合肥工业大学机电一体化PPT1

1、机电一体化机电一体化系统设计系统设计Design of Mechatronical System高婷2013/3/8合肥工业大学 机电一体化系统设计机电一体化系统设计v 课课程程概况概况n学学 时：时：3333（含实验）（含实验）n成绩评定：平时成绩成绩评定：平时成绩30%30%，卷面成绩，卷面成绩70%70%n考试形式：开卷考试形式：开卷v 学习学习要求要求 机电一体化系统设计机电一体化系统设计是一门综合性专业课，要求学生能把以前学过的机械、是一门综合性专业课，要求学生能把以前学过的机械、电子学科的知识有机地结合起来，学习掌握电子学科的知识有机地结合起来，学习掌握“以机为主，以电为用，机电结

2、以机为主，以电为用，机电结合合”的设计思路和方法，系统培养学生关于机电一体化产品的创新和设计能的设计思路和方法，系统培养学生关于机电一体化产品的创新和设计能力，并了解现代机电一体化的系统特点和发展方向。力，并了解现代机电一体化的系统特点和发展方向。v 选选用用教教材材 1 1） 机电一体化系统设计（第二机电一体化系统设计（第二/ /三版），张建民，高等教育出版社，三版），张建民，高等教育出版社，20072007； 2 2） 机电一体化系统设计课程设计指导书，尹志强等，机械工业出版机电一体化系统设计课程设计指导书，尹志强等，机械工业出版社，社，20072007。 合肥工业大学 v第一节第一节 机

3、电一体化时代与机电一体化技术革命机电一体化时代与机电一体化技术革命v第二节第二节 优先发展机电一体化的领域及其共性关优先发展机电一体化的领域及其共性关键技术键技术v第三节第三节 机电一体化系统构成要素及功能构成机电一体化系统构成要素及功能构成v第六节第六节 机电一体化系统设计的考虑方法及设计机电一体化系统设计的考虑方法及设计类型类型v第八节第八节 机电一体化工程与系统工程机电一体化工程与系统工程合肥工业大学 v “机电一体化机电一体化”一词的英文是一词的英文是“Mechatronics”, 是是20世纪世纪70年代初由年代初由日本首先提出的，它是取日本首先提出的，它是取Mechanics（机械

4、学）的前半部分和（机械学）的前半部分和Electronics（电子学）的后半部分拼合而成的。国内也称为电子学）的后半部分拼合而成的。国内也称为“机械电机械电子学子学”。v 迄今为止，迄今为止，“机电一体化机电一体化”一词尚没有统一的定义。一词尚没有统一的定义。v 一般认为，机电一体化是从系统的观点出发，将机械技术一般认为，机电一体化是从系统的观点出发，将机械技术 、微电子、微电子技术、信息技术、控制技术等在系统工程基础上有机地加以综合，以技术、信息技术、控制技术等在系统工程基础上有机地加以综合，以实现整个系统最佳化的一门新兴边缘性技术学科。实现整个系统最佳化的一门新兴边缘性技术学科。 合肥工业

5、大学 数控机床、自动挡小轿车、全自动洗衣机、电动自行车、数控机床、自动挡小轿车、全自动洗衣机、电动自行车、升降电梯、机器人、飞行器、火箭、卫星、潜艇等。升降电梯、机器人、飞行器、火箭、卫星、潜艇等。合肥工业大学 美美34年前发射的飞船到年前发射的飞船到2011年已飞年已飞220亿公里亿公里将离开太阳系将离开太阳系 据媒体报道，美国航天总署据媒体报道，美国航天总署(NASA)于于1977年发射的年发射的2艘艘航海家号宇宙飞船航海家号宇宙飞船(Voyager)，是目前所有仍在运作、还可联系是目前所有仍在运作、还可联系的宇宙飞船中，距离地球最远的。的宇宙飞船中，距离地球最远的。其中，其中，航海家航海

