《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》復(fù)習(xí)(000002)

1、一、緒論 目的：目的：對(duì)什么是“機(jī)電一體化”有初步的感性認(rèn)識(shí)，了解機(jī)電一體化系統(tǒng)的概念，基本組成及相關(guān)技術(shù)。 重點(diǎn)：重點(diǎn)：掌握組成機(jī)電一體化系統(tǒng)的五大組成部分即機(jī)械系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、能源動(dòng)力系統(tǒng)、執(zhí)行單元、檢測(cè)傳感器等的功能。 物質(zhì)、能量和信息物質(zhì)、能量和信息(即工業(yè)三大要素即工業(yè)三大要素) 機(jī)電一體化系統(tǒng)須具有以下三大“目的功目的功能能”：變換變換(加工、處理)功能、傳遞傳遞(移動(dòng)、輸送)功能和儲(chǔ)存儲(chǔ)存(保持、積累、記錄)功能。 機(jī)電一體化機(jī)電一體化的外文名詞是機(jī)電一體化機(jī)電一體化的外文名詞是 ，來(lái)源于日本（，來(lái)源于日本（70年代）。年代）。取英語(yǔ)取英語(yǔ)Mechanics（機(jī)械學(xué)）的前半部和（

2、機(jī)械學(xué)）的前半部和Electronics（電子學(xué)）的后半部拼合而成。（電子學(xué)）的后半部拼合而成。我國(guó)通常稱為我國(guó)通常稱為機(jī)電一體化或機(jī)械電子學(xué)機(jī)電一體化或機(jī)械電子學(xué)；思考題： 1.1.機(jī)電一體化的涵義、目的、特征、基本組成機(jī)電一體化的涵義、目的、特征、基本組成要素以及分別實(shí)現(xiàn)哪些功能要素以及分別實(shí)現(xiàn)哪些功能? ? 2. 2. 工業(yè)三大要素指的是什么？機(jī)電一體化設(shè)工業(yè)三大要素指的是什么？機(jī)電一體化設(shè)計(jì)的目標(biāo)是哪些？計(jì)的目標(biāo)是哪些？ 3. 3. 機(jī)電一體化的接口功能有哪些？根據(jù)不同機(jī)電一體化的接口功能有哪些？根據(jù)不同的接口功能試說(shuō)明的接口功能試說(shuō)明接口的種類接口的種類。 4. 4. 說(shuō)明機(jī)電一體化

3、系統(tǒng)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思想、方說(shuō)明機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思想、方法。法。 5. 5. 開(kāi)發(fā)性設(shè)計(jì)、變異性設(shè)計(jì)、適應(yīng)性設(shè)計(jì)有開(kāi)發(fā)性設(shè)計(jì)、變異性設(shè)計(jì)、適應(yīng)性設(shè)計(jì)有何異同何異同？二、機(jī)械系統(tǒng)部件的選擇與設(shè)計(jì)機(jī)械系統(tǒng)部件的選擇與設(shè)計(jì) 目的：目的：通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，把已學(xué)過(guò)的一些機(jī)械設(shè)計(jì)的初步知識(shí)運(yùn)用到系統(tǒng)中，并進(jìn)一步學(xué)習(xí)一些典型的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。 重點(diǎn)：重點(diǎn)：突出在機(jī)電一體化系統(tǒng)中常用的機(jī)械傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)和選用，以及主要機(jī)械結(jié)構(gòu)如主軸組件、導(dǎo)軌、支承件在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題。 難點(diǎn)：難點(diǎn)：常用的傳動(dòng)裝置如滾珠絲杠副、同步齒輪帶等的選擇及設(shè)計(jì)計(jì)算。 技巧注意事項(xiàng)：技巧注意事項(xiàng)：因?yàn)樵摬糠謨?nèi)容與所學(xué)過(guò)的機(jī)械設(shè)計(jì)課

4、程聯(lián)系緊密，學(xué)生必要時(shí)應(yīng)該復(fù)習(xí)以前內(nèi)容。2.2 傳動(dòng)部件的選擇與設(shè)計(jì)傳動(dòng)部件的選擇與設(shè)計(jì) 常用傳動(dòng)部件常用傳動(dòng)部件：螺旋傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、同步：螺旋傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、同步齒形傳動(dòng)、高速帶傳動(dòng)，及齒形傳動(dòng)、高速帶傳動(dòng)，及各種凸輪、連桿各種凸輪、連桿其它其它非線性非線性傳動(dòng)元件。傳動(dòng)元件。 其其主要功能主要功能是是傳遞轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速傳遞轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。因此，它。因此，它實(shí)實(shí)質(zhì)質(zhì)上是一種轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速上是一種轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速變換器變換器。 目的目的是使執(zhí)行元件與負(fù)載之間在轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速是使執(zhí)行元件與負(fù)載之間在轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速方面得到最佳匹配。方面得到最佳匹配。（2）滾珠的循環(huán)方式）滾珠的循環(huán)方式 滾珠絲杠副中滾珠的循環(huán)方式有滾珠絲

5、杠副中滾珠的循環(huán)方式有內(nèi)循環(huán)內(nèi)循環(huán)和和外外循環(huán)循環(huán)兩種。兩種。內(nèi)循環(huán)：內(nèi)循環(huán)： 滾珠在循環(huán)過(guò)程中滾珠在循環(huán)過(guò)程中始終與螺桿保持接觸始終與螺桿保持接觸的循環(huán)的循環(huán)叫內(nèi)循環(huán)。叫內(nèi)循環(huán)。外循環(huán)：外循環(huán)： 滾珠在返回時(shí)與螺桿脫離滾珠在返回時(shí)與螺桿脫離接觸的循環(huán)稱為外循環(huán)。按結(jié)構(gòu)的接觸的循環(huán)稱為外循環(huán)。按結(jié)構(gòu)的不同不同,外循環(huán)可分為外循環(huán)可分為螺旋槽式、插管螺旋槽式、插管式式和和端蓋式端蓋式三種。三種。五、軸向間隙的調(diào)整五、軸向間隙的調(diào)整 軸向間隙通常是指軸向間隙通常是指絲杠和螺母無(wú)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，絲杠和螺母之間的最大軸向竄動(dòng)絲杠和螺母無(wú)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，絲杠和螺母之間的最大軸向竄動(dòng)。除。除了結(jié)構(gòu)本身的游隙之外，

6、在施加軸向載荷之后，軸向間隙還包括彈性變形所造成的竄動(dòng)。了結(jié)構(gòu)本身的游隙之外，在施加軸向載荷之后，軸向間隙還包括彈性變形所造成的竄動(dòng)。 滾珠與螺母原有的間隙滾珠與螺母原有的間隙承載時(shí)滾珠與滾道彈性變形引起的間隙承載時(shí)滾珠與滾道彈性變形引起的間隙 當(dāng)絲杠改變轉(zhuǎn)動(dòng)方向時(shí)，間隙會(huì)使運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生當(dāng)絲杠改變轉(zhuǎn)動(dòng)方向時(shí)，間隙會(huì)使運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生空程空程，從而影，從而影響機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)精度。響機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)精度。通常采用通常采用雙螺母雙螺母預(yù)緊預(yù)緊的方法的方法消除間消除間隙，提高剛度。隙，提高剛度。 常用調(diào)整結(jié)構(gòu)形式：常用調(diào)整結(jié)構(gòu)形式： 墊片調(diào)隙式墊片調(diào)隙式 螺紋調(diào)隙式螺紋調(diào)隙式 齒差調(diào)隙式齒差調(diào)隙式 變位螺距調(diào)隙式變位螺距調(diào)

7、隙式（不常用）（不常用）當(dāng)螺旋機(jī)構(gòu)中存在間隙，若螺桿當(dāng)螺旋機(jī)構(gòu)中存在間隙，若螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)方向改變，螺母不能立即的轉(zhuǎn)動(dòng)方向改變，螺母不能立即產(chǎn)生反向運(yùn)動(dòng)，只有螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)某產(chǎn)生反向運(yùn)動(dòng)，只有螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)某一角度后才能使螺母開(kāi)始反向運(yùn)一角度后才能使螺母開(kāi)始反向運(yùn)動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為空回空回。 軸向間隙包括兩部分軸向間隙包括兩部分 “齒輪傳動(dòng)部件是轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的變換器齒輪傳動(dòng)部件是轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的變換器”一、一、 齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的總傳動(dòng)比及其分配齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的總傳動(dòng)比及其分配 設(shè)計(jì)機(jī)電一體化齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，主要是研究它的設(shè)計(jì)機(jī)電一體化齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，主要是研究它的動(dòng)力學(xué)動(dòng)力學(xué)特性特性。 2.2.4

