具體描述
內容簡介
《機電一體化設計基礎》在簡要介紹機電一體化基本概念及概況、機電一體化産品構成及其設計與開發工程技術路綫的基礎上，結閤機電一體化共性關鍵技術的應用，重點針對機電一體化産品總體及其機械係統、接口、檢測係統、伺服係統和控製係統的基礎理論、設計原理和設計方法進行瞭係統、詳細、深入淺齣的分析和介紹。《機電一體化設計基礎》兼顧瞭課堂教學及自學的特點和需要，各章都附有適量的習題與思考題，有助於讀者加深對本書內容的理解及檢驗學習效果。
《機電一體化設計基礎》可作為大專院校機械電子工程專業及相關專業的專業課或選修課教材，也可供夜大、函大及職大等相關專業使用，還可供研究生及從事機電一體化産品設計、製造與研究的工程技術人員參考。
目錄
第一章 概論第一節 機電一體化基本概念
第二節 機電一體化發展概況
第三節 機電一體化産品的構成
第四節 機電一體化産品的分類
第五節 機電一體化共性關鍵技術
第六節 機電一體化及其工程路綫
習題與思考題
第二章 機械係統設計
第一節 概述
第二節 傳動機構設計
第三節 導嚮機構設計
第四節 執行機構設計
習題與思考題
第三章 接口設計
第一節 概述
第二節 人機接口設計
第三節 機電接口設計
習題與思考題
第四章 檢測係統設計
第一節 概述
第二節 模擬式傳感器信號的檢測
第三節 數字式傳感器信號的檢測
第四節 檢測信號的采集和預處理
習題與思考題
第五章 伺服係統設計
第一節 概述
第二節 伺服係統中的執行元件
第三節 執行元件的控製與驅動
第四節 開環控製的伺服係統設計
第五節 閉環控製的伺服係統設計
習題與思考題
第六章 控製係統設計
第一節 概述
第二節 被控對象數學模型的建立
第三節 微型控製技術基礎
第四節 數字控製器設計
第五節 微型機控製裝置設計
習題與思考題
第七章 機電一體化總體設計
第一節 概述
第二節 性能指標分析
第三節 功能及性能指標的分配
第四節 定量電子秤總體設計舉例
習題與思考題
參考文獻
精彩書摘
一、接口設計的重要性機電一體化技術是利用微電子技術，賦予機械係統“智能”，使其具有更高的自動化程度，最大限度地發揮機械能力的一種技術。一個機電一體化産品由機械分係統和微電子分係統（控製微機）兩大部分組成，二者又分彆由若乾要素構成。要將各要素、各子係統有機地結閤起來，構成一個完整的係統，就必須能順利地在各要素、各子係統之間進行物質、能量和信息的傳遞與交換。為此，各要素和子係統的相接處必須具備一定的聯係條件，這個聯係條件通常被稱為接口。因此也可以把機電一體化産品看成是由許多接口將組成産品的各要素的輸入／輸齣聯係為一體的係統。在某種意義上講，機電一體化産品的設計，就是在根據功能要求選擇瞭各要素後，所進行的接口設計。從這一觀點齣發，機電一體化産品的性能取決於接口的性能，即各要素和各子係統之間的接口性能是綜閤係統性能好壞的決定性因素。因此，接口設計是機電一體化産品設計的關鍵環節。
二、接口的分類和特點
目前，關於機電一體化産品接口的分類有很多提法，比如根據接口的變換和調整功能，可將接口分為零接口、被動接口、主動接口和智能接口；根據接口的輸入輸齣功能，可將接口分為機械接口、物理接口、信息接口與環境接口等。本書按照接口所聯係的子係統不同，以控製微機（微電子係統）為齣發點，將接口分為人機接口與機電接口兩大類。
……
前言/序言
用戶評價
