機(jī)電技術(shù)概論（第2版）題庫章節(jié)練習(xí)題及答案

機(jī)電技術(shù)概論（第2版）題庫章節(jié)練習(xí)題及答案

第1章機(jī)電技術(shù)概述

1.1機(jī)電技術(shù)的基本概念

什么是機(jī)電技術(shù)？

1.2機(jī)電一體化設(shè)備的構(gòu)成與主要特點(diǎn)

1.機(jī)電一體化系統(tǒng)包括哪些部分？

2.什么是機(jī)械本體？機(jī)械本體的作用是什么？有什么特點(diǎn)？

3.什么是動(dòng)力單元？動(dòng)力單元的作用是什么？

4.什么是傳感檢測(cè)單元？傳感檢測(cè)單元的作用是什么？有什么特點(diǎn)？

5.什么是執(zhí)行單元？執(zhí)行單元的作用是什么？有什么特點(diǎn)？

6.什么是控制單元？控制單元的作用是什么？

7.什么是驅(qū)動(dòng)單元？驅(qū)動(dòng)單元的作用是什么？有什么特點(diǎn)？

1.3典型機(jī)電一體化產(chǎn)品簡(jiǎn)介

1.簡(jiǎn)述工業(yè)機(jī)器人的系統(tǒng)構(gòu)成。

1.4機(jī)電產(chǎn)品的主要技術(shù)與要求

1.機(jī)電一體化共性關(guān)鍵技術(shù)主要有哪些？

2.檢測(cè)傳感技術(shù)是什么？機(jī)電一體化對(duì)檢測(cè)傳感技術(shù)有哪些要求？

3.信息處理技術(shù)是什么？計(jì)算機(jī)技術(shù)與信息處理技術(shù)有什么關(guān)系？

4.自動(dòng)控制技術(shù)有哪些？

5.常見的伺服驅(qū)動(dòng)裝置有哪些？伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)對(duì)機(jī)電一體化有什么影響？

6.什么是機(jī)械技術(shù)？機(jī)電一體化對(duì)機(jī)械技術(shù)有哪些要求？

7.什么是系統(tǒng)總體技術(shù)？

8.簡(jiǎn)述機(jī)電一體化中可靠性技術(shù)重要性。

1.5機(jī)電技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和展望

1.機(jī)電一體化的主要發(fā)展方向有哪些？

2.什么是智能化？

3.什么是微型化？微型化有哪些優(yōu)點(diǎn)？

4.什么是機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化？有哪些優(yōu)點(diǎn)？

5.系統(tǒng)化的表現(xiàn)有哪些？

6.簡(jiǎn)述機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)。

第2章機(jī)電產(chǎn)品的主要制造技術(shù)簡(jiǎn)介

2.1機(jī)械裝調(diào)技術(shù)

1.簡(jiǎn)述裝配的概念。

2.機(jī)電設(shè)備的生產(chǎn)類型有哪些種類？

3.簡(jiǎn)述機(jī)電設(shè)備裝配的工藝過程。

4.簡(jiǎn)述裝配順序的安排原則。

5.簡(jiǎn)述裝配時(shí)零件連接的種類。

6.十字螺絲刀有哪些優(yōu)點(diǎn)？

7.什么是梅花扳手？梅花扳手適用于什么場(chǎng)合？

8.常用的氣動(dòng)工具有哪些？

9.什么是螺紋連接？螺紋連接有哪些優(yōu)點(diǎn)？有哪些類型？

10.什么是鍵連接？鍵連接有哪些優(yōu)點(diǎn)？

11.銷連接的作用有哪些？

12.簡(jiǎn)述管道連接的技術(shù)要求。

13.簡(jiǎn)述圓柱面過盈連接的技術(shù)要求。

14.軸承是什么？可分為幾類？

15.簡(jiǎn)述影響主軸部件旋轉(zhuǎn)精度的因素。

2.2傳感檢測(cè)技術(shù)

1.什么是傳感器？

2.傳感器由哪些部分組成？

3.傳感器有哪些分類方法？

4.傳感器的主要靜態(tài)性能指標(biāo)有哪些？

5.常見的傳感器有哪些？

6.簡(jiǎn)述接近開關(guān)的特點(diǎn)。

7.機(jī)電一體化系統(tǒng)中傳感器的基本要求有哪些？

8.接近開關(guān)常用于那些場(chǎng)合？

2.3機(jī)電一體化接口技術(shù)

1.什么是接口？什么是"接口技術(shù)"？

2.簡(jiǎn)述接口的功能。

3.接口有哪些類型？

4.模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)的主要性能參數(shù)有哪些？

5.A/D轉(zhuǎn)換器的工作原理實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換的方法有哪些?

6.A/D轉(zhuǎn)換器有哪些類型？

7.DAC0832數(shù)/模轉(zhuǎn)換器的主要特性有哪些？

2.4機(jī)電產(chǎn)品的常用控制技術(shù)

