．機電一體化是在機械主功能、動力功能之信息功能和控制功能上引進微電子技術(shù)，并將機械裝置與電子裝置用相關(guān)軟件有機結(jié)合而構(gòu)成系統(tǒng)的總稱。

2．機電一體化系統(tǒng)一般由機械本體、傳感檢測、執(zhí)行機構(gòu)、控制及信息處理、動力系統(tǒng)等五部分組成。

3．接口的分類

（1）根據(jù)接口的變換和調(diào)整功能特征分為：零接口、被動接口、主動接口、智能接口。（2）根據(jù)接口的輸入／輸出功能的性質(zhì)分為：信息接口、機械接口、物理接口、環(huán)境接口。

4．機電一體化技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)包括精密機械技術(shù)、傳感檢測技術(shù)、伺服驅(qū)動技術(shù)、計算機與信息處理技術(shù)、自動控制技術(shù)、接口技術(shù)和系統(tǒng)總體技術(shù)等。

5．機電一體化的發(fā)展趨勢：智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、微型化、綠色環(huán)保化、人性化、集成化。

思考與練習(xí)1 1-1 機電一體化系統(tǒng)的基本功能要素有哪些？功能各是什么？ 1-2 試述機電一體化產(chǎn)品接口的分類方法。

1-3 列舉各行業(yè)機電一體化產(chǎn)品的應(yīng)用實例，并分析各產(chǎn)品中相關(guān)技術(shù)應(yīng)用情況。1-4 為什么說機電一體化技術(shù)是其他技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)？舉例說明。

項目工程1：典型機電一體化系統(tǒng)——四自由度機器人認(rèn)識

一、工業(yè)機器人概況

工業(yè)機器人作為最典型的機電一體化產(chǎn)品，幾乎具有機電一體化系統(tǒng)的所有特點，它是一種可編程的智能型自動化設(shè)備，是應(yīng)用計算機進行控制的替代人進行工作的高度自動化系統(tǒng)。最近，聯(lián)合國標(biāo)準(zhǔn)化組織采用的機器人的定義是：“一種可以反復(fù)編程的多功能的、用來搬運材料、零件、工具的操作機”。在無人參與的情況下，工業(yè)機器人可以自動按不同軌跡、不同運動方式完成規(guī)定動作和各種任務(wù)。機器人和機械手的主要區(qū)別是：機械手是沒有自主能力，不可重復(fù)編程，只能完成定位點不變的簡單的重復(fù)動作；機器人是由計算機控制的，可重復(fù)編程，能完成任意定位的復(fù)雜運動。

機器人是從初級到高級逐步完善起來的，它的發(fā)展過程可以分為三代：

第一代機器人是目前工業(yè)中大量使用的示教再現(xiàn)型機器人，它主要由夾持器、手臂、驅(qū)動器和控制器組成。它的控制方式比較簡單，應(yīng)用在線編程，即通過示教存儲信息，工作時讀出這些信息，向執(zhí)行機構(gòu)發(fā)出指令，執(zhí)行機構(gòu)按指令再現(xiàn)示教的操作。

第二代機器人是帶感覺的機器人，它具有一些對外部信息進行反饋的臺旨力，諸如力覺、觸覺、視覺等。其控制方式較第一代機器人要復(fù)雜得多，這種機器人從1980年以來進入實用階段。

第三代機器人是智能機器人，目前還沒有一個統(tǒng)一和完善的智能機器人定義。國外文獻中對它的解釋是“可動自治裝置，能理解指示命令，感知環(huán)境，識別對象，計劃其操作程序以完成任務(wù)”。這個解釋基本上反映了現(xiàn)代智能機器人的特點。近年來，智能機器人發(fā)展非常迅速，如機器人競技、機器人探險等。

二、工業(yè)機器人的結(jié)構(gòu)

工業(yè)機器人一般由主構(gòu)架（手臂）、手腕、驅(qū)動系統(tǒng)、測量系統(tǒng)、控制器及傳感器等組成。圖1-5是工業(yè)機器人的典型結(jié)構(gòu)。機器人手臂具有3個自由度（運動坐標(biāo)軸），機器人作業(yè)空間由手臂運動范圍決定。手腕是機器人工具（如焊槍、噴嘴、機加工刀具、夾爪）與

主構(gòu)架的連接機構(gòu)，它具有3個自由度。驅(qū)動系統(tǒng)為機器人各運動部件提供力、力矩、速度、加速度。測量系統(tǒng)用于機器人運動部件的位移、速度和加速度的測量?？刂破?RC)用于控制機器人各運動部件的位置、速度和加速度，使機器人手爪或機器人工具的中心點以給定的速度沿著給定軌跡到達目標(biāo)點。通過傳感器獲得搬運對象和機器人本身的狀態(tài)信息，如工件及其位置的識別，障礙物的識別，抓舉工件的質(zhì)量是否過載等。

圖1-5 工業(yè)機器人的典型結(jié)構(gòu)

工業(yè)機器人運動由主構(gòu)架和手腕完成，主構(gòu)架具有3個自由度，其運動由兩種基本運動組成，即沿著坐標(biāo)軸的直線移動和繞坐標(biāo)軸的回轉(zhuǎn)運動。不同運動的組合，形成各種類型的機器人（如圖1-6所示）：①直角坐標(biāo)型(如圖1-6(a)是三個直線坐標(biāo)軸）；②圓柱坐標(biāo)型(如

