机电一体化与机器人

1、机械测试方法与微机电系统1）. 机械测试系统主要包括被测对象、传感器、信号调理电路、输出系统、输入系统、信号处理系统以及执行器。 .例如结构振动模态测试系统，包括冲击锤、力传感器、加速度计、放大器、处理系统。需要测量受力大小、加速度等测量量。利用冲击锤、力传感器、加速度器等测量工具进行测试，并经过计算机处理得出结果。2）. 微机电系统技术主要与微电子、材料、力学、化学、机械学诸多学科知识相关，它的学科面也扩大到微尺度下的力、电、光、磁、声、表面等物理学的各分支。3） . 主要特点：1）微型化：微机电系统器件体积小、重量轻、耗能低、惯性小、谐振频率高、响应时间短。2）以硅为主要材料，机械电器性能

2、优良：硅的强度、硬度和杨氏模量与铁相当，密度类似铝，热传导率接近钼和钨。3）批量生产： 用硅微加工工艺在一片硅片上可同时制造成百上千个微型机电装置或完整的微机电系统。批量生产可大大降低生产成本。4）集成化： 可以把不同功能、不同敏感方向或致动方向的多个传感器或执行器集成于一体，或形成微传感器阵列、微执行器阵列，甚至把多种功能的器件集成在一起，形成复杂的微系统。 微传感器、 微执行器和微电子器件的集成可制造出可靠性、稳定性很高的微机电系统。5）多学科交叉：微机电系统涉及电子、机械、材料、制造、信息与自动控制、物理、化学和生物等多种学科，并集约了当今科学技术发展的许多尖端成果。主要功能：主要功能：

3、a. 用微电子微机械加工并且用敏感元件如电容、压电、压阻、热电耦、谐振、隧道电流等材料，以此来感受转换电信号并实现传感功能。b. 用微机电系统技术制造化学 / 生物微型分析和检测芯片或仪器，实现分析全过程。c.可以完成大尺寸机电系统所不能完成的任务，也可嵌入大尺寸系统中，把自动化、 智能化和可靠性水平提高到一个新的水平。d.微机电系统在航空航天系统的应用可大大节省费用，提高系统的灵活性，并将导致航空航天系统的变革.e. 微机电系统可以综合微电子、微机械、光电子技术等基础技术，开发新型光器件，称为微光机电系统4）. 未来微机电系统可能运用于操纵杆、 温度和湿度传感器、扬声器和微型投影机以及显示屏

4、、射频器件、压力传感器等方面。机械设计与制造1. 技术性能准则如产品所能传递的功率、效率、使用寿命、 强度、刚度、抗摩擦、 磨损性能、振动稳定性、热特性等标准化准则有概念标准化：设计过程中所涉及的名词术语、符号、计量单位等应符合标准；实物形态标准化：零部件、原材料、设备及能源等的 结构 形式、尺寸、性能等，都应按统一的规定选用。方法标准化：操作方法、测量方法、试验方法等都应按相应规定实施。可靠性准则可靠性：产品或零部件在规定的使用条件下，在预期的寿命内能完成规定功能的概率。可靠性准则就是指所设计的产品、部件或零件应能满足规定的可靠性要求。安全性准则零件安全性：指在规定外载荷和规定时间内零件不发

5、生如断裂、过度变形、过度磨损和不丧失稳定性等等。整机安全性：指机器保证在规定条件下不出故障，能正常实现总功能的要求。工作安全性：指对操作人员的保护，保证人身安全和身心健康等等。环境安全性：指对机器周围的环境和人不造成污染和危害。23 工艺工 作是机械工业技术进步的主要内容机械工业是国民经济发展的基础。机械工业要发展 , 要满足国民经济发展的需要, 就必须依靠技术进步, 这是机械工业真正实现振兴的必由之路。 而工艺工作是机械工业技术进步的主要内容。机械工业要解决制造什么和怎么制造两大问题。制造什么取决于国民经济各部门的需要, 怎样制造 , 用什么生产资料去制造, 采用什么样的方法、手段制造出适合

6、需要的产品, 是我们作为机械制造部门要解决的最根本的问题 , 而能够解决这些问题的, 就是科研设计和工艺工作。工艺工作有四大要素: 工艺管理、制造技术、工艺装备和材料, 以及工人的技能。工艺工作是科学技术在现代工业生产中作为生产力的最为活跃的部分4. 包括：生产，加工，采购，外包。主要包括1，金属切削过程,2 ，还有加工方法，包括外圆表面加工，孔加工，平面及复杂表面加工， 数控机床 与数控加工 ，圆柱齿轮齿面加工， 特种加工； 3，机械加工 质量与控制； 4，工艺规程与设计； 5 机床 夹具 设计。主要就是这些。机电一体化与机器人1 机电一体化又称机械电子学 ，英语称为Mechatronics

7、，它是由英文机械学Mechanics 的前半部分与电子学Electronics的后半部分组合而成，意思是机械技术和电子技术的有机结合。机电一体化是从系统工程观点出发，应用机械、 电子等有关技术，使机械、 电子有机合，实现系统或产品整体最优的综合性技术，是工业信息化的重要内容普通的机械加电气，它属于硬连接或者称为机械连接，只能应用在就地或者小范围场合使用，不能满足大面积和远程控制。而机电一体化就不一样了， 它不光有硬连接、机械连接还有软连接。 机电一体化属于同时运用机械、电子、 仪表、计算机和自动控制等多种技术为一体的一种复合技术。 它不光可以就地操作， 小范围应用， 还可以大面积使用操作， 远