1.單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要包括哪些內(nèi)容？

2.單片機(jī)控制系統(tǒng)中控制算法有哪些？

3.單片機(jī)核心系統(tǒng)由哪些部分組成？

4.簡(jiǎn)述單片機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)用軟件的開發(fā)步驟。

5.如何進(jìn)行硬件調(diào)試？

6.簡(jiǎn)述PLC的定義。

7.PLC控制系統(tǒng)的硬件由哪些部分組成？

8.什么是CPU模塊？CPU模塊的作用是什么？

9.什么是工控機(jī)？主要應(yīng)用在哪些領(lǐng)域？

10.工控機(jī)的主要類別有哪些？

11.工業(yè)PC有哪些特點(diǎn)？

12.工控軟件系統(tǒng)有哪些特性？

13工控機(jī)與普通計(jì)算機(jī)相比必須具有哪些特點(diǎn)？

14.工控機(jī)的主板應(yīng)如何維護(hù)？

2.5機(jī)電產(chǎn)品的典型執(zhí)行裝置簡(jiǎn)介

1.什么是執(zhí)行裝置？

2.簡(jiǎn)述三相異步電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)和用途。

3.簡(jiǎn)述三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理。

4.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)有哪些類型？

5.簡(jiǎn)述步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)。

6.使用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)應(yīng)注意哪些問題？

7.伺服系統(tǒng)由哪些部分組成？

8.伺服系統(tǒng)有哪些類型？

9.簡(jiǎn)述直流伺服電動(dòng)機(jī)的基本特性。

10.直流伺服電動(dòng)機(jī)調(diào)整系統(tǒng)由哪些部分組成？

11.交流同步伺服電動(dòng)機(jī)的主要類型有哪些？

12.交流伺服電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)有哪些？

13.液壓傳動(dòng)技術(shù)應(yīng)用在哪些領(lǐng)域？

14.液壓系統(tǒng)由哪些部分組成？

15.簡(jiǎn)述液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)。

16.簡(jiǎn)述氣動(dòng)控制裝置的特點(diǎn)。

17.氣動(dòng)系統(tǒng)由哪些部分組成？

18.皮帶傳動(dòng)有哪些特點(diǎn)？

19.齒輪傳動(dòng)有哪些特點(diǎn)？

20.鏈傳動(dòng)有哪些特點(diǎn)？

21.蝸輪蝸桿傳動(dòng)有哪些特點(diǎn)？

22.螺旋傳動(dòng)有哪些類型？

第3章機(jī)電產(chǎn)品與系統(tǒng)的應(yīng)用與維護(hù)筒介

3.1工業(yè)機(jī)器人及應(yīng)用

1.工業(yè)機(jī)器人具有哪些重要特性？

2.工業(yè)機(jī)器人由哪些部分組成？

3.按操作機(jī)坐標(biāo)形式，工業(yè)機(jī)器人可分為哪些類型？

4.按控制方式，工業(yè)機(jī)器人可分為哪些類型？

5.按驅(qū)動(dòng)方式，工業(yè)機(jī)器人可分為哪些類型？

6.簡(jiǎn)述工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的特點(diǎn)。

7.對(duì)工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的基本要求有哪些？

8.工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)有哪些分類？

9.工業(yè)機(jī)器人有哪些特點(diǎn)？

3.2數(shù)控機(jī)床簡(jiǎn)介

1.數(shù)控機(jī)床由哪些部分組成？

2.數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)有哪些？

3.數(shù)控機(jī)床的適用范圍有哪些？

4.按工藝用途，數(shù)控機(jī)床可分為哪些類型？

5.按機(jī)床運(yùn)動(dòng)的控制軌跡，數(shù)控機(jī)床可分為哪些類型？

6.按伺服系統(tǒng)的控制方式，數(shù)控機(jī)床可分為哪些類型？

7.按數(shù)控系統(tǒng)功能水平，數(shù)控機(jī)床可分為哪些類型？

8.簡(jiǎn)述數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。

3.3自動(dòng)化生產(chǎn)線簡(jiǎn)介

1.簡(jiǎn)述自動(dòng)化生產(chǎn)線的概念。

2.自動(dòng)化生產(chǎn)線的優(yōu)點(diǎn)有哪些?

3.簡(jiǎn)述自動(dòng)化生產(chǎn)線的應(yīng)用范圍。

4.自動(dòng)化生產(chǎn)線由哪些部分組成？

5.自動(dòng)化生產(chǎn)線有哪些類型？

6.簡(jiǎn)述自動(dòng)化生產(chǎn)線的發(fā)展趨勢(shì)。

第4章機(jī)電技術(shù)應(yīng)用的職業(yè)面向與職業(yè)發(fā)展

4.1機(jī)電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)的特點(diǎn)

1.簡(jiǎn)述機(jī)電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)的特點(diǎn)。

2.機(jī)電技術(shù)應(yīng)用應(yīng)具備哪些職業(yè)能力？

4.2機(jī)電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)的主要職業(yè)面向

1.機(jī)電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)主要就業(yè)崗位和次要就業(yè)崗位有哪些？

2.簡(jiǎn)述設(shè)備維修工崗位責(zé)任制的內(nèi)容。

3.簡(jiǎn)述機(jī)電維修工崗位責(zé)任制。

4.機(jī)電產(chǎn)品市場(chǎng)營銷崗位基本素質(zhì)及普適性能力有哪些要求？

5.機(jī)電產(chǎn)品的售后服務(wù)與技術(shù)支持的任職要求有哪些？

參考答案

第1章機(jī)電技術(shù)概述

1.1機(jī)電技術(shù)的基本概念

機(jī)電技術(shù)是將機(jī)械技術(shù)、電工電子技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、傳感器技術(shù)、接口技

術(shù)、信號(hào)變換技術(shù)等多種技術(shù)進(jìn)行有機(jī)地結(jié)合，并綜合應(yīng)用到實(shí)際中去的綜合技術(shù)。

1.2機(jī)電一體化設(shè)備的構(gòu)成與主要特點(diǎn)

1.一個(gè)較完善的機(jī)電一體化系統(tǒng)應(yīng)包括以下幾個(gè)基本組成部分：機(jī)械本體、動(dòng)力單元、

傳感檢測(cè)單元、執(zhí)行單元、驅(qū)動(dòng)單元、控制及信息處理單元。

2.機(jī)械本體是能夠?qū)崿F(xiàn)某種運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，包括機(jī)架、機(jī)械連接、機(jī)械傳動(dòng)等。所有的機(jī)

電一體化系統(tǒng)都有機(jī)械本體，它是機(jī)電一體化系統(tǒng)的基礎(chǔ)，起著支撐系統(tǒng)中其他功能單元、

傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的作用。機(jī)電一體化系統(tǒng)性能要求提高、功能得到增強(qiáng)，這就要求機(jī)械本體

在機(jī)械結(jié)構(gòu)、材料、加工工藝性以及幾何尺寸等方面能夠與之相適應(yīng)，具有高效、多功能、

可靠、節(jié)能、小型、輕量、美觀等特點(diǎn)。

3.動(dòng)力單元主要是為執(zhí)行機(jī)構(gòu)提供能量。它是機(jī)電--體化產(chǎn)品的能量供應(yīng)部分，其作用

就是按照系統(tǒng)控制要求向機(jī)器系統(tǒng)提供能量和動(dòng)力，使系統(tǒng)正常運(yùn)行。提供的能量類型包括

電能、氣壓能和液壓能。

4.傳感檢測(cè)單元包括各種傳感器組成的信號(hào)檢測(cè)電路，其作用就是監(jiān)測(cè)系統(tǒng)工作過程中

本身和外界環(huán)境有關(guān)的參量的變化，并將檢測(cè)信息傳遞給電子控制單元，電子控制單元根據(jù)

檢測(cè)到的信息向執(zhí)行器發(fā)出相應(yīng)的控制指令。機(jī)電一體化系統(tǒng)要求傳感器及其信號(hào)檢測(cè)電路

的精度、靈敏度、響應(yīng)速度和信噪比高，而且需要設(shè)備漂移小，穩(wěn)定性、可靠性好；不易受

被測(cè)對(duì)象特征（如電阻、磁導(dǎo)率等）的影響；對(duì)抗惡劣環(huán)境的能力強(qiáng)；體積小、質(zhì)量小、對(duì)

整機(jī)的適應(yīng)性好；受外部環(huán)境干擾的影響??；操作性能好，便于現(xiàn)場(chǎng)維修；價(jià)格低廉。

5.執(zhí)行單元是驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，作用是根據(jù)電子控制單元的指令來驅(qū)動(dòng)機(jī)械部

件的運(yùn)動(dòng)。執(zhí)行器是運(yùn)動(dòng)部件，通常采用電力電子執(zhí)行裝置、氣動(dòng)執(zhí)行裝置和液壓執(zhí)行裝置

幾種方式。機(jī)電一體化系統(tǒng)對(duì)執(zhí)行器的要求一方面要響應(yīng)速度快、效率高;另一方面對(duì)溫度、

油、塵埃等外部環(huán)境的適應(yīng)性好、可靠性高。電力電子執(zhí)行裝置可實(shí)現(xiàn)高速、高精度控制：

氣動(dòng)執(zhí)行裝置適用于對(duì)較輕的物體進(jìn)行推拉等簡(jiǎn)單操作；液壓執(zhí)行裝置適用于實(shí)現(xiàn)大功率驅(qū)