8、 齒輪傳動(dòng)齒輪傳動(dòng) 1.最佳總傳動(dòng)比最佳總傳動(dòng)比 由于負(fù)載特性和工作條件的不同，最佳傳動(dòng)比有由于負(fù)載特性和工作條件的不同，最佳傳動(dòng)比有各種各樣的選擇方法。在伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)負(fù)載的傳動(dòng)各種各樣的選擇方法。在伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)負(fù)載的傳動(dòng)系統(tǒng)中常采用使系統(tǒng)中常采用使負(fù)載加速度最大的方法負(fù)載加速度最大的方法。二、二、 齒輪傳動(dòng)間隙的調(diào)整方法齒輪傳動(dòng)間隙的調(diào)整方法 (1) 圓柱齒輪傳動(dòng)圓柱齒輪傳動(dòng) (a) 偏心套偏心套(軸軸)調(diào)整法調(diào)整法 如右圖所示，將相互嚙合的如右圖所示，將相互嚙合的一對(duì)齒輪中的一個(gè)齒輪一對(duì)齒輪中的一個(gè)齒輪4裝裝在電機(jī)輸出軸上，并將電機(jī)在電機(jī)輸出軸上，并將電機(jī)2安裝在偏心套安裝在偏心套1(

9、或偏心軸或偏心軸)上，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)偏心套上，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)偏心套(偏心軸偏心軸)的轉(zhuǎn)角，就可調(diào)節(jié)兩嚙合齒的轉(zhuǎn)角，就可調(diào)節(jié)兩嚙合齒輪的中心距，從而消除圓柱輪的中心距，從而消除圓柱齒輪正、反轉(zhuǎn)時(shí)的齒側(cè)間隙。齒輪正、反轉(zhuǎn)時(shí)的齒側(cè)間隙。特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但其側(cè)隙特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但其側(cè)隙不能自動(dòng)補(bǔ)償。不能自動(dòng)補(bǔ)償。 2.2.4 齒輪傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)1偏心套 2電動(dòng)機(jī)3減速箱 4和5減速齒輪 齒輪嚙合間隙會(huì)造成齒輪嚙合間隙會(huì)造成傳動(dòng)死區(qū)傳動(dòng)死區(qū)，若死，若死區(qū)在閉環(huán)系統(tǒng)中，則可能造成系統(tǒng)不穩(wěn)區(qū)在閉環(huán)系統(tǒng)中，則可能造成系統(tǒng)不穩(wěn)定，常會(huì)使得系統(tǒng)產(chǎn)生以定，常會(huì)使得系統(tǒng)產(chǎn)生以15倍的間隙倍的間隙而進(jìn)行的低頻振蕩。而進(jìn)行的低頻振蕩。

10、 為此盡量采用齒側(cè)隙較小、精度較高為此盡量采用齒側(cè)隙較小、精度較高的齒輪傳動(dòng)副。但的齒輪傳動(dòng)副。但為了降低制造成本為了降低制造成本，則多采用各種調(diào)整齒側(cè)隙的方法來(lái)消除則多采用各種調(diào)整齒側(cè)隙的方法來(lái)消除或減小嚙合間隙，以提高傳動(dòng)精度和系或減小嚙合間隙，以提高傳動(dòng)精度和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。統(tǒng)的穩(wěn)定性。 (b) 軸向墊片調(diào)整法軸向墊片調(diào)整法 如右圖所示，齒輪如右圖所示，齒輪1和和2相嚙相嚙合，其分度圓弧齒厚沿軸線合，其分度圓弧齒厚沿軸線方向略有錐度，這樣就可以方向略有錐度，這樣就可以用用軸向墊片軸向墊片3使齒輪使齒輪2沿軸向沿軸向移動(dòng)，從而消除兩齒輪的齒移動(dòng)，從而消除兩齒輪的齒側(cè)間隙。裝配時(shí)軸向墊片側(cè)間隙

11、。裝配時(shí)軸向墊片3的厚度應(yīng)使得齒輪的厚度應(yīng)使得齒輪1和和2之間之間既齒側(cè)間隙小，運(yùn)轉(zhuǎn)又靈活。既齒側(cè)間隙小，運(yùn)轉(zhuǎn)又靈活。特點(diǎn)同偏心套特點(diǎn)同偏心套(軸軸)調(diào)整法調(diào)整法。2.2.4 齒輪傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)1 1、2-2-齒輪齒輪 3-3-墊片墊片(c) 雙片薄齒輪錯(cuò)齒調(diào)整法雙片薄齒輪錯(cuò)齒調(diào)整法 這種消除齒側(cè)間隙的方法是這種消除齒側(cè)間隙的方法是將其中一個(gè)將其中一個(gè)做成寬齒輪，另一個(gè)用兩片可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的做成寬齒輪，另一個(gè)用兩片可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的薄齒輪組成薄齒輪組成。采取措施使一個(gè)薄齒輪的左。采取措施使一個(gè)薄齒輪的左齒側(cè)和另一個(gè)薄齒輪的右齒側(cè)分別緊貼在齒側(cè)和另一個(gè)薄齒輪的右齒側(cè)分別緊貼在寬齒輪齒槽的左、右兩側(cè)，以消除齒

12、側(cè)間寬齒輪齒槽的左、右兩側(cè)，以消除齒側(cè)間隙，反向時(shí)不會(huì)出現(xiàn)死區(qū)。隙，反向時(shí)不會(huì)出現(xiàn)死區(qū)。 具體措施有：具體措施有： （1）周向彈簧式）周向彈簧式 （2）可調(diào)拉簧式）可調(diào)拉簧式 2.2.4 齒輪傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)小結(jié)：齒輪傳動(dòng)傳動(dòng)鏈的級(jí)數(shù)和級(jí)比的選擇小結(jié)：齒輪傳動(dòng)傳動(dòng)鏈的級(jí)數(shù)和級(jí)比的選擇 總原則：盡量采用較大傳動(dòng)比的單級(jí)傳動(dòng)盡量采用較大傳動(dòng)比的單級(jí)傳動(dòng)配置傳動(dòng)比的目的配置傳動(dòng)比的目的：滿足驅(qū)動(dòng)元件與負(fù)載之間的：滿足驅(qū)動(dòng)元件與負(fù)載之間的、相互匹配的基本要求。相互匹配的基本要求。多級(jí)傳動(dòng)時(shí)，遵循如下的原則：1、最小等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量原則、最小等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量原則 傳動(dòng)比 i 的分配先小后大，級(jí)數(shù)越多等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量越小

13、，但級(jí)數(shù)太多時(shí)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，并且等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量降低不明顯。2、輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則、輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則 傳動(dòng)比i 的分配先小后大，并且提高末一級(jí)齒輪副的精度，使輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小。3、重量最輕原則小功率傳動(dòng)時(shí)， i 的分配各級(jí)相等；大功率傳動(dòng)時(shí)， i 的分配先大后小。對(duì)數(shù)減少傳動(dòng)精度提高三、三、 諧波齒輪傳動(dòng)諧波齒輪傳動(dòng)1、諧波齒輪傳動(dòng)原理、諧波齒輪傳動(dòng)原理 利用行星輪系傳動(dòng)原理，利用行星輪系傳動(dòng)原理，波發(fā)生器轉(zhuǎn)動(dòng)，迫使柔性齒輪波發(fā)生器轉(zhuǎn)動(dòng)，迫使柔性齒輪產(chǎn)生可控制的變形波（近似諧產(chǎn)生可控制的變形波（近似諧波），并和剛輪作用引起齒間波），并和剛輪作用引起齒間相對(duì)位移，傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。相對(duì)位移

14、，傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。 由三個(gè)基本構(gòu)件組成：波由三個(gè)基本構(gòu)件組成：波發(fā)生器、柔輪、剛輪，其實(shí)質(zhì)發(fā)生器、柔輪、剛輪，其實(shí)質(zhì)是一種新型減速器。是一種新型減速器。波發(fā)生器是行星輪系的轉(zhuǎn)臂剛輪是中心輪柔輪是行星輪2.2.6 間歇傳動(dòng)部件 在機(jī)械和儀表中，常常需要原動(dòng)件在機(jī)械和儀表中，常常需要原動(dòng)件作連續(xù)運(yùn)動(dòng)，而從動(dòng)件則產(chǎn)生周期性作連續(xù)運(yùn)動(dòng)，而從動(dòng)件則產(chǎn)生周期性時(shí)動(dòng)時(shí)停的間歇運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)這種間歇時(shí)動(dòng)時(shí)停的間歇運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)這種間歇運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)稱為運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)稱為間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。 常見(jiàn)的間歇傳動(dòng)部件有：棘輪傳動(dòng)、棘輪傳動(dòng)、槽輪傳動(dòng)、蝸形凸輪傳動(dòng)槽輪傳動(dòng)、蝸形凸輪傳動(dòng)等部件2.4.1導(dǎo)向支承部件導(dǎo)向支承部件 導(dǎo)

