機電一體化技術(shù)基礎(chǔ)與產(chǎn)品設(shè)計

前言

機電一體化技術(shù)是機械技術(shù)與電子技術(shù)的有機結(jié)合，是現(xiàn)代機械技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果，同時也是20世紀末出現(xiàn)的高新技術(shù)之一。它極大地提高了機電產(chǎn)品在國際市場上的競爭能力，世界各發(fā)達國家都給予高度重視。它使生產(chǎn)系統(tǒng)柔性化，機電產(chǎn)品智能化，從根本上改變了生產(chǎn)（特別是機械制造業(yè)）的面貌。為了深入研究機電一體化的原理，加強機電一體化的技術(shù)基礎(chǔ)，加速機電一體化專門人才的培養(yǎng)，國內(nèi)外各高等院校都有相應的專業(yè)，把機電一體化原理、技術(shù)及設(shè)計方法納入教學計劃并進行研究。為了適應形勢的發(fā)展，我們在1997年編寫了《機電一體化系統(tǒng)設(shè)計》作為本科生和研究生的教材，基本上滿足了教學的需要。隨后，于2002年，我們在原教材的基礎(chǔ)上，結(jié)合多年來本科生和研究生的教學經(jīng)驗，專為本科生編寫了《機電一體化技術(shù)基礎(chǔ)與產(chǎn)品設(shè)計》一書，2003年1月由冶金工業(yè)出版社正式出版。該書淺顯易懂，更適合本科生的教學需要。書中充分考慮了機械類學生和工程技術(shù)人員在計算機和自動化方面的基礎(chǔ)、習慣和接受能力，實用性很強。這次我們對書中的某些內(nèi)容作了必要的修改，作為國家級“十一五”規(guī)劃教材再次與廣大讀者見面，希望對機電一體化的教學工作會有所幫助。本書共分9章，第1章介紹了機電一體化的概念、意義、內(nèi)容、效果、范圍以及發(fā)展概況，并介紹了機電一體化產(chǎn)品設(shè)計的基本方法。第2章介紹了工業(yè)控制機及其總線，工業(yè)控制機的原理及應用等。第3章介紹了可編程序控制器的原理及其在機電一體化領(lǐng)域中的應用。第4章介紹了單片機的原理、基于單片機的微控制器設(shè)計方法。第5章至第7章分別介紹了機電一體化產(chǎn)品的其他主要組成部分，包括傳感器、執(zhí)行器、傳動及執(zhí)行機構(gòu)等，重點論述了這幾個組成部分的種類和特點，以便于從事機電一體化產(chǎn)品設(shè)計時選型及應用。第8章介紹了機電一體化產(chǎn)品中經(jīng)常采用的一些控制方法和策略。第9章比較詳細地介紹了兩個機電一體化系統(tǒng)設(shè)計的實例。書中主要章節(jié)后附有部分習題，便于學生復習和鞏固所學的知識。

內(nèi)容概要

本書內(nèi)容包括：機電一體化的概念，工業(yè)控制機的原理、應用及總線，可編程控制器原理及應用，單片機原理及設(shè)計方法，機電一體化產(chǎn)品的其他組成部分的種類及應用，機電一體化控制方法，以及機電一體化的應用實例。