圖1-6 工業(yè)機器人的基本結(jié)構(gòu)形式

圖1-6(b)是兩個直線坐標(biāo)軸和一個回轉(zhuǎn)軸）；③球坐標(biāo)型(如圖1-6(C)是一個直線坐標(biāo)軸和兩個回轉(zhuǎn)軸）；④關(guān)節(jié)型(如圖1-6(d)是三個回轉(zhuǎn)軸關(guān)節(jié)和1-6(e)是三個平面運動關(guān)節(jié)）。

三、工業(yè)機器人的應(yīng)用

目前，工業(yè)機器人主要應(yīng)用在汽車制造、機械制造、電子器件、集成電路、塑料加工等較大規(guī)模生產(chǎn)企業(yè)。下面介紹幾種機器人的典型應(yīng)用。

1.汽車制造領(lǐng)域

汽車制造生產(chǎn)線中的點焊和噴漆工作量極大，且要求有較高的精度和質(zhì)量，由于采用傳送帶流水作業(yè)，速度快，上下工序要求嚴(yán)格，所以采用焊接機器人和噴漆機器人作業(yè)可保證質(zhì)量和提高效率。圖1-7是一個噴漆機器人系統(tǒng)示意圖。噴漆機器人的運動是采用空間軌跡運動控制方式。圖1-8是一個焊接機器人系統(tǒng)的示意圖。焊接機器人還分成采用點位控制的點焊機器人和軌跡控制的焊接機器人兩種。

圖1-7 噴漆工業(yè)機器人系統(tǒng)示意圖

1-操作機；2-識別裝置；3-外啟動；4-噴漆工件；5-示教手把；6-噴槍；7-漆罐；8-外同步控制；9-生產(chǎn)線停線控制；10-控制系統(tǒng)；11-遙控急停開關(guān)；12-油源

圖1-8 焊接工業(yè)機器人系統(tǒng)示意圖

2．機械制造領(lǐng)域

機械制造企業(yè)的柔性制造系統(tǒng)采用搬運機器人搬運物料、工件和工具，裝配機器人完成設(shè)備的零件裝配，測量機器人進行在線或離線測量。

圖1-9 機器人用于零件裝配

如圖1-9所示是兩臺機器人用于自動裝配的情況，主機器人是一臺具有3個自由度，且?guī)в杏|覺傳感器的直角坐標(biāo)機器人，它抓取第1號零件，輔助機器人抓取第2號零件，1號和2號零件抓取定位完成后，由主機械手完成裝配工作。

圖1-10 教學(xué)FMS 如圖1-10所示是一教學(xué)型FMS，由一臺CNC車床，一臺CNC銑床，工件傳送帶，料倉，兩臺關(guān)節(jié)型機器人和控制計算機組成。兩臺機器人在FMS中服務(wù)，一臺機器人服務(wù)于加工設(shè)備和傳送帶之間，為車床和銑床裝卸工件；另一臺位于傳送帶和料倉之間，負(fù)責(zé)上下料。

在電路板生產(chǎn)流水線一般使用插裝機器人完成器件的查找、搬運和裝配，如圖1-6(e)就是插裝機器人的典型結(jié)構(gòu)，它主要有搬運器件的手臂的擺動和抓取插裝過程的上下運動兩個動作。

3．其他領(lǐng)域

機器人在其他領(lǐng)域應(yīng)用也非常廣泛，如，工業(yè)機器人可以取代人去處理一些如放射線、火災(zāi)、海洋、宇宙等環(huán)境的危險作業(yè)，如2004年1月4日美國“勇氣”號火星探測機器人實現(xiàn)了人類登陸火星的夢想。2013年12月2日在西昌衛(wèi)星發(fā)射的嫦娥三號月球探測器，實現(xiàn)了我國人民的飛天夢。

圖1-11 “勇氣”號火星探測機器人

圖1-12 嫦娥三號月球探測器

第二篇：機電一體化技術(shù)

機電工程（http://）機電一體化技術(shù)

（1）機械技術(shù)機械技術(shù)是機電一體化的基礎(chǔ)，機械技術(shù)的著眼點在于如何與機電一體化技術(shù)相適應(yīng)，利用其它高、新技術(shù)來更新概念，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)上、材料上、性能上的變更，滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能的要求。在機電一體化系統(tǒng)制造過程中，經(jīng)典的機械理論與工藝應(yīng)借助于計算機輔助技術(shù)，同時采用人工智能與專家系統(tǒng)等，形成新一代的機械制造技術(shù)。http://

（2）計算機與信息技術(shù)其中信息交換、存取、運算、判斷與決策、人工智能技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)均屬于計算機信息處理技術(shù)。

（3）系統(tǒng)技術(shù)系統(tǒng)技術(shù)即以整體的概念組織應(yīng)用各種相關(guān)技術(shù)，從全局角度和系統(tǒng)目標(biāo)出發(fā)，將總體分解成相互關(guān)聯(lián)的若干功能單元，接口技術(shù)是系統(tǒng)技術(shù)中一個重要方面，它是實現(xiàn)系統(tǒng)各部分有機連接的保證。

（4）自動控制技術(shù)其范圍很廣，在控制理論指導(dǎo)下，進行系統(tǒng)設(shè)計，設(shè)計后的系統(tǒng)仿真，現(xiàn)場調(diào)試，控制技術(shù)包括如高精度定位控制、速度控制、自適應(yīng)控制、自診斷校正、補償、再現(xiàn)、檢索等。

（5）傳感檢測技術(shù)傳感檢測技術(shù)是系統(tǒng)的感受器官，是實現(xiàn)自動控制、自動調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其功能越強，系統(tǒng)的自動化程度就越高。現(xiàn)代工程要求傳感器能快速、精確地獲取信息并能經(jīng)受嚴(yán)酷環(huán)境的考驗，它是機電一體化系統(tǒng)達到高水平的保證。