6、家2号号于于1977年年8月月20日发射，到日发射，到2010年年6月月28日日已超过已超过1万万2000天，天，航海家航海家1号号于于1977年年9月月5日发射，至日发射，至7月月13日也达到日也达到1万万2000天。天。合肥工业大学 据报道，据报道，航海家航海家1 1号号( (Voyager 1)目前已经航行超目前已经航行超过过220220亿公里，距离太阳约亿公里，距离太阳约170170亿公里；而地球与亿公里；而地球与太阳的平均距离为太阳的平均距离为1 1亿亿50005000万公里。航海家万公里。航海家1 1号重号重815815公斤，于公斤，于19771977年年9 9月月5 5日发射，曾

7、到访过木星及日发射，曾到访过木星及土星，受惠于几次的引力加速，使得飞行速度比土星，受惠于几次的引力加速，使得飞行速度比其它任何人造太空飞行器都还要快，即使较它早其它任何人造太空飞行器都还要快，即使较它早半个月发射的姊妹船航海家半个月发射的姊妹船航海家2 2号，也无法超越。号，也无法超越。合肥工业大学 中国第一台自行设计、自主集成研制的中国第一台自行设计、自主集成研制的“蛟龙号蛟龙号”载人潜水载人潜水器器30003000米级海试取得成功米级海试取得成功 中国科技部、国家海洋局中国科技部、国家海洋局20102010年年8 8月月2626日日宣布，中国宣布，中国第一台自行设计、自主集第一台自行设计、

8、自主集成研制的国家成研制的国家863计划重计划重大专项大专项“蛟龙号蛟龙号”载人潜载人潜水器，在南海水器，在南海3000米级米级海上试验取得成功，最大海上试验取得成功，最大下潜深度达下潜深度达3759米，并米，并在南海海底插上中国国旗。在南海海底插上中国国旗。 合肥工业大学 中国载人潜水器成功突破5000米 达5056.8米 2011年年7月月26日上日上午午6：09在东太平洋在东太平洋试验海区成功突破试验海区成功突破5000米海底深度，达米海底深度，达5056.8米。这意味着米。这意味着中国深海活动能力可覆中国深海活动能力可覆盖世界盖世界70%以上的洋以上的洋底，并成功回收至底，并成功回收至

9、“向向阳红阳红09”船。船。 合肥工业大学 “蛟龙蛟龙”号预计号预计2012年将年将进行进行7000米级海试米级海试 “蛟龙”号下潜至海底5057米深处所拍摄的鱼合肥工业大学 2012年年6月月24日，日，“蛟龙蛟龙”号载人潜水器在马里亚纳海域号载人潜水器在马里亚纳海域进行的进行的7000米级海试第四次米级海试第四次下潜试验中成功突破下潜试验中成功突破7000米米深度，再创中国载人深潜新纪深度，再创中国载人深潜新纪录。图为录。图为“蛟龙蛟龙”号被放入水。号被放入水。2012年年6月月30日日15时许，在马里亚时许，在马里亚纳海沟试验区进行纳海沟试验区进行7000米级海试第米级海试第六次下潜的六

10、次下潜的“蛟龙蛟龙”号返回母船，标号返回母船，标志着我国具备了在全球志着我国具备了在全球99.8%的海的海洋深处开展科学研究、资源勘探的能洋深处开展科学研究、资源勘探的能力。力。在今年进行的在今年进行的6次下潜中，次下潜中，“蛟龙蛟龙”号号3次超越次超越7000米，最大下潜深度达米，最大下潜深度达到到7062米米 。合肥工业大学 v 目前，国外共有各类深海载人潜水器目前，国外共有各类深海载人潜水器13艘，性能与艘，性能与“蛟龙号蛟龙号”大体大体相当的有相当的有5艘，分别是：美国的艘，分别是：美国的“阿尔文号阿尔文号”(下潜深度下潜深度4500米，米，1963年服役年服役)、日本的、日本的“深海

