第一篇：省機電一體化競賽總結專題

2011廣東省中等職業技術學校技能大賽機電一體化

設備組裝與調試項目培訓及競賽工作總結

一、競賽試題及成績分析

1、系統組成及工作要求

2011年廣東省機電一體化技能競賽使用亞龍235A實訓裝置，安裝布局與10年全國賽接近，由分揀傳送帶、機械手以及物料處理盤、一點檢測供料臺組成。和以往不同之處就是添加了觸摸屏。工作方式有二。方式一，通過觸摸屏調試設備運行。工作方式二，使用觸摸屏設定一號槽下料組合，并復制到二號槽，不符合一、二號槽的工件送到三號槽。另加上輔助和保護功能：兩種工作方式實時切換，切換有緩沖動作；停電保護；急停；過熱保護。

2、能力要求

競賽要求選手掌握基礎的機電一體化專業知識，如機械手、傳送帶的安裝，氣動元件的使用和控制氣路的安裝，變頻器的設置、三相交流電機的安裝與控制，傳感器的原理和使用，可編程控制器的應用，觸摸屏畫面開發以及通信能力。

3、出題趨勢

通過近四年的競賽觀察，競賽的硬件平臺不會發生大的變化，設備安裝的組合方式和調整難度不可能出現再多的變化，今年選手能力的區分就在于觸摸屏界面的設計，通信技巧以及解決問題的能力，尤其是編程的能力。命題者很可能會加大工作量，最明顯就是增加了觸摸屏的開發和按照國標繪制電氣原理圖。比賽要求選手同樣在4小時內完成全部工作任務，工作任務難度比往年全國賽有大幅度的提升，體現在：

一、方式二動作要求高，以往都是固定的組合或分揀，程序里已經固定，今年則是靈活的通過觸摸屏設定，要求程序的結構性非常強；

二、觸摸屏畫面設定要求比較高，畫面數量不算多，但是每個畫面里背景、文字、按鈕等每個細項要求繁雜，需要時間長；

三、繪圖要求高，全部使用國標符號，同時規范了元件布局和文字說明，耗時較以往大幅提升。綜合三個變化，總體工作量增大，每個細項目要求更加精細。

4、成績分析

本專業選手在獲得了三等獎（一等獎10％，二等獎20%，三等獎30％）。賽后選手反饋信息了解到，設備調試完成良好，與平時訓練情景接近。方式二，使用觸摸屏設定下料要求也是平時練習之內容，不同就是二號槽的復制功能沒有遇到過。丟分最多的是觸摸屏的開發環節。雖然功能能夠實現，但是細節沒有符合題目要求，造成有功能不得分。這和本人訓練思路判斷失誤有關。

二、經驗總結

學生技能的競賽既是學生能力與水平的比拼也是學校教學水平和輔導能力的較量。選手競賽分數上的巨大差距不能等同為我們教學水平的差距，畢竟影響比賽成績的因素是多方面的。提高競賽的水平，我覺得還是從兩大方面入手。一是深化常規教學的知識要求，結合機電設備的控制規范，特別是實際生產設備的工作要求指導我們的課堂教學；二是健全我們的競賽輔導體系。

1、深化常規教學

常規教學是根競賽是綠葉是紅花，有強健發達的根系才能開枝散葉開出美麗的紅花。

1）教學內容切合行業要求

中職的教學任務是為行業培養具有專業技能和素養的合格的畢業生，為地區經濟服務。

企業正在使用何種設備、采用怎樣加工技術都是我們關注的問題。教學中著重教給學生我們能力范圍內的最貼近生產實際的技術和操作規范。近年實際教學中我們基本是依據廣東省中等職業學校教材編寫委員會編輯的《可編程控制器應用基礎》開展教學活動，教授學生PLC的基本順序控制指令、步進順序指令以及基本的編程方法，涉及實際生產的常用手法、操作習慣等內容很少。恰恰技能競賽里比較注重考察選手這個方面的能力。

2、注重師資培訓

教師在教學中占據非常重要的位置，結合我們中等職業學校學生的實際情況，學生的自學能力、探求欲望非常有限，能學到多少更多的取決于老師教多少。基于這個現實，教師的知識儲備、技術經驗、授課知識結構是否合理的重要性就更顯突出了。以往，我們的教師都有過培訓，例如每次競賽前省教育廳組織的指導教師培訓。這些培訓有個特點，培訓時間段，主要任務是對往年比賽的總結與題目分析，非專業技能培訓。我想，從提升我們常規教學質量出發，對任課老師進行正規的培訓是有比較有利于的。

