第一篇：自考《機電一體化設計》簡答題整理（大全）

步進電動機細分驅(qū)動電路的原系統(tǒng)變得不穩(wěn)定。I的作用是使信號控制，并作快速響應的電動傳動，絲杠螺母傳和諧波傳動幾理及作用：細分電路通過控制電系統(tǒng)增加一階純積分，從而提提機堵轉(zhuǎn)矩與控制電壓成正比，轉(zhuǎn)種。蝸輪蝸桿副在一定意義上可動機各相繞組中電流大小和比高系統(tǒng)一個無靜差度，但會使系速隨轉(zhuǎn)矩的增加而近似線性下看做是一種特殊的齒輪，只能用例，使步距角減小到原來的幾分統(tǒng)相位裕量減小，穩(wěn)定性變差D降，調(diào)速范圍寬，當控制電壓為于傳遞垂直交錯軸之間的回轉(zhuǎn)運之一至幾十分之一。提高分辨率、的作用是給系統(tǒng)提供阻尼，增加零時能立即停轉(zhuǎn)。感應同步器：動，蝸桿一般有1~8個頭，優(yōu)點平滑步進運動減小振蕩(細分電穩(wěn)定性，但同時增加了高頻增益，是一種應用電磁感應原理來測量是傳動平穩(wěn)，噪聲小?？勺枣i，路是建立在步進電動機各相繞組使系統(tǒng)中的高頻噪聲放大影響系位移的高精度檢測元件，有直線但傳動效率低，功率損失較大。理想對稱和矩角嚴格正弦的基礎統(tǒng)正常工作。伺服系統(tǒng)是反饋控式和圓盤式分別用于大行程的線為了減小負載轉(zhuǎn)動慣量，在結(jié)構上。制系統(tǒng)，由控制器、受控對象、位移和角位移的測量，它的特點可在滿足強度的前提下盡可能吧在實際系統(tǒng)中，數(shù)字PID控制器反饋測量裝置以及比較器等組是抗干擾能力強，對環(huán)境要求低，齒輪做小，選用輕質(zhì)合金以及在的兩種實現(xiàn)方式是：（1）在雙傳成?？刂破魇前搭A定的控制規(guī)律機械結(jié)構簡單，接長方便“路徑”齒輪上開孔等措施。諧波齒輪與感器系統(tǒng)中，PI由微處理機位置調(diào)節(jié)能量的輸入，以使系統(tǒng)產(chǎn)生和“軌跡“的區(qū)別：路徑只代表普通齒輪副傳動相比具有的優(yōu)控制器實現(xiàn)，D的作用是由測速所希望的輸出。受控對象一般是與軌跡有關的位置信息，軌跡是點：

1、結(jié)構簡單，體積小，重負反饋實現(xiàn)（2）在單個位置傳指機器的運動部分。伺服系統(tǒng)通代表在空間直角坐標系或機器人量輕，傳動效率高

2、傳動比范感器的系統(tǒng)中，PID由微型機單常是一個閉環(huán)的位置控制系統(tǒng)，連桿坐標系的位置——時間曲圍大

3、同時嚙合齒數(shù)多，運動獨實現(xiàn)。其輸入可以為

1、模擬電壓

2、線，是具有適當?shù)乃俣群图铀俣染雀叱休d能力大。4，傳動平怎樣控制步進電動機輸出軸的參考脈沖信號

3、二進制數(shù)字信信息的路徑軌跡不但要求路徑連穩(wěn)，無沖擊，噪聲小

5、齒側(cè)間角位移、轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向：步進電動號。而輸出是機械角或線位移。續(xù)，而且要求速度連續(xù)。數(shù)據(jù)采隙可以調(diào)整

6、可實現(xiàn)向密閉空機是脈沖電動機，它將數(shù)字的電數(shù)字微分分析法（DDA）采用數(shù)樣插補：采用時間分割法，是將間傳遞運動及動力7，可實現(xiàn)高脈沖輸入轉(zhuǎn)換為模擬的輸出軸運字量表達加速度、速度及位置坐定輪廓曲線分割為每一個插補周增速運動8，方便地實現(xiàn)差速傳動。每輸入一個脈沖，輸出軸轉(zhuǎn)標，將加速度到速度和速度到位期的進給段，即輪廓步長，每個動。導軌副：用于引導運動部件動一步。因此，輸出的角位移正置的幾分表達式，采用求和的方插補周期，執(zhí)行一次插補運算，的走向，保證執(zhí)行件的正確運動比于輸入脈沖的個數(shù)，轉(zhuǎn)速正比法進行近似值積分。從而產(chǎn)生增計算出插補點坐標，從而計算出軌跡，并通過摩擦和阻尼影響執(zhí)于輸入脈沖的頻率，轉(zhuǎn)向取決于量式運動式控制指令超聲波電下一個周期各個坐標的進給量。行件的運動特性，它包括運動導各相繞組通電的順序。全閉環(huán)控動機（USM）采用壓電陶瓷逆亞PLC的定義：PLC是在工業(yè)環(huán)境軌和支撐導軌兩部分在設計機制系統(tǒng)的定義及特點是;伺服系電效應產(chǎn)生超聲振動，并將這種中使用的數(shù)字操作的電子系統(tǒng)，械傳動裝置對動態(tài)性能的參數(shù)統(tǒng)中，當位置傳感器‘安裝于輸震動通過摩擦耦合來直接驅(qū)動轉(zhuǎn)他使用內(nèi)部儲存器存放的用戶設設計要求有：1.足夠高的諧振頻出軸上時，傳感器直接測量工作子旋轉(zhuǎn)或滑塊的位移，具有結(jié)構計的程序指令，而這些指令用來率

2、高剛度和低轉(zhuǎn)動慣量。

3、臺移動，這種直接測量的系統(tǒng)為簡單。轉(zhuǎn)速低，扭矩大等特點，實現(xiàn)邏輯運算、順序操作、定時、適當?shù)淖枘岜?，盡可能小的傳全閉環(huán)系統(tǒng)。特點：對輸出進行作為一種無磁電動機而受青睞。計數(shù)及算術運算并通過數(shù)字或模動間隙5，良好的摩擦特性。機直接控制，可以獲得十分良好的性能指標：一）工作特性

1、量擬輸入/輸出來控制各型機械和器人按照控制水平分：

1、點位的’控制精度。但受機械傳動部程，閾值，分辨率，靈敏度2，過程。描寫順序控制的方法有：控制機器人

2、連續(xù)路徑機器人件的非線性影響嚴重，只有在要質(zhì)量，（可靠性、漂移）3.環(huán)境影1，語句表：是每一步必須實行

3、控制路徑機器人控制路徑機求高精度的場合，才采用全閉環(huán)響

（二）靜態(tài)特性，精度，誤差，的動作列表。

2、流程圖：采用器人代表最高運動控制水平。半系統(tǒng)。步進電動機的工作原理:重復性，可復見性，線性度（動方塊表示每一個步驟，連線表示閉環(huán)系統(tǒng)的定義和特點：伺服系采用磁阻原理產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，將特性）1，時域指標、(上升時、步驟到步驟的路徑。3梯形圖：統(tǒng)中，當位置傳感器安裝在伺服數(shù)字的電脈沖輸入轉(zhuǎn)換為模擬的峰值時間、最大超調(diào)量、調(diào)整時表示各種觸電、繼電器線圈、電電動機軸上時，用以間接測量工輸出軸運動，輸出步數(shù)與輸入脈間、延遲時間、振蕩次數(shù)

2、頻磁線圈、電動機等的電氣連接圖。作臺的位移時，這種間接測量系沖數(shù)相等，轉(zhuǎn)速與脈沖頻率相同。域指標。機電一體化系統(tǒng)對傳感4.、狀態(tài)圖：表示每一步所產(chǎn)生統(tǒng)就是x特點是可以避免傳動機采樣周期的選擇：①考慮到對系器的性能要求需滿足：1，量程的輸出真值表，通常還表示由個構引起極限環(huán)和爬行振蕩，比全統(tǒng)響應速度的影響選擇的法則足夠，靈敏度高2,精度適當，線狀態(tài)到另一個狀態(tài)的傳遞路徑圖閉環(huán)容易實現(xiàn)，節(jié)省投資?！皺C”是：采樣周期應小于或等于系統(tǒng)性度好