動(dòng)。

6.控制單元是運(yùn)動(dòng)控制的計(jì)算和判斷部分。控制技術(shù)主要是軟件方面的技術(shù)，研究如何

根據(jù)傳感器信號(hào)使執(zhí)行裝置和機(jī)械裝置能很好的運(yùn)動(dòng)，并編制出能夠?qū)崿F(xiàn)這種目標(biāo)的計(jì)算機(jī)

程序的技術(shù)。其作用是將來自各傳感器的檢測(cè)信號(hào)和外部輸入命令進(jìn)行集中、存儲(chǔ)、計(jì)算、

分析，根據(jù)信息處理的結(jié)果，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)系統(tǒng)有目的

地運(yùn)行。

7.驅(qū)動(dòng)單元的功能是在控制信息作用下，驅(qū)動(dòng)各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成各種動(dòng)作和功能。機(jī)電

一體化技術(shù)一方面要求驅(qū)動(dòng)單元具有高頻率和快速響應(yīng)等特性，同時(shí)又要求其對(duì)水、油、溫

度、塵埃等外部環(huán)境具有適應(yīng)性和可靠性；另一方面由于受幾何上動(dòng)作范圍狹窄等限制，還

需考慮維修方便，并且盡可能實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。隨著電力電子技術(shù)的高度發(fā)展，高性能步進(jìn)電動(dòng)

機(jī)、直流和交流伺服電動(dòng)機(jī)將大量應(yīng)用于機(jī)電一體化系統(tǒng)。

1.3典型機(jī)電一體化產(chǎn)品簡(jiǎn)介

1.(1)能源：驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的電源和驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)、氣動(dòng)系統(tǒng)的液壓源和氣壓源。

(2)機(jī)械裝置：機(jī)器人的手指、手臂、手臂的連接部分和機(jī)座等能夠讓機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的

機(jī)械結(jié)構(gòu)。

(3)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：驅(qū)動(dòng)機(jī)座上的機(jī)體、手臂、手指等運(yùn)動(dòng)的電磁鐵和電動(dòng)機(jī)等。

(4)傳感器：檢測(cè)旋轉(zhuǎn)編碼器和測(cè)速發(fā)電機(jī)等的旋轉(zhuǎn)角度和旋轉(zhuǎn)角速度。

(5)控制機(jī)構(gòu)：根據(jù)來自旋轉(zhuǎn)編碼器或測(cè)速發(fā)電機(jī)的信號(hào)，判斷機(jī)器人當(dāng)前的狀態(tài)，

并計(jì)算和判斷要達(dá)到所希望的狀態(tài)應(yīng)該如何操作。

1.4機(jī)電產(chǎn)品的主要技術(shù)與要求

1.機(jī)電一體化共性關(guān)鍵技術(shù)主要有檢測(cè)傳感技術(shù)、信息處理技術(shù)、控制技術(shù)、伺服驅(qū)動(dòng)

技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、可靠性與抗干擾技術(shù)、系統(tǒng)總體技術(shù)。

2.檢測(cè)傳感技術(shù)是指與傳感器及其信號(hào)檢測(cè)裝置相關(guān)的技術(shù)。在機(jī)電一體化產(chǎn)品中，傳

感器就像人體的感覺器官，將各種內(nèi)、外部信息通過相應(yīng)的信號(hào)檢測(cè)裝置感知并反饋給控制

及信息處理裝置，因此檢測(cè)與傳感是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。機(jī)電一體化要求傳感器能快

速、精確地獲取信息并經(jīng)受各種嚴(yán)酷環(huán)境的考驗(yàn)。

3.信息處理技術(shù)包括信息的交換、存取、運(yùn)算、判斷和決策等，實(shí)現(xiàn)信息處理的主要工

具是計(jì)算機(jī)，因此計(jì)算機(jī)技術(shù)與信息處理技術(shù)密切相關(guān)。在機(jī)電一體化產(chǎn)品中，計(jì)算機(jī)與信

息處理裝置指揮整個(gè)產(chǎn)品的運(yùn)行，信息處理是否正確、及時(shí)，直接影響產(chǎn)品工作的質(zhì)量和效

率。因此，計(jì)算機(jī)應(yīng)用及信息處理技術(shù)已成為促進(jìn)機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品發(fā)展的最活躍的因

素。人工智能、專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等都屬于計(jì)算機(jī)與信息處理技術(shù)。

4.自動(dòng)控制技術(shù)范圍很廣，包括自動(dòng)控制理論、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)仿真、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試、

可靠運(yùn)行等。

5.常見的伺服驅(qū)動(dòng)裝置有電液電動(dòng)機(jī)、脈沖液壓缸、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、直流伺服電動(dòng)機(jī)和交

流伺服電動(dòng)機(jī)。伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)是直接執(zhí)行操作的技術(shù)，對(duì)機(jī)電一體化產(chǎn)品的動(dòng)態(tài)性能、穩(wěn)態(tài)

精度、控制質(zhì)量等具有決定性的影響。

6.機(jī)械技術(shù)是機(jī)電一體化的基礎(chǔ)。機(jī)電一體化產(chǎn)品中的主功能和構(gòu)造功能往往是以機(jī)械

技術(shù)為主實(shí)現(xiàn)的。在機(jī)械與電子相互結(jié)合的實(shí)踐中，機(jī)電一體化產(chǎn)品不斷對(duì)機(jī)械技術(shù)提出更

高的要求，使現(xiàn)代機(jī)械技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)機(jī)械技術(shù)而發(fā)生了很大變化。新機(jī)構(gòu)、新原理、新材

料、新工藝等不斷出現(xiàn)，現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法不斷發(fā)展和完善，以滿足機(jī)電一體化產(chǎn)品對(duì)減小質(zhì)量、

縮小體積、提高精度和剛度、改善性能等多方面的要求。

7.系統(tǒng)總體技術(shù)是一種從整體目標(biāo)出發(fā)，用系統(tǒng)工程的觀點(diǎn)和方法，將系統(tǒng)總體分解成

有機(jī)聯(lián)系的若干功能單元，并以功能單元為子系統(tǒng)繼續(xù)分解，直至找到可實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方案,

然后把功能和技術(shù)方案組合成方案組進(jìn)行分析、評(píng)價(jià)和優(yōu)選的綜合應(yīng)用技術(shù)。

8.可靠性是系統(tǒng)和產(chǎn)品的重要屬性之一，是考慮到時(shí)間因素的產(chǎn)品質(zhì)量，對(duì)于提高系統(tǒng)

的有效性、降低壽命期費(fèi)用和防止產(chǎn)品發(fā)生故障具有重要意義?？煽啃愿?，意味著故障少、

壽命長(zhǎng)、維修費(fèi)用低；可靠性低，意味著故障多、壽命短、維修費(fèi)用高。

1.5機(jī)電技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和展望

1.機(jī)電一體化的主要發(fā)展方向有智能化，模塊化，網(wǎng)絡(luò)化，微型化，綠色化和系統(tǒng)化。

2.智能化是對(duì)機(jī)器行為的描述，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算

機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動(dòng)力學(xué)等新思想、新方法，模擬人類智能，使它

具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標(biāo)。

3.微型化興起于20世紀(jì)8。年代末，指的是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的

趨勢(shì)。國外稱其為微電子機(jī)械系統(tǒng)（MEMS）,泛指幾何尺寸不超過1cm3的機(jī)電一體

化產(chǎn)品，并向微米、納米級(jí)發(fā)展。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運(yùn)動(dòng)靈活，在生物醫(yī)