11、深海6500号号”(下潜深度下潜深度6500米，米，1989年服役年服役)、俄罗斯的、俄罗斯的“和平和平1号号”与与“和平和平2号号”(下潜深度均下潜深度均为为6000米，米，1987年服役年服役)、法国的、法国的“鹦鹉螺号鹦鹉螺号”(下潜深度下潜深度6000米，米，1984年服役年服役)。最大下潜深度纪录由。最大下潜深度纪录由“深海深海6500号号”于于1989年年8月创造，为月创造，为6527米。米。合肥工业大学 合肥工业大学 1 1、2020世纪世纪6060年代前为第一阶段，年代前为第一阶段，“萌芽阶段萌芽阶段” 工程师们自觉或者不自觉地把机械产品和电子技术相结合，以提高机工程师们自觉或

12、者不自觉地把机械产品和电子技术相结合，以提高机械产品的性能。但是由于电子技术的发展相对落后，使得机械与电子械产品的性能。但是由于电子技术的发展相对落后，使得机械与电子的结合还没有得到广泛的应用。的结合还没有得到广泛的应用。2 2、7070年代到年代到8080年代为第二阶段，年代为第二阶段，“蓬勃发展阶段蓬勃发展阶段” 计算机技术、控制技术、通信技术（计算机技术、控制技术、通信技术（3C3C技术）的发展，为机电一体技术）的发展，为机电一体化的发展奠定了技术基础。这个时期的特点是：化的发展奠定了技术基础。这个时期的特点是： mechatronics一词首先在日本被普遍接受，大约到一词首先在日本被普

13、遍接受，大约到2020世纪世纪8080年代年代末期在世界范围内得到比较广泛的承认；末期在世界范围内得到比较广泛的承认； 机电一体化技术和产品得到了极大发展；机电一体化技术和产品得到了极大发展； 各国均开始对机电一体化技术和产品给以很大的关注和支持。各国均开始对机电一体化技术和产品给以很大的关注和支持。 合肥工业大学 3 3、9090年代后期开始为第三阶段，年代后期开始为第三阶段，“智能化阶段智能化阶段” 光学、通信技术等进入了机电一体化，微细加工技术也在机电一光学、通信技术等进入了机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支；体化中崭露头脚，出现了

14、光机电一体化和微机电一体化等新分支； 对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法，机电一体化的对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法，机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。学科体系和发展趋势都进行了深入研究。 由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步，为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。这些研究，将促使进步，为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。这些研究，将促使机电一体化进一步建立完整的基础和逐渐形成完整的科学体系。机电一体化进一步建立完整的基础和逐渐形成完整的科学体系。 合肥工业大学 1. 1. 数控

15、机床的问世，写下了数控机床的问世，写下了“机电一体化机电一体化” 历史的历史的第一页。第一页。2. 2. 微电子技术为微电子技术为“机电一体化机电一体化”带来勃勃生机。带来勃勃生机。3. 3. “可编程序控制器可编程序控制器”、“电力电子电力电子”等的发展为等的发展为“机电一体化机电一体化”提供了坚强基础。提供了坚强基础。4. 4. 激光技术、模糊技术、信息技术等新技术使激光技术、模糊技术、信息技术等新技术使“机机电一体化电一体化” 跃上新台阶。跃上新台阶。合肥工业大学 机电一体化技术应用举例加湿器的结构组成及加湿器的结构组成及原理原理采用超声波高频振荡的原理，将水雾化为15微米的超微粒子，通

16、过风动装置，将水雾扩散到空气中。 合肥工业大学 SIEMENS 可编程序控制器产品可编程序控制器产品合肥工业大学 数控机床数控机床数数控控铣铣床床合肥工业大学 焊接机器人焊接机器人-FAUNC车身焊接机器人车身焊接机器人 工业机器人工业机器人合肥工业大学 课外阅读材料：汽车课外阅读材料：汽车1、EFI 系统系统2、自动变速箱、自动变速箱3、安全气囊、安全气囊4、ABS系统系统5、自动巡航系统、自动巡航系统合肥工业大学 电子燃油喷射电子燃油喷射（EFI）系统系统 电子控制燃油喷射系统（电子控制燃油喷射系统（EFI）简称简称汽油喷射。它是汽车汽油发动机取消化油汽油喷射。它是汽车汽油发动机取消化油器