15、向支承部件的導(dǎo)向支承部件的作用作用是支承和限制運(yùn)動(dòng)部件按給定的運(yùn)動(dòng)要是支承和限制運(yùn)動(dòng)部件按給定的運(yùn)動(dòng)要求和規(guī)定的運(yùn)動(dòng)方向運(yùn)動(dòng)。這樣的部件通常被標(biāo)為求和規(guī)定的運(yùn)動(dòng)方向運(yùn)動(dòng)。這樣的部件通常被標(biāo)為導(dǎo)軌副導(dǎo)軌副，簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱導(dǎo)軌導(dǎo)軌。 導(dǎo)軌副主要由導(dǎo)軌副主要由承導(dǎo)件承導(dǎo)件1和運(yùn)動(dòng)件和運(yùn)動(dòng)件2兩部分組成，如圖兩部分組成，如圖2-20所所示。運(yùn)動(dòng)方向?yàn)橹本€的被稱為示。運(yùn)動(dòng)方向?yàn)橹本€的被稱為直線導(dǎo)軌副直線導(dǎo)軌副，為回轉(zhuǎn)的被稱為，為回轉(zhuǎn)的被稱為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌副回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌副。常用的導(dǎo)軌副種類很多，按其接觸面的摩。常用的導(dǎo)軌副種類很多，按其接觸面的摩擦性質(zhì)可分為擦性質(zhì)可分為滑動(dòng)導(dǎo)軌、滾動(dòng)導(dǎo)軌、流體介質(zhì)摩擦導(dǎo)軌滑動(dòng)導(dǎo)軌

16、、滾動(dòng)導(dǎo)軌、流體介質(zhì)摩擦導(dǎo)軌等。等。 圖圖2-20 導(dǎo)軌副的組成導(dǎo)軌副的組成1承導(dǎo)件承導(dǎo)件 2運(yùn)動(dòng)件運(yùn)動(dòng)件 機(jī)電一體化系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備等的精度和機(jī)電一體化系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備等的精度和運(yùn)動(dòng)速度都比較高，因此，其導(dǎo)軌應(yīng)具有較好運(yùn)動(dòng)速度都比較高，因此，其導(dǎo)軌應(yīng)具有較好的靈活性和平穩(wěn)性，工作時(shí)應(yīng)輕便省力，速度的靈活性和平穩(wěn)性，工作時(shí)應(yīng)輕便省力，速度均勻，均勻，低速運(yùn)動(dòng)或微量位移時(shí)不出現(xiàn)低速運(yùn)動(dòng)或微量位移時(shí)不出現(xiàn)爬行爬行現(xiàn)象現(xiàn)象；高速運(yùn)動(dòng)時(shí)應(yīng)無(wú)振動(dòng)。高速運(yùn)動(dòng)時(shí)應(yīng)無(wú)振動(dòng)。 在低速運(yùn)行時(shí)在低速運(yùn)行時(shí)(如如0.05mmmin)，往往不是作連續(xù)的勻速運(yùn)動(dòng)而是時(shí)走時(shí)停(即爬行)。其其主要原因是摩擦系數(shù)隨運(yùn)動(dòng)

17、速度的變化和傳動(dòng)主要原因是摩擦系數(shù)隨運(yùn)動(dòng)速度的變化和傳動(dòng)系統(tǒng)剛性不足。系統(tǒng)剛性不足。 運(yùn)動(dòng)的靈活性和低速運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性導(dǎo)軌的爬行現(xiàn)象機(jī)理（彈簧導(dǎo)軌的爬行現(xiàn)象機(jī)理（彈簧-阻尼系統(tǒng)）阻尼系統(tǒng)） 傳動(dòng)系統(tǒng) 2 帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)件3在靜導(dǎo)軌4上運(yùn)動(dòng)時(shí)，作用在導(dǎo)軌副內(nèi)的摩擦力是變化的。導(dǎo)軌副相對(duì)靜止時(shí)，靜摩擦系數(shù)較大導(dǎo)軌副相對(duì)靜止時(shí)，靜摩擦系數(shù)較大。運(yùn)動(dòng)開(kāi)始的低運(yùn)動(dòng)開(kāi)始的低速階段，動(dòng)摩擦系數(shù)隨導(dǎo)軌副相對(duì)滑動(dòng)速度的增大而降低，直到相對(duì)速速階段，動(dòng)摩擦系數(shù)隨導(dǎo)軌副相對(duì)滑動(dòng)速度的增大而降低，直到相對(duì)速度增大到某一臨界值，動(dòng)摩擦系數(shù)才隨相對(duì)速度的減小而增加。度增大到某一臨界值，動(dòng)摩擦系數(shù)才隨相對(duì)速度的減小而增加。由此來(lái)分

18、析下圖所示的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)是：勻速運(yùn)動(dòng)的主動(dòng)件1，通過(guò)壓縮彈簧推動(dòng)靜止的運(yùn)動(dòng)件3，當(dāng)運(yùn)動(dòng)件3受到的逐漸增大的彈簧力小于靜摩擦力F時(shí)，3不動(dòng)。直到彈簧力剛剛大于靜摩擦力F時(shí)，3才開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，動(dòng)摩擦力隨著動(dòng)摩擦系數(shù)的降低而變小，3的速度相應(yīng)增大，同時(shí)彈簧相應(yīng)伸長(zhǎng)，作用在3上的彈簧力逐漸減小，3產(chǎn)生負(fù)加速度，速度降低，動(dòng)摩擦力相應(yīng)增大，速度逐漸下降，直到3停止運(yùn)動(dòng)，主動(dòng)件 l 這時(shí)再重新壓縮彈簧，爬行現(xiàn)象進(jìn)入下一個(gè)周期。 彈簧彈簧-阻尼系統(tǒng)圖阻尼系統(tǒng)圖1-1-主動(dòng)件；主動(dòng)件；2-2-彈簧彈簧- -阻尼；阻尼；3-3-運(yùn)動(dòng)件；運(yùn)動(dòng)件；4-4-靜導(dǎo)軌靜導(dǎo)軌 為防止爬行現(xiàn)象的出現(xiàn)，可同時(shí)采取以下為防止爬行現(xiàn)象的出

19、現(xiàn)，可同時(shí)采取以下幾項(xiàng)措施：幾項(xiàng)措施： 采用滾動(dòng)導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌、卸荷導(dǎo)軌、貼采用滾動(dòng)導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌、卸荷導(dǎo)軌、貼塑料層導(dǎo)軌等；塑料層導(dǎo)軌等； 在普通滑動(dòng)導(dǎo)軌上使用含有極性添加劑的在普通滑動(dòng)導(dǎo)軌上使用含有極性添加劑的導(dǎo)軌油；導(dǎo)軌油； 用減小結(jié)合面、增大結(jié)構(gòu)尺寸、縮短傳動(dòng)用減小結(jié)合面、增大結(jié)構(gòu)尺寸、縮短傳動(dòng)鏈、減少傳動(dòng)副等方法來(lái)提高傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度。鏈、減少傳動(dòng)副等方法來(lái)提高傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度。 防止爬行現(xiàn)象采取以防止爬行現(xiàn)象采取以下幾項(xiàng)措施下幾項(xiàng)措施習(xí)題與思考題習(xí)題與思考題 2-1設(shè)計(jì)機(jī)械傳動(dòng)部件時(shí)，為確保機(jī)械系統(tǒng)的傳動(dòng)精度和工設(shè)計(jì)機(jī)械傳動(dòng)部件時(shí)，為確保機(jī)械系統(tǒng)的傳動(dòng)精度和工作穩(wěn)定性，常提出哪些要求？

