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第一章 概论1

1．1 机电一体化系统的基本概念1

1．1．1 机电一体化的定义1

1．1．2 机电一体化系统的基本结构要素2

1．1．3 机电一体化产品的分类3

1．2 机电一体化系统的相关技术4

1．2．1 机电一体化发展的技术基础4

1．2．2 机电一体化相关技术4

1．3 机电一体化系统的技术、经济和社会效益6

1．4 机电一体化技术的发展趋势8

1．4．1 机电一体化技术现状8

1．4．2 机电一体化发展趋势11

1．5 本章小结16

第二章 系统设计方法及工程路线20

2．1 现代系统设计的特征20

2．2 系统设计的评价分析方法21

2．2．1 技术经济性分析22

2．2．2 可靠性分析23

2．2．3 系统匹配性分析25

2．2．4 操作性分析26

2．2．5 维修性分析26

2．2．6 安全性分析26

2．3 机电一体化产品设计与工程路线27

2．3．1 基本设计和工程路线27

2．3．2 市场调查与预测27

2．3．3 构思比较30

2．3．4 方案评价30

2．3．5 详细设计30

2．3．6 系统设计中的质量控制31

2．3．7 制造工程质量管理32

2．4 典型机电一体化产品开发的工程路线32

2．4．1 工业机器人32

2．4．2 家用电器36

2．5 本章小结38

第三章 机械系统设计41

3．1 机械传动系统概述41

3．1．1 机械传动系统的特点41

3．1．2 机电一体化对机械传动系统的要求42

3．2 机械传动系统的主要特性44

3．2．1 转动惯量44

3．2．2 阻尼49

3．2．3 刚度50

3．2．4 传动精度52

3．3 机械传动装置60

3．3．1 齿轮传动及系统传动比的分配方法60

3．3．2 谐波齿轮减速器63

3．3．3 滚珠丝杠传动65

3．3．4 同步带传动72

3．3．5 滚珠花键75

3．4 导轨75

3．5 本章小结81

第四章 动力驱动及定位83

4．1 驱动装置的特点及技术要求83

4．1．1 驱动装置的特点83

4．1．2 驱动装置的技术要求83

4．2 动力驱动元件90

4．2．1 步进电机91

4．2．2 直流电动机98

4．2．3 交流电动机105

4．2．4 液压与气压伺服元件111

4．3 常用动力驱动元件的特性及选择方法113

4．4 定位机构115

4．4．1 概述115

4．4．2 直接驱动定位118

4．4．3 直线运动直接驱动定位119

4．4．4 刚性传动定位机构121

4．4．5 挠性传动定位机构124

4．5 本章小结129

第五章 计算机技术134

5．1 微型计算机在机电一体化中的地位134

5．2 工业控制计算机分类135

5．2．1 分类135

5．2．2 工业控制机与信息处理机的区别139

5．2．3 开放式体系结构和总线系统140

5．2．4 常用微机总线介绍142

5．3 STD总线系统152

5．3．1 STD总线信号描述及规范152

5．3．2 STD总线工作模式156

5．4 STD总线的I／O子系统158

5．4．1 概述158

5．4．2 开关量输入／输出模块159

5．4．3 A／D、D／A及模拟信号处理163

5．4．4 运动控制接口170

5．5 控制系统的选用171

5．5．1 单板和单片微机控制系统171

5．5．2 普通PC机组成的控制系统172

5．5．3 STD总线微机控制系统172

5．5．4 工业PC机173

5．5．5 可编程序控制器173

5．5．6 几种控制装置的性能比较174

5．6 本章小结179

第六章 传感器技术182

6．1 传感器组成及分类182

6．1．1 传感器的组成182

6．1．2 传感器的分类183

6．2 传感器的特性186

6．2．1 传感器的动静特性186

6．2．2 传感器的性能指标191

6．2．3 传感器的输入、输出特性和对环境的要求192

6．2．4 传感器的标定与校准193

6．3 常用传感器194

6．3．1 位移传感器194

6．3．2 速度传感器203

6．3．3 温度传感器207

6．3．4 力传感器211

6．3．5 物位传感器217

6．4 本章小结220

第七章 机电一体化系统设计与综合223

7．1 典型机电一体化系统实例分析223

7．1．1 工业机器人223

7．1．2 输送、搬运设备229

7．1．3 数控设备232

7．1．4 办公设备249

7．1．5 家用电器257

7．2 机电一体化系统设计与综合264

7．2．1 执行机构与驱动元件264

7．2．2 驱动方式与传感器269

7．2．3 控制方式与计算机272

7．2．4 系统与工作环境277

7．3 本章小结279

参考文献281