3、健全輔導體系

回顧這四年的競賽輔導工作，我們的訓練可能比較欠缺系統性，把輔導工作形成常規工作安排，系統訓練可能會有比較好的效果。重點的幾個方面是：

1）及早訓練

技能競賽已經常規化，每年一賽，輔導的有效性將很大的影響競賽的成績。通過和其它市隊知道老師的交流了解到，例如成績最好的隊，從去年底籌劃，今年一月初進行的全市的預選賽，各校應對市預選賽從第一學期后半段展開了積極的訓練。珠海、中山、廣州等地區也較早的獲得競賽的信息開展競賽的準備。今年我們的隊員從上學期末開始訓練，到競賽階段一直進行停課備賽，能力水平一直在提升。通過賽前摸底測驗，我們是達到入門級水平，熟悉了設備的操作，了解設備的特點，具備自主解決問題的能力。剛好能在4小時內完成工作任務，但是還不穩定，遇到工作量多或有難點的題目沒有辦法按時完成。以08、09和10年全國賽題目測試，考察多點檢測多點的排列組合分揀、一點檢測多點分揀、配合觸摸屏和變頻器的操作，我們的隊員基本能解決問題，可以在4小時的時限內取得80分左右的成績，難點部分還不能獨立完成，另外是速度較慢。再加上一個月的強化訓練，我們的選手應該可以達到比較熟練的水平。總結一個字――早，早取得信息，早開展訓練。

2）多方交流以及收集競賽信息

競賽成績的獲得需要多方因素的配合。競賽選手的基本功是基礎，有了熟練的基本功可以應付多數的任務要求和變化情況。同時我們也注意到有方向有針對的訓練可以事半功倍。如果我們能提早訓練，學生掌握了基本技能，速度也上來后，我們走出去，和眾多的兄弟學校進行交流賽，交流訓練心得提高競賽選手的適應能力和心理素質，提高穩定性。通過各種途徑收集競賽信息對提高成績也是有積極意義的。

第二篇：機電一體化技能競賽總結

機電一體化設備安裝與調試技能競賽總結

2014年3月5日我校學生參加了2014年平涼市第四屆中職學生技能大賽機電一體化設備安裝與調試項目的競賽。比賽分早上和下午兩個階段進行。我校有李小東、王海博、高小璞、關瑞嬌四名學生參加了比賽。現將比賽情況作以下總結：

一、準備階段

比賽于2014年3月5日在平涼信息工程學校進行，我校學生由于時間緊張，賽前沒有到賽場觀看設備。

當日到達比賽現場后，利用賽前抽簽時間，我們現場觀看了比賽設備，對比賽情況進行了簡要分析。

在準備過程中，指導學生回顧三菱PLC的編程問題及變頻器的調節、機械部分的結構、作用、原理分析。

二、比賽階段

本次比賽機電一體化項目，全市共有12個隊參加。比賽使用YL-235A光機電一體化設備，配備三菱、西門子可選模塊，要求使用PLC控制設備完成分揀包裝任務的安裝與調試，比賽過程中主要考查學生繪制PLC的I/O接線圖、PLC編程、低壓電氣控制線路的安裝三個方面的能力，在比賽過程中，我校學生的低壓電氣控制線路的安裝以及繪制PLC的I/O接線圖比較優秀，但在PLC的編程方面有待加強。

比賽的題目要求是對不同的物料進行分揀包裝，對三種不同的原料按照順序進行延時篩選后入庫。負責編程和繪制I/O接線圖的學生和負責機械和電氣部分安裝的學生基本上都在三個小時內完成了任務，但由于程序存在問題，需要進行調試。直到比賽結束任未將所有設備調試完畢。我校兩組學生，第一組在調試過程中出現錯誤導致部分設備誤動作，第二組學生的程序部分缺少，導致部分設備缺少動作。比賽結果我校學生李小東、王海博成績62分，獲全市比賽第二名，二等獎，并代表平涼市參加全省比不賽。我校學生高小璞、關瑞嬌47分，獲全市比賽第七名，三等獎。

這次比賽的設備采用YL-235A光機電一體化考核裝置，這種設備也是全國和各省中職機電一體化設備安裝與調試比賽的指定設備。它綜合了工具鉗工、低壓電工、傳感器、電磁閥、氣閥、PLC、變頻器等多種職業能力，是比較先進的考核裝置。通過這次比賽的鍛煉，指導老師的專業素養得到很大提高，視野得到拓展。學生經過這段時間的訓練各方面的能力得到了極大提高。