3、響應時間短，通頻帶機電一體化中的模塊：控制模塊與“電”設計思想：替代機械系最小時間常數(shù)。2考慮系統(tǒng)的抑寬

5、經(jīng)濟實用，成本低，壽命包括通信模塊。微計算機模塊、統(tǒng)：在極端情況下，機械的功能制干擾能力的選擇：采樣速率應長機電一體化系統(tǒng)動態(tài)性能的軟件模塊和接口模塊，其他還有可以完全由微計算機和執(zhí)行器取為閉環(huán)系統(tǒng)通頻帶的10倍以上。參數(shù)設計原則：1，足夠高的諧接卸受控模塊，測量模塊，驅(qū)動代，從而使機械產(chǎn)品變成電子產(chǎn)

3.實時算法程序所花費的時間總振頻率2，高剛度和低轉(zhuǎn)動慣量模塊，控制模塊的功能是處理測品。2，簡化機械系統(tǒng)：機械系和最好小于采樣周期的1|10：P：3，適當?shù)淖枘岜?，盡可能小的量模塊提供的信息，生成控制指統(tǒng)可采用機電一體化方法加以簡增加開環(huán)增益，降低系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)傳動間隙5，良好的摩擦特性伺令，輸出給驅(qū)動模塊的執(zhí)行部件化3，增強機械系統(tǒng)4，綜合機誤差，增加系統(tǒng)通頻帶，但會使服電動機的優(yōu)點：它是受輸入電機。機械傳動主要有齒輪，蝸桿械系統(tǒng)

第二篇：機電一體化系統(tǒng)設計單選題及簡答題

0 本節(jié)測驗題：以下傳感器中測量的是相對角位移的是()A.旋轉(zhuǎn)變壓器 B.絕對式編碼器 C.增量式編碼器 D.都不正確 答案：C 1.本節(jié)測驗題：測速發(fā)電機的輸出信號與轉(zhuǎn)速的關系 A.輸出直流電壓與轉(zhuǎn)速成正比 B.輸出交流電壓與轉(zhuǎn)速成正比 C.輸出直流電壓與轉(zhuǎn)速成反比 D.輸出交流電壓與轉(zhuǎn)速成反比 答案：A 2.本節(jié)測驗題：加速度傳感器的基本力學模型是()A.質(zhì)量-阻尼系統(tǒng) B.彈簧-阻尼系統(tǒng)

C.質(zhì)量-彈簧-阻尼系統(tǒng) D.都不正確 答案：C 3.本節(jié)測驗題：電荷放大器的輸出電壓與反饋電容

A.成正比 B.成反比

C.成曲線關系

D.無關 答案：B 4.本節(jié)測驗題：低頻信號可以通過，高頻信號不能通過的濾波器是（）A.高通濾波器 B.帶通濾波器 C.低通濾波器 D.帶阻濾波器 答案：C 5.本節(jié)測驗題：直流電動機屬于()A.變磁阻電動機 B.固定磁阻電動機 C.無磁極電動機 D.都不正確 答案：B 6.本節(jié)測驗題：直流電動機的反電動勢與（）A.電樞電流成正比 B.電樞電流成反比 C.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速成正比 D.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速正反比 答案：C 7.本節(jié)測驗題：直流電動機機械特性的硬度與（）A.電樞電阻成反比 B.反電動勢系數(shù)成正比 C.轉(zhuǎn)矩系數(shù)成正比 D.電樞電阻成正比 答案：D 8.本節(jié)測驗題：交流感應電動機的同步轉(zhuǎn)速與 A.極對數(shù)成正比 B.電源頻率成反比 C.電源電壓成正比 D.電源頻率成正比 答案：D 9.本節(jié)測驗題：下列類型電動機中機械特性不可變的是（）A.鼠籠式交流電動機 B.繞線式步進電動機 C.直流電動機 D.以上都不可變 答案：A 20.本節(jié)測驗題：下列關于步進電動機敘述錯誤的是（）A.步進電動機是數(shù)字控制系統(tǒng) B.步進電動機常用于開環(huán)控制

C.步進電動機常用于閉環(huán)控制系統(tǒng)中 D.步進電動機是變磁阻電動機 答案：C 21.本節(jié)測驗題：步進電電動機相角裕量的與哪些因素無關 A.相數(shù) B.通電方式 C.齒輪齒數(shù)

D.相數(shù)和通電方式 答案：C 22.本節(jié)測驗題：下列關于步進電動機驅(qū)動電路敘述正確的是 A.單極性驅(qū)動電路適合于驅(qū)動混合式步進電動機 B.單極性驅(qū)動電路適合于驅(qū)動反應式步進電動機 C.驅(qū)動直流電動機的電路也能驅(qū)動步進電動機 D.以上都正確 答案：B 23.本節(jié)測驗題：以下關于步進電動機敘述錯誤的是 A.脈沖分配器可以由邏輯電路硬件實現(xiàn) B.脈沖分配器可以由軟件實現(xiàn) C.步進電動機的轉(zhuǎn)速由脈沖數(shù)決定 D.步進電動機的轉(zhuǎn)速由脈沖頻率決定 答案：C 24.本節(jié)測驗題：計算機直接參與控制的伺服系統(tǒng)是 A.模擬式伺服系統(tǒng) B.參考脈沖伺服系統(tǒng) C.采樣數(shù)據(jù)系統(tǒng) D.以上都不是 答案：C 25.本節(jié)測驗題：電動機中引入電流環(huán)后的伺服系統(tǒng)下列敘述正確的是 A.電流環(huán)實質(zhì)上是轉(zhuǎn)矩控制回路 B.電流環(huán)可以穩(wěn)定轉(zhuǎn)速

C.電流環(huán)可以等價成一個積分環(huán)節(jié) D.都不正確 答案：A 26.本節(jié)測驗題：其中，反饋采用測速發(fā)電機的是（）A.電流環(huán) B.速度環(huán) C.位置環(huán)

D.以上都不正確 答案：B 27.本節(jié)測驗題：下列系統(tǒng)對于對于單位加速度信號靜態(tài)誤差為0的是 A.0型系統(tǒng) B.1型系統(tǒng) C.2型系統(tǒng) D.以上都正確 答案：C 28.本節(jié)測驗題：一般來說，如果增大自然頻率的數(shù)值，則動態(tài)性能指標中的調(diào)整時間將（）A.增大 B.減小 C.不變 D.不定 答案：B 29.本節(jié)測驗題：復合控制中前饋控制是（）A.按誤差信號控制 B.閉環(huán)控制 C.開環(huán)控制

D.以上都不正確 答案：C 30.本節(jié)測驗題：電焊的控制屬于 A.點位控制 B.連續(xù)路徑控制 C.直線運動控制 D.曲線運動控制 答案：A 31.本節(jié)測驗題：常加速度控制中加速度由什么決定 A.輸入脈沖頻率 B.速度寄存器 C.位置寄存器 D.加速度寄存器 答案：D 32.本節(jié)測驗題：DDA法是（）A.脈沖增量插補 B.數(shù)據(jù)采樣插補 C.數(shù)字積分器法 D.逐點比較法 答案：C 33.本節(jié)測驗題：利用三次多項式樣條函數(shù)生成控制指令加速度最大值在 A.運動的起點和終點 B.運動的中間點 C.常加速度

D.以上都不正確 答案：A 34.本節(jié)測驗題：PLC適合于（）A.數(shù)據(jù)采集為主 B.順序控制為主 C.科學計算為主 D.管理為主 答案：B 35.本節(jié)測驗題：與計算機相比PLC的優(yōu)點敘述錯誤的是 A.可靠性高 B.抗干擾能力強 C.可以直接驅(qū)動負載 D.價格低 答案：D 36.本節(jié)測驗題：歐姆龍的編程軟件是 A.Wincc B.GxP C.CX-programmer D.以上都不是 答案：C 37.本節(jié)測驗題：PLC中可以接受和輸出信息的繼電器是 A.輸入輸出繼電器 B.時間繼電器 C.計數(shù)器