（6）伺服傳動技術(shù)包括電動、氣動、液壓等各種類型的傳動裝置，伺服系統(tǒng)是實現(xiàn)電信號到機械動作的轉(zhuǎn)換裝置與部件、對系統(tǒng)的動態(tài)性能、控制質(zhì)量和功能有決定性的影響。

第三篇：機電一體化技術(shù)

機電一體化技術(shù)

制造業(yè)的‘發(fā)動機’，培養(yǎng)高技能綜合應(yīng)用型人才的搖籃，就業(yè)領(lǐng)域最受歡迎的專業(yè)

學(xué)習(xí)形式：

機電一體化技術(shù)專業(yè)學(xué)生入校前一年，在大專理科基礎(chǔ)學(xué)院進行通識教育課程及專業(yè)基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí)。之后進入專業(yè)學(xué)院學(xué)習(xí)專業(yè)核心課程。學(xué)習(xí)期間實行學(xué)分學(xué)績制管理，學(xué)生可根據(jù)本專業(yè)指導(dǎo)性培養(yǎng)方案，結(jié)合自己的興趣、愛好、特長，自由選擇課程、教師、授課時間、學(xué)習(xí)年限，提前修滿學(xué)分和學(xué)績者可以提前畢業(yè)。學(xué)分學(xué)績制充分調(diào)動了老師教學(xué)積極性和學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，充分體現(xiàn)了“以人為本”的理念，讓學(xué)生掌握了學(xué)習(xí)的主動權(quán)。學(xué)生經(jīng)過在文理基礎(chǔ)學(xué)院的學(xué)習(xí)，深入了解專業(yè)情況后，可于第一學(xué)期末、第二學(xué)期末根據(jù)專業(yè)學(xué)習(xí)情況調(diào)整專業(yè)。

考核方式：

在每門課程學(xué)習(xí)結(jié)束后，均需進行兩次考核，分為卷一和卷二。卷一由學(xué)校教務(wù)處統(tǒng)一根據(jù)題庫組織命題工作，命題突出該課程的基本知識和基本技能，學(xué)生通過卷一考試即可取得該課程規(guī)定的相應(yīng)學(xué)分；卷二由任課教師自主命題，主要考察學(xué)生對知識的靈活運用能力，題目注重實踐性、應(yīng)用性，有利于培養(yǎng)學(xué)生對知識的實際應(yīng)用。此外，卷二成績還包括學(xué)生日常表現(xiàn)、平時成績、單元測驗成績、期中考試成績、實踐課程成績等組成，卷二成績決定學(xué)生的學(xué)績分?jǐn)?shù)。這種考核方式改革有利于調(diào)動學(xué)生積極性，在優(yōu)勢課程上取得較高學(xué)績，來補充劣勢課程的不足，實現(xiàn)優(yōu)劣勢互補，突出個性化培養(yǎng)。

培養(yǎng)目標(biāo)：

本專業(yè)培養(yǎng)擁護黨的基本路線，德智體美全面發(fā)展，掌握機電一體化專業(yè)基本理論、基礎(chǔ)知識，能在工業(yè)生產(chǎn)第一線從事機電設(shè)備的安裝、調(diào)試、操作、維護和技術(shù)管理等工作，具有創(chuàng)新精神和較強實踐能力的應(yīng)用型高級技術(shù)人才。

在每門課程學(xué)習(xí)結(jié)束后，均需進行兩次考核，分為卷一和卷二。卷一由學(xué)校教務(wù)處統(tǒng)一根據(jù)題庫組織命題工作，命題突出該課程的基本知識和基本技能，學(xué)生通過卷一考試即可取得該課程規(guī)定的相應(yīng)學(xué)分；卷二由任課教師自主命題，主要考察學(xué)生對知識的靈活運用能力，題目注重實踐性、應(yīng)用性，有利于培養(yǎng)學(xué)生對知識的實際應(yīng)用。此外，卷二成績還包括學(xué)生日常表現(xiàn)、平時成績、單元測驗成績、期中考試成績、實踐課程成績等組成，卷二成績決定學(xué)生的學(xué)績分?jǐn)?shù)。這種考核方式改革有利于調(diào)動學(xué)生積極性，在優(yōu)勢課程上取得較高學(xué)績，來補充劣勢課程的不足，實現(xiàn)優(yōu)劣勢互補，突出個性化培養(yǎng)。

培養(yǎng)要求：

1、具有本專業(yè)必備的基礎(chǔ)理論知識；

2、具有機械學(xué)、電子學(xué)等領(lǐng)域的專門知識和一定計算機應(yīng)用能力；

3、常用機電設(shè)備的安裝、調(diào)試、維護維修的基本實踐能力以及解決與本專業(yè)有關(guān)的機電技術(shù)方面實際問題的能力；

4、具有一定的自動控制方面的基礎(chǔ)知識和應(yīng)用能力；

5、具有基本的數(shù)控編程與操作的能力；

6、具有一定的技術(shù)管理能力和生產(chǎn)協(xié)作能力。

主干課程：

高等數(shù)學(xué)、大學(xué)英語、工程力學(xué)、電工與電子、機械制圖、機械設(shè)計基礎(chǔ)、機械制造基礎(chǔ)*、電機與電氣控制*、液壓傳動與控制技術(shù)*、可編程控制器及應(yīng)用*、特種加工技術(shù)、公差配合與技術(shù)測量、機械制造工藝與夾具、數(shù)控加工工藝、AUTOCAD、CAD/CAM技術(shù)、制圖員培訓(xùn)、典型數(shù)控系統(tǒng)與應(yīng)用、數(shù)控加工英語、金屬工藝學(xué)、沖壓與塑壓成形設(shè)備、沖壓工藝與模具設(shè)計。專業(yè)特色：