20、作穩(wěn)定性，常提出哪些要求？2-2機(jī)電一體化系統(tǒng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用是什么？機(jī)電一體化系統(tǒng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用是什么？2-3機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)基本要求是什么？機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)基本要求是什么？2-4簡(jiǎn)述絲杠螺母機(jī)構(gòu)的分類及其特點(diǎn)。簡(jiǎn)述絲杠螺母機(jī)構(gòu)的分類及其特點(diǎn)。2-5絲杠螺母機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)形式及選擇方法是什么？絲杠螺母機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)形式及選擇方法是什么？2-6絲杠螺母副的組成要素有哪些？絲杠螺母副的組成要素有哪些？2-7滾珠絲杠副的傳動(dòng)特點(diǎn)有哪些？滾珠絲杠副的傳動(dòng)特點(diǎn)有哪些？2-8珠絲杠副的典型結(jié)構(gòu)類型有哪些？各有何特點(diǎn)？珠絲杠副的典型結(jié)構(gòu)類型有哪些？各有何特點(diǎn)？2-9滾珠絲杠副消除軸向

21、間隙的調(diào)整預(yù)緊方法有哪些？滾珠絲杠副消除軸向間隙的調(diào)整預(yù)緊方法有哪些？2-10現(xiàn)有一雙螺母齒差調(diào)整預(yù)緊式滾珠絲杠，其基本導(dǎo)程為現(xiàn)有一雙螺母齒差調(diào)整預(yù)緊式滾珠絲杠，其基本導(dǎo)程為6mm、一端的齒輪齒數(shù)為、一端的齒輪齒數(shù)為100、另一端的齒輪齒數(shù)為、另一端的齒輪齒數(shù)為98，當(dāng)其，當(dāng)其一端的外齒輪相對(duì)另一端的外齒輪轉(zhuǎn)過(guò)一端的外齒輪相對(duì)另一端的外齒輪轉(zhuǎn)過(guò)2個(gè)齒時(shí)，試問(wèn)：兩個(gè)個(gè)齒時(shí)，試問(wèn)：兩個(gè)螺母之間相對(duì)移動(dòng)了多大距離。螺母之間相對(duì)移動(dòng)了多大距離。=（1/z1-1/z2)*ph*n2-11簡(jiǎn)述滾珠絲杠副的主要尺寸參數(shù)及其涵義。簡(jiǎn)述滾珠絲杠副的主要尺寸參數(shù)及其涵義。2-13 簡(jiǎn)述滾珠絲杠副的支承方式及其特點(diǎn)

22、。簡(jiǎn)述滾珠絲杠副的支承方式及其特點(diǎn)。2-15 齒輪傳動(dòng)部件的作用有哪些？齒輪傳動(dòng)部件的作用有哪些？2-16 各級(jí)傳動(dòng)比的分配原則是什么？輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則是各級(jí)傳動(dòng)比的分配原則是什么？輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則是什么？什么？2-17 已知：已知：4級(jí)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，各齒輪的轉(zhuǎn)角誤差為級(jí)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，各齒輪的轉(zhuǎn)角誤差為0.005rad，各級(jí)減速比相同，即各級(jí)減速比相同，即1.5，求：，求： （1）該傳動(dòng)系統(tǒng)的最大轉(zhuǎn)角誤差；）該傳動(dòng)系統(tǒng)的最大轉(zhuǎn)角誤差； （2）為縮小其最大轉(zhuǎn)角誤差，應(yīng)采取何種措施？）為縮小其最大轉(zhuǎn)角誤差，應(yīng)采取何種措施？ 2-18 諧波齒輪傳動(dòng)有何特點(diǎn)？傳動(dòng)比的計(jì)算方法是什么？諧波齒

23、輪傳動(dòng)有何特點(diǎn)？傳動(dòng)比的計(jì)算方法是什么？2-19 設(shè)有一諧波齒輪減速器，其減速比為設(shè)有一諧波齒輪減速器，其減速比為100，柔輪齒數(shù)為，柔輪齒數(shù)為100。當(dāng)剛輪固定時(shí)，試求該諧波減速器的剛輪齒數(shù)及輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方當(dāng)剛輪固定時(shí)，試求該諧波減速器的剛輪齒數(shù)及輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向（與輸入軸的轉(zhuǎn)向相比較）。向（與輸入軸的轉(zhuǎn)向相比較）。2-20 齒輪傳動(dòng)的齒側(cè)間隙的調(diào)整方法有哪些？齒輪傳動(dòng)的齒側(cè)間隙的調(diào)整方法有哪些？2-21 簡(jiǎn)述導(dǎo)軌的主要作用，導(dǎo)軌副的組成、種類及應(yīng)滿足的基本簡(jiǎn)述導(dǎo)軌的主要作用，導(dǎo)軌副的組成、種類及應(yīng)滿足的基本要求。要求。2-22 導(dǎo)軌的截面形狀及其特點(diǎn)是什么？導(dǎo)軌的截面形狀及其特點(diǎn)是什么？2

24、-23 簡(jiǎn)述旋轉(zhuǎn)支承的種類及其基本要求。簡(jiǎn)述旋轉(zhuǎn)支承的種類及其基本要求。2-25 軸系部件設(shè)計(jì)的基本要求有哪些？軸系部件設(shè)計(jì)的基本要求有哪些？三、傳感檢測(cè)系統(tǒng)的選擇與設(shè)計(jì)傳感檢測(cè)系統(tǒng)的選擇與設(shè)計(jì) 目的：目的：了解并會(huì)選用在機(jī)電一體化系統(tǒng)中常用的一些傳感元件。 重點(diǎn)：重點(diǎn)：掌握傳感器的各種類型、測(cè)量精度、范圍、基本的結(jié)構(gòu)以及連接方式等。 難點(diǎn)：難點(diǎn)：各類傳感器的輸入輸出信號(hào)處理技術(shù)和測(cè)試技術(shù)基本知識(shí)的運(yùn)用。3.1傳感器的組成和分類傳感器的組成和分類3.1.1傳感器的組成傳感器的組成 通常傳感器由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和和轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換電路三部分組成。 圖3-1傳感器的組成（1）敏感元

25、件）敏感元件: 是一種能夠?qū)⒈粶y(cè)量轉(zhuǎn)換成易于測(cè)量的物理量的預(yù)變換裝置,其輸入、輸出間具有確定的數(shù)學(xué)關(guān)系（最好為線性）。如彈性敏感元件將力轉(zhuǎn)換為位移或應(yīng)變輸出。（2）轉(zhuǎn)換元件：）轉(zhuǎn)換元件：將敏感元件輸出的非電物理量(如位移、應(yīng)變、光強(qiáng)等)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)（如電阻、電感、電容等）形式。（3）基本轉(zhuǎn)換電路：）基本轉(zhuǎn)換電路：將電信號(hào)量轉(zhuǎn)換成便于測(cè)量的電量,如電壓、電流、頻率等。 表表3.2傳感器的技術(shù)指標(biāo)傳感器的技術(shù)指標(biāo)基本參數(shù)指標(biāo)環(huán)境參數(shù)指標(biāo)可靠性指標(biāo)其它指標(biāo)量程指標(biāo)量程指標(biāo): :量程范圍、過(guò)載能力等量程范圍、過(guò)載能力等靈敏度指標(biāo)靈敏度指標(biāo): :靈敏度、分辨力、滿量靈敏度、分辨力、滿量程輸出、輸入輸出阻

26、抗程輸出、輸入輸出阻抗等等精度有關(guān)指標(biāo)精度有關(guān)指標(biāo): :精度、誤差、線性、滯精度、誤差、線性、滯后、重復(fù)性、靈敏度誤后、重復(fù)性、靈敏度誤差、穩(wěn)定性等差、穩(wěn)定性等動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)動(dòng)態(tài)性能指標(biāo): :固有頻率、阻尼比、時(shí)固有頻率、阻尼比、時(shí)間常數(shù)、頻率響應(yīng)范圍間常數(shù)、頻率響應(yīng)范圍、頻率特性、臨界頻率、頻率特性、臨界頻率、臨界速度、穩(wěn)定時(shí)間、臨界速度、穩(wěn)定時(shí)間、過(guò)沖量、穩(wěn)態(tài)誤差等、過(guò)沖量、穩(wěn)態(tài)誤差等溫度指標(biāo)溫度指標(biāo): :工作溫度范圍、工作溫度范圍、溫度誤差、溫度溫度誤差、溫度漂移、溫度系數(shù)漂移、溫度系數(shù)、熱滯后等、熱滯后等抗沖振指標(biāo)抗沖振指標(biāo): :允許各向抗沖振允許各向抗沖振的頻率、振幅及的頻率、振幅及加