療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。

4.機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢后能回收利用。

綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類健康

的要求，對(duì)生態(tài)環(huán)境無害或危害極小，資源利用率極高。設(shè)計(jì)綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品，具有

遠(yuǎn)大的發(fā)展前途。

5.系統(tǒng)化的表現(xiàn)之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)；表現(xiàn)之

二是通信功能的大大加強(qiáng)。

6.在性能上向高精度、高效率、高性能、智能化方向發(fā)展；在功能上向小型化、輕型化、

多功能方向發(fā)展；在層次上向系統(tǒng)化、復(fù)合集成化的方向發(fā)展。

第2章機(jī)電產(chǎn)品的主要制造技術(shù)簡(jiǎn)介

2.1機(jī)械裝調(diào)技術(shù)

1.機(jī)械產(chǎn)品是由許多零部件組成的，按照規(guī)定的技術(shù)要求，將若干個(gè)零件組裝成部件或

將若干個(gè)零件和部件組裝成產(chǎn)品的過程，叫作裝配。

2.生產(chǎn)類型一般可分為三類：?jiǎn)渭a(chǎn)、成批生產(chǎn)和大量生產(chǎn).

3.(1)研究和熟悉產(chǎn)品裝配圖及有關(guān)的技術(shù)資料，了解產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、各零件的作用、

相互關(guān)系及連接方法。

(2)確定裝配方法。

(3)劃分裝配單元，確定裝配順序。

(4)選擇準(zhǔn)備裝配時(shí)所需的工具、量具和輔具等。

(5)確定裝配工藝卡片。

(6)采取安全措施。

4.裝配過程中應(yīng)遵循先選裝配基準(zhǔn)、先下后上、先內(nèi)后外、先難后易、先重后輕、先精

密后一般的基本原則。

5.裝配時(shí)零件連接的種類按照其連接方式的不同可分為固定連接和活動(dòng)連接兩種。固定

連接有可拆的連接，如螺紋、鍵、銷等；不可拆的連接如卸接、焊接、壓合、膠合、擴(kuò)壓等。

活動(dòng)連接也有可拆和不可拆兩種。

6.十字頭比一字頭出現(xiàn)得晚，但十字可以縮短槽口的長(zhǎng)度，提高槽口抵抗破壞的能力，

和一字槽相比，承受同樣的扭力但槽口的長(zhǎng)度卻短了一半,抵抗破壞的能力也大大地加強(qiáng)了，

所以現(xiàn)在新的機(jī)器大都采用十字螺絲刀，其應(yīng)用非常廣泛。

7.梅花扳手兩端具有帶六角孔或十二角孔的工作端，可以用來擰外六角的螺栓或螺母，

適用于工作空間狹小，不能使用普通扳手的場(chǎng)合。

8.常用的氣動(dòng)工具有氣鉆、氣動(dòng)螺絲刀、氣砂輪、氣動(dòng)扳機(jī)、氣動(dòng)截?cái)鄼C(jī)、氣動(dòng)攻絲機(jī)、

氣動(dòng)鉀釘機(jī)、氣動(dòng)射釘槍等。

9.螺紋連接是一種可拆的固定連接。螺紋連接具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，連接可靠，裝拆方便、迅

速，裝拆時(shí)不易損壞機(jī)件等優(yōu)點(diǎn)，因而在機(jī)械固定連接中應(yīng)用極為廣泛。螺紋連接的類型有

螺栓連接、雙頭螺柱連接、螺釘連接、緊定螺釘連接。

10.鍵連接是用鍵將軸與軸上零件連接在一起，用以傳遞扭矩的一種連接方法。鍵連接

具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、裝拆方便等優(yōu)點(diǎn)。

11.(1)定位作用。

(2)起連接作用。

(3)起保險(xiǎn)作用。

12.(1)管道的選擇應(yīng)該根據(jù)壓力和使用場(chǎng)所的不同來進(jìn)行。要保證有足夠的強(qiáng)度、內(nèi)

壁光滑、清潔、無砂眼、無銹蝕、無氧化皮等缺陷。

(2)對(duì)有腐蝕的管道，在配管作業(yè)時(shí)要進(jìn)行酸洗、中和、清洗、干燥、涂油、試壓等

工作，直到合格才能使用。

(3)管子切斷時(shí)，斷面要與軸線垂直。

(4)管子彎曲時(shí)，不能把管子壓扁。

(5)管道每隔一定的長(zhǎng)度要有支撐，用管夾頭牢固固定，以防振動(dòng)。

(6)管道在安裝時(shí)，應(yīng)保證壓力損失最小。

(7)在管路的最高部分應(yīng)裝設(shè)排氣裝置。

(8)管道中，任何一段管道或者元件都能單獨(dú)拆裝，且不影響其他元件，便于修理。

(9)安裝好管道后，應(yīng)再拆下來，經(jīng)過清洗干燥、涂油及試壓，再進(jìn)行二次安裝，以

免污物進(jìn)入管道。

13.(1)裝配后最小實(shí)際過盈量，要能保證兩個(gè)零件相互之間的準(zhǔn)確位置和一定的緊密

度。

(2)裝配后最大的實(shí)際過盈量要保證不會(huì)使零件遭到損傷，甚至破裂。

(3)為了便于裝配，包容件的孔端和被包容件的進(jìn)端要適當(dāng)?shù)菇?5°?10°

14.用來支承軸或軸上的旋轉(zhuǎn)零件的部件稱為軸承。軸承分為如下幾類：

(1)按摩擦性質(zhì)分：①滑動(dòng)軸承：②滾動(dòng)軸承(按摩擦性質(zhì)分)。

(2)按受力方向不同分：①徑向軸承一一承受徑向力；②推力軸承一一承受軸向力(按

受力方向不同分)。

15.(1)影響主軸徑向圓跳動(dòng)的因素。

①主軸本身的精度(如主軸軸頸同軸度、錐度以及圓度等)。

②軸承本身的精度(主要是指軸承內(nèi)滾道表面的圓度)。

③主軸箱殼體前后軸承孔的同軸度、錐度與圓度。

(2)影響主軸軸向竄動(dòng)的因素。

①主軸軸頸肩后面的垂直度與徑向圓跳動(dòng)。

②緊固軸承的螺母、襯套、墊圈等端面圓跳動(dòng)和平行度。

③軸承本身的端面圓跳動(dòng)和軸向竄動(dòng)。

④主軸箱殼體孔的端面圓跳動(dòng)。

(3)影響主軸部件旋轉(zhuǎn)均勻性和平穩(wěn)性的因素。

①主軸及軸上傳動(dòng)零件(如齒輪、帶輪等)精度和裝配質(zhì)量。

②外界振源(如電動(dòng)機(jī)、鍛錘等)引起主軸振動(dòng)。

2.2傳感檢測(cè)技術(shù)

1.傳感器也稱變換器，是將非電量(物理量、化學(xué)量等)等按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成便于測(cè)量、

傳輸和控制的電量或另一種非電量的元器件或裝置。

2.傳感器由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、信號(hào)調(diào)理與轉(zhuǎn)換電路組成。