機電一體化專業(yè)是一個寬口徑專業(yè)，適應(yīng)范圍很廣，學(xué)生在校期間除學(xué)習(xí)各種機械、電工電子、計算機技術(shù)、控制技術(shù)、檢測傳感等理論知識外，還將參加各種技能培訓(xùn)和國家職業(yè)資格證書考試，充分體現(xiàn)重視技能培養(yǎng)的特點。

由于微電子高新技術(shù)的迅速發(fā)展，使工業(yè)自動化的程度大幅度提高。新的機電設(shè)備和產(chǎn)品將機械、電子、計算機和自動控制技術(shù)有機地結(jié)合在一起，形成了所謂的機電一體化技術(shù)，大幅度地提高產(chǎn)品的性能、質(zhì)量和可靠性；提高制造技術(shù)水平，實現(xiàn)生產(chǎn)方式向柔性方向發(fā)展；增強企業(yè)的應(yīng)變能力；節(jié)約能源和材料消耗，降低成本，提高勞動生產(chǎn)率。機電一體化已是當(dāng)今世界及未來機械工業(yè)技術(shù)和產(chǎn)品發(fā)展的主要趨向，也是我國機械工業(yè)發(fā)展的必由之路。然而，我國現(xiàn)有的機械專業(yè)人員的知識結(jié)構(gòu)與當(dāng)今機械工業(yè)的發(fā)展極不相稱。由于近二十年科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，多數(shù)機械專業(yè)人員知識老化，對新知識、新技術(shù)了解甚少，難以從事機電一體化產(chǎn)品的設(shè)計與開發(fā)。尤其是在青島地區(qū)，外資企業(yè)的進入及內(nèi)地大型企業(yè)的發(fā)展，使得這一行業(yè)急需大量的機電一體化人才，因此，機電一體化技術(shù)專業(yè)具有廣闊的發(fā)展前景。

就業(yè)去向：

在機械設(shè)計、制造與裝備行業(yè)、模具制造業(yè)，輕工、家用電器、電子制造業(yè)從事設(shè)計、制造、技術(shù)改造、產(chǎn)品營銷、設(shè)備管理與維護等工作，也可以進行專升本、考研深造、自主創(chuàng)業(yè)等。

教師風(fēng)采：

翟建，教授，機械制圖課程組負(fù)責(zé)人，研究方向工程機械現(xiàn)代設(shè)計與制造。畢業(yè)于廣東工業(yè)大學(xué)工程圖學(xué)專業(yè)，6年企業(yè)工作經(jīng)歷，先后任高級講師、總工程師、副總經(jīng)理等職，發(fā)表學(xué)術(shù)論文數(shù)十篇，獲得部級教改成果獎1項，曾獲廳級優(yōu)秀教師。主持企業(yè)改造項目兩項?，F(xiàn)為青島濱海學(xué)院機電工程學(xué)院教師。主講課程有“CAD/CAM技術(shù)”、“機械制圖”、“公差與技術(shù)測量”、“金屬工藝學(xué)“、”機械制造工藝學(xué)”、“機械設(shè)計基礎(chǔ)”等。

李國偉，教授，清華大學(xué)工程碩士，中共黨員，教授、ISO9000質(zhì)量管理體系國家注冊審核員、開發(fā)區(qū)數(shù)控專家、數(shù)控加工中心技師、機械類工程師；1999年7月大學(xué)畢業(yè)后到河南安彩集團模具廠參加工作，從事玻殼模具數(shù)控加工工作； 2007年10月起在高校任教，現(xiàn)任數(shù)控專業(yè)骨干教師。成果與榮譽：山東省職業(yè)院校技能大賽優(yōu)秀指導(dǎo)教師、省級精品課《特種加工技術(shù)》課程負(fù)責(zé)人、安陽市技術(shù)能手。

韓先征，教授。1991年3月畢業(yè)于吉林工業(yè)大學(xué)機械工程系，研究生學(xué)歷，獲工學(xué)碩士學(xué)位。1999年10月取得高級工程師資格。2007年獲數(shù)控銑加工技師資格。2007年赴德國參加中德高職師資培訓(xùn)項目。2009年作為交流教師赴韓國永進專門大學(xué)從事Pro/ENGINEER、AUTOCAD的教學(xué)工作。成果與榮譽：主持承擔(dān)了 “圓柱分度凸輪的加工”科研題目。2005年至2011年6次指導(dǎo)學(xué)生參加山東省機電產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計競賽，取得優(yōu)異成績，2005年獲得“優(yōu)秀指導(dǎo)教師”稱號。2011年指導(dǎo)學(xué)生參加全國職業(yè)院校技能大賽“零部件設(shè)計與加工”項目的比賽，獲得“三等獎”。

楊欣，教授/高工，畢業(yè)于華北水利水電學(xué)院，所學(xué)專業(yè)為工程機械、法律，曾在企業(yè)工作18年，從事家電產(chǎn)品開發(fā)、售后服務(wù)及生產(chǎn)管理工作；2000年起從事家電專業(yè)教學(xué)工作，將企業(yè)工作經(jīng)驗與專業(yè)教學(xué)有機結(jié)合，以培養(yǎng)滿足企業(yè)需求的技高品端學(xué)生為己任，較有成效。成果與榮譽：先后5次獲青島市人事局嘉獎、2006年被評為“最受畢業(yè)生歡迎的教師”、2008年被評為 “最受學(xué)生歡迎的教師”、2008年被評為首屆“訓(xùn)教名師”、獲發(fā)明專利兩項、實用新型專利四項、發(fā)表省級以上教學(xué)及科研論文20余篇、獲省級成果三項；院級成果二等獎兩項、三等獎一項。