27、速度、沖振所加速度、沖振所引入的誤差等引入的誤差等其它環(huán)境參數(shù)其它環(huán)境參數(shù): :抗潮濕、抗介質(zhì)抗潮濕、抗介質(zhì)腐蝕能力、抗電腐蝕能力、抗電磁干擾能力等磁干擾能力等工作壽命、平均無(wú)故障時(shí)間、保險(xiǎn)期、疲勞性能、絕緣電阻、耐壓及抗飛弧等使用有關(guān)指標(biāo)使用有關(guān)指標(biāo): :供電方式供電方式( (直流、直流、交流、頻率及波形交流、頻率及波形等等) )、功率、各項(xiàng)、功率、各項(xiàng)分布參數(shù)值、電壓分布參數(shù)值、電壓范圍與穩(wěn)定度等范圍與穩(wěn)定度等結(jié)構(gòu)方面指標(biāo)結(jié)構(gòu)方面指標(biāo): :外形尺寸、重量外形尺寸、重量、殼體材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、殼體材質(zhì)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等特點(diǎn)等安裝連接方面指安裝連接方面指標(biāo)標(biāo): :安裝方式、饋線安裝方式、饋線電纜等電纜等

28、傳感器標(biāo)定是指利用較高等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)器具（或傳感器標(biāo)定是指利用較高等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)器具（或儀器、儀表）對(duì)傳感器的特性進(jìn)行刻度，或者說(shuō)通儀器、儀表）對(duì)傳感器的特性進(jìn)行刻度，或者說(shuō)通過(guò)試驗(yàn)建立傳感器的輸入量與輸出量之間的關(guān)系。過(guò)試驗(yàn)建立傳感器的輸入量與輸出量之間的關(guān)系。同時(shí)，也確定出不同使用條件下的誤差關(guān)系。同時(shí)，也確定出不同使用條件下的誤差關(guān)系。 傳感器的標(biāo)定分傳感器的標(biāo)定分靜態(tài)標(biāo)定靜態(tài)標(biāo)定和和動(dòng)態(tài)標(biāo)定動(dòng)態(tài)標(biāo)定:1. 感器靜態(tài)特性標(biāo)定感器靜態(tài)特性標(biāo)定 靜態(tài)標(biāo)定目的是確定傳感器的靜態(tài)特性指標(biāo)，靜態(tài)標(biāo)定目的是確定傳感器的靜態(tài)特性指標(biāo)，如線性度、靈敏度、精度、遲滯性和重復(fù)性等。如線性度、靈敏度、精度、遲滯性和重

29、復(fù)性等。2. 傳感器動(dòng)態(tài)特性標(biāo)定傳感器動(dòng)態(tài)特性標(biāo)定 動(dòng)態(tài)特性標(biāo)定的目的確定傳感器的動(dòng)態(tài)特性參動(dòng)態(tài)特性標(biāo)定的目的確定傳感器的動(dòng)態(tài)特性參數(shù)，如時(shí)間常數(shù)、上升時(shí)間或工作頻率、通頻帶等。數(shù)，如時(shí)間常數(shù)、上升時(shí)間或工作頻率、通頻帶等。3.1.5 傳感器的標(biāo)定3.2 線位移檢測(cè)傳感器線位移檢測(cè)傳感器 3.2.1 光柵位移傳感器光柵位移傳感器 3.2.2 感應(yīng)同步器感應(yīng)同步器 3.2.3 磁柵位移傳感器磁柵位移傳感器32411.標(biāo)尺光柵 2.指示光柵3.光電元件 4.光源 光柵傳感器由光源、透鏡、光柵副（主光柵，也光源、透鏡、光柵副（主光柵，也稱標(biāo)尺光柵和指示光柵）稱標(biāo)尺光柵和指示光柵）和和光電接收元件光電

30、接收元件組成。莫爾條紋（莫爾條紋（MoireMoire）條紋寬度：條紋寬度： WWB)2/sin(2W-柵距，柵距，a-線寬，線寬，b-縫寬縫寬W=a+b，a=b=W/2均勻刻線均勻刻線主光柵主光柵指示光柵指示光柵夾角夾角明暗相間條紋明暗相間條紋莫爾條紋莫爾條紋移動(dòng)移動(dòng)3 莫爾條紋技術(shù)的特點(diǎn)莫爾條紋技術(shù)的特點(diǎn) 方向性：方向性：垂直于角平分線，當(dāng)夾角很小時(shí)垂直于角平分線，當(dāng)夾角很小時(shí) 與光柵移動(dòng)方向垂直與光柵移動(dòng)方向垂直 同步性：同步性：光柵移動(dòng)一個(gè)柵距光柵移動(dòng)一個(gè)柵距 莫爾條紋移動(dòng)莫爾條紋移動(dòng)一個(gè)間距一個(gè)間距方向?qū)?yīng)方向?qū)?yīng) 放大性：放大性：夾角夾角很小很小 BW 光學(xué)放大光學(xué)放大 提高靈敏度

31、提高靈敏度 可調(diào)性：可調(diào)性：夾角夾角 條紋間距條紋間距B 靈活靈活 準(zhǔn)確性：準(zhǔn)確性：大量刻線大量刻線 誤差平均效應(yīng)誤差平均效應(yīng) 克服克服個(gè)別個(gè)別/局部誤差局部誤差 提高精度提高精度 莫爾條紋與標(biāo)尺光柵移動(dòng)方向的關(guān)系莫爾條紋與標(biāo)尺光柵移動(dòng)方向的關(guān)系標(biāo)尺光柵相對(duì)標(biāo)尺光柵相對(duì)指示光柵的轉(zhuǎn)指示光柵的轉(zhuǎn)角方向角方向標(biāo)尺光柵移動(dòng)標(biāo)尺光柵移動(dòng)方向方向莫爾條紋移動(dòng)莫爾條紋移動(dòng)方向方向順時(shí)針?lè)较蝽槙r(shí)針?lè)较蛳蜃笙蜃笙蛏舷蛏舷蛴蚁蛴蚁蛳孪蛳履鏁r(shí)針?lè)较蚰鏁r(shí)針?lè)较蛳蜃笙蜃笙蛳孪蛳孪蛴蚁蛴蚁蛏舷蛏霞?xì)分技術(shù)細(xì)分技術(shù) 提高分辨力方法提高分辨力方法： 在選擇合適的光柵柵距的前提下，用內(nèi)插法把莫爾條紋間距進(jìn)行“細(xì)分”，提高計(jì)數(shù)脈

32、沖的頻率(故又稱倍頻倍頻)。 細(xì)分細(xì)分就是在莫爾條紋變化一周期時(shí)，不只輸出一個(gè)脈沖，而是輸出若干個(gè)脈沖輸出若干個(gè)脈沖，以減小脈沖當(dāng)量提高分辨力。 細(xì)分方法有機(jī)械細(xì)分機(jī)械細(xì)分和電子細(xì)分電子細(xì)分兩類。 包括包括定尺定尺和和滑尺滑尺，用制造印刷線路板的腐蝕方，用制造印刷線路板的腐蝕方法在定尺和滑尺上制成節(jié)距法在定尺和滑尺上制成節(jié)距T(一般為一般為2mm)的方的方齒形線圈。定尺繞組是連續(xù)的，滑尺上分布著兩齒形線圈。定尺繞組是連續(xù)的，滑尺上分布著兩個(gè)勵(lì)磁繞組，分別稱為個(gè)勵(lì)磁繞組，分別稱為正弦繞組正弦繞組和和余弦繞組余弦繞組。當(dāng)。當(dāng)正弦繞組與定尺繞組相位相同時(shí)，余弦繞組與定正弦繞組與定尺繞組相位相同時(shí)，余

33、弦繞組與定尺繞組尺繞組錯(cuò)開(kāi)錯(cuò)開(kāi)1/4節(jié)距（節(jié)距（電相位差電相位差90）?；吆?。滑尺和定 尺 相 對(duì) 平 行 安 裝 ， 其 間 保 持 一 定 間 隙定 尺 相 對(duì) 平 行 安 裝 ， 其 間 保 持 一 定 間 隙（0.050.2mm）。）。二、感應(yīng)同步器二、感應(yīng)同步器直線型感應(yīng)同步器定尺、直線型感應(yīng)同步器定尺、滑尺的結(jié)構(gòu)滑尺的結(jié)構(gòu)3.3 角位移檢測(cè)傳感器角位移檢測(cè)傳感器 一、旋轉(zhuǎn)變壓器一、旋轉(zhuǎn)變壓器 旋轉(zhuǎn)變壓器是一種利用旋轉(zhuǎn)變壓器是一種利用電磁感應(yīng)原理電磁感應(yīng)原理將轉(zhuǎn)角變換為電壓信將轉(zhuǎn)角變換為電壓信號(hào)的傳感器。由于它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)作靈敏，對(duì)環(huán)境無(wú)特殊要號(hào)的傳感器。由于它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)作靈敏，