3.(1)按被測(cè)物理量分類的傳感器包括位移傳感器、速度傳感器、負(fù)荷傳感器、力傳

感器、流量傳感器、溫度傳感器等。

(2)按工作原理分類的傳感器包括電阻式傳感器、電感式傳感器、電容式傳感器、磁

電式傳感器、壓電式傳感器、霍爾傳感器、超聲波傳感器等。

(3)按能量的傳遞方式可分為有源元件和無源元件。

4.傳感器的靜態(tài)的性能指標(biāo)有靈敏度、線性度、遲滯、重復(fù)性、分辨力和分辨率等。

5.較常見的傳感器有位移傳感器，速度、加速度傳感器，力、扭矩傳感器，接近開關(guān)等

幾大類。

6.(1)非接觸測(cè)量，避免了對(duì)傳感器自身和目標(biāo)物的損壞。

(2)無觸點(diǎn)輸出，輸出信號(hào)大，便于與計(jì)算機(jī)或可編程控制器(PLC)等對(duì)接。

(3)采用全密封結(jié)構(gòu)，防潮、防塵性能較好，工作可靠性強(qiáng)。

(4)反應(yīng)速度快。

(5)感測(cè)頭小，安裝靈活、方便調(diào)整。

7.傳感器的基本要求：體積小、質(zhì)量小、適應(yīng)性好；精度和靈敏性高、響應(yīng)快、穩(wěn)定性

好、信噪比高；安全可靠、壽命長(zhǎng)；便于與計(jì)算機(jī)對(duì)接；不易被檢測(cè)對(duì)象和外部環(huán)境影響；

環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)；現(xiàn)場(chǎng)安裝、處理簡(jiǎn)單、操作方便、價(jià)格便宜。

8.接近開關(guān)是一種常用的傳感器，它在航空、航天技術(shù)以及工業(yè)生產(chǎn)中都有廣泛的應(yīng)用。

在日常生活中，接近開關(guān)在賓館、飯店、車庫的自動(dòng)門，自動(dòng)熱風(fēng)機(jī)上都有應(yīng)用；在安全防

盜方面，如資料檔案、財(cái)會(huì)、金融、博物館、金庫等重地，通常都裝有由各種接近開關(guān)組成

的防盜裝置；在測(cè)量技術(shù)中，其用于長(zhǎng)度、位置的測(cè)量；在控制技術(shù)中，如位移、速度、加

速度的測(cè)量和控制，也都使用著大量的接近開關(guān)。

2.3機(jī)電一體化接口技術(shù)

1.機(jī)電一體化系統(tǒng)由許多要素或子系統(tǒng)構(gòu)成，各要素或子系統(tǒng)之間必須能順利地進(jìn)行物

質(zhì)、能量和信息的傳遞與交換。因此，各要素或各子系統(tǒng)的相接處必須具備一定的連接條件，

即接口?！敖涌诩夹g(shù)”是指系統(tǒng)中各個(gè)器件及計(jì)算機(jī)間的連接技術(shù)。

2.(1)變換。兩個(gè)需要進(jìn)行信息變換和傳輸?shù)沫h(huán)節(jié)之間，由于信號(hào)的模式不同(數(shù)字

量與模擬量、串行碼與并行碼、連續(xù)脈沖與序列脈沖等)無法直接實(shí)現(xiàn)信息或能量的交流,

通過接口可完成信號(hào)或能量的統(tǒng)一。

(2)放大。在兩個(gè)信號(hào)強(qiáng)度相差懸殊的環(huán)節(jié)之間，經(jīng)接口的放大，達(dá)到能量的匹配。

(3)傳遞。變換和放大后的信號(hào)在環(huán)節(jié)間能可靠、快速、準(zhǔn)確地交換，必須遵循協(xié)調(diào)

一致的時(shí)序、信號(hào)格式和邏輯規(guī)范，接口具有保證信息傳遞的邏輯控制功能，使信息按規(guī)定

的模式進(jìn)行傳遞。

3.接口有存儲(chǔ)器接口與I/O外設(shè)接口，串行接口與并行接口，模擬接口與數(shù)字接口，高

速接口和低速接口。

4.主要性能參數(shù)有分辨率、量化誤差、轉(zhuǎn)換時(shí)間、絕對(duì)精度、相對(duì)精度。

5.常用的有逐次逼近法、雙積分法及電壓頻率轉(zhuǎn)換法等。

6.A/D轉(zhuǎn)換器可分為積分型、逐次比較型、并行比較型/串并行比較型、S-A調(diào)制型、

電容陣列逐次比較型及壓頻變換型等。

7.(1)滿足TTL電平規(guī)范的邏輯輸入。

(2)分辨率為8位。

(3)建立時(shí)間為1Us。

(4)功耗20mW。

(5)電流輸出型D/A轉(zhuǎn)換器。

2.4機(jī)電產(chǎn)品的常用控制技術(shù)

1.單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)，包括系統(tǒng)的

要求、控制方案的選擇以及工藝參數(shù)的測(cè)量范圍等；選擇各參數(shù)檢測(cè)元件及變送器；建立數(shù)

學(xué)模型及確定控制算法;選擇單片機(jī),并決定是自行設(shè)計(jì)還是購買成套設(shè)備;系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)，

包括接口電路、邏輯電路及操作面板；系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)，包括管理、監(jiān)控程序以及應(yīng)用程序的

設(shè)計(jì)，系統(tǒng)的調(diào)試與試驗(yàn)。

2.單片機(jī)控制系統(tǒng)中控制算法有直接數(shù)字控制、數(shù)字化P1D控制。

3.一個(gè)獨(dú)立的單片機(jī)核心系統(tǒng)，一般由時(shí)鐘電路、地址鎖存器電路、地址譯碼器、存儲(chǔ)

器擴(kuò)展、模擬量輸入通道的擴(kuò)展、模擬量輸出通道的擴(kuò)展、開關(guān)量的I/。接口設(shè)計(jì)、鍵盤輸

入和顯示電路等組成。

4.軟件開發(fā)步驟大體包括：劃分功能模塊及安排程序結(jié)構(gòu)；畫出各程序模塊詳細(xì)流程圖；

選擇合適的語言編寫程序；將各個(gè)模塊連接成一個(gè)完整的程序。

5.（1）脫機(jī)檢查：用萬能表或邏輯測(cè)試筆逐步按照邏輯圖檢查機(jī)中各器件的電源及各

引腳的連接是否正確，檢查數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線是否有短路等故障。有時(shí)為保護(hù)

芯片，先對(duì)各管座的電位（或電源）進(jìn)行檢查，確定其無誤后再插入芯片檢查。

（2）仿真調(diào)試：暫時(shí)排除目標(biāo)板的CPU和EPROM,將樣機(jī)接上仿真機(jī)的40芯仿真插

頭進(jìn)行調(diào)試,調(diào)試各部分接口電路是否滿足設(shè)計(jì)要求。這部分工作是一種經(jīng)驗(yàn)性很強(qiáng)的工作，

一般來說，設(shè)計(jì)制作的樣機(jī)不可能一次性完好，總需要調(diào)試。通常的方法是，首先編寫調(diào)試

軟件,逐一檢查調(diào)試硬件電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。其次是調(diào)試MONITOR程序，只有MONITOR

程序正常工作才可以進(jìn)行下面的應(yīng)用軟件調(diào)試。

6.PLC即可編程控制器，它是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)