三、幾點建議

1．購買YL-235A光機電一體化考核裝置所需的耗材。目前我校的機電一體化設備使用頻繁，對于其中的消耗元器件如傳感器等都是易損壞元件，學生在訓練過程中消耗很大，但是學校耗材購買遠遠跟不上消耗情況。為此，我把一臺實訓設備拆開作為其他設備的元件讓學生使用，但是這不是長久之計。

另外由于學生訓練量大，我校設備所配備的螺絲多有損壞，建議購買部分螺絲及工具。

市場上推出的實驗實訓設備層出不窮，建議學校在資金有限的情況下針對重點專業購買購買一兩臺通用性強的設備。只有在這種較先進的設備條件下，才更有利于專業建設，教師和畢業學生才能熟練掌握現階段先進技術。

2．加強師資和學生培訓 多安排專業人員參加專業經驗交流會，在交流會上不僅教學儀器設備制造商會展示最先進的、適合于職業教育的設備，而且在會上可以了解省內乃至全國同行專家的經驗和本專業的發展方向。本來教學儀器設備制造商是根據市場較為成熟的配件來制造設備，已經落后市場較多了，而我校又遠遠落后了設備制造。這種情況有悖于職業教育的發展規律。

加強學生訓練，強化學生動手能力。我校目前只要采用第二課堂的方式，給學生提供興趣小組選擇，利用每天下午第七、八節課時間進行訓練，每周7課時，按十六周算共計112學時。實際上這些學時是遠遠不夠的。而且由于學校各種活動占用時間，占用學生，實際上每學期學生的訓練時間連60%都不足，我校學生本來就沒有開設專業課加之以上原因又落后其他學校一大步。

而且參見技能大賽各個項目無論是比賽還是訓練都是非常耗時間的，應該安排學生上大課，而不是像這樣每天練一會，實際上在一節課時間內學生完成的工作量是非常有限的，剛做了一點就下課了，過幾天又來做一點，這種情況導致學生在學習過程一直是邊學邊忘，處于事倍功半的效果。

3．多參加職業技能比賽 雖然這次比賽我校代表隊沒有獲得預想中的好成績，但平心而論參賽指導老師和學生都在職業素養、視野方面得到了很大提高，一方面我們看到了自己的不足、看到了學校教學設備的不足，以及發展方向。另一方面我們都對學校的未來充滿希望，對自己充滿希望。

梁海亮

2014年3月12日

第三篇：機電一體化總結

理論水平方面。實踐需要理論指導，只有理論成立才有實踐的可能，工作后，我時刻意識到自己知識的貧乏，電廠是生產一線，各個環節充滿著技術，但對于普通的操作等工作，即便是吃老本，也是能操作的，但要使得工作能夠游刃有余，懂得操作背后的原理，那就必須樹立強烈的緊迫感和堅持不懈的再學習毅力，我常常為這些貌似復雜原理而發呆，為了使得自己能較透徹掌握自己崗位的技術原理，提高自己的技術水平，1996年我參加了報考參加由天津水利學校發起的水利系統中專自學考試，不恥下問，經過較為艱苦的努力，2010年獲得畢業證書畢業，當年獲得了技術員資格，在理論上友贏得了主動權。但是，隨著時代腳步的快速前進，知識、技術更新的速度日新月異，面對新形勢，自己又仿佛是井底之蛙，掌握的知識也是杯水車薪，為掌握新的理論，與時俱進，2010年，我踴躍參加了三峽水利大學的函授學習，將在今年畢業。自從參加工作以來，在歷年機組的大修期間我都積極參加，并對照自己原有的各項知識結合電廠的設備具體運行狀況使自己的理論知識和實踐更好的結合，一方面放棄休息時間利用各種資料進行專業學習，有針對性地強化自己的專業知識儲備;另一方面對自己不清楚的問題向老師傅求教，勤思、多做、苦學、牢記。利用較短的時間學會了各個設備的電器、機械圖紙，弄清楚各個設備的運行原理和各個機電保護設備的銘牌參數和整定值，使自己能更準確地在運行工作中判斷運行狀況，給自己增添了許多工作信心。

第四篇：機電一體化總結

1、機電一體化（Mechatronics）是機電一體化技術及其產品的統稱，并把柔性制造系統和計算機集成制造系統等先進制造技術的生產線和制造過程也包括在內，發展了機電一體化的含義。包括六大關鍵技術：精密機床技術、伺服驅動技術、傳感檢測技術、信息處理技術、自動控制技術、系統總體技術。