D.輔助繼電器 答案：A 38.本節(jié)測驗題：觸點串聯(lián)在邏輯上相當于 A.邏輯或 B.邏輯與 C.邏輯非 D.都不正確 答案：B 39.本節(jié)測驗題：塊并聯(lián)的指令語句是 A.AND B.OR C.AND LD D.OR LD 答案：D 40.本節(jié)測驗題：具有保持功能的指令是 A.OUT B.KEEP C.AND D.OR 答案：B

1、一般機電一體化產(chǎn)品設計包括哪幾階段？

正確答案：【市場調(diào)研，需求分析和技術預測、概念設計、可行性分析、編制設計任務書、初步設計——方案設計、方案設計評估與優(yōu)化、詳細設計和參數(shù)核算和完成全部設計文件?！?關鍵字：【調(diào)研|概念|可行性|任務書|初步】 分數(shù)分配：【20|20|20|20|20】

2、機和電融合的設計思想是什么？

正確答案：【替代機械系統(tǒng), 簡化機械系統(tǒng), 增強機械系統(tǒng), 綜合機械系統(tǒng)】 關鍵字：【替代|簡化|增強|綜合】 分數(shù)分配：【25|25|25|25】

3、滾珠絲桿螺母副有哪些消除間隙和預緊的措施?

正確答案：【雙螺母齒差式, 雙螺母墊片式, 雙螺母螺紋式, 單螺母變導程自預緊式】 關鍵字：【齒差|墊片|螺紋|單螺母】 分數(shù)分配：【25|25|25|25】

4、試簡述光電式轉(zhuǎn)速傳感器的測量原理

正確答案：【光電式轉(zhuǎn)速傳感器是一種角位移傳感器，由裝在被測軸(或與被測軸相連接的輸入軸)上的帶縫隙圓盤、光源、光電器件和指示縫隙盤組成。光源發(fā)生的光通過縫隙圓盤和指示縫隙照射到光電器件上。當縫隙圓盤隨被測軸轉(zhuǎn)動時，由于圓盤上的縫隙間距與指示縫隙的間距相同，因此圓盤每轉(zhuǎn)一周，光電器件輸出與圓盤縫隙數(shù)相等的電脈沖，根據(jù)測量單位時間內(nèi)的脈沖數(shù)N，則可測出轉(zhuǎn)速】 關鍵字：【角位移|圓盤|轉(zhuǎn)速】 分數(shù)分配：【20|40|40】

5、在模擬輸入通道中，采樣/保持器有什么作用？是否模擬輸入通道中必須采用采樣/保持器？為什么？

正確答案：【由于任何一種A/D轉(zhuǎn)換器都需要有一定時間來完成量化及編碼操作，因此，在轉(zhuǎn)換過程中，模擬量不能發(fā)生變化，否則，將直接影響轉(zhuǎn)換精度。采樣/保持器（SamPLE/Hold）就是使在A/D轉(zhuǎn)換時，保證輸入A/D轉(zhuǎn)換器的模擬量不發(fā)生變化。模擬輸入通道中不一定非得采用采樣保持器。當輸入的模擬量信號變化緩慢時，也可省去采樣/保持器。】

關鍵字：【采樣|保持|緩慢】 分數(shù)分配：【40|40|20】

6、典型的機電一體化系統(tǒng)包含哪些功能結(jié)構模塊?

正確答案：【機械受控模塊、測量模塊、驅(qū)動模塊、通信模塊、微機模塊、軟件模塊和接口模塊】 關鍵字：【受控|測量|驅(qū)動|通信|微機|軟件|接口】 分數(shù)分配：【15|15|15|15|15|15|10】

7、滾珠絲桿螺母副常用的支承結(jié)構形式有哪幾種

正確答案：【兩端固定，一端固定一端簡支（游動），兩端均為單向推力，一端固定一端自由】 關鍵字：【兩端|一端|單向|自由】 分數(shù)分配：【25|25|25|25】

8、機電一體化系統(tǒng)結(jié)構中驅(qū)動模塊的作用是什么?

正確答案：【提供驅(qū)動力, 改變系統(tǒng)包含速度和方向的運動狀態(tài),產(chǎn)生所希望的運動輸出.】 關鍵字：【驅(qū)動|改變|輸出】 分數(shù)分配：【30|40|30】

9、測量位移的傳感器常用的有哪些?

正確答案：【感應同步器, 旋轉(zhuǎn)變壓器, 光柵,光電編碼器, 電位器, 差動變壓器, 渦流傳感器】 關鍵字：【感應同步器|旋轉(zhuǎn)變壓器|光柵|光電編碼器|電位器】 分數(shù)分配：【20|20|20|20|20】

10、在選擇PWM開關放大器的開關頻率時，應考慮哪幾方面？

正確答案：【⑴開關頻率應盡可能高。⑵開關頻率必須比系統(tǒng)通頻帶大10倍以上。⑶開關頻率必須遠大于各環(huán)節(jié)的共震頻率。⑷滿足前三項的條件下，頻率盡可能低。】

關鍵字：【開關頻率|高|10倍|共震頻率|滿足】 分數(shù)分配：【20|20|20|20|20】

11、直流伺服電動機的驅(qū)動電路包含有哪些類型?

正確答案：【線性直流放大器, 脈寬調(diào)制放大器, 晶閘管組成的可控整流電路.】 關鍵字：【線性|放大器|脈寬|調(diào)制|可控】 分數(shù)分配：【20|20|20|20|20】

12、何為步進電動機連續(xù)運行頻率？它與起動頻率比有何特點？

正確答案：【步進電動機啟動后，不失步運行的最高頻率。一般情況下，連續(xù)運行頻率比啟動頻率要高得多?！?關鍵字：【高|頻率|連續(xù)|啟動】 分數(shù)分配：【25|25|25|25】

13、簡述傳感器有哪幾方面的性能指標?

正確答案：【工作特性，靜態(tài)特性，動態(tài)特性】 關鍵字：【工作|靜態(tài)|動態(tài)】 分數(shù)分配：【35|35|30】

14、試簡述“機電一體化”的涵義。

正確答案：【機電一體化是機械與電子的集成技術。定義為在設計產(chǎn)品和制造系統(tǒng)時所思考的精密機械工程、電子控制及系統(tǒng)的最佳協(xié)同組合。它是在機構的主功能、動力功能、信息與控制功能上引進電子技術，并將機械裝置與電子設備以及軟件等有機結(jié)合而成的系統(tǒng)總稱。】 關鍵字：【機械|電子|集成】 分數(shù)分配：【40|20|40】

15、常用滾動摩擦支承軸承有哪幾種主要結(jié)構類型？ 正確答案：【①標準滾動軸承：圓錐孔雙列圓柱滾子軸承，角接觸球軸承，雙向推力角接觸球軸承，圓錐滾子圓錐（舉例２個）

②新型滾動軸承：變預緊力軸承，密集滾珠軸承（舉例２個）

】

關鍵字：【標準|軸承|新型|變】 分數(shù)分配：【25|25|25|25】

16、簡述電荷放大器的特點和主要用途

正確答案：【利用運算放大器求和點為虛地電位，使得輸入端的分布電容上沒有積累電荷，從而不起作用。作用是：將將壓電傳感器的電荷量或電容傳感器的微小電容轉(zhuǎn)換為電壓輸出。

】

關鍵字：【虛|積累|電荷|微小?！?分數(shù)分配：【25|25|25|25】

17、機電一體化需要貫穿哪些設計思想？

正確答案：【1）系統(tǒng)的設計思想 2）機和電融和的設計思想 3）注重創(chuàng)新的是設計思想】 關鍵字：【系統(tǒng)|機|電|融和|創(chuàng)新】 分數(shù)分配：【20|20|20|20|20】

18、描寫事件驅(qū)動過程常用什么方法?