17、而采用的一种先进的喷油装置。使用器而采用的一种先进的喷油装置。使用EFI，汽车发动机燃烧将更充分，从而提高功率，汽车发动机燃烧将更充分，从而提高功率，降低油耗，实现低公害排放的目的。当降低油耗，实现低公害排放的目的。当EFI功能与发动机其它功能结为一体时，称功能与发动机其它功能结为一体时，称“发动机管理系统（发动机管理系统（EMS）”，这将达到，这将达到更高要求的环保目标。更高要求的环保目标。合肥工业大学 合肥工业大学 CVT自动变速器原理图自动变速器原理图 奥迪奥迪A4的自动变速器。绿色圆筐中的部分就的自动变速器。绿色圆筐中的部分就是多片离合器式的行星齿轮制动机构是多片离合器式的行星齿轮制动

18、机构 合肥工业大学 汽车防抱死系统(ABS)合肥工业大学 基本工作原理是，汽车制动时，首先由轮速基本工作原理是，汽车制动时，首先由轮速传感器测出与制动车轮转速成正比的交流电传感器测出与制动车轮转速成正比的交流电压信号，并将该电压信号送入电子控制器压信号，并将该电压信号送入电子控制器（ECU）。由）。由ECU中的运算单元计算出车中的运算单元计算出车轮速度、滑动率及车轮的加、减速度，然后轮速度、滑动率及车轮的加、减速度，然后再由再由ECU中的控制单元对这些信号加以分中的控制单元对这些信号加以分析比较后，向压力调节器发出制动压力控制析比较后，向压力调节器发出制动压力控制指令。使压力调节器中的电磁阀等

19、直接或间指令。使压力调节器中的电磁阀等直接或间接地控制制动压力的增减，以调节制动力矩，接地控制制动压力的增减，以调节制动力矩，使之与地面附着状况相适应，防止制动车轮使之与地面附着状况相适应，防止制动车轮被抱死。被抱死。合肥工业大学 安全气囊安全气囊 汽车行驶过程中，传感器系统不断向控制装置发送速度变化（或加速度）汽车行驶过程中，传感器系统不断向控制装置发送速度变化（或加速度）信息，由控制装置（中央控制器）对这些信息加以分析判断，如果所测的加信息，由控制装置（中央控制器）对这些信息加以分析判断，如果所测的加速度、速度变化量或其它指标超预定值（即真正发生了碰撞），则控制装置速度、速度变化量或其它指

20、标超预定值（即真正发生了碰撞），则控制装置向气体发生器发出点火命令或传感器直接控制点火，点火后发生爆炸反应，向气体发生器发出点火命令或传感器直接控制点火，点火后发生爆炸反应，产生产生N2或将储气罐中压缩氮气释放出来充满碰撞气袋。乘员与气袋接触时，或将储气罐中压缩氮气释放出来充满碰撞气袋。乘员与气袋接触时，通过气袋上排气孔的阻尼吸收碰撞能量，达到保护乘员的目的。通过气袋上排气孔的阻尼吸收碰撞能量，达到保护乘员的目的。合肥工业大学 数控机床伺服系统数控机床伺服系统合肥工业大学 机电一体化系统的构成机电一体化系统的构成合肥工业大学 。机电一体化系统的构成机电一体化系统的构成合肥工业大学 将来自各传感

21、器的检测信息和外部输入命令进行集中、储将来自各传感器的检测信息和外部输入命令进行集中、储存、分析、加工，根据信息处理结果，按照一定的程序和存、分析、加工，根据信息处理结果，按照一定的程序和 节奏发出相应的指令，控制整个系统有目的地运行。节奏发出相应的指令，控制整个系统有目的地运行。 要求：高可靠性、处理速度快、智能化要求：高可靠性、处理速度快、智能化合肥工业大学 合肥工业大学 （1 1）检测传感技术）检测传感技术传感器技术，信号输入输出与处理，传感系统自动控制、传感器技术，信号输入输出与处理，传感系统自动控制、调节与检测技术。调节与检测技术。（2 2）信息技术）信息技术信息输入输出，交换、存储