2、機電一體化系統的基本功能要素（或組成）：①機械本體；②動力部分；③傳感檢測部分；④執行部分；⑤驅動部分；⑥控制與信息處理部分；⑦接口

3、接口的三個作用：①交換；②放大；③傳遞

4、機電一體化的相關技術：①機械技術；②傳感檢測技術；③信息處理技術；④自動控制技術；⑤伺服傳動技術；⑥系統總體技術

5、機電一體化的設計方法：整體設計法、組合法、替代法

6、機電一體化的設計類型：開發性設計、適應性設計、變異性設計

7、機械移動系統的基本元件：質量、阻尼器、彈簧

8、影響機電一體化系統中傳動鏈的動力學性能的因素：①負載的變化；②傳動鏈慣性；③傳動鏈固有頻率；④間隙、摩擦、潤滑和溫升

9、GD即動物體的重量G與回轉直徑D的平方的乘積。(GD2?4gJ)

10、兩物體接觸面間的摩擦力在應用上可簡化為粘性摩擦力、庫侖摩擦力與靜摩擦力三類

11、齒輪傳動齒側間的消除：①剛性消隙法；②柔性消隙法

12、電動機驅動的二級齒輪傳動系統，假定各主動小齒輪具有相同的轉動慣量J1,軸與軸承

2i1轉動慣量不計，各齒輪均為實心圓柱體，且齒寬和材料均相同，效率為1，則i2?22 或

i1?2i（i1,i2為齒輪系中第一、二級齒輪副的傳動比；i為齒輪系數總傳動比，i?i1i2）

13、滾珠花鍵既是一種傳動裝置，又是一種直線運動支撐，可用于機器人、機床、自動搬運車等各種機械。

14、諧波齒輪傳動特點：①傳動比大；②承載能力強；③傳動精度高；④齒側間隙小；⑤傳動平穩；⑥結構簡單，體積小，重量輕。

H15、諧波齒輪傳動的傳動比計算irg??r??Hzg式中：?g、?r、?H分別為剛輪、柔??g??Hzr

輪和波形發生器的角速度；zg、zr分別為剛輪和柔輪的齒數。

16、滾珠絲桿副是將普通的絲桿加上滾珠，變滑動為滾動，是絲桿、螺母、滾珠等零件組成的機械元件。分為：外循環插線管式和內循環反向器式

17、靜壓導軌是將具有一定壓力的油或氣體介質通入導軌的運動鍵與導向支撐鍵之間，運動鍵浮在壓力油和氣體薄膜之上，與導向支撐件脫離接觸，使之摩擦阻力大大減小的導軌。

18、傳感器：是借助于檢測元件接受一種形式的信息，并按一定規律將它轉換成另一種信息的裝置。分類方法：①以被測參量來分；②以傳感器的工作原理來分。

19、衡量傳感器靜態特性的重要指標：線性度、靈敏度、遲滯性、重復性。

20、光柵：是一種新型的位移檢測元件，它的特點是測量精度高（可達±1um）、響應速度快和量程范圍大等。光柵條紋密度一般為每毫米25、50、100、250條等。

21、感應同步器分為：鑒相式和鑒幅式

22、接近式位置傳感器按工作原理分為：電磁式、光電式、靜電容式、氣壓式、超聲波式。

23、將放大電路具有很高的共模抑制比以及高增益、低噪聲和高輸入阻抗這種特點的放大器具有能利用計算機采用軟件控制的辦法來實現增益的自動變換功能的放大器叫做程控增益放大器；

24、隔離放大器特點：①能保護系統元件不受高共模電壓的損害，防止高壓對低壓信號系統的損壞；②泄漏低電流，對于測量放大器的輸入端無須提供偏流返回通路；③共模抑制比高，能對直流和低頻信號進行準確、安全的測量。