正確答案：【梯形圖和布爾代數(shù)方程】 關鍵字：【梯形|布爾|代數(shù)】 分數(shù)分配：【40|20|40】

19、直流伺服電動機的機械特性

正確答案：【保持電動機電壓恒定，電動機轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的關系.】 關鍵字：【電壓|恒定|轉(zhuǎn)矩|轉(zhuǎn)速】 分數(shù)分配：【25|25|25|25】

20、機電一體化設計中，增強機械系統(tǒng)的思想是什么? 正確答案：【正常設計的機械與閉環(huán)控制回路相結(jié)合可以實現(xiàn)增強機械系統(tǒng)的運動速度、精度和柔性，有關部件可以做的更輕，慣量更小】 關鍵字：【閉環(huán)|速度|輕|慣量|小】 分數(shù)分配：【20|20|20|20|20】

21、什么是步進電動機？

正確答案：【 又稱脈沖電動機。它采用變磁阻原理產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，將數(shù)字的電脈沖輸入轉(zhuǎn)換為模擬的輸出軸運動。每輸入一個脈沖，旋轉(zhuǎn)式步進電動機的輸出軸轉(zhuǎn)動一步。因此，當輸入一串脈沖序列時，輸出軸就以等增量的轉(zhuǎn)角響應輸入序列，輸出步數(shù)等于，轉(zhuǎn)速與輸入脈沖頻率成正比?！?關鍵字：【數(shù)字|脈沖|軸|脈沖|數(shù)】 分數(shù)分配：【20|20|20|20|20】

22、什么是步進電動機的矩角特性？

正確答案：【

在不改變控制繞組通電狀態(tài)下，電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角的關系。】 關鍵字：【通電|電磁|轉(zhuǎn)矩|轉(zhuǎn)子|轉(zhuǎn)角】 分數(shù)分配：【20|20|20|20|20】

23、什么是壓電效應？

正確答案：【 某些晶體沿一定的方向受外力作用而變形時，在表面產(chǎn)生極性相反的電荷。當外力去掉后，又恢復到不帶電狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為壓電效應?！?關鍵字：【外力|電荷|變形|相反】 分數(shù)分配：【25|25|25|25】

24、什么是步進電動機的動穩(wěn)定區(qū)？

正確答案：【 當步進電動機輸入單脈沖時，電動機從一種通電狀態(tài)切換到另一種通電狀態(tài)不引起失步的區(qū)域稱為動穩(wěn)定區(qū)?！?關鍵字：【單|脈沖|切換|失步|不】 分數(shù)分配：【20|20|20|20|20】

25、什么是步進電動機的起動頻率？

正確答案：【

在負載轉(zhuǎn)矩小于起動轉(zhuǎn)矩的條件下，步進電動機不失步起動的最高頻率稱為起動頻率?！?關鍵字：【起動|轉(zhuǎn)矩|不失步|最高|頻率】 分數(shù)分配：【20|20|20|20|20】

26、什么是步進電動機的連續(xù)運行頻率？

正確答案：【 起動后，步進電動機不失步運行的最高輸入脈沖頻率稱為連續(xù)運行頻率?！?關鍵字：【起動|不失步|最高|輸入脈沖|頻率】 分數(shù)分配：【20|20|20|20|20】

27、什么是步進電動機的脈沖分配器？

正確答案：【 它是步進電動機數(shù)控系統(tǒng)重要組成部分。它的作用是把輸入脈沖按一定的邏輯關系轉(zhuǎn)換為合適的脈沖序列，然后通過驅(qū)動器加到步進電動機的相繞組上，使步進電動機按一定的方式工作。脈沖分配器可以由邏輯電路硬件實現(xiàn)，也可以通過邏輯代數(shù)運算由軟件實現(xiàn)?！?關鍵字：【輸入脈沖|脈沖序列|邏輯關系】 分數(shù)分配：【40|40|20】

28、什么是復合控制器？

正確答案：【 在反饋控制基礎上附加一個前饋控制器，二者的組合稱為復合控制器】 關鍵字：【反饋|控制|前饋|復合】 分數(shù)分配：【25|25|25|25】

29、什么是伺服系統(tǒng)的剛度？

正確答案：【 輸出軸的單位位置誤差所能承受的負載轉(zhuǎn)矩?！?關鍵字：【位置|誤差|負載|轉(zhuǎn)矩|軸】 分數(shù)分配：【20|20|20|20|20】

30、什么是連續(xù)路徑控制？

正確答案：【 為了控制工具沿著任意直線或曲線運動，必須同時控制每一個軸的位置和速度，使得它們同步協(xié)調(diào)到達目標點。這樣的運動控制稱為連續(xù)路徑控制。】 關鍵字：【曲線|同步|運動|控制】 分數(shù)分配：【25|25|25|25】

31、機電一體化系統(tǒng)的設計指標和評價標準大體包括哪幾方面？ 正確答案：【1.系統(tǒng)功能 2.性能指標 3.使用條件 4.社會經(jīng)濟效益】 關鍵字：【系統(tǒng)|性能|使用|社會經(jīng)濟|效益】 分數(shù)分配：【20|20|20|20|20】

32、描述傳感器靜態(tài)特性的主要指標是什么？

正確答案：【線性度，精度、誤差、重復性和可重復性?！?/p>

關鍵字：【線性度|精度|誤差|重復性|可重復性。】 分數(shù)分配：【20|20|20|20|20】

33、步進電動機有哪幾種通電方式？

正確答案：【純單拍、純雙拍和單雙拍結(jié)合。】 關鍵字：【純|單|雙|結(jié)合?！?分數(shù)分配：【25|25|25|25】

34、采樣周期選擇原則是什么？

正確答案：【準則1：若考慮對系統(tǒng)響應速度的影響采樣周期應小于系統(tǒng)的最小時間常數(shù)。準則2：若考慮系統(tǒng)抑制干擾的能力，采樣速率應為系統(tǒng)的通頻帶的10倍以上；準則3：實時算法程序所花費的時間總和應小于采樣周期的1/10.】

關鍵字：【最小|時間常數(shù)|采樣|速率|周期】 分數(shù)分配：【20|20|20|20|20】

35、全閉環(huán)控制系統(tǒng)的定義與特點是什么？

正確答案：【伺服系統(tǒng)中，當位置傳感器安裝于輸出軸（工作臺）上時，傳感器直接測量工作臺移動，這種直接測量的系統(tǒng)稱為全閉環(huán)系統(tǒng)。

特點：對輸出進行直接控制，可以獲得十分良好的控制精度。但受機械傳動部件非線性影響嚴重。只有在要求高精度場合，才采用全閉環(huán)系統(tǒng)?！?/p>

關鍵字：【直接|間接|測量|非線性|高精度】 分數(shù)分配：【20|20|20|20|20】

36、什么是機電一體化？ 正確答案：【 其涵義是機械與電子的集成技術。定義為在設計產(chǎn)品或制造系統(tǒng)時所思考的精密機械工程、電子控制以及系統(tǒng)的最佳協(xié)同組合。它是在機構的主要功能、動力功能、信息與控制功能上引進了電子技術，并將機械裝置與電子設備以及軟件等有機組合而成的系統(tǒng)總稱?！?關鍵字：【集成|機械|電子】 分數(shù)分配：【60|20|20】

37、什么是順序控制系統(tǒng)以及分類？

正確答案：【 順序控制系統(tǒng)是按照預先規(guī)定的次序完成一系列操作的系統(tǒng)。分為時間順序控制和事件順序控制。】 關鍵字：【規(guī)定|時間|事件|順序】 分數(shù)分配：【25|25|25|25】

38、何為閉式導軌？

正確答案：【 借助導軌副本身的封閉式結(jié)構，在變化的空間位置和受力狀況下，使運動導軌和支撐導軌的工作面可靠接觸，從而保證運動導軌的規(guī)定運動。閉式導軌一般受溫度變化的影響較小。】 關鍵字：【封閉|變化|空間|規(guī)定】 分數(shù)分配：【25|25|25|25】

39、何為開式導軌？

正確答案：【 借助運動件的自重和外載荷，在一定的空間位置和受力狀況下，使運動導軌和支撐導軌的工作面可靠接觸，從而保證運動導軌的規(guī)定運動。開式導軌一般受溫度變化的影響較小?！?關鍵字：【自|外|載荷|一定|空間】 分數(shù)分配：【20|20|20|20|20】

40、什么是軸系的熱特性？

正確答案：【 軸系的熱特性主要參數(shù)是熱源強度、溫升及工作部位的熱位移。】 關鍵字：【熱源|溫|升|熱|位移】 分數(shù)分配：【20|20|20|20|20】

簡答題（重點記憶）

1.典型的機電一體化系統(tǒng)包含哪些功能結(jié)構模塊。2.測量位移的傳感器常用的有哪些? 3.試說明滾珠絲杠螺母副傳動裝置的優(yōu)缺點。

4.在實際應用中，可以提高傳感器性能的技術有哪些？ 5.什么叫伺服系統(tǒng)？

6.機電一體化系統(tǒng)結(jié)構中的驅(qū)動模塊是指什么？在機電一體化系統(tǒng)中有什么作用?