這本書的問世，無疑是為我這類長期在機電一體化領域摸索，卻總感覺基礎理論不夠紮實的研究者們，注入瞭一劑強心劑。我至今仍清晰地記得，第一次翻開它時的那種驚喜。封麵上簡潔而專業的“機電一體化設計基礎”幾個字，仿佛預示著一場關於係統性知識梳理的旅程即將展開。我曾幾何時，在麵對一個復雜的機械結構與電子控製相結閤的項目時，常常感到力不從心，不是機械設計方麵的某些細節模糊不清，就是對傳感器、執行器的選型與集成邏輯一知半解，更不用提如何有效地將兩者進行融洽的協同工作。市麵上不乏一些技術手冊，內容詳實，但往往過於側重某一特定領域，或者技術門檻較高，對於初學者來說，如同仰望高山，望而卻步。《機電一體化設計基礎》這本書，恰恰填補瞭這個空白。它以一種循序漸進的方式，從最基礎的概念講起，比如機械傳動、液壓氣動、電機選型等，隨後深入到電子控製的核心，包括傳感器原理、執行器特性、微控製器基礎、PLC編程等。更讓我印象深刻的是，它並沒有孤立地講解這些知識點，而是始終圍繞著“機電一體化”這一核心主題，強調不同子係統之間的相互作用、接口匹配以及係統整體的優化設計。書中的插圖和圖錶非常豐富，且清晰易懂，將抽象的原理具象化，讓復雜的概念瞬間變得清晰明瞭。我尤其喜歡其中關於係統建模與仿真的章節，這對於在實際動手之前進行理論驗證和性能預測至關重要。此外，書中還穿插瞭大量的工程實例分析，這些案例不僅貼近實際應用，而且講解得細緻入微，從需求分析到方案設計，再到具體實現，都進行瞭詳細的剖析。這讓我深刻理解瞭理論知識如何在實際工程中落地生根，並且從中汲取瞭寶貴的實踐經驗。總而言之，這本書是我在機電一體化領域學習道路上的一位良師益友，它不僅為我打下瞭堅實的基礎，更點燃瞭我對這個學科更深層次探索的興趣。
評分作為一名即將畢業的大學生，我對未來就業方嚮感到些許迷茫，特彆是對於機電一體化這個熱門但又稍顯復雜的領域，《機電一體化設計基礎》這本書的齣現，為我指明瞭方嚮。它以一種非常友好且易於理解的方式，為我勾勒齣瞭機電一體化設計的全貌。我特彆喜歡書中關於“機械設計要素”的講解，它從最基礎的材料選擇、結構設計，到各種傳動機構的應用，都進行瞭詳細的闡述。這讓我對於如何構建一個穩定可靠的機械基礎有瞭更深刻的認識。接著，書中對“電子元件與電路設計”的介紹也讓我受益匪淺。它並沒有過於深入地講解復雜的電子電路理論，而是側重於介紹在機電一體化設計中常用的電子元件，如傳感器、執行器、微控製器等，以及如何將它們進行有效地集成。我尤其喜歡書中關於“嵌入式係統開發”的章節，它讓我瞭解瞭如何利用微控製器來驅動和控製各種機電設備，並且通過一些簡單的編程實例，讓我對嵌入式開發有瞭初步的認識。最讓我感到欣慰的是，《機電一體化設計基礎》這本書非常注重“係統整體設計”的理念。它強調機械、電子、控製的協同配閤，以及如何通過優化設計來提高係統的整體性能。書中還列舉瞭許多生動形象的案例，例如自動化生産綫上的機器人手臂、無人駕駛車輛的控製係統等，通過這些案例的分析，我能夠更直觀地理解機電一體化技術是如何應用到實際生活中的。總而言之，這本書為我打下瞭堅實的基礎，並且激發瞭我對機電一體化領域的濃厚興趣，讓我對未來的學習和工作充滿瞭信心。
評分我從事工業自動化設備的設計已經有些年頭瞭，接觸過不少機電一體化相關的項目，但總覺得在係統整體的理解和設計能力上有所欠缺。《機電一體化設計基礎》這本書的齣現，無疑是為我指明瞭一個更清晰的方嚮。我尤其欣賞它在講解機械部分時的嚴謹性，從材料力學、動力學到機構學，都做瞭紮實的鋪墊，並且將這些基礎理論與實際的機械設計要素緊密結閤。讓我印象深刻的是，書中對各種機械零部件的選型和計算方法都給齣瞭詳細的指導，例如軸的強度計算、軸承的壽命預測等。這些都是我們在實際設計中經常會遇到的問題。隨後，書中的電子控製部分也同樣精彩，作者對各種傳感器的原理、特性以及在不同應用場景下的選型都進行瞭深入的剖析，這對於我來說，是非常寶貴的知識。我特彆喜歡書中關於“反饋控製原理”的講解，它將抽象的控製理論與實際的伺服係統、步進係統等結閤起來，讓我能夠更直觀地理解控製係統的閉環工作方式。更讓我感到欣慰的是，《機電一體化設計基礎》這本書非常注重“集成設計”的理念。它強調在項目初期就應該將機械、電子、控製等各個子係統進行協同設計，從而避免後期集成中可能齣現的各種問題。書中關於“係統總綫”和“通信協議”的講解，對於不同子係統之間的協同工作至關重要，也幫助我解決瞭很多實際項目中的難題。此外，書中還列舉瞭大量具有代錶性的機電一體化係統實例，這些實例涵蓋瞭工業機器人、數控機床、自動化生産綫等多個領域，通過對這些案例的深入分析，我不僅學習到瞭具體的解決方案，更重要的是，我學習到瞭解決問題的思路和方法。這本書的深度和廣度都恰到好處，對於像我這樣有一定基礎但希望進一步提升的人來說，是極佳的選擇。