25、A/D轉換器的特性：分辨率、相對精度、輸入電壓、輸出電阻、轉換時間（孔徑時間）

26、A/D轉換器的孔徑時間：在對模擬信號進行模數變換時，從啟動變換到變換結束的數字量輸出所需要的時間。

27、采樣頻率：（香儂定理）不失真檢測Ws(采樣頻率)≥2Wmax（信號最高頻率）

28、模擬信號經過時間離散變換和幅值離散變換(近似值)后轉換成數字信號。

29、用軟件進行“線性化”處理的方法：計算法、查表法、插值法。

30、伺服系統:以機械運動量為控制對象的反饋控制系統

31、伺服系統的結構組成及分類：①控制器；②功率放大器；③執行機構；④檢測裝置。

32、采用直流伺服電動機作為執行元件的伺服系統，稱為直流伺服系統。

33、直流伺服系統種類繁多，按伺服電動機、功率放大器、檢測元件、控制器的種類以及反饋信號與指令比較方式等分為不同類型的直流伺服系統

34、相敏放大器也稱鑒幅器，它的功能是將交流電壓轉換為與之成正比的直流電壓，并使它的極性與輸入的交流電壓的相位相適應。

35、相敏放大器的任務①將輸入交流電壓變換成直流電壓；②當輸入交流電壓相位變成相差∏時時，輸出的直流電壓極性亦隨之改變；③輸出直流電壓的數值與輸入交流電壓的幅值成正比

36、脈寬調制型（PWM）功率放大器的基本原理：利用功率器件的開關作用，將直流電壓轉換成一定頻率的方波電壓，通過對方波脈沖寬度的控制，改變輸出電壓的平均值。

37、采用交流伺服電動機作為執行元件的伺服系統，稱為交流伺服系統。按其選用不同的電動機而分為兩大類：同步型交流伺服電動機和異步型交流伺服電動機。

38、步進電動機（或脈沖電動機或脈沖馬達）；步進電動機多用于開環系統

39、三相步進電動機的三種分配方式：三相三拍、三相六拍、雙三拍

40、步距角的計算?（步距角）?360?，m為相數，z為轉量數，k為通電方式導數。mzk41、細分驅動電路的作用是減少步距角

42、光電隔離電路的作用：1）通過光電轉換隔離輸入/輸出2）實現電平轉換3）增加驅動能力

44、在工業環境中使用計算機控制系統，除去被控對象、檢測儀表和執行機構外，其余部分稱做“工業控制計算機”，簡稱“工業控制機”或“工控機”

45、PLC工作特點：順序掃描、循環執行（工作可靠、可與工業現場信號直接連接、積數式組合、編程操作容易、易于安裝及維修）；PLC輸入掃描，計算，輸出控制。（三階段工作制）

第五篇：機電一體化總結

第一章

1、機電一體化的含義：

機電一體化是在微型計算機為代表的微電子技術、信息技術迅速發展，向機械工業領域技術、微電子技術、信息技術、自動控制技術、傳感測試技術、電力電子技術、接口技術和軟件編程技術等群體技術，從系統的觀點出發，根據系統功能目標和優化組織結構目標，以智能、動力、結構、運動和感知組成要素為基礎，對各組成要素及其間的信息處理、接口耦合、運動傳遞、物質運動、能量變換機理進行研究使得整個系統有機結合與綜合集成，并在高功能、高質量、高精度、高可靠性、低能耗意義上實現多技術功能復合的最佳功能價值系統工程技術。

2、機電一體化系統的組成：

a機械本體：微型化、輕型化、美觀化

b伺服驅動執行：高精度、高速度、高可靠性

c傳感檢測單元：提高數據精度及速度

d計算機控制與信息處理 e動力源

3、機電一體化相關技術：

a機械技術 b傳感檢測技術 c信息處理技術 d自動控制技術 e伺服驅動技術 f系統總技術

4、機電一體化系統開發的設計思想： 機電一體化的優勢，在于它吸收了各相關學科之長并加以綜合運用而取得整體優化效果，因此在機電一體化系統開發的過程中，要特別強調技術融合，學科交叉的作用。機電一體化系統開發是一項多級別、多單元組成的系統工程。把系統的各單元有機的結合成系統后，個單元的功能不僅相互疊加，而且相互輔助、相互促進、相互提高，是整體的功能大于各單元功能的簡單的和，即“整體大于部分的和”。當然，如果設計不當，由于各單元功能的差異性，在組成系統后會導致單元間的矛盾和摩擦，出現內耗，內耗過大，則可能出現整體小于部分之和的情況，從而失去了一體化的優勢。因此，在開發過程中，一方面要求設計機械系統時，應選擇與控系統的電氣參數相匹配的機械系統參數；同時也要求設計控制系統時，應根據機械系統的固有參數來選擇和確定電氣參數。綜合應用機械技術和微電子技術，使二者密切結合、相互協調、相互補充，充分體現機電一體化的優越性。