計(jì)。它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、

計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或

生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)外部設(shè)備，都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)連成一個(gè)整體，易于

擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。

7.PLC控制系統(tǒng)的硬件主要由CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊、編程器和電源單元組成。

8.CPU模塊主要由微處理器和存儲(chǔ)器組成。CPU的主要作用是診斷PLC電源、內(nèi)部電路

的工作狀態(tài)及編制程序中的語法錯(cuò)誤，采集現(xiàn)場(chǎng)的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，送入PLC的寄存器中，逐條

讀取指令,完成各種運(yùn)算和操作。將處理運(yùn)算結(jié)果送到輸出端響應(yīng)外部各種設(shè)備的工作請(qǐng)求。

9.工控機(jī)即工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是一種采用總線結(jié)構(gòu)，對(duì)生產(chǎn)過程及機(jī)電設(shè)備、工藝裝備

進(jìn)行檢測(cè)與控制的工具總稱。工控機(jī)已被廣泛應(yīng)用于工業(yè)及人們生活的方方面面。例如，控

制現(xiàn)場(chǎng)、路橋控制收費(fèi)系統(tǒng)、醫(yī)療儀器、環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)、通信保障、智能交通管控系統(tǒng)、樓

宇監(jiān)控安防、語音呼叫中心、排隊(duì)機(jī)、POS柜臺(tái)收銀機(jī)、數(shù)控機(jī)床、加油機(jī)、金融信息處

理、石化數(shù)據(jù)采集處理、物探、野外便攜作業(yè)、環(huán)保、軍工、電力、鐵路、高速公路、航天、

地鐵、智能樓宇、戶外廣告等。

10.工控機(jī)的主要類別有：工業(yè)PC（PC總線工業(yè)電腦）、PLC（可編程控制系統(tǒng)）、DSC

（分散型控制系統(tǒng)）、FCS（現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)）及CNC（數(shù)控系統(tǒng)）五種。

11.（1）可靠性。

(2)實(shí)時(shí)性。

(3)擴(kuò)充性。

(4)兼容性。

12.(1)開放性。

(2)實(shí)時(shí)性。

(3)網(wǎng)絡(luò)集成化。

(4)人機(jī)界面更加友好。

(5)多任務(wù)和多線程性。

13.(1)機(jī)箱采用鋼結(jié)構(gòu)，有較高的防磁、防塵、防沖擊的能力。

(2)機(jī)箱內(nèi)有專用底板，底板上有PCI和ISA插槽。

(3)機(jī)箱內(nèi)有專門電源，電源有較強(qiáng)的抗干擾能力。

(4)要求具有連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間工作能力。

(5)一般采用便于安裝的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱。

14.不能帶電插拔(內(nèi)存條，板卡后面的鼠標(biāo)、鍵盤等)，帶電插拔會(huì)導(dǎo)致插孔損壞，嚴(yán)

重的甚至?xí)怪靼鍝p壞。主板上的跳線不能隨便跳，要查看說明書或用戶手冊(cè)，否則會(huì)由于

不同型號(hào)主板的電壓設(shè)置不同而導(dǎo)致?lián)p壞。對(duì)主板的灰塵應(yīng)定時(shí)清潔，不能用酒精或水，應(yīng)

用干刷子、吸塵器或皮老虎把灰塵吸完或吹掉。保持主板上內(nèi)存插槽干凈，無斷腳、歪腳。

主板下插入無源底板中的金手指要干凈，在底板上要插緊、插到位。

2.5機(jī)電產(chǎn)品的典型執(zhí)行裝置簡(jiǎn)介

1.執(zhí)行裝置就是“按照電信號(hào)的指令，將來自電、液壓和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)等方式的機(jī)械能的裝置”。

2.(1)特點(diǎn)：具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、價(jià)格低廉、維護(hù)方便、效率較高、體積小、

質(zhì)量小等一系列優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是功率因數(shù)較低，啟動(dòng)和調(diào)速性能不如直流

電動(dòng)機(jī)。

(2)用途：廣泛應(yīng)用于對(duì)調(diào)速要求不高的場(chǎng)合，在中小企業(yè)中應(yīng)用特別多，可用于普

通機(jī)床、起重機(jī)、生產(chǎn)線、鼓風(fēng)機(jī)、水泵以及各種農(nóng)副產(chǎn)品的加工機(jī)械等。

3.三相定子繞組中通入三相對(duì)稱電流后，定子、轉(zhuǎn)子鐵芯及其之間的空氣隙中產(chǎn)生一個(gè)

同步轉(zhuǎn)速為狀nO的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，靜止的轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因而轉(zhuǎn)子按旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)

的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。

4.現(xiàn)在比較常用的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)包括永磁式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)(PM)、反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)(VR)、

混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)(HB)等。

5.(1)一般步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的精度為步進(jìn)角的3%?5%,且不累積。

(2)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)溫度過高首先會(huì)使電動(dòng)機(jī)的磁性材料退磁，從而導(dǎo)致力矩下降乃至失

步，因此電動(dòng)機(jī)外表允許的最高溫度應(yīng)取決于不同電動(dòng)機(jī)磁性材料的退磁點(diǎn)。

(3)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的力矩會(huì)隨轉(zhuǎn)速的升高而下降。

(4)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)低速時(shí)可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)，但若高于一定速度就無法啟動(dòng)，并伴有嘯叫聲。

6.控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)注意考慮在防止步進(jìn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中失步的問題。步進(jìn)電動(dòng)

機(jī)失步包括丟步和越步。

7.伺服系統(tǒng)的基本組成可包含控制器、功率放大器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和檢測(cè)裝置四大部分。

8.(1)根據(jù)使用能量的不同，可以將伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)分為電氣式、液壓式和氣壓式等幾

種類型。

(2)按控制方式劃分，可以將伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)分為開環(huán)伺服系統(tǒng)和閉環(huán)伺服系統(tǒng)。

9.(1)機(jī)械特性：在輸入的電樞電壓憧Ua保持不變時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速狀隨電磁轉(zhuǎn)矩

將變化而變化的規(guī)律，稱為直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。

(2)調(diào)節(jié)特性：直流電動(dòng)機(jī)在一定的電磁轉(zhuǎn)矩描(或負(fù)載轉(zhuǎn)矩)下電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速

狀隨電樞的控制電壓憧a變化而變化的規(guī)律，稱為直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)節(jié)特性.

