第1章 机电一体化概述 1
1.1机电一体化及其基本要素 1
1.2机电一体化的基本技术及其发展史 3
第2章 机械零部件 7
2.1杠杆 7
2.2轮 10
2.3滑轮 11
2.4斜面机构 14
2.5螺纹 14
2.6弹簧 15
2.7轴承 16
2.7.1滑动轴承 16
2.7.2轴颈轴承 16
2.7.3滚动轴承 18
2.7.4磁性轴承 20
2.7.5分子轴承 21
2.8滑轮组 22
2.9齿轮 24
2.9.1齿轮的种类 24
2.9.2齿轮传动比 26
2.10齿条和小齿轮 27
2.11棘轮、棘爪和曲柄 28
2.12滑块和曲柄 29
2.13凸轮和随动件 30
2.13.1凸轮的形状 32
2.13.2随动件的形状 33
2.14链条和链轮 33
2.15间歇传动轮 34
2.16四连杆机构 35
2.17机械运动 36
2.18机构 36
2.19机械零件 39
第3章 电子零部件 49
3.1电容器 49
3.2电阻器 54
3.3二极管 59
3.4光电二极管 62
3.5三极管 64
3.6集成电路（IC） 70
3.7运算放大器 73
3.8数字集成电路 77
第4章 电气零部件 87
4.1由人工触发的电子电路开关 87
4.1.1拨动开关 87
4.1.2按钮开关 87
4.1.3摇臂开关 88
4.1.4滑动开关 88
4.1.5旋转开关 89
4.1.6双列直插式开关 90
4.1.7钥匙操作开关 91
4.2机械触发的电子电路开关 91
4.2.1位置感应开关 92
4.2.2水银开关 92
4.3由人工触发的控制开关 94
4.3.1隔离开关 94
4.3.2向导式开关器件 96
4.3.3鼓形开关 98
4.3.4其他人工操作的工业控制开关 99
4.4机械触发的控制开关 100
4.4.1限位开关的自动停车爪 104
4.5过程触发的控制开关 107
4.5.1流量开关 108
4.5.2液位开关 109
4.5.3压力开关 110
4.5.4真空开关 112
4.5.5温度开关 113
4.6螺线管 113
4.7继电器 115
4.7.1触点额定值 117
4.7.2继电器触点配置方式 118
4.7.3时间继电器 120
4.8接触器 123
4.9阀 125
4.9.1过程控制阀 125
4.9.2气动控制阀 129
4.10加热器和指示灯 133
第5章 常用电气接头与仪表 135
5.1电气接头 135
5.1.1接线柱 135
5.1.2香蕉接头 137
5.1.3BNC接头 137
5.1.4无线电频率接头 139
5.1.5音频接头 140
5.1.6数据接头 142
5.1.7印制电路板（PCB）接头 144
5.1.8通用接头 144
5.1.9AC接头 146
5.1.10自动接头 147
5.1.11接线端子排 148
5.1.12电源分配总线 150
5.2仪表 151
5.2.1指南针 151
5.2.2电流计 152
5.2.3动圈电压表 153
5.2.4活塞型电压表 158
5.2.5排斥型动片电压表 158
5.2.6测力型电压表 159
5.2.7功率表 159
5.2.8瓦-时表 160
5.2.9热敏导线表 160
5.2.10万用表 161
5.2.11真空管电压表 161
5.2.12数字万用表 162
5.2.13自制万用表 163
5.2.14网格图像记录仪 165
5.2.15圆周图像记录仪 165
5.2.16仪表附件 166
5.2.17导通检测器 169
5.2.18电指示器 170
5.2.19电容测量 171
5.2.20电阻测量 171
5.2.21惠斯通电桥 172
5.2.22滑线桥 172
5.2.23电路跟踪器 173
5.2.24逻辑探针 173
5.2.25示波器 173
5.2.26正弦波发生器 174
5.2.27函数发生器 174
5.2.28频率计数器 175
5.2.29绝缘检测器（高阻表） 175
5.2.30音量检测仪 175
第6章 离散传感器 178
6.1传感器分类 178
6.2非接触型传感器——接近型 179
6.2.1电感和电容接近传感器 180
6.2.2接近开关的工作过程 181
6.2.3接近开关型号 185
6.2.4电感接近传感器特性 186
6.3非接触型传感器——光电型 194
6.3.1光电传感器的工作原理 196
6.3.2光电传感器检测方式 199
6.3.3光电传感器特性 207
6.4传感器输出接口 212
6.4.1电流沉和电流源 212
6.4.2传感器输出结构 213
6.4.3传感器与自动控制器的接口 216
6.4.4传感器和控制器匹配 216
6.5模拟自动化传感器 217
6.5.1光电模拟传感器 217
6.5.2电感超声波模拟传感器 218
6.6传感器的应用和选择 219
6.6.1接近传感器的应用 220
6.6.2光电传感器的应用 221
6.6.3传感器选择 222
6.7将传感器集成到功率和控制电路中 228
6.7.1两线和三线输出传感器 228
6.7.2继电器梯形逻辑回路中的传感器 228
6.7.3传感器的串联和并联 229
6.8视觉系统 230
6.8.1视觉系统和应用 231
6.8.2视觉系统的类型 234
6.8.3视觉系统结构 235
6.8.4视觉系统的设计方法 236
6.8.5视觉系统中的光源 236
6.8.6光学仪器 240
6.9离散传感器应用的故障检测 241
6.9.1接近传感器的故障检测技巧 243
6.9.2光电传感器的故障检测技巧 244
第7章 模拟传感器 245
7.1控制阀 245
7.1.1电磁控制阀 245
7.1.2比例调节阀 247
7.1.3气辅控制阀 248
7.1.4电动控制阀 251
