第一章 总论 1
1-1 机电一体化涵义 1
1-2 机电一体化技术革命 3
一、第二次钟表时代与机电一体化技术革命 3
二、机电一体化技术革命的基础 3
三、机电一体化技术革命对振兴机电工业的作用 5
1-3 机电一体化系统与人体功能 7
一、机电一体化系统的功能构成 7
二、机电一体化系统与人体的要素及功能 8
三、机电一体化系统要素之联接 10
四、机电一体化系统的评价 11
1-4 发展机电一体化的原则 14
一、国内外机电一体化的发展概况 14
二、发展机电一体化的目标、原则与途径 14
三、发展机电一体化的支持系统 15
四、优先发展机电一体化的领域 16
1-5 机电一体化的共性关键技术 34
一、检测传感技术 34
二、信息处理技术 34
三、自动控制技术 34
四、伺服驱动技术 35
五、精密机械技术 35
六、系统总体技术 35
1-6 机电一体化工程 36
一、机电一体化工程与系统工程 36
二、机电一体化工程的业务体系 37
第二章 机电一体化系统(或产品)的基本要素 40
2-1 机电一体化系统中的微型计算机 40
一、微型计算机的系统构成与种类 40
二、微处理器(CPU)与微型计算机的工作过程 49
三、工业控制微型机的系统构成及其特点 52
四、微型计算机软件与程序设计语言 54
五、用微型计算机控制机械时应考虑的问题 56
六、微型计算机的应用领域及应用要点 57
七、可编程控制器(PC) 58
2-2 机电一体化产品(或系统)中的执行元件 63
一、机电一体化产品(或系统)对执行元件的要求 63
二、执行元件的种类及其基本特点 64
三、机电一体化产品(或系统)常用的控制用电机 67
2-3 机电一体化系统中的传感器 75
一、人体五感与传感器 75
二、位置检测传感器 77
三、速度、加速度传感器 81
四、力、力矩传感器 82
五、视觉传感器 84
六、人工视觉及其应用 87
第三章 机电一体化的技术基础 97
3-1 机电一体化用电子电路技术 97
一、模拟电路基础 97
二、模拟电路应用 99
三、数字电路基础 101
四、数字电路应用 108
3-2 机电一体化中的接口技术 113
一、微型机与机械装置间的联接方法 113
二、专用输入/输出接口电路的种类 115
三、通用接口及其使用方法 117
四、接口的应用例 121
3-3 机电一体化中的控制理论 127
一、控制理论与机电一体化 127
二、拉普拉斯变换与传递函数 127
三、系统的过渡过程特性 129
四、伺服机构 130
五、比例、积分、微分控制(PID) 132
六、采样控制 136
第四章 机电一体化系统(或产品)设计 141
4-1 机电一体化系统(或产品)设计与制造的考虑方法 141
一、概述 141
二、机电一体化产品的设计类型 142
三、机电一体化产品设计与现代设计方法 142
四、机电一体化系统(或产品)的设计步骤 146
4-2 机电一体化产品的机构设计 148
一、执行(或操作)机构 148
二、传动机构 149
三、执行机构与传动机构的设计要点 150
四、机体与整机结构 150
4-3 机电一体化产品的控制系统设计 151
一、概述 151
二、控制系统中的基本概念 156
三、动作控制方式及其特点 159
4-4 机电一体化产品(或系统)的安全性、可靠性设计 162
一、安全性设计 162
二、可靠性设计 164
4-5 机电一体化系统(或产品)设计的考虑方法实例 170
一、开环控制系统的机电一体化设计的考虑方法 170
二、闭环伺服系统机电一体化设计的考虑方法 171
第五章 机电一体化系统(或产品)典型实例 183
5-1 工业机器人 183
一、概述 183
二、工业机器人实例简介 186
5-2 数据(NC)机床 195
一、概述 195
二、数控机床工作原理 195
三、数控机床分类 196
四、机床的机电一体化改造 197
5-3 自动化生产系统 204
一、机电一体化与自动化生产系统 204
二、工厂自动化系统(FA System) 206
三、工厂自动化系统实例简介 214
5-4 其他机电一体化系统(或产品)简介 219
一、邮件自动处理系统 219
二、自动售票机 224
三、自动售货机 227
四、电子秤 229
五、传真机 233
六、照相机 236
七、全自动洗衣机 240
八、自动绘图系统 243
九、三坐标测量机 246
十、无人搬送小车 249
十一、计算机数控(CNC)机床 251
参考文献 257