机电一体化概论 第2版

本书以通俗易懂的语言、生动有趣的图片、贴近生活的实例，讲述机电一体化的相关技术。本书共4 章，内容包括绪论、机电一体化系统组成、机电一体化产品设计及机电一体化技术应用实例。通过学习本书，读者可以掌握机电一体化的基本知识、关键技术和典型应用，建立机电一体化技术的基本概念和知识结构，并为后续深入学习机电一体化相关技术，以及进行机电一体化系统设计、开发和应用奠定基础。 本书为新形态教材，以二维码的形式链接了原理动画、章节测试题和阅读资料，并且设置了章首导学内容和思政拓展、拓展阅读模块，增加了实用性和趣味性。本书配套了PPT 课件、教学大纲、习题答案等教学资源，欢迎选用本书的教师登录机械工业出版社教育服务网（www. cmpedu. com）免费下载。 本书适合作为本科院校机械电子工程、机电一体化专业的通识课程、导论课程及公共选修课教材，也可作为高职高专等相关专业课程教材，还可供机电一体化技术的初学者和希望快速了解机电一体化技术全貌的工程技术人员参考。

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目　录 第2 版前言 第1 版前言 第 1 章　绪论 1 1.1　机电一体化的概念 2 1.1.1　机电一体化的定义 2 1.1.2　机电一体化的分类 3 1.1.3　机电一体化的特点 4 1.2　机电一体化的组成 6 1.2.1　机电一体化系统的基本组成及其功能 8 1.2.2　机电一体化的相关技术 10 1.3　机电一体化的应用实例 12 1.3.1　自控式恒温箱 12 1.3.2　电子燃油喷射系统 12 1.4　机电一体化的发展 13 1.4.1　机电一体化的发展历史 13 1.4.2　机电一体化的发展趋势 14 1.5　本课程的任务与学习方法 15 1.5.1　本课程的任务 15 1.5.2　本课程的学习方法 15 拓展阅读A　自动售货机的由来 16 习题 16 参考文献 17 第 2 章　机电一体化系统组成 18 2.1　机械单元 19 2.1.1　机械单元基础 19 2.1.2　执行元件 20 2.1.3　传动与导向元件 25 2.2　伺服与驱动单元 31 2.2.1　伺服与驱动单元基础 32 2.2.2　步进电动机 35 2.2.3　伺服电动机 38 2.3　检测单元 44 2.3.1　检测单元基础 44 2.3.2　传感器的结构与基本原理 48 2.3.3　数据采集与处理 63 2.3.4　虚拟仪器 66 2.4　控制单元 71 2.4.1　控制单元基础 71 2.4.2　常用控制器 73 2.4.3　控制原理与策略 89 2.5　接口技术 97 2.5.1　人机接口 99 2.5.2　信息采集接口 102 2.5.3　控制量输出接口 106 拓展阅读B　雷达 110 拓展阅读C　“模式识别”之父 111 习题 112 参考文献 114 第 3 章　机电一体化产品设计 116 3.1 机电一体化产品的设计方法 117 3.1.1　机电一体化产品的设计流程 117 3.1.2　机电一体化产品的设计类型 119 3.1.3　机电一体化产品的设计软件 120 3.2　机电一体化产品设计中的建模方法 121 3.2.1　产品规划与总体方案设计中的常用模型 123 3.2.2　产品技术设计中的数学建模 126 3.3　现代设计方法 130 3.3.1　计算机辅助设计 131 3.3.2　创新设计 133 3.3.3　优化设计 134 3.3.4　可靠性设计 136 拓展阅读D　模块化设计 138 拓展阅读E　绿色设计 139 习题 140 参考文献 142 第 4 章　机电一体化技术应用实例 143 4.1　防抱死制动系统 144 4.1.1　ABS 的作用 144 4.1.2　ABS 的系统组成 146 4.1.3　ABS 的工作过程 147 4.1.4　ABS 的发展 149 4.2　视频监控系统 150 4.2.1　视频监控系统的应用与分类 150 4.2.2　视频监控系统的组成 152 4.2.3　智能视频监控 155 4.2.4　视频监控系统举例 156 4.3　微机电系统 161 4.3.1　MEMS 基础 161 4.3.2　MEMS 的应用 162 4.3.3　基于MEMS 传感器的安全气囊系统 166 4.3.4　智能手表 167 4.4　焊接机器人 169 4.4.1　焊接机器人的作用 169 4.4.2　焊接机器人的系统组成 170 4.4.3　典型的焊接机器人 172 4.4.4　焊接机器人的应用与发展 173 4.5　数控机床 174 4.5.1　数控机床的发展过程 175 4.5.2　数控机床的特点 176 4.5.3　数控机床的组成 176 4.5.4　数控机床的主轴驱动与控制 177 4.5.5　数控机床的进给伺服系统 178 拓展阅读F　洗衣机 180 拓展阅读G　电梯 181 拓展阅读H　航海导航技术的发展 183 拓展阅读I　无人机 184 习题 186 参考文献 186 附录　专业词汇英汉对照表 188