34、對(duì)環(huán)境無(wú)特殊要求，輸出信號(hào)大，抗干擾好，因此被廣泛應(yīng)用于機(jī)電一體化求，輸出信號(hào)大，抗干擾好，因此被廣泛應(yīng)用于機(jī)電一體化產(chǎn)品中。產(chǎn)品中。 二、光電編碼器二、光電編碼器 光電編碼器是一種光電編碼器是一種碼盤式角度碼盤式角度數(shù)字檢測(cè)元件數(shù)字檢測(cè)元件。它有兩種。它有兩種基本類型：一種是增量式編碼器，一種是絕對(duì)式編碼器?；绢愋停阂环N是增量式編碼器，一種是絕對(duì)式編碼器。 增量式編碼器增量式編碼器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低、精度易于保證等具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低、精度易于保證等優(yōu)點(diǎn)，所以目前采用最多。優(yōu)點(diǎn)，所以目前采用最多。 絕對(duì)式編碼器絕對(duì)式編碼器能直接給出對(duì)應(yīng)于每個(gè)轉(zhuǎn)角的數(shù)字信息，能直接給出對(duì)應(yīng)于每個(gè)轉(zhuǎn)角的數(shù)字

35、信息，便于計(jì)算機(jī)處理，但當(dāng)進(jìn)給數(shù)大于一轉(zhuǎn)時(shí)，須作特別處理，便于計(jì)算機(jī)處理，但當(dāng)進(jìn)給數(shù)大于一轉(zhuǎn)時(shí)，須作特別處理，而且必須用減速齒輪將兩個(gè)以上的編碼器連接起來(lái)，組成多而且必須用減速齒輪將兩個(gè)以上的編碼器連接起來(lái)，組成多級(jí)檢測(cè)裝置，使其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高。級(jí)檢測(cè)裝置，使其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高。 4 4、傳感器與微機(jī)的基本接口、傳感器與微機(jī)的基本接口 輸入到微機(jī)的信息必須是微機(jī)能夠處理的數(shù)字量輸入到微機(jī)的信息必須是微機(jī)能夠處理的數(shù)字量信息。傳感器的輸出形式可分為模擬量、數(shù)字量和信息。傳感器的輸出形式可分為模擬量、數(shù)字量和開(kāi)關(guān)量。與此相應(yīng)的有三種基本接口方式，見(jiàn)下表。開(kāi)關(guān)量。與此相應(yīng)的有三種基本接口方式，見(jiàn)下

36、表。一、檢測(cè)系統(tǒng)的組成一、檢測(cè)系統(tǒng)的組成四、微機(jī)控制系統(tǒng)的選擇及接口設(shè)計(jì)微機(jī)控制系統(tǒng)的選擇及接口設(shè)計(jì) 目的：目的：了解控制系統(tǒng)在機(jī)電一體化系統(tǒng)的作用及常用的控制系統(tǒng)類型，掌握基本的設(shè)計(jì)方法，對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的分析等。 重點(diǎn)：重點(diǎn)：微機(jī)控制系統(tǒng)在機(jī)電一體化中的應(yīng)用。考慮接口的設(shè)計(jì)（主要是硬件）。學(xué)習(xí)了解Protel電路設(shè)計(jì)與制板軟件的使用。 難點(diǎn)：難點(diǎn)：程序語(yǔ)言設(shè)計(jì)和微機(jī)控制所學(xué)內(nèi)容在本章的靈活運(yùn)用。 技巧注意事項(xiàng)：技巧注意事項(xiàng)：復(fù)習(xí)控制工程、微機(jī)控制等相關(guān)內(nèi)容。第一節(jié)第一節(jié) 微機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般知識(shí)微機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般知識(shí) 一、微機(jī)部分的作用及機(jī)電一體化系統(tǒng)對(duì)其基本要求一、微機(jī)部分的作用及機(jī)

37、電一體化系統(tǒng)對(duì)其基本要求1.作用：作用： 將來(lái)自傳感器的檢測(cè)信息和外部輸入命令進(jìn)行處理，并按照一定的程序和節(jié)奏發(fā)出相應(yīng)的指令控制整個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)有目的地運(yùn)行。它在機(jī)電一體化系統(tǒng)中所處的位置見(jiàn)下圖。第九節(jié)第九節(jié) 數(shù)字顯示器及鍵盤的接口電路數(shù)字顯示器及鍵盤的接口電路 一、數(shù)字顯示器的結(jié)構(gòu)及其工作原理一、數(shù)字顯示器的結(jié)構(gòu)及其工作原理 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，常使用單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，常使用LED(發(fā)光二極管，發(fā)光二極管，Light Emitting Diode )、CRT（陰極射線管（陰極射線管Cathode Ray Tube）顯示器和）顯示器和LCD(液晶顯示器，液晶顯示器，Liquid Crystal

38、 Display )等作為顯示器件。其中等作為顯示器件。其中LED和和LCD成本低、配置靈活、與單片機(jī)接口方便，應(yīng)用廣泛。成本低、配置靈活、與單片機(jī)接口方便，應(yīng)用廣泛。 1、LED顯示器顯示器LED是由若干個(gè)發(fā)光二極管組成的。當(dāng)發(fā)光二極管導(dǎo)通是由若干個(gè)發(fā)光二極管組成的。當(dāng)發(fā)光二極管導(dǎo)通時(shí)，相應(yīng)的一個(gè)點(diǎn)或一個(gè)筆劃發(fā)亮?？刂撇煌M合的二極時(shí)，相應(yīng)的一個(gè)點(diǎn)或一個(gè)筆劃發(fā)亮?？刂撇煌M合的二極管導(dǎo)通，就能顯示出各種字符。這種管導(dǎo)通，就能顯示出各種字符。這種筆劃式的七段顯示器筆劃式的七段顯示器，能顯示的字符數(shù)量少，但控制簡(jiǎn)單、使用方便。能顯示的字符數(shù)量少，但控制簡(jiǎn)單、使用方便。 發(fā)光二極管的陽(yáng)極連在一起的

39、稱為發(fā)光二極管的陽(yáng)極連在一起的稱為共陽(yáng)極共陽(yáng)極顯示器，陰極顯示器，陰極連在一起的稱為連在一起的稱為共陰極共陰極顯示器。顯示器。共陽(yáng)極共陽(yáng)極共陰極共陰極通常的七段LED顯示塊中有八個(gè)發(fā)光二極管，故也稱之為八段顯示塊八段顯示塊。其中七個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成七筆字形七筆字形“8”。一個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成小數(shù)點(diǎn)小數(shù)點(diǎn)。七段顯示塊與單片機(jī)接口非常容易。只要將一個(gè)將一個(gè)8位并行輸出口與顯示塊的發(fā)光二位并行輸出口與顯示塊的發(fā)光二極管引腳相連極管引腳相連即可。8位并行輸出口輸出不同的字節(jié)數(shù)據(jù)即可獲得不同的數(shù)字或字符。通常將控制發(fā)光二極管的8位字節(jié)數(shù)據(jù)稱為段選碼段選碼。共陽(yáng)極與共陰極的段選碼互為補(bǔ)數(shù)，共陽(yáng)極與共陰極的段選

40、碼互為補(bǔ)數(shù)，二者之和為二者之和為FFH。 顯示器有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種方法：（1 1）. . 靜態(tài)顯示靜態(tài)顯示 就是當(dāng)顯示器顯示某一個(gè)字符時(shí)，相應(yīng)的發(fā)光就是當(dāng)顯示器顯示某一個(gè)字符時(shí)，相應(yīng)的發(fā)光二極管二極管恒定恒定地導(dǎo)通或截止。例如七段顯示器的地導(dǎo)通或截止。例如七段顯示器的a a、b b、c c、d d、e e、f f導(dǎo)通，導(dǎo)通，g g截止，顯示截止，顯示0 0。這種顯示方式每這種顯示方式每一位都需要一個(gè)一位都需要一個(gè)8 8位輸出口控制，位輸出口控制，三位顯示器的接三位顯示器的接口邏輯如下圖所示?？谶壿嬋缦聢D所示。靜態(tài)顯示的特點(diǎn)：靜態(tài)顯示的特點(diǎn)： 每一位都需要一個(gè)每一位都需要一個(gè)8位輸出口控制位輸出口