書籍目錄

1　機電一體化概述  1.1　機電一體化概念    1.1.1  機電一體化的基本概念    1.1.2　機電一體化技術(shù)的發(fā)展    1.1.3　機電一體化系統(tǒng)的構(gòu)成    1.1.4　機電一體化的意義  1.2　機電一體化技術(shù)的分類    1.2.1  機電一體化技術(shù)分類概述    1.2.2　機械制造過程的機電一體化    1.2.3  機電產(chǎn)品的機電一體化  1.3　機電一體化的相關(guān)技術(shù)    1.3.1　機械技術(shù)    1.3.2　傳感技術(shù)    1.3.3　信息處理技術(shù)    1.3.4　接口技術(shù)    1.3.5　伺服驅(qū)動技術(shù)    1.3.6  系統(tǒng)總體技術(shù)  1.4　機電一體化設(shè)計方法    1.4.1　模塊化設(shè)計方法    1.4.2　柔性化設(shè)計方法    1.4.3　取代設(shè)計方法    1.4.4  融合設(shè)計方法    1.4.5　優(yōu)化設(shè)計方法  思考題與習題2　工業(yè)控制計算機  2.1　工業(yè)控制計算機的種類與選擇    2.1.1  工業(yè)控制計算機概述    2.1.2  工業(yè)控制計算機的分類    2.1.3  工業(yè)控制計算機的選擇  2.2　工業(yè)控制計算機的總線　  2.2.1　STD總線  　2.2.2　IBM PC總線和AT總線……3　可編程序控制器PLC4　基于竟自機的微控制器及其設(shè)計5　機電一體化產(chǎn)品中的傳感器6　常用驅(qū)動器及其控制　7　常用的傳動部件與執(zhí)行機構(gòu)8　機電一體化系統(tǒng)的控制策略9　機電一體化設(shè)計實例參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：（7）兼容性強。PCI總線與ISA、EISA及MCA總線完全兼容，方便用戶選用外圍設(shè)備。（8）預留擴展空間。PCI總線預留了充足的擴展空間。例如，它支持64位地址／數(shù)據(jù)多路復用，PCI插槽能同時插32位和64位插卡，并且，它們之間的相互通信對用戶來說是透明的，從而達到真正的前后兼容。PCI還提供了自動配置功能，從而保證用戶在安裝PCI接口卡時，無需手工調(diào)整跨接線。（9）低成本、高效率。PCI的芯片采用超大規(guī)模集成電路，節(jié)省布線空間，為計算機的小型化和多功能化提供了良好的實現(xiàn)條件。PCI部件采用地址／數(shù)據(jù)線復用，使PCI：部件連接其他部件的引腳數(shù)減至50以下。（10）向前擴展性。PCI局部總線既符合當今的技術(shù)要求，又能滿足未來的需要，是一種較好的局部總線標準。PCI的高性能、高效率與現(xiàn)有標準兼容和充裕的開發(fā)潛力，使其成為開發(fā)當今高性能AGP總線接口的基礎(chǔ)。2.2.4 USB總線USB是英文universal Serial BUS的縮寫，中文含義是“通用串行總線”。它不是一種新的總線標準，而是應用在PC領(lǐng)域的接口技術(shù)。IJSB是在1994年底由英特爾、康柏、IBM、Microsoft，等多家公司聯(lián)合提出的。不過直到近期，它才得到廣泛的應用。從1994年11月11日發(fā)表了USB V0.7版本以后，USB版本經(jīng)歷了多年的發(fā)展，到現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展為2.0版本，成為目前電腦中的標準擴展接口。目前主板中主要是采用USB 1.1和USB 2.0，各USB版本間能很好地兼容。USB用一個4針插頭作為標準插頭，采用菊花鏈形式可以把所有的外設(shè)連接起來，最多可以連接127個外部設(shè)備，并且不會損失帶寬。USB需要主機硬件、操作系統(tǒng)和外設(shè)三個方面的支持才能工作。目前的主板一般都采用支持USB功能的控制芯片組，主板上也安裝有USB接口插座，而且除了背板的插座之外，主板上還預留有LISB插針，可以通過連線接到機箱前面作為前置USB接口以方便使用（注意，在接線時要仔細閱讀主板說明書并按圖連接，千萬不可接錯而使設(shè)備損壞）。而且USB接口還可以通過專門的LJSB連機線實現(xiàn)雙機互連，并可以通過Hub擴展出更多的接口。USB具有傳輸速度快（USB 1.1是12M：bps，USB 2.0是480Mbps，USB 3.0是5Gbps），使用方便，支持熱插拔，連接靈活，獨立供電等優(yōu)點，可以連接鼠標、鍵盤、打印機、掃描儀、攝像頭、閃存盤、MP3機、手機、數(shù)碼相機、移動硬盤、外置光軟驅(qū)、LJSB網(wǎng)卡、ADSI。Modem、Cable Modem等，幾乎所有的外部設(shè)備。作為LISB連接型超小型遠程輸入輸出系統(tǒng)，是適合于在實驗室、試驗場等PC和設(shè)備之間距離較近的場合中使用的數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)。與使用板卡、Pc卡的系統(tǒng)開發(fā)一樣，使用USB接口的I／，O控制器和設(shè)備模塊的組合，也可方便地構(gòu)筑遠程輸入輸出系統(tǒng)。另外，使用普通USB-：Hub，1臺PC上可最多連接127個I／／O控制器模塊進行集中控制。連接各設(shè)備的接口可從各種I／O設(shè)備模塊（數(shù)字量輸入輸出、模擬量輸入輸出、計數(shù)器輸入）中自由選擇，進行組合。圖2.4是基于USB的遠程輸入輸出系統(tǒng)的構(gòu)成圖。

編輯推薦

《機電一體化技術(shù)基礎(chǔ)與產(chǎn)品設(shè)計(第2版)》：普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材

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