5、機電一體化系統設計方法： a取代法 b整體設計法 c組合法

6、機電一體化發展趨勢：

a微型化（大型化）b智能化 c集成化d模塊化 e綠色化

第二章

間隙

1齒輪傳動齒側間隙的消除

a剛性消隙法：在嚴格控制齒輪齒厚和齒距誤差的條件下進行的，調整后齒側間隙不能自動補償，但能提高傳動剛度。

偏心軸套式消隙機構如圖2-18所示。電動機1通過偏心軸套2裝在箱體上。轉動偏心軸套可調整兩齒輪中心距，消除齒側間隙

b柔性消隙法：調整后齒側間隙可以自動補償。采用這種消隙法時，對齒輪齒厚和齒距的精度要求可適當降低，但對影響傳動平穩性有負面影響，且傳動剛度低，結構也較復雜。2絲杠螺母間隙的調整：

絲杠螺母傳動系統的軸向間隙為絲杠靜止時螺母考慮軸向間隙又要考慮滾珠與滾道的接觸彈性變形。絲杠螺母傳動系統的調隙一般采用雙螺母結構。

絲杠螺母傳動系統的軸向間隙為絲杠靜止時螺母沿軸向的位移量

S=L/z1z2。包括墊片式調隙機構、螺紋式調隙機構、齒差式調隙機構

第三章

三傳感器傳感器是借助于檢測元件接受一切形式的信息，并按一定規律將他轉化成另外一種信息的裝置。

2常用直線位移測量傳感器有：電感傳感器，電容傳感器，感應同步器，光柵傳感器等。

3常用角位移傳感器有：電容傳感器，光電編碼盤等

4電容式傳感器是將被測非電量的變化轉化為電容量變化的一種傳感器。5電感式傳感器利用電磁感應原理，把被測位移量變化成線圈自感或互感變化的裝置。

1、傳感器的性能：

量程、靈敏度、線性度、遲滯、重復性、分辨力（率）、閥值等

1、線性度：傳感器實際特性曲線與擬合直線之間的偏差

2、靈敏度：輸出變化對輸入變化的比值

3、遲滯性：在正反行程期間輸入—輸出特性曲線不重合程度

4、重復性：輸入量按同一方向多次測試時所得特性曲線的不重合程度

2、傳感器的選用原則： a足夠的容量 b與測量或控制系統的匹配性好 c精度適當，且穩定性高 d反應速度快，工作可靠性好 e使用性和適應性強 f使用經濟

光柵由主光柵、指示光柵、電源盒光電器件組成，兩者的光刻密度相同，但體長相差很多。光柵條紋密度一般為每毫米25條、50條、100條、250條等。把指示光柵平行地放在主光柵側面，并且使它們的刻線相互傾斜一個很小的角度，這時在指示光柵上就出現幾條較粗的明暗條紋，稱為莫爾條紋。它們是沿著與光柵條紋幾乎成垂直的方向排列。主光柵和被測物相連，它隨被測物體的直線位移而產生位移。當主光柵產生位移時，莫爾條紋便隨著產生上下移動。若用光電器件記錄下莫爾條紋通過某點的數目，便可知主光柵移動的距離，也就測得了被測物體的位移量。光柵莫爾條紋的特點是起放大作用，用W表示條紋寬度（mm），P表示光柵距離（mm），θ表示光柵條文間的夾角，則有：W≈P/θ 光電式轉速傳感器

光電式轉速傳感器是由裝在被測軸（或與被測軸相連接的輸入軸）上的帶縫隙圓盤，光源，光電器件和指示縫隙盤組成。光源發生的光通過縫隙圓盤和指示縫隙照射到光電器件上。當縫隙圓盤隨被測軸轉動時，由于圓盤上的縫隙間距與指示縫隙的間距相同，因此圓盤每轉一周，光電器件輸出與圓盤縫隙數相等的電脈沖，根據測量時間t內的脈沖數N，則可測出轉速為n=60N/Zt

.位置傳感器分接觸式和接近式兩種，所謂接觸式傳感器就是能獲取兩個物體是否已經接觸的信息的一種傳感器；而接近式傳感器是用來判別在某一范圍內是否有一物體的一種傳感器。

2.接觸式傳感器按其工作原理主要分為：電磁式、光電式、靜電容式、氣壓式和超聲波式。

電容傳感器C=ε將被測非電量的變化轉0εrA/δ

換為電容量變化的一種傳感器。這種傳感器具有結構簡單、高分辨力、可實現非接觸測量，并能在高溫、輻射和強烈振動等惡劣條件下工作等優點，因此在自動檢測中得到普遍應用。1.變極距型電容傳感器 ：