41、控制，用于顯示位數(shù)較少（僅一、二位）的場(chǎng)合； 較小的電流能得到較高的亮度，可以由8255的輸出口直接直接驅(qū)動(dòng)。 （2 2）. . 動(dòng)態(tài)顯示動(dòng)態(tài)顯示 動(dòng)態(tài)顯示就是動(dòng)態(tài)顯示就是一位一位地輪流點(diǎn)亮一位一位地輪流點(diǎn)亮各位顯示器各位顯示器( (掃描掃描) )。對(duì)于每對(duì)于每一位顯示器來(lái)說(shuō)，每隔一段時(shí)間點(diǎn)亮一次。顯示器的亮度既與導(dǎo)一位顯示器來(lái)說(shuō)，每隔一段時(shí)間點(diǎn)亮一次。顯示器的亮度既與導(dǎo)通電流有關(guān)，也和點(diǎn)亮?xí)r間與間隔時(shí)間的比例有關(guān)。調(diào)通電流有關(guān)，也和點(diǎn)亮?xí)r間與間隔時(shí)間的比例有關(guān)。調(diào)整電流和整電流和時(shí)間參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)亮度較高較穩(wěn)定的顯示時(shí)間參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)亮度較高較穩(wěn)定的顯示；若顯示器的位數(shù)不大；若顯示器的位數(shù)不大于

42、于8 8位，位，則控制顯示器公共極電位只需一個(gè)則控制顯示器公共極電位只需一個(gè)8 8位并行口位并行口( (稱為稱為掃描掃描口口或或位選口位選口 ) )?？刂聘魑伙@示器所顯示的字形也需一個(gè)共用的控制各位顯示器所顯示的字形也需一個(gè)共用的8 8位位口口( (稱為段數(shù)據(jù)口稱為段數(shù)據(jù)口) )。用于顯示位數(shù)稍多的場(chǎng)合，需編寫掃描程序。用于顯示位數(shù)稍多的場(chǎng)合，需編寫掃描程序。 一、光電隔離電路設(shè)計(jì)一、光電隔離電路設(shè)計(jì)為了防止強(qiáng)電干擾以及其他干擾信號(hào)通過(guò)為了防止強(qiáng)電干擾以及其他干擾信號(hào)通過(guò)I/OI/O控制電路進(jìn)入控制電路進(jìn)入計(jì)算機(jī)，影響其工作，通常的辦法是計(jì)算機(jī)，影響其工作，通常的辦法是首先采用首先采用濾波吸收

43、濾波吸收，抑抑制干擾信號(hào)的產(chǎn)生，然后采用制干擾信號(hào)的產(chǎn)生，然后采用光電隔離光電隔離的辦法，使微機(jī)與強(qiáng)的辦法，使微機(jī)與強(qiáng)電部件不共地，阻斷干擾信號(hào)的傳導(dǎo)電部件不共地，阻斷干擾信號(hào)的傳導(dǎo)。光電隔離電路主要由。光電隔離電路主要由光電耦合器的光電轉(zhuǎn)換元件組成，如下圖所示光電耦合器的光電轉(zhuǎn)換元件組成，如下圖所示. .光電隔離電路的主要作用：光電隔離電路的主要作用： （1）可將輸入與輸出端兩部分電路的地線分開(kāi)，可將輸入與輸出端兩部分電路的地線分開(kāi)，各自使用一套電源供電各自使用一套電源供電。這樣信息通過(guò)光電轉(zhuǎn)換，。這樣信息通過(guò)光電轉(zhuǎn)換，單向傳遞，又由于光電耦合器輸入與輸出端之間絕單向傳遞，又由于光電耦合器輸

44、入與輸出端之間絕緣電阻非常大緣電阻非常大(一般為一般為10111013)，寄生電容很小，寄生電容很小(一般為一般為0.52pF)，因此，因此，干擾信號(hào)很難從輸出端干擾信號(hào)很難從輸出端反饋到輸入端，從而起到隔離作用反饋到輸入端，從而起到隔離作用。 （2）可以進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換可以進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。如上圖。如上圖a所示電路，通所示電路，通過(guò)光電耦合器可以很方便地把微機(jī)的輸出信號(hào)變?yōu)檫^(guò)光電耦合器可以很方便地把微機(jī)的輸出信號(hào)變?yōu)?2V。 （3）提高驅(qū)動(dòng)能力提高驅(qū)動(dòng)能力。隔離驅(qū)動(dòng)用光電耦合器件，。隔離驅(qū)動(dòng)用光電耦合器件，如如達(dá)林頓晶體管輸出達(dá)林頓晶體管輸出和和晶閘管輸出型晶閘管輸出型光電耦合器件，光電耦合器件，不

45、但具有隔離功能，而且還具有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)負(fù)載能不但具有隔離功能，而且還具有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)負(fù)載能力。微機(jī)輸出信號(hào)通過(guò)這種光電耦合器件后，就能力。微機(jī)輸出信號(hào)通過(guò)這種光電耦合器件后，就能直接直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載。驅(qū)動(dòng)負(fù)載。4-1 4-1 試說(shuō)明試說(shuō)明CPUCPU、MCMC與與MCSMCS之關(guān)系。之關(guān)系。4-2 4-2 試說(shuō)明微型計(jì)算機(jī)的基本特點(diǎn)及選用要點(diǎn)試說(shuō)明微型計(jì)算機(jī)的基本特點(diǎn)及選用要點(diǎn). . 4-3 4-3 在設(shè)計(jì)微機(jī)控制系統(tǒng)中首先會(huì)遇到的問(wèn)題是什么？在設(shè)計(jì)微機(jī)控制系統(tǒng)中首先會(huì)遇到的問(wèn)題是什么？4-4 4-4 從控制的角度得出所選擇的微機(jī)應(yīng)能滿足哪些要求？從控制的角度得出所選擇的微機(jī)應(yīng)能滿足哪些要求？4-9

46、4-9 試說(shuō)明試說(shuō)明MCS51MCS51系列單片機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。系列單片機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。4-10 4-10 單片機(jī)具有哪些獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)？單片機(jī)具有哪些獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)？4-11 4-11 常用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的種類有哪些？常用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的種類有哪些？4-12 4-12 試說(shuō)明試說(shuō)明80318031單片機(jī)的輸入輸出及存儲(chǔ)器的擴(kuò)展方法。單片機(jī)的輸入輸出及存儲(chǔ)器的擴(kuò)展方法。4-13 4-13 試說(shuō)明七段試說(shuō)明七段LEDLED的組成原理。的組成原理。4-14 4-14 靜態(tài)顯示與動(dòng)態(tài)顯示的主要區(qū)別有哪些？靜態(tài)顯示與動(dòng)態(tài)顯示的主要區(qū)別有哪些？4-15 4-15 鍵盤鍵值如何確定。鍵盤鍵值如何確定。4-16 4-16 微機(jī)

47、應(yīng)用系統(tǒng)微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)I/OI/O控制可靠性設(shè)計(jì)分析方法是什么？控制可靠性設(shè)計(jì)分析方法是什么？4-17 4-17 試說(shuō)明光電耦合器的光電隔離原理。試說(shuō)明光電耦合器的光電隔離原理。 習(xí)題與思考題習(xí)題與思考題 五、執(zhí)行元件的選擇與設(shè)計(jì)執(zhí)行元件的選擇與設(shè)計(jì) 目的：目的：伺服系統(tǒng)的主要作用及其分類，學(xué)習(xí)步進(jìn)電機(jī)伺服裝置的基本原理和運(yùn)行特性、控制方法，了解直流伺服電機(jī)、交流伺服電機(jī)的特點(diǎn)。 重點(diǎn)：重點(diǎn)：開(kāi)環(huán)伺服系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)方法，包括步進(jìn)電機(jī)的選擇、傳動(dòng)比的分配、慣性匹配、力矩校核、剛度計(jì)算、定位誤差分析等。 難點(diǎn)：難點(diǎn)：清楚計(jì)算過(guò)程中每個(gè)公式的來(lái)龍去脈及其量綱。一、執(zhí)行元件的作用 1.作用：執(zhí)行元件主要

48、用來(lái)根據(jù)控制信息和指令，根據(jù)控制信息和指令，將來(lái)自電、液壓、氣壓等各種能源的能量轉(zhuǎn)換成旋將來(lái)自電、液壓、氣壓等各種能源的能量轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、直線運(yùn)動(dòng)等方式轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、直線運(yùn)動(dòng)等方式機(jī)械能機(jī)械能，并完成要求動(dòng)作，并完成要求動(dòng)作的的能量轉(zhuǎn)換裝置能量轉(zhuǎn)換裝置，它在機(jī)電一體化系統(tǒng)中所處的位置參見(jiàn)下圖。執(zhí)行元件的種類執(zhí)行元件的種類三、對(duì)執(zhí)行元件的基本要求（1）慣量小，動(dòng)力大。慣量小，動(dòng)力大。 表征執(zhí)行元件慣量的性能指標(biāo)：表征執(zhí)行元件慣量的性能指標(biāo)：m(直線運(yùn)動(dòng)）、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量直線運(yùn)動(dòng)）、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J（回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)）（回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)） 表征輸出動(dòng)力的性能指標(biāo)：推力表征輸出動(dòng)力的性能指標(biāo)：推力F、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)矩T、功率、功率P 對(duì)