7.在模擬輸入通道中，采樣/保持器有什么作用？是否模擬輸入通道中必須采用采樣/保持器？

8.試簡述光電式轉(zhuǎn)速傳感器的測量原理。

9.步進電動機的單、雙極性驅(qū)動電路，各自的特點是什么？適用范圍是什么？ 10.半閉環(huán)控制系統(tǒng)的定義及特點是什么？

11.在PWM功放電路中，對放大器的開關頻率有何要求？ 12.在機電一體化系統(tǒng)設計時，應貫穿哪些設計思想？ 13.機電一體化系統(tǒng)對傳感器的性能有哪些要求？

14.如何控制步進電動機輸出軸的角位移、轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向?

15.采樣一數(shù)據(jù)系統(tǒng)是計算機參與的閉環(huán)控制系統(tǒng)。計算機在采樣一數(shù)據(jù)系統(tǒng)中起什么作用？

16.闡述PID控制器中P、I、D的作用。

17.閉環(huán)伺服系統(tǒng)中，電流環(huán)的主要作用是什么？

第三篇：機電一體化自考

1.步進電動機細分驅(qū)動電路的原理及作用：(細分電路通過控制電動機各相繞組中電流大小和比例，使步距角減小到原來的幾分之一至幾十分之一。提高分辨率、平滑步進運動減小振蕩(細分電路是建立在步進電動機各相繞組理想對稱和矩角嚴格正弦的基礎上.)

2.數(shù)字PID控制器的兩種實現(xiàn)方式是：(（1）在雙傳感器系統(tǒng)中，PI由微處理機位置控制器實現(xiàn)，D的作用是由測速負反饋實現(xiàn)（2）在單個位置傳感器的系統(tǒng)中，PID由微型機單獨實現(xiàn))

3.怎樣控制步進電動機輸出軸的角位移,轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向：(步進電動機是脈沖電動機，它將數(shù)字的電脈沖輸入轉(zhuǎn)換為模擬的輸出軸運動。每輸入一個脈沖，輸出軸轉(zhuǎn)動一步。因此，輸出的角位移正比于輸入脈沖的個數(shù)，轉(zhuǎn)速正比于輸入脈沖的頻率，轉(zhuǎn)向取決于各相繞組通電的順序)

4.全閉環(huán)控制系統(tǒng)的定義及特點是;（伺服系統(tǒng)中，當位置傳感器‘安裝于輸出軸上時，傳感器直接測量工作臺移動，這種直接測量的系統(tǒng)為全閉環(huán)系統(tǒng)。特點：對輸出進行直接控制，可以獲得十分良好的的’控制精度。但受機械傳動部件的非線性影響嚴重，只有在要求高精度的場合，才采用全閉環(huán)系統(tǒng)）5.步進電動機的工作原理（:采用磁阻原理產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，將數(shù)字的電脈沖輸入轉(zhuǎn)換為模擬的輸出軸運動，輸出步數(shù)與輸入脈沖數(shù)相等，轉(zhuǎn)速與脈沖頻率相同）

6.采樣周期的選擇：（①考慮到對系統(tǒng)響應速度的影響選擇的法則是：采樣周期應小于或等于系統(tǒng)最小時間常數(shù)。2考慮系統(tǒng)的抑制干擾能力的選擇：采樣速率應為閉環(huán)系統(tǒng)通頻帶的10倍以上。3.實時算法程序所花費的時間總和最好小于采樣周期的1|10：P：增加開環(huán)增益，降低系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，增加系統(tǒng)通頻帶，但會使系統(tǒng)變得不穩(wěn)定。I的作用是使系統(tǒng)增加一階純積分，從而提提高系統(tǒng)一個無靜差度，但會使系統(tǒng)相位裕量減小，穩(wěn)定性變差D的作用是給系統(tǒng)提供阻尼，增加穩(wěn)定性，但同時增加了高頻增益，使系統(tǒng)中的高頻噪聲放大影響系統(tǒng)正常工作。）7.伺服系統(tǒng)是（反饋控制系統(tǒng)，由控制器、受控對象、反饋測量裝置以及比較器等組成?？刂破魇前搭A定的控制規(guī)律調(diào)節(jié)能量的輸入，以使系統(tǒng)產(chǎn)生所希望的輸出。受控對象一般是指機器的運動部分。伺服系統(tǒng)通常是一個閉環(huán)的位置控制系統(tǒng)，其輸入可以為

1、模擬電壓

2、參考脈沖信號

3、二進制數(shù)字信號。而輸出是機械角或線位移。）

8.數(shù)字微分分析法（DDA）（采用數(shù)字量表達加速度、速度及位置坐標，將加速度到速度和速度到位置的幾分表達式，采用求和的方法進行近似值積分。從而產(chǎn)生增量式運動式控制指令）

9.超聲波電動機（USM）（采用壓電陶瓷逆亞電效應產(chǎn)生超聲振動，并將這種震動通過摩擦耦合來直接驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)或滑塊的位移，具有結(jié)構簡單。轉(zhuǎn)速低，扭矩大等特點，作為一種無磁電動機而受青睞。）

性能指標：

（一）工作特性

1、量程，閾值，分辨率，靈敏度2，質(zhì)量，（可靠性、漂移）3.環(huán)境影響

（二）靜態(tài)特性，精度，誤差，重復性，可復見性，線性度（動特性）1，時域指標、(上升時、峰值時間、最大超調(diào)量、調(diào)整時間、延遲時間、振蕩次數(shù)

2、頻域指標。機電一體化系統(tǒng)對傳感器的性能要求需滿足：1，量程足夠，靈敏度高2,精度適當，線性度好

3、響應時間短，通頻帶寬

5、經(jīng)濟實用，成本低，壽命長）

10.機電一體化系統(tǒng)動態(tài)性能的參數(shù)設計原則：（1，足夠高的諧振頻率2，高剛度和低轉(zhuǎn)動慣量3，適當?shù)淖枘岜?，盡可能小的傳動間隙5，良好的摩擦特性伺服電動機的優(yōu)點：它是受輸入電信號控制，并作快速響應的電動機堵轉(zhuǎn)矩與控制電壓成正比，轉(zhuǎn)速隨轉(zhuǎn)矩的增加而近似線性下降，調(diào)速范圍寬，當控制電壓為零時能立即停轉(zhuǎn)。）11.感應同步器：

（是一種應用電磁感應原理來測量位移的高精度檢測元件，有直線式和圓盤式分別用于大行程的線位移和角位移的測量，它的特點是抗干擾能力強，對環(huán)境要求低，機械結(jié)構簡單，接長方便“路徑”和“軌跡“的區(qū)別：路徑只代表與軌跡有關的位置信息，軌跡是代表在空間直角坐標系或機器人連桿坐標系的位置——時間曲線，是具有適當?shù)乃俣群图铀俣刃畔⒌穆窂杰壽E不但要求路徑連續(xù)，而且要求速度連續(xù)。)12.數(shù)據(jù)采樣插補：

（采用時間分割法，是將定輪廓曲線分割為每一個插補周期的進給段，即輪廓步長，每個插補周期，執(zhí)行一次插補運算，計算出插補點坐標，從而計算出下一個周期各個坐標的進給量。）13.PLC的定義：