劉哲，教授，畢業(yè)于佳木斯工學(xué)院，所學(xué)專業(yè)機械制造工藝與設(shè)備，主要研究專業(yè)領(lǐng)域為機械CAD技術(shù)及機械產(chǎn)品檢測與控制技術(shù)。在國家級刊物上發(fā)表教學(xué)與科研論文十余篇；主編教材八本，其中兩本為“十一五”國家級規(guī)劃教材。作為主要完成人的教學(xué)成果獲國家級教學(xué)成果獎二等獎，省優(yōu)秀高等教育研究成果1項；省級精品課程負(fù)責(zé)人、省級特色專業(yè)負(fù)責(zé)人、省級教學(xué)團隊帶頭人。主要兼任社會職務(wù)：中國圖學(xué)學(xué)會理事，全國機械職業(yè)教育教學(xué)指導(dǎo)委員會機電設(shè)備技術(shù)類專委會委員，山東省工程圖學(xué)學(xué)會職業(yè)教育專業(yè)委員會副主任，哈爾濱第一工具制造有限公司副總工程師，《青島職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報》編委。

劉克旺，教授，碩士?，F(xiàn)為數(shù)控技術(shù)專業(yè)帶頭人、山東省特色專業(yè)負(fù)責(zé)人、院級優(yōu)秀教學(xué)團隊負(fù)責(zé)人，院級訓(xùn)教名師。主要研究專業(yè)領(lǐng)域為數(shù)控技術(shù)。主編《電路基礎(chǔ)》、《工程力學(xué)》、《機械零件數(shù)控加工》等教材；發(fā)表教研和科研論文20余篇；主持完成的《汽輪機調(diào)速系統(tǒng)多媒體培訓(xùn)軟件開發(fā)》科研項目被評為齊魯石油化工公司二等獎；完成的《紅外線遙控電冰箱故障實驗臺的設(shè)計》項目獲得中國機械工業(yè)教育協(xié)會實踐性教學(xué)成果二等獎；參與完成的教學(xué)成果獲得國家級教學(xué)成果二等獎、山東省教學(xué)成果一等獎；在全國職業(yè)院校技能大賽中獲 “教學(xué)方案設(shè)計與教學(xué)資源制作”優(yōu)秀獎。

谷曉妹，碩士，講師。主要講授《材料力學(xué)》、《理論力學(xué)》、《液壓傳動》、《工程力學(xué)》、《機械設(shè)計基礎(chǔ)》等主修課程。在濱海學(xué)院期間擔(dān)任班主任工作，所帶班級07機械本科1班于2009年獲省級優(yōu)秀班集體。教學(xué)成果顯著，獲得濱海學(xué)院第三屆青年教師講課大賽一等獎。

呂曉杰，碩士，講師，主要承擔(dān)機電方向的學(xué)科基礎(chǔ)課講授工作，期間參與液壓實驗室和金工實習(xí)車間的組建工作及機電一體化特色專業(yè)建設(shè)工作，主持教改項目一項，題為《液壓傳動與控制的教學(xué)改革研究》，并在《機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新》期刊上發(fā)表論文《液壓傳動與控制教學(xué)改革的嘗試》。

付珍，工學(xué)碩士，講師，畢業(yè)于山東科技大學(xué)，研究方向先進制造、工藝裝備及其自動化，參與項目“可控液粘行星減速器的研發(fā)與設(shè)計”，發(fā)表論文“Magnetic Bearing and Its New applications”、“Technology of Magnetic Flywheel Energy Storage”、《礦井深度指示器應(yīng)用及發(fā)展現(xiàn)狀》，榮獲“科研活動獎”稱號。主要講授《機械制圖》、《AutoCAD》、《工程力學(xué)》、等主修課程。

張新穎，碩士，講師，畢業(yè)于河北工業(yè)大學(xué)。研究方向：基于ProE產(chǎn)品拆卸序列規(guī)劃的關(guān)鍵技術(shù)研究?，F(xiàn)任機電工程學(xué)院教師，主講課程有《機械設(shè)計基礎(chǔ)》、《工業(yè)工程專業(yè)英語》等。在研究生期間協(xié)助導(dǎo)師完成STEP研究項目的相關(guān)任務(wù)，業(yè)余時間完成車輛方向英文資料翻譯10萬字左右。

周鳳敏，女，講師，工學(xué)碩士，畢業(yè)于山東理工大學(xué)。研究方向機械電子工程。現(xiàn)任機電工程學(xué)院教師，近幾年發(fā)表了多篇學(xué)術(shù)論文。《如何完善我國汽車產(chǎn)品召回制度》、《瞬態(tài)激勵下保守耦合系統(tǒng)的統(tǒng)計能量分析》、《基于超聲波測距門機象鼻梁防撞系統(tǒng)設(shè)計》等多篇論文。被評為專升本優(yōu)秀班主任。校級科研立項《門座式起重機象鼻梁防撞系統(tǒng)設(shè)計》項目負(fù)責(zé)人，主講《機械制圖》、《AutoCAD》、《CAD/CAM技術(shù)》、《公差與配合》等課程。