49、直線運(yùn)動(dòng)：對(duì)直線運(yùn)動(dòng)：a=F/m；對(duì)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)：；對(duì)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)：P=T，=T/J。即加速。即加速度度a與角加速度與角加速度表征了執(zhí)行元件的加速性能。表征了執(zhí)行元件的加速性能。 比功率比功率：表征動(dòng)力大小的綜合指標(biāo)表征動(dòng)力大小的綜合指標(biāo)，包含功率、加速性能與，包含功率、加速性能與轉(zhuǎn)速三種因素，即比功率轉(zhuǎn)速三種因素，即比功率P /=T2/J（2）體積小，重量輕體積小，重量輕: :用功率密度或比功率密度來(lái)評(píng)價(jià)用功率密度或比功率密度來(lái)評(píng)價(jià) 功率密度功率密度P/G；比功率密度；比功率密度(T2/J)/G，其中其中G為執(zhí)行元為執(zhí)行元件重量。件重量。（3）安裝方便、便于維修維護(hù)。安裝方便、便于維修維護(hù)。 最好不

50、要維修，無(wú)刷DC及AC伺服電機(jī)走向無(wú)維修（4）易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制：主流是電氣式主流是電氣式。其次是液壓式和氣。其次是液壓式和氣壓式壓式( (在驅(qū)動(dòng)接口中需要增加電在驅(qū)動(dòng)接口中需要增加電- -液或電液或電- -氣變換環(huán)節(jié)氣變換環(huán)節(jié)) )。內(nèi)燃。內(nèi)燃機(jī)定位運(yùn)動(dòng)的微機(jī)控制較難，故通常僅被用于交通運(yùn)輸機(jī)械。機(jī)定位運(yùn)動(dòng)的微機(jī)控制較難，故通常僅被用于交通運(yùn)輸機(jī)械。 二、伺服系統(tǒng)的基本組成二、伺服系統(tǒng)的基本組成 由以下由以下4 4部分組成：部分組成： 控制器；控制器； 功率驅(qū)動(dòng)裝置；功率驅(qū)動(dòng)裝置； 檢測(cè)反饋裝置；檢測(cè)反饋裝置； 伺服電機(jī)伺服電機(jī)(M).(M). 例：數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)例：數(shù)控

51、機(jī)床伺服系統(tǒng)(3)(3)半閉環(huán)與閉環(huán)伺服系統(tǒng)區(qū)別半閉環(huán)與閉環(huán)伺服系統(tǒng)區(qū)別半閉環(huán)位置檢測(cè)半閉環(huán)位置檢測(cè) 裝置安裝位置：裝置安裝位置：注意注意: :半閉環(huán)位置檢測(cè)半閉環(huán)位置檢測(cè)裝置安裝位置裝置安裝位置在滾在滾珠絲杠或電機(jī)軸上珠絲杠或電機(jī)軸上, ,而不是工作臺(tái)上而不是工作臺(tái)上. .半開(kāi)環(huán)系統(tǒng)半開(kāi)環(huán)系統(tǒng)(3)(3)半閉環(huán)與閉環(huán)伺服系統(tǒng)區(qū)別半閉環(huán)與閉環(huán)伺服系統(tǒng)區(qū)別 精度較低精度較低 傳動(dòng)鏈有一部分在位置閉環(huán)以外，其傳動(dòng)誤傳動(dòng)鏈有一部分在位置閉環(huán)以外，其傳動(dòng)誤差沒(méi)有得到系統(tǒng)的補(bǔ)償，因而半閉環(huán)伺服系統(tǒng)的差沒(méi)有得到系統(tǒng)的補(bǔ)償，因而半閉環(huán)伺服系統(tǒng)的精度低于閉環(huán)系統(tǒng)精度低于閉環(huán)系統(tǒng). . 調(diào)整比較容易調(diào)整比較容易

52、(4)(4)半閉環(huán)和閉環(huán)伺服系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)合半閉環(huán)和閉環(huán)伺服系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)合 注意注意: : 半閉環(huán)系統(tǒng)應(yīng)用較多半閉環(huán)系統(tǒng)應(yīng)用較多, ,閉環(huán)系統(tǒng)一般只用在精閉環(huán)系統(tǒng)一般只用在精度要求較高的大型數(shù)控機(jī)床上度要求較高的大型數(shù)控機(jī)床上. .圖圖6-3 伺服電動(dòng)機(jī)控制方式的基本形式伺服電動(dòng)機(jī)控制方式的基本形式第四節(jié)第四節(jié) 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng)一、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)與種類一、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)與種類 1. 1. 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn) 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)又稱步進(jìn)電動(dòng)機(jī)又稱脈沖電動(dòng)機(jī)脈沖電動(dòng)機(jī)。它是將。它是將電脈沖信號(hào)電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成換成機(jī)械角位移機(jī)械角位移的執(zhí)行元件。的執(zhí)行元件。 輸入一個(gè)電脈沖

53、就轉(zhuǎn)動(dòng)一步，即每當(dāng)電動(dòng)機(jī)繞組接輸入一個(gè)電脈沖就轉(zhuǎn)動(dòng)一步，即每當(dāng)電動(dòng)機(jī)繞組接受一個(gè)電脈沖，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)相應(yīng)的步距角。受一個(gè)電脈沖，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)相應(yīng)的步距角。轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子角位移的大小及轉(zhuǎn)速分別與輸入的電脈沖數(shù)及頻子角位移的大小及轉(zhuǎn)速分別與輸入的電脈沖數(shù)及頻率成正比，并在時(shí)間上與輸入脈沖同步率成正比，并在時(shí)間上與輸入脈沖同步。 只要只要控制輸入電脈沖的數(shù)量、頻率以及電動(dòng)機(jī)繞組控制輸入電脈沖的數(shù)量、頻率以及電動(dòng)機(jī)繞組通電相序即可獲得所需的轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向通電相序即可獲得所需的轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向，很容，很容易用微機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制。易用微機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制。一、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)與種類一、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)與種類步進(jìn)電

54、動(dòng)機(jī)具有以下特點(diǎn)：步進(jìn)電動(dòng)機(jī)具有以下特點(diǎn)：步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)不易受各種干擾因素的影響工作狀態(tài)不易受各種干擾因素的影響( (如電如電源電壓的波動(dòng)、電流的大小與波形的變化、溫度等源電壓的波動(dòng)、電流的大小與波形的變化、溫度等) )的影響，的影響，只要在它們的大小未引起步進(jìn)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生只要在它們的大小未引起步進(jìn)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生“丟步丟步”現(xiàn)象之前，現(xiàn)象之前，就不影響其正常工作；就不影響其正常工作；步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距角有誤差，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)一定步數(shù)以后也會(huì)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距角有誤差，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)一定步數(shù)以后也會(huì)出現(xiàn)累積誤差，出現(xiàn)累積誤差，但轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)一轉(zhuǎn)以后，其累積誤差變?yōu)榈D(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)一轉(zhuǎn)以后，其累積誤差變?yōu)椤傲懔恪?，因此不?huì)長(zhǎng)期積累，因此不會(huì)長(zhǎng)期積累；控制性能好控制性能好, ,在起動(dòng)、停止、反轉(zhuǎn)時(shí)不易在起動(dòng)、停止、反轉(zhuǎn)時(shí)不易“丟步丟步”。不需要傳感器進(jìn)行反饋，可以進(jìn)行開(kāi)環(huán)控制；不需要傳感器進(jìn)行反饋，可以進(jìn)行開(kāi)環(huán)控制；缺點(diǎn)是能量效率較低。缺點(diǎn)是能量效率較低。 因此，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)被廣泛應(yīng)用于因此，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)被廣泛應(yīng)用于開(kāi)環(huán)開(kāi)環(huán)控制的機(jī)電一體化控制的機(jī)電一體化系統(tǒng)，使系統(tǒng)簡(jiǎn)化，并可靠地獲得較高的位置精度。系統(tǒng)，使系統(tǒng)簡(jiǎn)化，并可靠地獲得較高的位置精度。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與DC和和AC伺服電動(dòng)機(jī)相比其轉(zhuǎn)矩、效率、精度、高伺服電動(dòng)機(jī)相比