22、，运算，判断，决策等。信息输入输出，交换、存储，运算，判断，决策等。（3 3）自动控制技术）自动控制技术自动控制理论与系统设计，自动控制系统仿真，位置、自动控制理论与系统设计，自动控制系统仿真，位置、速度、自适应控制，诊断、校正、补偿控制等。速度、自适应控制，诊断、校正、补偿控制等。（4 4）伺服驱动技术）伺服驱动技术机、电、液（气）等执行元件的驱动与控制技术。机、电、液（气）等执行元件的驱动与控制技术。（5 5）精密机械技术）精密机械技术结构紧凑，体积小，零部件模块化、标准化、通用化、结构紧凑，体积小，零部件模块化、标准化、通用化、规格化等。规格化等。（6 6）系统总体技术）系统总体技术传统

23、设计方法与现代设计方法的融合技术传统设计方法与现代设计方法的融合技术合肥工业大学 1.3.1 机电一体化系统的构成要素与功能特征机电一体化系统的构成要素与功能特征 构成要素：构成要素：机械系统、电子信息处理系统、动力系统、传机械系统、电子信息处理系统、动力系统、传感系统、执行控制系统（元件）等组成。感系统、执行控制系统（元件）等组成。 重要功能特征：重要功能特征：以能源转换为主功能特征。以能源转换为主功能特征。 以信息转换为主功能特征。以信息转换为主功能特征。 三大目的功能：三大目的功能：变换功能（加工处理）；传递功能（移动、变换功能（加工处理）；传递功能（移动、输送）；储存功能（保持、积蓄、

24、记录）。输送）；储存功能（保持、积蓄、记录）。 控制方式：控制方式：线性、非线性、智能控制方式。线性、非线性、智能控制方式。1.3.2 机电一体化系统（产品）应具有的主要功能要素机电一体化系统（产品）应具有的主要功能要素 主功能、信息功能、控制功能、动力功能、构造功能。主功能、信息功能、控制功能、动力功能、构造功能。 各子系统的匹配技术（核心）各子系统的匹配技术（核心） 接口技术。接口技术。 合肥工业大学 合肥工业大学 物质物质主功能计测功能（变换、传递、储存）动力输入（能源）信息能源动力功能人或其他系统（信息）输入控制输出控制控制功能信息能源原输入干扰废弃物输出新输出构造功能原输入输入控制（

25、信息）新输出毛坯物质工件物质热、振动热、振动、切屑切削加工（加工机构）机械结构能位置检测电 源控制器CNC操作人员CNC程序监视外部电源（能源）图纸信息等 图图1.6 系统五种内部功能构成系统五种内部功能构成 图图1.7 CNC机床内部功能构成机床内部功能构成 合肥工业大学 1.5 机电一体化系统构成要素相互联系问题机电一体化系统构成要素相互联系问题 接口技术接口技术v 接口技术的作用：为实现机械、电子、信息等各异的技术在机电一体化系统中的物质、能源、信息的传递与转换，达到系统所需的目的功能。v 接口技术的功能：系统输入/输出接口信息的匹配。 系统信息的转换、调整，能源信息匹配。v 接口技术的

26、分类： 按变换调整功能分类：零接口，无源接口，有源接口，智能接口。 按输入输出功能分类：机械接口、物理接口、信息接口、环境接口。v 实际上，机电一体化技术研究的核心问题是接口技术问题。合肥工业大学 1.6机电一体化系统的设计流程设计内容：设计内容：（1）确定产品规格、性能指标）确定产品规格、性能指标 运动参数、动力参数、运动参数、动力参数、品质参数。品质参数。（2）系统功能部件要素的划分）系统功能部件要素的划分 功能部件选择、设计和功能部件选择、设计和与系统主功能的匹配。与系统主功能的匹配。（3）接口设计）接口设计 机械接口、物理接口、信息接口、环境机械接口、物理接口、信息接口、环境接口。接口