7.2温度传感器 253
7.2.1温度传感器的分类 254
7.2.2电阻式温度检测器 254
7.2.3热敏电阻 256
7.2.4热电偶 257
7.2.5集成温度传感器 259
7.2.6高温计 260
7.3压力传感器 261
7.3.1波登管、膜片和波纹管压力传感器 262
7.3.2差压传感器 263
7.3.3压电式传感器 264
7.3.4固态压力传感器 264
7.3.5应变计和测力仪 265
7.4流量传感器 269
7.4.1流量传感器的分类 269
7.4.2压差流量传感器 270
7.4.3速度流量传感器 273
7.4.4容积式流量计 278
7.4.5质量流量传感器 278
7.4.6视觉流量传感器 280
7.5液位传感器 280
7.5.1点接触式液位传感器 281
7.5.2连续液位传感器 285
7.6位置传感器 289
7.6.1线性电位计 289
7.6.2旋转电位计 289
7.6.3线性可变差动变压器 290
7.7其他类型的过程传感器 291
7.7.1密度传感器 292
7.7.2黏度传感器 293
7.7.3湿度传感器 293
7.8传感器故障检测 293
7.8.1温度传感器的故障检测 294
7.8.2应变计和测压仪的故障检测 294
第8章 安全装置 295
8.1状态传感器 295
8.1.1接近传感器 295
8.1.2光幕 296
8.1.3存在感应垫 299
8.2互锁装置 300
8.2.1互锁装置的种类 301
8.2.2机械互锁装置 302
8.2.3无触点互锁装置 304
8.2.4带保护锁的互锁开关 305
第9章 旋转装置和一体化机构 307
9.1旋转装置 307
9.1.1永磁直流电动机 307
9.1.2并励直流电动机 308
9.1.3通用电动机 309
9.1.4感应电动机 310
9.1.5电容启动电动机 312
9.1.6分相电动机 312
9.1.7分容电动机 313
9.1.8电容启动（或电容运转）电动机 313
9.1.9屏蔽磁极式电动机 314
9.1.10感应启动转矩 314
9.1.11三相感应电动机 315
9.1.12绕线转子三相感应电动机 316
9.1.13同步电动机 317
9.1.14步进电动机 317
9.1.15伺服电动机 319
9.1.16螺线管/活塞式电动机 320
9.1.17减速装置 320
9.1.18旋转运动到直线运动的转化装置 321
9.1.19变频驱动器 323
9.1.20启动缓冲器 324
9.1.21SCR控制器 325
9.1.22转矩变换器 326
9.1.23发电机 326
9.1.24交流发电机 327
9.1.25磁发电机 329
9.2一体化机构 329
9.2.1爆炸螺栓 329
9.2.2牵引升降机 330
9.2.3减震器 331
9.2.4火花塞 331
9.2.5动力制动装置 332
9.2.6线传动 333
9.2.7电动锁紧系统 333
9.2.8空气压缩机控制系统 334
9.2.9气动控制站 335
9.2.10喷油嘴 335
第10章 机电一体化的接口技术 337
10.1接口电路的基础知识 337
10.1.1接口电路概述 337
10.1.2反向电流与源电流 338
10.1.3逻辑“1”与逻辑“0” 340
10.1.4上拉电阻和下拉电阻 341
10.2接口技术 343
10.2.1将数字信号转换为数字信号 343
10.2.2将数字信号转换为模拟信号 351
10.2.3将模拟信号转换为数字信号 352
10.2.4将模拟信号转换为模拟信号 358
10.3实用数字IC的读法与用法 359
10.3.1逻辑校验 359
10.3.2脉冲振荡电路 361
10.3.3脉冲延迟电路 361
10.3.4双稳态触发器电路 363
10.3.5使用74LS393的计数器电路 363
10.3.6防振电路 365
10.3.7微分与积分电路 367
10.4微型计算机与传感器的接口电路 369
10.4.1传感器放大电路 369
10.4.2振动传感器放大电路 371
10.4.3光传感器（光电晶体管）放大电路 372
10.5微型计算机与传动装置的接口电路 372
10.5.1传动装置的驱动电路 372
10.5.2达林顿连接 373
10.5.3传动装置驱动用光电耦合器的用法 375
第11章 机器人技术 379
11.1机器人的定义 379
11.2机器人的结构 380
11.3机器人的种类 382
11.4机器人控制技术 383
11.5机器人的用途 388
11.6机器人术语 405
11.7基本的机器人系统 412
11.7.1机械臂 413
11.7.2机器人臂的几何学分类 414
11.8抓握器 417
11.8.1抓握器技术 418
11.8.2其他的标准抓握器 419
11.8.3抓握器的选取和分析 421
11.8.4具有特殊目的和多功能的模具 426
11.9机器人控制器 427
11.9.1闭环伺服系统机器人控制器 428
11.9.2开环气动机器人控制器 430
11.10机器人规划的基本原理 433
11.10.1点到点的控制 434
11.10.2线性控制 435
11.10.3连续的路径控制 435
11.10.4平移点和程序内容 436
11.10.5规划平移点 437
第12章 数控机床 441
12.1数控机床又称CNC 441
12.2CNC机床及其构成 442
12.3CNC机床工具路径的控制方式 445
12.4伺服机构的结构 447
12.5CNC机床的特点和种类 449
12.6CNC机床的功效 452
12.7CNC机床的程序设计 452
12.8数控机床电气故障检修 456
12.9SIEMENS数控机床系统报警一览表 459