教學(xué)設(shè)施：

金相實驗室:擁有金相顯微鏡、金相顯微攝影儀、XJP-6A金相顯微鏡（電腦型）、Q-2金相試樣切割機、M-2金相試樣預(yù)磨機、P-2型金相試樣拋光機、XQ-2B型金相試樣鑲樣機等較為先進的設(shè)備，其他低值耐用小型儀器設(shè)備有電吹風(fēng)、試樣、侵蝕劑、砂紙、箱式電爐等。金相實驗室是為了在校本?？茩C電專業(yè)開設(shè)的《金屬學(xué)及熱處理》課程安排的各種金屬材料的顯微組織形態(tài)觀察、分析而建的，是冶金技術(shù)專業(yè)重要的基礎(chǔ)實驗室，旨在培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析金屬組織的能力，深入了解金屬組織的形態(tài)、特性和綜合力學(xué)性能，從而加深金屬學(xué)知識的理解。該室具有試樣制備、顯微組織觀察分析等能力?？砷_出教學(xué)大綱中所有必開和選開的實驗，包括： 金相顯微鏡的原理、結(jié)構(gòu)和使用、金相試樣的制備、工業(yè)純鐵、純鉛、純鋅的組織觀察、二元合金顯微組織觀察、鑄鐵金相組織觀察、常見合金鋼的組織觀察等實驗項目，為教師在材料研究方面提供最基本的實驗手段。本實驗室的建立為學(xué)生提供了一個良好的實驗環(huán)境，使學(xué)生在動手能力，應(yīng)用知識能力很好地得到鍛煉的同時，能有機會了解材料領(lǐng)域中較為先進的研究方法。

液壓與氣動實驗室配有TC-GY01型液壓傳動教學(xué)綜合實驗設(shè)備和供學(xué)生拆裝的液壓動力元件（如齒輪泵和葉片泵）和控制元件（如溢流閥、減壓閥、順序閥和節(jié)流閥）。TC-GY01型液壓傳動教學(xué)綜合實驗設(shè)備是根據(jù)現(xiàn)代實驗教學(xué)特點，吸收國內(nèi)外先進的液壓實驗教學(xué)特點，精心設(shè)計而成。它采用先進的液壓元件技術(shù)和新穎的模塊設(shè)計，構(gòu)成了插接方便的系統(tǒng)組合。它滿足在校本?？茖W(xué)生對進行液壓傳動課程的實驗教學(xué)要求。可以培養(yǎng)和提高學(xué)生的設(shè)計能力、動手能力和綜合運用能力，起到了加強設(shè)計性實驗及其綜合運用的實踐環(huán)節(jié)的作用。此外，該實驗室也可進行可編程控制器PLC實驗，內(nèi)容有：

1、PLC的指令編程，梯形圖編程的學(xué)習(xí)；

2、PLC編程軟件的學(xué)習(xí)和使用；

3、PLC與計算機的通訊，在線調(diào)試、監(jiān)控；

4、PLC對液壓傳動的優(yōu)化控制。

材料力學(xué)實驗室具有較為先進的微機控制電子萬能試驗機、微機控制扭轉(zhuǎn)試驗機、電子式拉力試驗機和電動抗折試驗機。力學(xué)實驗室作為基礎(chǔ)實驗室，主要承擔(dān)機械專業(yè)的《材料力學(xué)》和《工程力學(xué)》等課程的實驗教學(xué)任務(wù)。主要開設(shè)的實驗項目有拉伸、壓縮、彎曲、剪切實驗，扭轉(zhuǎn)實驗，沖擊實驗，梁的彎曲正應(yīng)力實驗等。通過以上實驗可使學(xué)生掌握：第一，材料的力學(xué)性能測定方法。比如：材料的各項強度指標(biāo)，如屈服極限、強度極限、沖擊韌性、以及材料的彈性性能等。第二，驗證已建立的理論。

機械設(shè)計基礎(chǔ)實驗室實驗儀器設(shè)備：拆裝用分流式雙級圓柱減速器，拆裝用同軸式雙級圓柱齒輪減速器，拆裝用單級圓柱齒輪減速器，拆裝用新型結(jié)構(gòu)單級圓柱齒輪減速器，拆裝用展開式雙級圓柱減速器，機械設(shè)計（零件）陳列柜。主要實驗項目：1.帶傳動實驗；2.齒輪傳動效率實驗；3.減速器拆裝；4.軸系結(jié)構(gòu)實驗；5.機構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計及實驗；6.機械系統(tǒng)綜合設(shè)計及實驗。該模擬實驗室可輔助《機械設(shè)計基礎(chǔ)》的課程教學(xué)，對理論內(nèi)容進行形象直觀的演示，教學(xué)效果良好。

機械原理實驗室是機械類專業(yè)的基礎(chǔ)實驗室，擁有機械原理綜合示教柜、范成法齒輪加工儀、動平衡機、漸開線齒輪及相關(guān)測量工具等設(shè)備。承擔(dān)機械專業(yè)“機械原理“課程實驗、課程設(shè)計、科技創(chuàng)新等教學(xué)任務(wù)。主要實驗項目：1.示教柜演示；2.機構(gòu)運動簡圖繪制與分析；3.漸開線齒輪范成實驗；4.漸開線齒輪參數(shù)測定。

PLC技術(shù)實訓(xùn)室是針對電氣類和機電類專業(yè)的相關(guān)可編程控制器課程而建立的一個集可編程控制器實驗和可編程控制器課程設(shè)計為一體的實訓(xùn)室，通過實際設(shè)備加深學(xué)生對可編程控制器組成及應(yīng)用的理解。實驗室配備有電梯模型、機械手、自動化分檢裝置、立體倉庫。可進行的實驗項目有：行程開關(guān)工作原理研究實驗、光電開關(guān)工作原理研究實驗、執(zhí)行元件原理研究實驗、PLC控制實驗、四層樓電梯的PLC控制實驗、機械手的PLC控制實驗。通過實驗?zāi)軌蚴箤W(xué)生掌握PLC在工程中的具體應(yīng)用以及總體的設(shè)計方法和設(shè)計步驟。