(3)動(dòng)態(tài)特性：從原來的穩(wěn)定狀態(tài)到新的穩(wěn)定狀態(tài)，存在一個(gè)過渡過程，這就是直流

電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)特性。

10.(1)控制回路：速度環(huán)、電流環(huán)、觸發(fā)脈沖發(fā)生器等。

(2)主回路：可控硅整流放大器等。

(3)速度環(huán)：速度調(diào)節(jié)，它有好的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)特性。

(4)電流環(huán)：電流調(diào)節(jié)，它有加快響應(yīng)、啟動(dòng)、低頻穩(wěn)定等特性。

(5)觸發(fā)脈沖發(fā)生器：產(chǎn)生移相脈沖，使可控硅觸發(fā)角前移或后移。

(6)可控硅整流放大器：整流、放大、驅(qū)動(dòng)，使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。

11.交流同步伺服電動(dòng)機(jī)的主要類型有異步型和同步型。

12.(1)無電刷和換向器，因工作可靠，對(duì)維護(hù)和保養(yǎng)要求低。

(2)定子繞組散熱比較方便。

(3)慣量小，易于提高系統(tǒng)的快速性。

(4)適應(yīng)于高速大力矩工作狀態(tài)。

13.液壓傳動(dòng)技術(shù)可以應(yīng)用在一般工業(yè)用的塑料加工機(jī)械、壓力機(jī)械、機(jī)床等；行走機(jī)

械中的工程機(jī)械、建筑機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、汽車等；鋼鐵工業(yè)用的冶金機(jī)械、提升裝置、軋輻

調(diào)整裝置等；土木水利工程用的防洪閘門及堤壩裝置、河床升降裝置、橋梁操縱機(jī)構(gòu)等；發(fā)

電廠渦輪機(jī)調(diào)速裝置、核發(fā)電廠等；船舶用的甲板起重機(jī)械（絞車）、船頭門、艙壁閥、船

尾推進(jìn)器等；特殊技術(shù)用的巨型天線控制裝置、測(cè)量浮標(biāo)、升降旋轉(zhuǎn)舞臺(tái)等；軍事工業(yè)用的

火炮操縱裝置、船舶減搖裝置、飛行器仿真、飛機(jī)起落架的收放裝置和方向舵控制裝置等。

14.液壓系統(tǒng)主要由動(dòng)力元件（油泵）、執(zhí)行元件（油缸或液壓馬達(dá)）、控制元件（各種

閥）、輔助元件和工作介質(zhì)等五部分組成。

15.優(yōu)點(diǎn)：（1）體積小、質(zhì)量小，因此慣性力較小，當(dāng)突然過載或停車時(shí)，不會(huì)發(fā)生大

的沖擊。

（2）能在給定范圍內(nèi)平穩(wěn)地自動(dòng)調(diào)節(jié)牽引速度并可實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速。

（3）換向容易，在不改變電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向的情況下，可以較方便地實(shí)現(xiàn)工作機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)

和直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換。

（4）液壓泵和液壓馬達(dá)之間用油管連接，在空間布置上彼此不受嚴(yán)格限制。

（5）由于油液為工作介質(zhì)，元件相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面間能自行潤滑，磨損小，使用壽命長(zhǎng)。

（6）操縱控制簡(jiǎn)便，自動(dòng)化程度高。

（7）容易實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)。

缺點(diǎn)：（1）使用液壓傳動(dòng)對(duì)維護(hù)的要求高，工作油要始終保持清潔。

（2）對(duì)液壓元件制造精度要求高，工藝復(fù)雜，成本較高。

（3）液壓元件維修較復(fù)雜，且需有較高的技術(shù)水平。

（4）用油作工作介質(zhì)，工作面存在火災(zāi)隱患。

（5）傳動(dòng)效率低。

16.優(yōu)點(diǎn)：（1）工作介質(zhì)是空氣，取之不盡、用之不竭。氣體不易堵塞流動(dòng)通道，用過

后可將其隨時(shí)排入大氣中，不污染環(huán)境。

（2）相對(duì)液壓傳動(dòng)而言，氣動(dòng)動(dòng)作迅速、反應(yīng)快，一般只需0.02?0.03s就可達(dá)到工作

壓力和速度。

（3）氣體壓力具有較強(qiáng)的自保持能力，即使壓縮機(jī)停機(jī)，關(guān)閉氣閥，但裝置中仍然可

以維持一個(gè)穩(wěn)定的壓力。

（4）氣動(dòng)元件可靠性高、壽命長(zhǎng)。

（5）工作環(huán)境適應(yīng)性好，特別在易燃、易爆、多塵埃、強(qiáng)磁、輻射、振動(dòng)等惡劣環(huán)境

中，比液壓、電子、電氣傳動(dòng)和控制優(yōu)越。

(6)氣動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、維護(hù)方便、過載能自動(dòng)保護(hù)。

缺點(diǎn)：(1)因空氣的可壓縮性較大，氣動(dòng)裝置的動(dòng)作穩(wěn)定性較差。

(2)氣動(dòng)裝置工作壓力低，輸出力或力矩受到限制。

(3)氣動(dòng)裝置中的信號(hào)傳動(dòng)速度比光、電控制速度慢，所以不宜用于信號(hào)傳遞速度要

求十分高的復(fù)雜線路中。同時(shí)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的遙控也比較困難，但對(duì)一般的機(jī)械設(shè)備，氣動(dòng)

信號(hào)的傳遞速度是能滿足工作要求的。

(4)噪聲較大，尤其是在超音速排氣時(shí)要加消聲器。

17.(1)氣源裝置。

(2)空氣處理裝置。

(3)控制元件。

(4)邏輯元件。

(5)執(zhí)行元件。

(6)輔助元件。

18.(1)可用于兩軸距離較遠(yuǎn)的傳動(dòng)(最大中心距可達(dá)40m)。

(2)皮帶本身具有彈性，因而可以緩和沖擊與振動(dòng)，使傳動(dòng)平穩(wěn)且無噪聲。

(3)當(dāng)機(jī)器過載時(shí)，皮帶會(huì)在輪上打滑，能對(duì)機(jī)器起到保護(hù)作用。

(4)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，安裝維護(hù)方便，皮帶損壞后容易更換。

(5)結(jié)構(gòu)不夠緊湊。

(6)不能保證準(zhǔn)確的傳動(dòng)速比。

(7)由于需要施加張緊力，所以軸及軸承受到的不平衡徑向力較大。

(8)皮帶的壽命較短。

19.(1)能保證傳動(dòng)比穩(wěn)定不變。

(2)能傳遞很大的動(dòng)力。

(3)結(jié)構(gòu)緊湊、效率高。

(4)制造和安裝的精度要求較高。

(5)當(dāng)兩軸間距較大時(shí)，采用齒輪傳動(dòng)就比較笨重。

20.(1)能保證較精確的傳動(dòng)比(和皮帶傳動(dòng)相比較)。

(2)可以在兩軸中心距較遠(yuǎn)的情況下傳遞動(dòng)力(與齒輪傳動(dòng)相比)。

(3)只能用于平行軸間傳動(dòng)。

(4)鏈條磨損后，鏈節(jié)變長(zhǎng)，容易出現(xiàn)脫鏈現(xiàn)象。

21.(1)結(jié)構(gòu)緊湊并能獲得很大的傳動(dòng)比。

(2)工作平穩(wěn)無噪聲。

(3)傳動(dòng)功率范圍大。

(4)可以自鎖。

(5)傳動(dòng)效率低，蝸輪常需用有色金屬制造。蝸桿的螺旋有單頭與多頭之分。

22.螺旋傳動(dòng)有傳力螺旋、傳導(dǎo)螺旋、調(diào)整螺旋。

第3章機(jī)電產(chǎn)品與系統(tǒng)的應(yīng)用與維護(hù)簡(jiǎn)介

3.1工業(yè)機(jī)器人及應(yīng)用

1.(1)它是一種機(jī)械裝置，可以搬運(yùn)材料、零件、工具或者完成多種操作和動(dòng)作功能，

即具有通用性。

(2)它可以再編程，具有多種多樣程序流程，這為人一機(jī)聯(lián)系提供了可能，也使之具

有獨(dú)立的柔軟性。

(3)它有一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)，可以在無人參與下，自動(dòng)地完成操作作業(yè)和動(dòng)作功能。