27、。（4）综合评价或系统评价）综合评价或系统评价 系统性能、结构质量的各种系统性能、结构质量的各种定量指标和参数，系统的附加价值，定量指标和参数，系统的附加价值，满足设计或用户需求满足设计或用户需求的功能性产品或系统为前提。的功能性产品或系统为前提。评价方法依据产品要求有所评价方法依据产品要求有所不同不同（5）可靠性复查）可靠性复查 （6）试制与调试）试制与调试 样机制造与调试、试验。样机制造与调试、试验。（7）最终产品结果评价）最终产品结果评价 是否达到设计或用户要求是否达到设计或用户要求合肥工业大学 1.7 机电一体化系统的评价体系机电一体化系统的评价体系v 依据提高机电一体化产品依据提高机

28、电一体化产品或系统附加价值或系统附加价值的各项综合指标作为评价体的各项综合指标作为评价体系的制定标准，即五大内部功能要素指标。系的制定标准，即五大内部功能要素指标。系统（产品）系统（产品）内部功能内部功能 评评 价价 参参 数数 系统（产品价值）系统（产品价值）高高低低主功能主功能 系统误差系统误差抗干扰能力抗干扰能力废弃物输出废弃物输出变换效率变换效率小小强强少少高高大大弱弱多多低低动力功能动力功能 输入能量输入能量能能 源源少少内装内装多多外装外装控制功能控制功能可控输入输出接口数可控输入输出接口数操作动作数操作动作数多多少少少少多多构造功能构造功能尺寸、重量尺寸、重量强度强度小、轻小、轻

29、高高大、重大、重低低计测功能计测功能或信息获取或信息获取精度精度灵敏度灵敏度高高响应快响应快低低响应慢响应慢合肥工业大学 机电一体化系统（产品）主 功 能计测、控制功能动 力 功 能构 造 功 能高性能化机电一体化系统（产品）低价格化智能化高可靠性化轻薄短小化省能化系统内部功能的发展方向及评价内容系统内部功能的发展方向及评价内容合肥工业大学 1.8 机电一体化系统的设计方法与类型v 原则：原则：从规范性、通用性、耐环境性、可靠性、经济性等多方面综合从规范性、通用性、耐环境性、可靠性、经济性等多方面综合分析，结合现代设计方法和手段，达到机电一体化系统设计的三大目分析，结合现代设计方法和手段，达到

30、机电一体化系统设计的三大目的省能源、省资源、智能化，提高机电产品的附加值和自动化程度。的省能源、省资源、智能化，提高机电产品的附加值和自动化程度。v 常用的设计方法：常用的设计方法： 机电互补法机电互补法( (取代法取代法):):就是用电气控制取代原系统中的机械控制机构。就是用电气控制取代原系统中的机械控制机构。该方法是改造旧产品、开发新产品或对原系统进行技术改造常用的方该方法是改造旧产品、开发新产品或对原系统进行技术改造常用的方法法, , 也是改造传统机械产品的常用方法。也是改造传统机械产品的常用方法。 机电结合（融合）法机电结合（融合）法( (整体设计法整体设计法):):主要用于新产品的开

31、发设计。在主要用于新产品的开发设计。在设计时完全从系统的整体目标出发设计时完全从系统的整体目标出发, , 考虑各子系统的设计。某些子系考虑各子系统的设计。某些子系统可融为一体，使结构更加紧凑。统可融为一体，使结构更加紧凑。 机电组合法机电组合法( (组合法组合法):):就是选用各种标准功能模块组合设计成机电一就是选用各种标准功能模块组合设计成机电一体化系统。例如体化系统。例如, ,设计一台数控机床设计一台数控机床, ,可以依据机床的性能要求可以依据机床的性能要求, ,通过通过对不同厂家的计算机控制单元、伺服驱动单元、位移和速度测试单元对不同厂家的计算机控制单元、伺服驱动单元、位移和速度测试单元