（PLC是在工業(yè)環(huán)境中使用的數(shù)字操作的電子系統(tǒng)，他使用內(nèi)部儲存器存放的用戶設計的程序指令，而這些指令用來實現(xiàn)邏輯運算、順序操作、定時、計數(shù)及算術運算并通過數(shù)字或模擬輸入/輸出來控制各型機械和過程。）14.描寫順序控制的方法有：

（1，語句表語句表語句表語句表：是每一步必須實行的動作列表。

2、流程圖流程圖流程圖流程圖：采用方塊表示每一個步驟，連線表示步驟到步驟的路徑。3梯形圖梯形圖梯形圖梯形圖：表示各種觸電、繼電器線圈、電磁線圈、電動機等的電氣連接圖。4.、狀態(tài)圖狀態(tài)圖狀態(tài)圖狀態(tài)圖：表示每一步所產(chǎn)生的輸出真值表，通常還表示由個狀態(tài)到另一個狀態(tài)的傳遞路徑圖

機電一體化中的模塊機電一體化中的模塊機電一體化中的模塊機電一體化中的模塊：控制模塊包括通信模塊。微計算機模塊、軟件模塊和接口模塊，其他還有接卸受控模塊，測量模塊，驅(qū)動模塊，控制模塊的功能是處理測量模塊提供的信息，生成控制指令，輸出給驅(qū)動模塊的執(zhí)行部件機。

15.機械傳動主要有齒輪，蝸桿傳動，絲杠螺母傳和諧波傳動幾種。（蝸輪蝸桿副在一定意義上可看做是一種特殊的齒輪，只能用于傳遞垂直交錯軸之間的回轉(zhuǎn)運動，蝸桿一般有1~8個頭，優(yōu)點是傳動平穩(wěn)，噪聲小?？勺枣i，但傳動效率低，功率損失較大。為了減小負載轉(zhuǎn)動慣量，在結(jié)構可在滿足強度的前提下盡可能吧齒輪做小，選用輕質(zhì)合金以及在齒輪上開孔等措施。）

16.諧波齒輪與普通齒輪副傳動相比具有：

（1、結(jié)構簡單，體積小，重量輕，傳動效率高

2、傳動比范圍大

3、同時嚙合齒數(shù)多，運動精度高承載能力大。4，傳動平穩(wěn)，無沖擊，噪聲小

5、齒側(cè)間隙可以調(diào)整

6、可實現(xiàn)向密閉空間傳遞運動及動力7，可實現(xiàn)高增速運動8，方便地實現(xiàn)差速傳動。導軌副：用于引導運動部件的走向，保證執(zhí)行件的正確運動軌跡，并通過摩擦和阻尼影響執(zhí)行件的運動特性，它包括運動導軌和支撐導軌兩部分)17.在設計機械傳動裝置對動態(tài)性能的參數(shù)設計要求有：

（1.足夠高的諧振頻率

2、高剛度和低轉(zhuǎn)動慣量。

3、適當?shù)淖枘岜?，盡可能小的傳動間隙5，良好的摩擦特性。）

18.機器人按照控制水平分：

（1、點位控制機器人

2、連續(xù)路徑機器人

3、控制路徑機器人控制路徑機器人代表最高運動控制水平。）19.半閉環(huán)系統(tǒng)的定義和特點：（伺服系統(tǒng)中，當位置傳感器安裝在伺服電動機軸上時，用以間接測量工作臺的位移時，這種間接測量系統(tǒng)就是x特點是可以避免傳動機構引起極限環(huán)和爬行振蕩，比全閉環(huán)容易實現(xiàn)，節(jié)省投資。）

20.機與電設計思想：

替代機械系統(tǒng)：在極端情況下，機械的功能可以完全由微計算機和執(zhí)行器取代，從而使機械產(chǎn)品變成電子產(chǎn)品。2，簡化機械系統(tǒng)：機械系統(tǒng)可采用機電一體化方法加以簡化3，增強機械系統(tǒng)4，綜合機械系統(tǒng).

第四篇：機電一體化四月自考試卷

您好，歡迎你光臨中國自考人.cn,請問有什么可以幫到您?

機電一體化系統(tǒng)設計、現(xiàn)代設計方法、計算機軟件基礎、英語

（二）。

我自考 機電一體化，你們這個網(wǎng)站上沒有我的專業(yè)。很遺憾

自考咨詢客服專員-自考老師22:43:24

請問4月考什么？或者可以搜索一下看是否有相關資料或試題？

（來自企業(yè)QQ 現(xiàn)代設計方法，機電一體化系統(tǒng)設計，計算機軟件基礎一，計算機軟件基礎二。

您好，這是歷年真題下載鏈接，方便您下載。加油！祝您取得優(yōu)異成績！

您好，00015英語

（二）翻譯（歷年真題實戰(zhàn)）版(針對2012年4月考試)(含325個知識點）已經(jīng)上線，請您免費試用一章，體驗一下在線學習，并在第一章第一個知識點處有歷年真題及答案下載。如果您已經(jīng)購買，則不受限制。加油！地址：http://.cn/main.php?app=wiki_free&id=1014本可課程精華版支持手機隨時隨地登錄wap.zk8.com.cn備考學習

第五篇：機電一體化轉(zhuǎn)臺設計

機電一體化

一維轉(zhuǎn)臺設計說明書

目 錄

課程設計的目的1 《機電一體化》設計任務及設計參數(shù)1

一、系統(tǒng)總體改造方案的確定2

二、工作臺旋轉(zhuǎn)機械部分的改進2

三、工作臺升降機械部分改進6

四、最佳方案8

五、其他機械部分改進8

六、控制部分方案設計11 小

結(jié)14 參考文獻14

設計過程

課程設計的目的

1）學習機電一體化系統(tǒng)總體設計方案擬定、分析與比較的方法。

2）通過對機械系統(tǒng)的設計掌握幾種典型傳動元件與導向元件的工作原理、設計計算方法與選用原則。齒輪同步帶減速裝置、蝸桿副、滾珠絲杠螺母副、直線滾動導軌副等。

3）通過對進給伺服系統(tǒng)的設計，掌握常用伺服電動機的工作原理、計算選擇方法與控制驅(qū)動方式，學會選用典型的位移速度傳感器；如交流、步進伺服進給系統(tǒng)，增量式旋轉(zhuǎn)編碼器，直線光柵等。

4）通過對控制系統(tǒng)的設計，掌握一些典型硬件電路的設計方法和控制軟件的設計思路；如控制系統(tǒng)選用原則、CPU選擇、存儲器擴展、I/O接口擴展、A/D與D/A配置、鍵盤與顯示電路設計等，以及控制系統(tǒng)的管理軟件、伺服電機的控制軟件等。

5）培養(yǎng)學生獨立分析問題和解決問題的能力，學習并初步樹立“系統(tǒng)設計”的思路。6）鍛煉提高學生應用手冊和標準、查閱文獻資料以及撰寫科技論文的能力。

設計參數(shù)

設計名稱

轉(zhuǎn)臺的機電一體化設計。

設計任務 機械部分

說明該機構的工作原理、傳動支撐方式、導向方式、預緊方式等；若有必要，可在提供的CAD圖中按自己認為合理的方式進行修改。設計限位裝置（如接近開關的安裝支座）控制部分

該裝置由兩臺異步電動機驅(qū)動，其中一臺電機控制工作臺在90度范圍內(nèi)往復旋轉(zhuǎn)，另一臺電機控制工作臺上的托輥轉(zhuǎn)動，完成工件輸入、停止和輸出的動作。要求用繼電器接觸器控制系統(tǒng)、或PLC、或單片機完成上述動作的控制。

提交的設計文件 設計說明書（A4）。相關電氣參數(shù) 3.1電機

Y系列(IP44)小型三相異步電動機技術數(shù)據(jù)(380V、50Hz).型號:

Y801-2

額定功率/kW:

0.75

鐵心長度/mm:

氣隙長度/mm:

0.3

定子外徑/mm:

120

定子內(nèi)徑/mm:

定子線規(guī)nc-dc:

