机电一体化基础及小车制作介绍

1、机电一体化基础及机械电子机电一体化基础及机械电子制作介绍制作介绍杨杨机器人杨杨机器人2013.03.132013.03.132022-4-29报告大纲报告大纲1. 执行器执行器2. 传感器传感器3. 控制及控制方式控制及控制方式4. 机械电子制作介绍机械电子制作介绍5. 一体化的尖端产品和前景一体化的尖端产品和前景6. 结语结语2022-4-29一一 执行器执行器 1.1执行器简介执行器简介 执行器主要有电机，液压缸，气（压）缸。 电机主要是通过通电线圈在磁场中受到磁场力的牵引而旋转来工作。 eg.电风扇 水泵 液压缸主要是通过泵送的液压油来推动液压缸的活塞工作。 eg.挖掘机 气缸主要是通过

2、压缩机输送的一定压力的空气来推动活塞，从而带动活塞杆工作。 eg.公汽通过推杆（气缸作用）的运动来开关门2022-4-291.2电机电机(motor) 电机，也叫马达。在工业生产和日常生活中，用到的非常广泛。 一般电机 减速电机 舵机 电机分类 伺服电机（Servo motor） 步进电机 (stepping motor) 特种电机（振动电机、防 爆电机、防水电机等）2022-4-291.3直流电机（直流电机（DC Motor)一般电机一般电机（一般（一般3-12V)减速电机减速电机(最高工作最高工作电压电压24V)2022-4-29舵机舵机（金属齿）（金属齿）舵机舵机（塑料齿）（塑料齿）1.

3、4交流电机（交流电机（AC）2022-4-29转子（转动转子（转动轴或主轴）轴或主轴）定子（线圈）定子（线圈）一般交流电机一般交流电机伺服电机伺服电机编编码码器器及及接接线线端端电源线电源线步进电机步进电机1.5电机参数电机参数 转速：电机转子每分钟转多少转 扭矩：作用在单位长度上， 输出轴能输出的扭力 T= 1.01 105 P/n (P的单位是的单位是KW,n的单位的单位r/min,T的单位为的单位为N*mm) 额定电压 （区别工作电压）：交流电机一般220V（二相）, 也有380V（三相）,别的一些国家（像美国，日本）有用110V 。 额定电流：就是电机工作限定的电流。一般电机只有负载过

4、大，短暂时间可以超过此电流。 额定功率=额定电压 额定电流2022-4-29二二 传感器（传感器（sensor) 2.1传感器类别介绍传感器类别介绍1. 位置类：接近开关 光电感应开关 限位开关 GPS光栅尺 速度计 加速度类 编码器（测转速） 手机重力感应器2. 声音类：超声波测距 声呐 3. 视觉类：摄像头（CMOS , CCD)4. 触觉类：握力传感器5. 气味类：烟雾传感器 颗粒检测（PM2.5) 6. 电磁波类（包括光类） ：雷达/激光测距/光纤7. 其它 指纹识别，生命体征检测，核辐射探测类 (地沟油检测）2022-4-292022-4-29P+F传感器传感器SICK 光电开关光电

5、开关2.2传感器功能及应用传感器功能及应用2022-4-29光电感应，光电感应，用于限位用于限位自动出水的水龙头，自动感应门，空调的制冷，汽车的里程计等等，都有传感器的身影。1. 你有没想过为什么地铁每次都停的那么准？2. 如何测小汽车是否超速3. 像地沟油，核辐射，生命迹象，人的身体体征等又是如何检测？或有没有什么好的或更好的方法？三三 控制及控制方式控制及控制方式 3.1控制简介控制简介 从一般意义上说,控制是指控制主体按照给定的条件和目标,对控制客体施加影响的过程和行为。受到一定的指令后，人或机器经过一定的运算或判断，再执行相应的动作。控制类型：顺序控制，反馈控制，最优控制，神经网络控制

6、，智能控制等。控制示意图如下： 激励系统响应2022-4-293.2控制器分类控制器分类 继电器控制 单片机(MCU,micro-controller chip微控制芯片， 简称单片机)控制 32Arm芯片控制 PLC(programmable logic controller) DSP(digital signal processing ） 计算机控制 工控机(IPC,industrial personal computer) 其它 CPLD FPGA2022-4-293.3控制板实例控制板实例2022-4-29AVR 单片机单片机 （8 bit)USB编编程接口程接口外接电外接电源口源口数

7、字数字I/O口口Arduino UNO R3(最新款）最新款）50元左右元左右(13.03) arduino：http:/arduino.cc/ 模拟模拟I/O口口2022-4-29PLC (SIMENS S7-300) CPU电源模块，电源模块，通讯模块，通讯模块，I/O模块等模块等3.4 PID PID控制，就是对偏差信号（t）进行比例、积分和微分运算变换后形成的一种控制规律。 （t）=期望输出信号实际输出的信号2022-4-29 PID g(t)h(t) Ui(t)Uo(t)_（t）2022-4-29传感器传感器控制器控制器执行器执行器这里面的思维和逻辑有很多，需要思考的有很多很多。四四

8、 机械电子制作机械电子制作2022-4-292022-4-292022-4-29五五 一体化的尖端产品和前景一体化的尖端产品和前景 车类：自动控制类玩具四驱车 AGV小车 两轮自平衡小车 四驱电动车 无人驾驶汽车（Google及日本，英国等都在研究中） 登月车 火星车 机械手或机器人：ABB等工业机器人用于各种生产制造，特别是汽车制造（焊接，喷漆，搬运等） 军用机器人（Big Dog） 民用机器人（用于照顾残疾人，家庭帮忙，照顾小孩，医疗，服务型行业，娱乐之用等） 2022-4-29Segway 二轮二轮自平衡小车自平衡小车2022-4-29行星探测车行星探测车相关产品实例相关产品实例WALL-EABB 机械手（用于机械手（用于焊接汽车架）焊接汽车架）Big dog (美国军用美国军用“大狗大狗”）2022-4-29Kuka机器人机器人 六六 结语结语 机电一体化在工业生产中，应用相关机电一体化在工业生产中，应用相关广泛。相关产品，比如机器人，会越来越广泛。相关产品，比如机器人，会越来越多的出现在我们的生产和生活中。多的出现在我们的生产和生活中。 从事相关机械，电控工作的人员，都可从事相关机械，电控工作的人员，都可以学习这方面的知识，向这方面发展，为