電工電子實驗室采用通用型電工電子實驗臺。按照實驗教學(xué)大綱的要求，它可滿足電工學(xué)、電路分析、模擬電子學(xué)、數(shù)字電路等課程的實驗教學(xué)需要。該實驗室可完成強電類及弱電類近80余項實驗內(nèi)容，如：二極管及整流電路、晶體管、直流放大與運算電路、振蕩電路、直流電路、三相交流電路、電機拖動實驗等多項內(nèi)容，亦可根據(jù)課堂教學(xué)情況自行編制一些配套實驗，并可給學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計和課程設(shè)計提供硬件支持。

繪圖室配有多功能繪圖桌、繪圖板、丁字尺、繪圖三角板、繪圖儀器、擦圖片、比例尺等全套繪圖用具；配有布質(zhì)掛圖、木制教具和塑料教具；配有膠片投影儀、投影屏幕。學(xué)生可在繪圖室中進行傳統(tǒng)手工繪圖訓(xùn)練，完成機械制圖》課程教學(xué)的課堂任務(wù)以及課程設(shè)計，同時還可為機電類專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計提供良好的硬件條件。

精雕機實驗室配有睿雕280精雕機、羅蘭三維實體掃描儀。該實驗室設(shè)備技術(shù)先進，設(shè)備精良可以實現(xiàn)對三維實體的掃描，并進行精密模具、浮雕、藝術(shù)字的加工。主要用于數(shù)控設(shè)備應(yīng)用與維護專業(yè)、機電一體化專業(yè)和模具設(shè)計與應(yīng)用專業(yè)的專業(yè)實習(xí)，也可支持工業(yè)設(shè)計專業(yè)的教學(xué)需要，也可對外承接加工任務(wù)。

自動控制實驗室有歐姆龍（OMRON）CPM2A可編程控制器、歐姆龍（OMRON）CPM1A可編程控制器。主要用于學(xué)習(xí)歐姆 龍可編程控制器的程序設(shè)計及應(yīng)用，可直觀地進行可編程控制器的基本指令練習(xí)，承擔(dān)《可編程控制器原理及應(yīng)用》、《電氣控制與PLC》等課程的實驗和實訓(xùn)及畢業(yè)設(shè)計、課程設(shè)計的教學(xué)任務(wù)。為電氣自動化技術(shù)、樓宇智能化工程技術(shù)、應(yīng)用電子技術(shù)、機電一體化和數(shù)控設(shè)備應(yīng)用與維護等專業(yè)的教學(xué)提供服務(wù)。

機械加工實訓(xùn)基地的設(shè)備有車、銑、刨、磨、特種加工等普通、數(shù)控機床。普通機床有普通車床、銑床、鉆床、磨床、鋸床、砂輪機、臺式虎鉗等；數(shù)控機床有數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心、電火花線切割機、電火花成形機、數(shù)控折彎機、數(shù)控沖床等，配有刀具、量具等。該實訓(xùn)基地配置了較為全面的機械基礎(chǔ)相關(guān)實驗儀器設(shè)備，可同時容納200人進行機械加工實習(xí)和機械基礎(chǔ)實習(xí)。承擔(dān)機電專業(yè)的課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計等教學(xué)任務(wù)，同時結(jié)合地方經(jīng)濟發(fā)展的需要，進行外協(xié)加工、技術(shù)服務(wù)、科研產(chǎn)品試制等。研制和生產(chǎn)CF-8型鑄造流水線、V法鑄造砂處理系統(tǒng)、大型連棟溫室及環(huán)境控制系統(tǒng)、各類農(nóng)業(yè)機械等產(chǎn)品，為有關(guān)專業(yè)特色方向的形成準(zhǔn)備了基礎(chǔ)和條件。主要實習(xí)項目：1.鑄造、鍛壓、焊接、熱處理，車削加工，銑削加工，刨削加工，磨削加工，數(shù)控加工，焊工等十一個工種的實習(xí)。2.機制工藝課程設(shè)計。3.學(xué)生科技創(chuàng)新。4.畢業(yè)設(shè)計。利用實訓(xùn)基地可以培養(yǎng)學(xué)生對各種機床的操作能力，完成生產(chǎn)實習(xí)教學(xué)任務(wù)，同時為將來就業(yè)打下良好的基礎(chǔ)。

CAD/CAM實訓(xùn)室的軟件有：Master CAM、Pro/E、CAXA制造工程師、CAXA實體造型軟件、CAXA數(shù)控車、AUTOCAD2004、數(shù)控模擬仿真軟件?？衫贸Ｓ肅AD/CAM軟件進行三維造型和自動編程。