當動極板因被測量變化而向上移動使減小時，電容量增大。

注意：傳感器輸出特性是非線性的，規定在較小間隙變化范圍內工作。2.變面積型電容傳感器 ：

原理：它與變極距型不同的是，被測量通過動極板移動，引起兩極板有效覆蓋面積A改變，從而得到電容的變化。

這種傳感器的輸出特性呈線性。因而其量程不受線性范圍的限制，適合于測量較大直線位移和角位移。3．變介質型電容傳感器

原理結構如圖。兩平行極板固定不動，極距為δ0，相對介電常數為ε的電介質以不同深度插入電容器中，從而改變電容。

應用：這種電容傳感器有較多的結構形式，可以用來測量紙張、絕緣薄膜等的厚度，也可以用來測量糧食、紡織品、木材或煤等非導電固體的物質的濕度。

接近式傳感器 1．電磁式傳感器

當一個永久磁鐵或一個通有高頻電流的線圈接近一個鐵磁體時，它們的磁力線分布將發生變化，因此，可以用另一組線圈檢測這種變化。當鐵磁體靠近或遠離磁場時，它所引起的磁通量變化將在線圈中感應出一個電流脈沖，其幅值正比于磁通的變化率，圖3-20給出了線圈兩端的電壓隨鐵磁體進入磁場的速度而變化的曲線，箕電壓極性取決于物體進入磁場還是離開磁場。因此，對此電壓進行積分便可得出一個二值信號。當積分值小于特定的閾值時，積分器輸出低電平；反之，則輸出高電平，此時表示已接近某一物體。2．電容式傳感器

電容式接近傳感器是一個以電極為檢測端的靜電電容式接近開關，它由高頻振蕩電路、檢波電路、放大電路、整形電路及輸出電路組成。平時檢測電極與大地之間存在一定的電容量，它成為振蕩電路的一個組成部分。當被檢測物體接近鹼游電攝時，由于檢測電極加有電壓，檢測物體就會受到靜電感應而產生極化現象，被酒物體越靠近檢測電極，檢測電極上的電荷就越多，由于檢測電極的靜電電釋C= Q/u．所以電荷的增多，使電容C隨之增大，從而有使振蕩電路的振減弱，甚至停止震蕩。震蕩電路的振蕩與停振這兩種狀態被檢測電路轉換為開關信號后向外輸出。電磁感應式傳感器只能檢測電磁材料，對其它非電磁材料則無能為力。而電容傳感器卻能克服以上缺點，它幾乎能檢測所有的固體和液體材料。

3.光電式傳感器

這種傳感器具有體積小、可靠性

高、檢測位置精度高、響應速度快、易與TTL及CMOS電路兼容等優點，它分透光型和反射型兩種。

在透光塑光電傳感器中，發光器件和受光器件相對放置，中間留有間隙：當被測物體到達這一間隙時，發射光被遮住，從而接收器件（光敏元件）便可檢測出物體已經到達。這種傳感器的接口電路如圖3-21所示。反射型光電傳感器發出的光經被測物體反射后再落到檢測件上，由于是檢測反射光，所以

得到的輸出電流Ic較小。另外，對于不同的物體

表面．信躁比也不一樣．因此，設定限幅電平就顯得非常重要圖3，22表示這種傳感器的典型應用，它的電路和透射型傳感器大致相同，只是接收器的發射極電阻R：用得較大且為可調，這主要是因為反射型傳感器的光電流較小且有很大分散性。

3、傳感器的應用及工作原理： 例：a煙霧傳感器b鼠標 c測水箱水位

4、位置檢測：

A接觸式位置傳感器：a由微動開關制成的位置傳感器 b二維矩陣式配置的位置傳感器

B接近式位置傳感器：a電磁式傳感器 b電容式傳感器 c光電式傳感器

5、傳感器的非線性補償法： a計算法 b查表法 c插值法

6、最小二乘法：

y?kx?b

△i=yi-(kxi+b)

n

n

?△i?

?

[y?(kx2

i?b)] i?1i?1n

??

△i2 i?

1?b?0

則：b=

n ?