1-0.63

每槽線數(shù):

并聯(lián)支路數(shù):

繞組型式:

單層交叉

節(jié)距:

1～9/2～10/18～11

槽數(shù)Z1/Z2:

18/16

轉(zhuǎn)動慣量/(kg·m^2):

0.00075

質(zhì)量/kg:

PLC(參考)FX2N-32MR-001 電源電壓220V AC 輸出電壓 220V AC

一、系統(tǒng)總體改造方案的確定

我這次課程設計主要針對旋轉(zhuǎn)工作臺機械部分的改造。將原方案中的由原來的通過電機帶動渦輪蝸桿轉(zhuǎn)動是工作臺旋轉(zhuǎn)，由液壓缸伸縮控制工作臺升降；改成由液壓缸升降工作臺使與工作臺固定的軸在特制的套筒按一定的軌跡移動，已達到旋轉(zhuǎn)特定角度且上升到指定高度的目的；工作臺上升高度可以通過手動控制液壓缸的電磁閥控制。這樣不僅簡化了轉(zhuǎn)臺整體結(jié)構，降低加工制造成本，而且提高了旋轉(zhuǎn)角度的定位精度。

工作臺傳送工件由電機通過減速器和聯(lián)軸器帶動限力式輥軸的轉(zhuǎn)動，輥軸間通過鏈條連接，已達到傳送工件的目的，而工件的位置則由擋板控制。

二、工作臺旋轉(zhuǎn)機械部分的改進

1、原方案（圖一）

圖一

該方案的工作過程：電動機正轉(zhuǎn)經(jīng)聯(lián)軸器帶動蝸桿渦輪使工作轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)，當轉(zhuǎn)到后，電動機停轉(zhuǎn)，電動機反轉(zhuǎn)時，工作轉(zhuǎn)臺回到原來的位置。分析不合理處：

A、該方案中采用三相異步電動機不合理。在工作中電機需頻繁啟動，很容易使電機損壞。

B、電動機與蝸桿直接用聯(lián)軸器連接不合理。首先，三相異步電機轉(zhuǎn)速都較快，而轉(zhuǎn)臺只需轉(zhuǎn)半圈，則需要較大傳動比的渦輪蝸桿，結(jié)構過大，明顯不適合用在此處。其次，若工作過程中發(fā)生卡死故障，由于電動機與蝸桿直接用聯(lián)軸器連接，很可能導致燒壞電機并且有可能引發(fā)安全事故。

C、軸承端沒有擋油環(huán)，不利于潤滑 改進方案

（1）針對A處改進方案 槽輪機構

該方案與方案一的類似，不同之處為聯(lián)軸器后面加上了一個槽輪機構（圖三），由槽輪帶動渦輪蝸桿轉(zhuǎn)動，從而轉(zhuǎn)動工作臺。其工作原理為撥銷盤以不變的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，撥銷轉(zhuǎn)過2時，槽輪轉(zhuǎn)過相鄰兩槽間的夾角為2，在撥銷轉(zhuǎn)過其余的部分時，即2（），槽輪靜止不動，直到撥銷進入下一個槽內(nèi)，又重復以上循環(huán)，這樣就將撥銷盤的連續(xù)運動變?yōu)椴圯喌拈g歇運動。

圖二

圖三 槽輪傳動機構分析：

采用槽輪機構具有結(jié)構簡單，轉(zhuǎn)速迅速，從動件能在較短的時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的較大的角度，傳動效率高，槽輪單位時間內(nèi)與靜止時間比值相等，由于槽輪的角速度不是常數(shù)，轉(zhuǎn)速的開始和結(jié)束有一定大小的速度，從而產(chǎn)生了沖擊，采用鎖緊弧和定位弧定位，其定位精度不是很高，與方案一相比，避免了電機的頻繁啟動，直選首先設置好時間節(jié)拍即可，保護了電機的及電路，降低了事故發(fā)生的頻率。將三相異步電機換成液壓馬達，因為液壓馬達時將液壓轉(zhuǎn)換成機械能，不會因頻繁啟動而燒壞。

在電機與聯(lián)軸器間增加一個離合器，當工作臺達到指定位置時，松開離合器。而電機可以連續(xù)工作。

蝸形凸輪傳動機構

蝸形凸輪傳動機構

（

1、轉(zhuǎn)盤

2、滾子

3、蝸形凸輪）

圖四、針對B處改進方案

①對于速度較快問題，可以在電機和聯(lián)軸器之間加上減速器，降低輸入軸速度。

②而為防止卡死時電機損壞，我們可以將剛性銷連接改成安全銷連接，其結(jié)構如下圖。原理當輸出軸扭矩過大時，安全銷會自動切斷，已達到保護電機的效果。還可以在電動機后加一個帶傳動機構，當發(fā)生卡死時，帶輪會出現(xiàn)打滑。

原方案

改進后

對比分析：

與前兩種方案相比，只是在聯(lián)軸器的后面加上一個蝸形凸輪傳動機構，就能得到如下特點：（1）能得到任意轉(zhuǎn)位時間和靜止時間之比，其工作時間系數(shù)K比槽輪機構小；（2）能實現(xiàn)轉(zhuǎn)盤所要求的各種運動規(guī)律;(3)與槽輪機構相比，能夠用于工作位數(shù)較多的設備上，而且不需要加入其它的傳動機構；（4）在一般情況下，凸輪棱邊的定位精度已滿足要求，而不需要其它定位裝置；（5）有足夠的剛度和韌性、裝拆方便；而不足之處為成本較高，與前兩種方案相比，造價是最昂貴的，其效果也是最好的，避免了電機的頻繁啟停，保護了電路和電機，更加安全可靠。

三、工作臺升降機械部分改進

1、原方案（圖七）

圖七

工作原理：

液壓缸工作使工作臺上升，直至超過擋板后，電動機的啟動帶動渦輪蝸桿，使工作臺旋轉(zhuǎn)，該方案用液壓缸與驅(qū)動工作臺上升，太復雜且液壓缸精度要求高，造價昂貴，工作效率不高，耗能大，轉(zhuǎn)動部分采用電動機帶動渦輪蝸桿，從而使工作臺旋轉(zhuǎn)，較復雜且渦輪蝸桿造價高，不經(jīng)濟。

2、改進方案一的設計（圖八）

圖八

本方案的工作原理：

液壓缸工作使桿支撐工作太上升，到曲槽剛好到達工作臺高于擋板，桿沿曲槽上升旋轉(zhuǎn)到曲槽頂時，剛好旋轉(zhuǎn)。與原方案相比：

都用了液壓缸，但缺少了電動機帶動渦輪蝸桿使工作臺旋轉(zhuǎn)，用曲槽代替，結(jié)構簡單，節(jié)約成本，相比第一種方案好。

改進方案二設計（圖九）

此方案的工作原理：絲桿軸的旋轉(zhuǎn)可使其在水平方向的移動，使支撐桿伸張和收縮，從而使工作臺的上下移動。

圖九

方案比較：

與前兩種方案相比較，用絲桿代替液壓缸，結(jié)構簡單，節(jié)約成本，操作方便。綜合考慮：

第三種方案最經(jīng)濟，前兩種方案都用了液壓缸，第二種方案比第一種方案好，液壓缸精度高，但效率很低，成本不經(jīng)濟。第三種方案升降部分用絲桿軸的旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)部分用電機帶動渦輪蝸桿，從而地使工作臺旋轉(zhuǎn)，沒方案二的旋轉(zhuǎn)部分經(jīng)濟，但整體考慮，方案三比方案二更好。

四、最佳方案

將工作臺的旋轉(zhuǎn)和升降設計成由一個系統(tǒng)控制如圖，工作原理：當液壓缸上升時，工作臺帶動軸上升，而軸由于被限制在套筒中，只能按照套筒上所開的槽的軌跡移動。套筒上的槽形軌道是螺旋上升且只旋轉(zhuǎn)90度。這樣不僅簡化了系統(tǒng)結(jié)構，減少成本；而且滿足旋轉(zhuǎn)精度。