熱處理實驗室是機械類專業(yè)的基礎(chǔ)實驗室，擁有真空燒結(jié)爐，洛氏硬度計，數(shù)顯顯微硬度計(維氏硬度計），布氏硬度計，可控硅溫度控制器，箱式電阻爐，節(jié)能箱式電阻爐等設(shè)備。該實驗室可以進行熱處理的各種常規(guī)實驗及理論教學(xué)；還可以進各種熱處理常規(guī)工藝的操作如：退火，正火，淬火，回火，調(diào)質(zhì)等；還可以進行洛氏、布氏硬度檢測。利用箱式電爐通過觀察不同的加熱溫度對碳鋼的組織與性能影響，進一步了解碳鋼熱處理溫度的選定原則，并加深對鐵碳平衡圖的認(rèn)識和理解、通過對碳鋼的試樣的熱處理，了解冷卻速度及含碳量對其組織的性能的影響，加深對等溫轉(zhuǎn)變曲線和淬火臨界冷卻速度等概念的理解、通過觀察組織和機械性能的測定，了解不同回火溫度對淬火碳鋼組織和性能的影響，并了解碳鋼在回火過程中組織轉(zhuǎn)變和性能變化的規(guī)律、熟悉淬火與回火操作，學(xué)會正確使用硬度計。加強學(xué)生的動手實踐能力，啟迪創(chuàng)新思維。本實驗室現(xiàn)有專門從事實驗室管理和教學(xué)的實驗指導(dǎo)教師，具有較強的理論和實踐指導(dǎo)能力。熱處理實驗室主要承擔(dān)《機械制造基礎(chǔ)》這門課程的實驗教學(xué)任務(wù)。該實驗室的建立為學(xué)生提供了一個良好的試驗環(huán)境，使學(xué)生在動手能力，應(yīng)用知識能力很好地得到鍛煉的同時，能有機會了解材料領(lǐng)域中較為先進的研究方法。也可以進行各種與金屬材料和熱處理相關(guān)的職業(yè)工種，崗位的技術(shù)培訓(xùn)及課題實驗研究。

第四篇：機電一體化技術(shù)

四川農(nóng)業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院●畢業(yè)論文

機電一體化專業(yè) 畢業(yè)實習(xí)報告參考題目

一、論文參考題目

1、油菜收割機割臺的改進與試驗

2、設(shè)計所在工廠開發(fā)的一個新產(chǎn)品進行廠房、動力、設(shè)備、人員等進行規(guī)劃設(shè)計

3、拖拉機的前景和發(fā)展研究

4、汽車拖拉機的制動系的故障分析

5、力（位）調(diào)節(jié)的特點及適應(yīng)性研究

6、汽車拖拉機在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用研究

7、汽車電器設(shè)備的維修與維護技術(shù)的改進

8、汽車新技術(shù)在生產(chǎn)上的應(yīng)用

9、汽車拖拉機運用技術(shù)的推廣

10、農(nóng)機化的現(xiàn)狀及其發(fā)展研究

11、農(nóng)業(yè)機械化與農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的關(guān)系研究

12、農(nóng)業(yè)機械化與“三農(nóng)”問題的關(guān)系研究

13、某典型零件加工工藝設(shè)計與分析

14、機電一體化技術(shù)的應(yīng)用與設(shè)計

15、Master CAM 程序的應(yīng)用

16、數(shù)控加工及其在生產(chǎn)中的應(yīng)用

17、現(xiàn)代CAD/CAM軟件在生產(chǎn)中的應(yīng)用

18、某地區(qū)農(nóng)業(yè)機械化現(xiàn)狀與發(fā)展的研究

19、對某地區(qū)農(nóng)業(yè)機械適用性的研究 20、丘陵地區(qū)農(nóng)業(yè)機械化模式的研究

21、某機械或機構(gòu)的設(shè)計與計算、或試驗與研究、或仿真與分析

22、機電技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用研究

23、設(shè)計一個1.5頓重轎車用千斤頂，要求小巧，簡單，汽車后備箱備胎放置處能夠存放

24、減速器及零部件的設(shè)計與計算、或者減速器及零部件的優(yōu)化設(shè)計等

四川農(nóng)業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院●畢業(yè)論文

25、典型零件的加工工藝設(shè)計

26、基于Mastercam的典型零件的數(shù)控程序設(shè)計

27、某機械或裝置的故障檢測與維修

28、某種農(nóng)具的設(shè)計、實驗與維修

29、某種農(nóng)產(chǎn)品的力學(xué)特性的研究 30、某液壓系統(tǒng)的設(shè)計、故障檢測與分析

第五篇：《機電一體化技術(shù)》（精選）

《機電一體化技術(shù)》

考試大綱

一、考試內(nèi)容

1.機電一體化基本概念：機電一體化產(chǎn)品的構(gòu)成、分類、關(guān)鍵技術(shù)。

2.精密機械技術(shù)：傳動機構(gòu)，導(dǎo)向機構(gòu)，執(zhí)行機構(gòu)。

3.接口技術(shù)：人機接口，A/D轉(zhuǎn)換接口，D/A轉(zhuǎn)換接口，功率轉(zhuǎn)換接口。

4.檢測技術(shù)：模擬式傳感器信號檢測，數(shù)字式傳感器信號檢測，檢測信號的采集和預(yù)處理。

5.伺服系統(tǒng)技術(shù)：伺服系統(tǒng)基本概念、結(jié)構(gòu)形式、基本類型，執(zhí)行元件，步進電機的控制與驅(qū)動，直流電機的控制與驅(qū)動，開環(huán)伺服系統(tǒng)，閉環(huán)伺服系統(tǒng)。

6.控制技術(shù)：控制系統(tǒng)基本構(gòu)成、分類，被控對象的數(shù)學(xué)模型，微型機控制技術(shù)基礎(chǔ)，數(shù)字控制器，微型機控制系統(tǒng)設(shè)計，微機系統(tǒng)干擾源及干擾擬制技術(shù)。

7.總體設(shè)計：總體設(shè)計的內(nèi)容，性能指標(biāo)分析，功能及性能指標(biāo)分配，機電一體化產(chǎn)品的可靠性設(shè)計。

二、參考書目

1．鄭堤、唐可洪，《機電一體化設(shè)計基礎(chǔ)》，機械工業(yè)出版社，2001。

2．劉杰、趙春雨、宋偉剛，《機電一體化技術(shù)基礎(chǔ)與產(chǎn)品設(shè)計》，冶金工業(yè)出版社，2003。

3．胡泓、姚伯威，《機電一體化原理及應(yīng)用》，國防工業(yè)出版社，1999。