評分作為一名有著多年機械設計經驗的工程師，我對“機電一體化”這個概念的理解，一直停留在“機械加上一些電子元件”的模糊認知層麵。直到偶然的機會接觸到《機電一體化設計基礎》，纔真正打開瞭新世界的大門。這本書的編寫風格非常獨特，它沒有一開始就堆砌大量晦澀難懂的公式和理論，而是從一個引人入勝的案例引入，比如一個自動化生産綫上的機器人手臂，然後層層剝繭，逐步揭示構成這個復雜係統的各個“機”與“電”的環節。我特彆欣賞作者在講解傳感器部分時的細緻之處，他不僅僅介紹瞭傳感器的類型和基本原理，更重要的是，講解瞭如何根據具體的應用場景來選擇閤適的傳感器，以及傳感器信號的采集、濾波和處理方法。這一點對於我們這些偏重機械背景的人來說，簡直是福音。接著，書中對執行器的選型和驅動方式的講解也十分到位，無論是伺服電機、步進電機，還是液壓、氣動執行元件，都進行瞭詳細的比較和分析，並且給齣瞭具體的選型依據和計算公式。而最讓我震撼的是，書中關於“係統集成”的部分。以往我總覺得機械設計和電子控製是兩個相對獨立的部分，分開設計，然後“嫁接”在一起。但這本書讓我認識到，機電一體化設計的精髓在於“一體化”——在設計之初就應該將機械、電子、控製這幾個係統進行統一的協同設計，從根本上避免瞭後期集成中可能齣現的各種衝突和問題。書中關於“協同設計”的理念和方法，以及如何進行係統級仿真和優化，對我來說是全新的視角，極大地拓寬瞭我的設計思路。這本書的內容涵蓋麵廣，但又不失深度，每個章節的講解都邏輯清晰，層次分明。而且，書中還穿插瞭許多工程實例，這些例子都非常貼近實際工業生産中的應用，通過對這些案例的分析，我仿佛親身參與到瞭一個完整的機電一體化項目的設計過程中。我強烈推薦這本書給所有和我一樣，渴望在機電一體化領域更進一步的工程師們。
評分當我第一次拿到《機電一體化設計基礎》這本書時，我正麵臨著一個棘手的項目，需要將一個傳統的機械裝置進行自動化升級。我此前一直在機械設計領域深耕，對於電子控製部分卻是一知半解，這讓我感到非常頭疼。而這本書的齣現，恰好解決瞭我的燃眉之急。它以一種係統性的方式，全麵地梳理瞭機電一體化設計的核心要素。我尤其喜歡書中關於“動力學與控製理論”部分的講解，它將看似抽象的控製算法，通過具體的數學模型和仿真案例，變得直觀易懂。我特彆注重書中關於“PID控製”的章節，它不僅詳細介紹瞭PID控製的原理，還給齣瞭在不同工況下的參數整定方法，這對我成功地實現瞭機械裝置的精確控製起到瞭關鍵作用。此外，《機電一體化設計基礎》這本書對“傳感器與執行器”的講解也十分深入。作者詳細地介紹瞭各種傳感器的原理、特性，以及如何選擇閤適的傳感器來滿足特定的測量需求。並且，他對執行器的選型也給齣瞭詳細的指導，無論是伺服電機、步進電機，還是液壓、氣動元件，都進行瞭全麵的分析。讓我感到驚喜的是，書中還花瞭大量篇幅講解“係統集成與接口技術”。它詳細介紹瞭不同模塊之間如何進行通信，以及如何設計閤理的接口，以確保係統的高效穩定運行。這一點對於解決我項目中遇到的軟硬件接口問題，提供瞭有效的解決方案。總而言之，這本書不僅為我提供瞭理論知識，更重要的是，它教會瞭我如何將這些知識應用於實際工程問題。它是我在機電一體化設計道路上不可或缺的參考書。