2.一個(gè)較完善的工業(yè)機(jī)器人一般由操作機(jī)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及人工智能系統(tǒng)等部分

組成。

3.按操作機(jī)坐標(biāo)形式可分為直角坐標(biāo)型工業(yè)機(jī)器人，圓柱坐標(biāo)型工業(yè)機(jī)器人，球坐標(biāo)型

工業(yè)機(jī)器人，多關(guān)節(jié)型工業(yè)機(jī)器人和平面關(guān)節(jié)型工業(yè)機(jī)器人。

4.按控制方式可分為點(diǎn)位控制(PTP)工業(yè)機(jī)器人和連續(xù)軌跡控制(CP)工業(yè)機(jī)器人。

5.按驅(qū)動(dòng)方式可分為氣動(dòng)式工業(yè)機(jī)器人，液壓式工業(yè)機(jī)器人和電動(dòng)式工業(yè)機(jī)器人。

6.(1)工業(yè)機(jī)器人有若干個(gè)關(guān)節(jié)，多個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)要求各個(gè)伺服系統(tǒng)協(xié)同工作。

(2)工業(yè)機(jī)器人的工作任務(wù)是要求操作機(jī)的手部進(jìn)行空間點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)或連續(xù)軌跡運(yùn)動(dòng)，

對(duì)工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制，需要進(jìn)行復(fù)雜的坐標(biāo)變換運(yùn)算以及矩陣函數(shù)的逆運(yùn)算。

(3)工業(yè)機(jī)器人的控制中經(jīng)常使用前饋、補(bǔ)償、解耦和自適應(yīng)等復(fù)雜控制技術(shù)。

(4)較高級(jí)的工業(yè)機(jī)器人要求對(duì)環(huán)境條件、控制指令進(jìn)行測(cè)定和分析，采用計(jì)算機(jī)建

立龐大的信息庫，用人工智能的方法進(jìn)行控制、決策、管理和操作，按照給定的要求，自動(dòng)

選擇最佳控制規(guī)律。

7.(1)實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)機(jī)器人的位姿、速度、加速度等的控制功能，對(duì)于連續(xù)軌跡運(yùn)動(dòng)的

工業(yè)機(jī)器人，還必須具有軌跡的規(guī)劃與控制功能。

(2)方便的人一機(jī)交互功能，操作人員采用直接指令代碼對(duì)工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行作業(yè)指示。

使工業(yè)機(jī)器人具有作業(yè)知識(shí)的記憶、修正和工作程序的跳轉(zhuǎn)功能。

(3)具有對(duì)外部環(huán)境(包括作業(yè)條件)的檢測(cè)和感覺功能。為使工業(yè)機(jī)器人具有對(duì)外

部狀態(tài)變化的適應(yīng)能力，工業(yè)機(jī)器人應(yīng)能對(duì)視覺、力覺、觸覺等有關(guān)信息進(jìn)行檢測(cè)、識(shí)別、

判斷、理解等。在自動(dòng)化生產(chǎn)線中，工業(yè)機(jī)器人應(yīng)有與其他設(shè)備交換信息、協(xié)調(diào)工作的能力。

(4)具有診斷、故障監(jiān)視等功能。

8.工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)可以從不同角度進(jìn)行分類，如按控制運(yùn)動(dòng)的方式不同分為關(guān)節(jié)運(yùn)

動(dòng)控制、笛卡爾空間運(yùn)動(dòng)控制和自適應(yīng)控制；按軌跡控制方式的不同分為點(diǎn)位控制和連續(xù)軌

跡控制；按速度控制方式的不同分為速度控制、加速度控制、力控制。

9.(1)可從事單調(diào)重復(fù)的勞動(dòng)。

(2)可從事危險(xiǎn)作業(yè)。

(3)具有很強(qiáng)的通用性。

(4)具有獨(dú)特的柔軟性。

(5)具有高度的動(dòng)作準(zhǔn)確性。

(6)可明顯提高生產(chǎn)率和大幅度降低產(chǎn)品成本。

3.2數(shù)控機(jī)床簡(jiǎn)介

1.數(shù)控機(jī)床一般由信息載體、數(shù)控系統(tǒng)和機(jī)床本體組成。數(shù)控系統(tǒng)由輸入輸出裝置、計(jì)

算機(jī)數(shù)控裝置、可編程序控制器和伺服驅(qū)動(dòng)裝置四部分組成。

2.優(yōu)點(diǎn)：(1)高柔性。

(2)高精度。

(3)高效率。

(4)自動(dòng)化程度高。

(5)能加工復(fù)雜型面。

(6)便于現(xiàn)代化管理。

缺點(diǎn)：(1)價(jià)格較高。

(2)調(diào)試和維修比較復(fù)雜，需要專門的技術(shù)人員。

(3)對(duì)編程人員和操作人員的技術(shù)水平要求較高。

3.(1)多品種小批量零件。

(2)形狀結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的零件。

(3)需要頻繁改型設(shè)計(jì)的零件。

(4)價(jià)格昂貴、不允許報(bào)廢的關(guān)鍵零件，如飛機(jī)大梁零件，此零件雖不多，但若加工

中出現(xiàn)差錯(cuò)而報(bào)廢，將造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

(5)必須嚴(yán)格控制位置要求的零件，如箱體類零件、航空附件殼體等。

4.按工藝用途，數(shù)控機(jī)床可分為普通數(shù)控機(jī)床，加工中心機(jī)床，金屬成型類數(shù)控機(jī)床，

多坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床和數(shù)控特種加工機(jī)床。

5.按機(jī)床運(yùn)動(dòng)的控制軌跡，數(shù)控機(jī)床可分為點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床，直線控制數(shù)控機(jī)床和輪

廓控制數(shù)控機(jī)床。

6.按伺服系統(tǒng)的控制方式，數(shù)控機(jī)床可分為開環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床，閉環(huán)控制系統(tǒng)的

數(shù)控機(jī)床和半閉環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床。

7.按數(shù)控系統(tǒng)功能水平，數(shù)控機(jī)床可分為經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床，普及型數(shù)控機(jī)床和高檔型數(shù)

控機(jī)床。

8.(1)高速化和高精度化。

(2)高可靠性。

(3)智能化。

(4)具有更高的通信功能。

(5)開放性。

3.3自動(dòng)化生產(chǎn)線簡(jiǎn)介

1.人們把按輕工工藝路線排列的若干自動(dòng)機(jī)械，用自動(dòng)輸送裝置連成一個(gè)整體，并用控

制系統(tǒng)按要求控制的、具有自動(dòng)操縱產(chǎn)品的輸送、加工、檢測(cè)等綜合能力的生產(chǎn)線稱作自動(dòng)

化生產(chǎn)線，簡(jiǎn)稱自動(dòng)線或生產(chǎn)線。

2.自動(dòng)化生產(chǎn)線在無人干預(yù)的情況下按規(guī)定的程序或指令自動(dòng)進(jìn)行操作或控制的過程，

其目標(biāo)是“穩(wěn)、準(zhǔn)、快”。采用自動(dòng)化生產(chǎn)線不僅可以把人從繁重的體力勞動(dòng)、部分腦力勞