五、其他機械部分改進

1、潤滑密封

原方案中軸的軸承部分（圖十）

圖十

分析：

該方案軸承的下端沒有擋油環(huán)，故潤滑脂很容易漏出來，且會有雜質(zhì)進入潤滑脂中影響軟化效果。

改進后的方案（圖十一）

圖十一

對比分析：

改進后，下端面加擋油環(huán)，潤滑時將潤滑油滴入軸承，影響軸承的運轉(zhuǎn)和壽命，左端增加了一個隙縫密封，在密封隙里加入潤滑脂，在提高密封效果的同時防止了雜質(zhì)進入軸承，以免損壞軸承。

2、導軌部分（圖十二）

圖十二

分析：

該方案溝槽內(nèi)部不方便能潤滑，且旋轉(zhuǎn)是摩擦較大。加工業(yè)不經(jīng)濟，所以得改進。改進后的方案（圖十三）

圖十三

分析對比：

與原方案相比，導軌槽位V型槽，可儲存潤滑劑，加工方便，結(jié)構簡單，加工成本低，降低了摩擦阻力，方向精度高，對溫度變化不敏感，工藝性好。升降導軌的設計

考慮到工作臺是豎直方向移動，所以，選用閉式矩形導軌或燕尾槽式導軌，由于這里對導向精度沒有較高要求，我這里選擇閉式矩形導軌如圖

閉式矩形導軌

傳送部分機械改進

原方案

有三相異步電動機通過減速機構再帶動輥筒轉(zhuǎn)動，使工件達到指定位置，有擋板定位。如圖

這個方案中有擋板定位不夠精確，并且會對擋板產(chǎn)生較大沖擊力，當工件到達擋板后電機還會轉(zhuǎn)動，使輥筒與工件之間則會產(chǎn)生較大摩擦力。改進方案

將輥筒用限力式輥筒，當工件到達擋板后，電機轉(zhuǎn)動但輥筒外表面不會轉(zhuǎn)動。

六、控制部分方案設計 工件傳送控制

工件傳送只需控制電機正反轉(zhuǎn)即可，采用接觸器聯(lián)鎖的正反轉(zhuǎn)控制?？刂圃恚?/p>

當按下正轉(zhuǎn)啟動按鈕SB1后，電源相通過熱繼電器FR的動斷接點、停止按鈕SB3的動斷接點、正轉(zhuǎn)啟動按鈕SB1的動合接點、反轉(zhuǎn)交流接觸器KM2的常閉輔助觸頭、正轉(zhuǎn)交流接觸器線圈KM1，使正轉(zhuǎn)接觸器KM1帶電而動作，其主觸頭閉合使電動機正向轉(zhuǎn)動運行，并通過接觸器KM1的常開輔助觸頭自保持運行。反轉(zhuǎn)啟動過程與上面相似，只是接觸器KM2動作后，調(diào)換了兩根電源線U、W相（即改變電源相序），從而達到反轉(zhuǎn)目的。

互鎖原理 ：

接觸器KM1和KM2的主觸頭決不允許同時閉合，否則造成兩相電源短路事故。為了保證一個接觸器得電動作時，另一個接觸器不能得電動作，以避免電源的相間短路，就在正轉(zhuǎn)控制電路中串接了反轉(zhuǎn)接觸器KM2的常閉輔助觸頭，而在反轉(zhuǎn)控制電路中串接了正轉(zhuǎn)接觸器KM1的常閉輔助觸頭。當接觸器KM1得電動作時，串在反轉(zhuǎn)控制電路中的KM1的常閉觸頭分斷，切斷了反轉(zhuǎn)控制電路，保證了KM1主觸頭閉合時，KM2的主觸頭不能閉合。同樣，當接觸器KM2得電動作時，KM2的常閉觸頭分斷，切斷了正轉(zhuǎn)控制電路，可靠地避免了兩相電源短路事故的發(fā)生。這種在一個接觸器得電動作時，通過其常閉輔助觸頭使另一個接觸器不能得電動作的作用叫聯(lián)鎖（或互鎖）。實現(xiàn)聯(lián)鎖作用的常閉觸頭稱為聯(lián)鎖觸頭（或互鎖觸頭）。工作臺升降和旋轉(zhuǎn)控制

工作臺升降和旋轉(zhuǎn)采用三位四通電磁閥控制液壓回路，如圖

工作原理：

當有壓力油進入時，回油路的單向閥被打開，壓力油進入工作液壓缸。但當三位四通電磁換向閥（Y型）處于中位或液壓泵停止供油時，兩個液控單向閥把工作液壓缸內(nèi)的油液密封在里面，使液壓缸停止在該位置上被鎖住。（如果工作液壓缸和液控單向閥都具有良好的密封性能，即使在外力作用下，回路也能使執(zhí)行元件保持長期鎖緊狀態(tài)）。

在圖示位置時，由于Y型三位四通電磁換向閥處于中位，A、B、T口連通，P口不向工作液壓缸供油，保持壓力，缸兩腔連通。此時，液壓泵輸出油液經(jīng)溢流閥流回油箱，因無控制油液作用，液控單向閥A，B關閉，液壓缸兩腔均不能進排油，于是，活塞被雙向鎖緊。要使活塞向上運動，則需使換向閥1DT通電，左位接入系統(tǒng)，壓力油經(jīng)液控單向閥A進入液壓缸，同時也進入液控單向閥B的控制油口K，打開閥B，使液壓缸右腔回油經(jīng)閥B及換向閥流回油箱，同時工作液壓缸活塞向右運動。當換向閥右位接通，液控單向閥B開啟，壓力油打開閥A的控制口K，工作液壓缸向下行，回油經(jīng)閥A和換向閥T口流回油箱。

當工件在工作臺上定位后，液壓缸上升帶動工作臺旋轉(zhuǎn)上升，當轉(zhuǎn)到90度后，可以通過液壓缸控制工作臺高度。工件加工完后，液壓缸回油帶動工作臺下降且旋轉(zhuǎn)。

全自動控制方案

在按加工需要工作臺首尾兩端各安裝一個傳感器脈沖開關SB1、SB2和導軌上下各安裝一個傳感器脈沖開關SB3、SB4，且每個開關均有手動控制裝置。用PLC控制，其接線圖如圖

圖中接觸器KM1控制電機正轉(zhuǎn)；接觸器KM2控制電機反轉(zhuǎn)；接觸器KM3控制三位四通電磁閥左位得電，即液壓缸上升；接觸器KM4控制三位四通電磁閥右位得電，即液壓缸下降。

工作原理：

按下啟動按鈕SB1，線圈KM1得電，KM1主觸頭閉合，電機正轉(zhuǎn)；當工件接觸到工作臺尾端傳感器，SB2閉合，延時1秒，線圈KM2得電，KM2主觸頭閉合，電磁閥左位得電，液壓缸上升；當導軌滑塊接觸導軌上端傳感器，SB3閉合，延時50秒，等待工件加工后，線圈KM3得電，KM3主觸頭閉合，電磁閥右位得電，液壓缸下降；當導軌滑塊接觸導軌下端傳感器，SB4閉合，延時一秒，線圈KM4得電，KM4主觸頭閉合，電機反轉(zhuǎn)；當工件接觸到工作臺首端傳感器，SB5閉合，延時5秒，返回前面操作。其梯形圖如圖

小 結(jié)

在設計的過程中，我深刻地體會到機電一體化系統(tǒng)的設計，是多學科的交叉與綜合，涉及了大學課程里的大部分知識，是對過去所學知識的一次復習、鞏固和實際的操作，強化訓練了我們的學科融合的思維能力，進一步加強了我們對機電一體化系統(tǒng)設計技術總體思想，初步了解到了設計一個機電一體化系統(tǒng)的方法，培養(yǎng)了一個機電工程師應具備的思維能力。在設計中我學到了很多從書本上無法體會的東西。學習實踐技能得到明顯的提高，使自己的綜合能力得到進一步的提高，從而為自己畢業(yè)后更快地適應社會工作打下良好的基礎。但我們還需要在實踐中不斷的學習，提高，掌握新概念、新技術、將來才能成為機電一體化的復合人才。參考文獻

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