評分我是一位剛剛步入機電一體化領域的研究生，對於這個交叉學科既充滿好奇又感到一絲迷茫。《機電一體化設計基礎》這本書，就像一盞明燈，為我指引瞭方嚮，驅散瞭前路的陰霾。從這本書的字裏行間，我感受到作者深厚的功底和豐富的實踐經驗。他並沒有急於拋齣復雜的概念，而是從最基礎的物理原理齣發，層層遞進，逐步構建起整個機電一體化係統的知識框架。我特彆喜歡書中關於“機械傳動與執行機構”部分的講解，它用大量的圖例和模型，生動地展示瞭各種傳動方式的工作原理，以及如何根據不同的負載和速度要求來選擇閤適的傳動方案。這一點對於我這個機械背景相對薄弱的學生來說，非常有幫助。接著，書中對“傳感器技術與信號處理”的講解也讓我受益匪淺。作者詳細介紹瞭各種類型傳感器的物理原理、工作特性，以及如何對采集到的模擬信號進行濾波、放大和數字化處理。我尤其欣賞書中關於“傳感器校準與誤差分析”的內容，這對於提高係統的測量精度至關重要。而最讓我感到興奮的是，《機電一體化設計基礎》這本書不僅僅停留在理論層麵，它還深入講解瞭“微控製器與嵌入式係統設計”。書中對ARM、DSP等主流微處理器的架構和編程模型進行瞭詳細的介紹，並且通過一些實際的控製案例，讓我理解瞭如何將硬件和軟件有機地結閤起來，實現復雜的控製功能。此外，書中關於“係統集成與測試”的章節，也為我提供瞭寶貴的實踐指導。它教會我如何從整體上規劃一個機電一體化係統，如何進行模塊化設計，以及如何進行有效的係統測試和故障診斷。總而言之，這本書為我打下瞭堅實的基礎，並且激發瞭我對機電一體化研究的濃厚興趣。
評分說實話，在看到《機電一體化設計基礎》這本書之前，我對“機電一體化”這個概念的理解，一直停留在“把機械和電子放在一起”的簡單層麵，缺乏係統性的認識。而這本書的問世，徹底改變瞭我的認知，為我打開瞭通往更深層次理解的大門。我特彆喜歡書中在講解“機械傳動與驅動”時，那種深入淺齣的方式。它不僅介紹瞭各種傳動機構的類型和工作原理，更重要的是，它還分析瞭不同傳動方式的優缺點，以及如何根據實際需求進行閤理選型。我尤其欣賞書中關於“電機選型與控製”的章節，它詳細介紹瞭各種電機的特性，以及如何進行簡單的控製，這對我這個對電機不太瞭解的人來說，簡直是福音。接著，書中對“傳感器與信號采集”的講解也讓我受益匪淺。它詳細介紹瞭各種傳感器的原理，以及如何將它們集成到係統中，並進行數據的采集和處理。我尤其喜歡書中關於“數據濾波與噪聲抑製”的內容，這對於提高測量精度至關重要。而最讓我感到震撼的是，《機電一體化設計基礎》這本書在“係統集成與協同設計”方麵的內容。它強調瞭在設計之初就應該將機械、電子、控製這幾個子係統進行統一的考慮，從而實現最優化的整體設計。書中還通過大量的工程實例，讓我看到瞭機電一體化技術是如何在實際應用中發揮巨大作用的，例如自動化生産綫、智能傢居等。這本書的編寫風格非常注重理論與實踐的結閤，圖文並茂，內容豐富，對於任何想要瞭解機電一體化設計的人來說，都是一本不可多得的優秀讀物。
評分我是一名在小型製造企業工作的技術人員，工作多年，接觸瞭不少自動化改造項目，但總覺得理論知識不夠紮實，特彆是在一些復雜機電一體化係統的設計上，常常感到力不從心。《機電一體化設計基礎》這本書，就像一位經驗豐富的老前輩，為我傳授瞭寶貴的經驗。我尤其欣賞它在講解“傳感器與測量技術”時的細緻入微。作者不僅介紹瞭各種傳感器的基本原理，還重點講解瞭如何在實際應用中選擇閤適的傳感器，以及如何處理傳感器信號，避免乾擾和提高精度。這一點對於我這種偏重實踐但缺乏理論指導的人來說，簡直是雪中送炭。接著，書中對“執行器與驅動技術”的講解也同樣精彩。它詳細地介紹瞭各種類型電機、液壓、氣動執行器的特點、選型依據和控製方法，並且通過大量的圖示，讓我能夠更直觀地理解它們的工作原理。我特彆喜歡書中關於“伺服係統與步進係統”的對比分析，這讓我能夠根據不同的應用需求，選擇最閤適的驅動方案。更讓我感到驚喜的是，《機電一體化設計基礎》這本書非常注重“係統集成與協同設計”的理念。它強調將機械、電子、控製等各個子係統進行統一規劃和設計，從而避免後期集成中可能齣現的各種問題。書中關於“通信協議與總綫技術”的講解，也為我解決瞭許多在不同設備之間進行數據交換時的難題。此外，書中還列舉瞭許多貼近實際生産的工程案例，這些案例都經過瞭詳細的剖析，讓我能夠學到解決實際問題的思路和方法。這本書的實用性極強，對於我這樣在基層工作的技術人員來說，是不可多得的學習資料。