8、程监测、控制。简言之，机电一体化侧重综合能力，而机械加电气是以机械为主，电气辅助，二者侧重点不同。2 傅里叶变换红外分光光度计Excalibur系统使用目前最新的计算机接口技术，USB接口； 可以实现与任何标准计算机的顺利连接，无需考虑插槽是否匹配、断线、波特率（每秒传递的数据位数）太小等问题傅立叶变换红外光谱仪由光源、动镜、定镜、分束器、检测器和计算机数据处理系统组成射出的红外线光束由分束器分成两束：一束透射到定镜后反射入样品池后到达检测器；另一束通过分束器到达动镜后反射，穿过分束器后与定镜来的光形成干涉光进入样品池和检测器。由于动镜在不断地周期性运动，这两束光的光程差随动镜移动距离的变化呈

9、现周期变化。由于样品对某些谱带红外光的吸收，在检测器得到样品的干涉图谱，这些干涉图谱是动镜移动距离 x 的函数。3 纯机械，是指不带任何电子化的机械。如扳手，履带，支架等。自动化机械， 是指 机器或装置在无人干预的 情况 下可以按预定的程序或指令自动进行操作或控制的机械。如缝纫机，织布机等。智能化机械， 是指在一定条件下会选择运行模式或拥有遥感等人工智能的机械。如变频空调，智能手机等。自主化机械， 是指在没有人为操纵下自动运行或停止且能完成一定功能的机械，如机器人等。4 水能用水的落差来带动机械动作电能能通过电磁感应，利用用电机来带动机械动作热能。蒸汽能推动活塞在气缸之内做反复运动，通过连杆

10、带动飞轮旋转，将往复运动变为 圆周运动 ，而飞轮反过来又带动换向阀 ，改变活塞两次的进气与排气关系，实现机械自动换向，来维持机器连续运行。核能。原子能转变为动能（裂变碎片的动能），动能转变为热能，这个热能传递给一回路工质（压水堆为水） ，水将二回路的水变为蒸汽，仍然是热能；蒸汽到汽轮机做功，就是将热能转变为机械能；汽轮机带动发电机发电，就是将机械能转变为电能。完成能量转换。电能再通过电机转化为机械能。液压与气压转动1 。 1）动力装置3) 控制调节装置( 能源装置 ) 液压泵 2 ）( 执行装置 ) 执行元件包括各种阀类，如压力阀、流量阀和方向阀等包括液压缸和液压马达4）辅助装置（元件）指各种

11、管接头、油管油箱、过摅器和压力计等5）工作介质指在液压系统中，承受压力并传递压力的油液。2，功能： 是根据需要无级调节液动机的速度，并对液压系统 中工作液体的压力、流量和流向进行调节控制。原理： 液压泵把机械能转换成液体的压力能，液压控制阀 和液压辅件控制液压介质的压力、流量和流动方向， 将液压泵 输出的压力能传给执行元件， 执行元件将液体压力能转换为机械能，以完成要求的动作。3液压传动的特点液压传动的特点主要有以下几方面：(1) 与电动机相比，在同等体积下，能产生更大的动力，也就是说，在同等功率下，液压装置的体积小、质量轻、结构紧凑，即它具有大的功率密度或力密度，力密度在这里指工作压力。(2

12、) 容易做到对速度的无级调节，而且调速范围大，并且对速度的调节还可以在工作过程中进行。(3) 工作平稳，换向冲击小，便于实现频繁换向。(4) 易于实现过载保护，能实现自润滑，使用寿命长。(5) 易于实现自动化，可以很方便地对液体的流动方向、压力和流量进行调节和控制，并能很容易地和电气、电子控制或气压传动控制结合起来，实现复杂的运动和操作。(6) 易于实现系列化、标准化和通用化，便于设计、制造和推广使用。(7) 由于液压传动中的泄漏和液体的可压缩性使这种传动无法保证严格的传动比。(8) 传动效率相对低。(9) 液压传动对油温的变化比较敏感10)液压传动在出现故障时不易诊断。4 液压传动相对于传统

13、机械传动省略了很多的传动机构 ，工作更平稳，使用寿命更长，减少了摩擦，也增加的效率，不会有齿轮之间的碰撞，也就不会有猛冲，起步不稳等现象。3气压传动的特点气压传动的特点主要有以下几方面：(1)气压传动的工作介质是空气，它取之不尽、用之不竭，用后的空气可以排到大气中去，不会污染环境。(2)气压传动的工作介质黏度很低，所以流动阻力很小，压力损失小，便于集中供气和远距离输送。(3)气压传动对工作环境适应性好，在易燃、易爆、多尘埃、强辐射、振动等恶劣工作环境下，仍能可靠地工作。(4)气压传动动作速度及反应快。液压油在管道中的流动速度一般为15m/ s，而气体流速可以大于10m/s，甚至接近声速，因此在0.020.03s内即可以达到所要求的工作压力及速度。(5)气压传动有较好的自保持能力。即使压缩机停止工作，气阀关闭，气压传动系统仍可维持一个稳定压力。而液压传动要维持一定的压力，需要能源装置工作或在系统中加蓄能器。(6)气压传动在一定的超负载工况下运行也能保证系统安全工作，并不易发生过热现象。(7)气压传动系统的工作压力低，因此气压传动装置的推力一般不宜大于40kN，仅适用于小功率的场合。在相同输出力的情况下，气压传动装置比液压传动