32、及主轴、导轨、刀架、传动系统等产品的评估分析及主轴、导轨、刀架、传动系统等产品的评估分析, , 研究各单元间接研究各单元间接口关系和各单元对整机性能的影响口关系和各单元对整机性能的影响, , 通过优化设计确定机床的结构组通过优化设计确定机床的结构组成。成。合肥工业大学 常见的设计类型：常见的设计类型：v 开发性设计开发性设计 没有参照产品的设计，仅仅是根据抽象的设计原理和要求，没有参照产品的设计，仅仅是根据抽象的设计原理和要求，设计出质量和性能方面满足目的要求的系统。设计出质量和性能方面满足目的要求的系统。v 适应性设计适应性设计 是在总的方案原理基本保持不变的情况下，对现有产品进是在总的方案

33、原理基本保持不变的情况下，对现有产品进行局部更改，或用微电子技术代替原有的机械结构，或为行局部更改，或用微电子技术代替原有的机械结构，或为了微电子控制进行局部适应性设计，以提高产品的性能和了微电子控制进行局部适应性设计，以提高产品的性能和质量。质量。v 变异性设计变异性设计 是在设计方案和结构不变的情况下，仅改变现有产品的规是在设计方案和结构不变的情况下，仅改变现有产品的规格尺寸，使之适应于量的方面有所变更的要求。格尺寸，使之适应于量的方面有所变更的要求。合肥工业大学 1.10 机电一体化系统的设计程序、准则与规律机电一体化系统的设计程序、准则与规律1.10.1 设计程序设计程序 总体设计总体

34、设计部件设计与选择部件设计与选择技术设计与工艺设计。技术设计与工艺设计。（1）总体设计总体设计明确设计思想和概念明确设计思想和概念-分析系统（产品）的综合性能指标要求分析系统（产品）的综合性能指标要求-类似产品调研和市场调研类似产品调研和市场调研-划分部件或子系统的功能模块划分部件或子系统的功能模块决定系统和部件、子系统的性能参数决定系统和部件、子系统的性能参数-拟定总体可行性方案（采用不同的设计方法和手段达到设计目的的多拟定总体可行性方案（采用不同的设计方法和手段达到设计目的的多种方案）种方案）-方案评价与对比、方案定型方案评价与对比、方案定型-编写总体方案的可行性论证书编写总体方案的可行性

35、论证书-专家评定鉴定专家评定鉴定-确定最终总体设计方案。确定最终总体设计方案。合肥工业大学 （2 2）部件（或关键零件）选择与设计）部件（或关键零件）选择与设计 部件主要性能指标确定部件主要性能指标确定-部件选择与设计部件选择与设计-明确技术手明确技术手段。段。（3）技术设计与工艺性设计）技术设计与工艺性设计 技术设计应充分考虑实现系统（产品）功能要素的工艺特技术设计应充分考虑实现系统（产品）功能要素的工艺特性、制造手段与能力性、制造手段与能力工艺基础；工艺基础； 工艺性设计要以满足实现系统（产品）各功能要素为前提工艺性设计要以满足实现系统（产品）各功能要素为前提或目的或目的保证性能、质量、增

36、加附件价值。保证性能、质量、增加附件价值。合肥工业大学 1.10.2 机电一体化系统（产品）设计准则机电一体化系统（产品）设计准则 以以节省能源、节省资源、智能化，提高系统的附加值，实现系统目的功能为节省能源、节省资源、智能化，提高系统的附加值，实现系统目的功能为设计准则设计准则，使系统具有高的，使系统具有高的可靠性、适应性、完善性为设计目标可靠性、适应性、完善性为设计目标。1.10.3 机电一体化系统设计的一般规律机电一体化系统设计的一般规律 总结一般系统的设计，具有以下规律：根据设计要求首先确定离散元素总结一般系统的设计，具有以下规律：根据设计要求首先确定离散元素间的间的逻辑关系逻辑关系，然后研究其相互间的，然后研究其相互间的物理关系物理关系，这样就可根据设计要求和手，这样就可根据设计要求和手册确定其册确定其结构关系结构关系，最终完成全部设计工作；其中确定逻辑关系阶段是关键，最终完成全部设计工作；其中确定逻辑关系阶段