評分作為一名長期在産品研發一綫工作的工程師，我對於“機電一體化”這個詞並不陌生，但總覺得對其中更深層次的設計理念和方法論不夠透徹。《機電一體化設計基礎》這本書的齣現，無疑為我帶來瞭新的啓發。我尤其欣賞作者在開篇部分，對“機電一體化”的定義和發展曆程所做的梳理，這讓我能夠在一個更宏觀的視角下理解這個學科。接著，書中對“機械結構設計與優化”的講解，不僅僅停留在理論層麵，更是結閤瞭大量的工程實踐，例如如何通過拓撲優化來減輕結構重量，如何通過有限元分析來評估結構強度等。我尤其喜歡書中關於“材料選擇與錶麵處理”的章節，它為我們在實際設計中選擇閤適的材料提供瞭非常有價值的參考。隨後，書中對“電子控製係統設計”的闡述也十分到位。作者詳細介紹瞭各種微控製器架構、嵌入式操作係統，以及如何進行高效的軟件開發。我尤其注重書中關於“實時操作係統與多任務調度”的內容，這對於設計高性能的實時控製係統至關重要。更讓我感到欣慰的是，《機電一體化設計基礎》這本書非常注重“係統建模與仿真”的重要性。它詳細介紹瞭各種建模方法，以及如何利用仿真工具來預測係統的性能，從而優化設計方案。書中還提供瞭大量的工程案例，這些案例都經過瞭詳細的分析，讓我能夠學到許多寶貴的工程經驗。總而言之，這本書為我提供瞭係統性的知識框架，並且幫助我進一步提升瞭在機電一體化設計方麵的專業能力。
評分說實話，我在拿到《機電一體化設計基礎》這本書之前，對機電一體化這個概念並沒有一個清晰的認識，隻知道它似乎是機械工程和電子工程的結閤體。然而，這本書的齣版，徹底改變瞭我對這個領域的看法，也讓我對學習這件事本身有瞭新的體驗。作者以一種非常平易近人的方式，從最基礎的機械傳動原理講起，比如齒輪、連杆、皮帶等，然後逐步過渡到各種動力源，如電動機、液壓泵、氣泵等。讓我感到驚喜的是，書中對各種電機類型的特點、適用範圍以及基本控製原理都做瞭非常細緻的講解，這對於我這種原本對電機知識瞭解甚少的人來說，簡直是量身定做的。更令我興奮的是，書中對微控製器和嵌入式係統的介紹，它並沒有簡單地羅列各種芯片型號，而是側重於講解微控製器的基本架構、指令集以及如何進行簡單的程序編寫。我尤其喜歡書中關於“傳感器與執行器接口”的章節，它詳細地介紹瞭各種接口類型，以及如何通過這些接口實現數據的傳輸和控製信號的輸齣。這一點對於將“機”與“電”有效地連接起來至關重要。這本書最吸引我的地方在於，它不僅僅是理論的堆砌，更是理論與實踐的完美結閤。書中穿插瞭大量的圖示、錶格以及實際的工程案例，這些都極大地幫助我理解瞭抽象的理論知識。我特彆喜歡書中關於“係統建模與仿真”的章節，它讓我瞭解到在實際搭建係統之前，如何通過仿真來預測係統的性能，從而優化設計方案，減少不必要的成本和時間浪費。這本書的語言通俗易懂，即使是對機電一體化領域不太熟悉的讀者，也能輕鬆上手。總而言之，《機電一體化設計基礎》這本書是一本非常優秀的入門教材，它為我打開瞭機電一體化設計的大門，並且讓我對這個充滿魅力的領域産生瞭濃厚的興趣。
評分第一節
評分伺服係統中g的執行元件
評分習題與思考題
評分定量電子秤G總體設計舉例
評分第a一章
評分執行機構設計
評分概述E
評分很好的書，正在看！
評分概述
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