?△i

i?1

?0 ?k

則：k=

7、數字濾波方法

a算術平均值法 b中值濾波法 c防脈

沖干擾平均值法 d程序判斷濾波法第四章

直線電動機與旋轉電機傳動相比，直線電機傳動主要具有下列優點：(1)直線電機由于不需要中間傳動機械，因而使整個機械得到簡化，提高了精度，減少了振動和噪音；(2)快速響應： 用直線電機驅動時，由于不存在中間傳動機構的慣量和阻力矩的影響，因而加速和減速時間短，可實現快速啟動和正反向運行；(3)儀表用的直線電機，可以省去電刷和換向器等易損零件，提高可靠性，延長使用壽命；(4)直線電機由于散熱面積大，容易冷卻，所以允許較高的電磁負荷，可提高電機的容量定額；

(5)裝配靈活性大，往往可將電機和其它機件合成一體 1.直線電動機包括：直線感應電動機、直線直流電動機、直線步進電動機 由定子演變而來的一側稱作初級，由轉子演變而來的叫次級，有動初級和動次級。直線感應電動機工作原理：當初級的多相繞組中通入多相電流后，會產生一個氣隙基波磁場，但是這個磁場的磁通密度Bδ是直線移動的，故稱為行波磁場。顯然，行波的移動速度與旋轉磁場在定子內表面上的線速度是一樣的，即為Vs，稱為同步速度，且Vs=2fτ。在行波磁場切割下，次級導條將產生感應電動勢和電流，所有導條的電流和氣隙磁場相互作用，便產生切向電磁力。如果初級是固定不動的，那末次級就順著行波磁場運動的方向作直線運動。若初級移動的速度用V表示，那滑差率s=(vs-v)/vs，次級移動速度v=（1-s）vs，上式表明，直線感應電動機的速度與電動機極距及電源頻率成正比，因此改變極距或電源頻率都可以改變電動機的速度。與旋轉電動機一樣，改變直線電動機初級繞組的通電相序，可改變電動機運動的方向，因而可使直線電動機作往復直線運動。平板型直線電動機僅在次級的一側具有初級，這種結構形式稱單邊型，單邊型除了產生切向力外，還會在初、次級間產生較大的法向力，這在某些應用中是不希望的，為了更充分地利用次級和消除法向力，可以在次級的兩側都裝上初級，這種結構形式稱為雙邊型

1、直線電動機

A基本結構：初級、次級、行波磁場 B分類：感應、直流、步進 總傳動比的確定i??m???

m?

???m ?L??L

???L

TL?Tm?TLF

?(Jm?

JL??

ii

2)?a

JL ?(Jm?)i???

i2

L

Tmi?TiT ???LFc

m?J2

?J

mi?JLmi2

?JL

令 ? ??L

?i?0

TLFT

i?LF)2

?

JL T?(mTmJm

若不計摩擦，即TLF=0則i?

JL

Jm

傳動比分配原則

2齒輪傳動鏈的級數和各級傳動比的分配 三種原則

最小等效轉動慣量原則:各級傳動比分配的結果為“前小后大”。

質量最小原則：小功率傳動裝置傳動比分配結果為“等傳動比分配”；大功率傳動裝置傳動比分配結果為“前大后小”。

輸出軸的轉角誤差最小原則 三種原則的選擇：（1）對于以提高傳動精度和減小回程誤差為主的降速齒輪傳動鏈，可按輸出軸轉角誤差最小原則設計。若為增速傳動鏈，則應在開始幾級就增速。（2）對于要求運動平穩，啟停頻繁和動態性能好的伺服減速傳動鏈，可按最小等效轉動慣量和輸出軸轉角誤差最小原則進行設計。對于負載變化的齒輪傳動裝置，各級傳動比最好采 用不可約的比數，避免同時嚙合。（3）對于要求質量盡可能小的降速傳動鏈，可按質量最小原則進行設計。（4）對于傳動比很大的傳動鏈，可把定軸輪系和行星輪系結合使用。第五章

可編程序控制器：（1）控制程序可變，具有很好的柔性（2）可靠性強，是用于工業環境（3）編程簡單，使用方便（4）功能完善（5）體積小，重量輕，易于裝入機器內部 總線型工業控制計算機：（1）提高設計效率，縮短設計和制造周期（2）提高了系統的可靠性（3）便與調試和維修（4）能適應技術發展的需要，迅速改進系統的性能 單片機：（1）受集成度限制，片內存儲器容量較小（2）可靠性高（3）易擴展（4）控制功能強（5）一般的單片機內無監控程序或系統通用管理軟件，軟件開發工作量大。

人機接口包括輸出接口與輸入接口兩類，通過輸出接口，操作者對系統的運行狀態，各種參數進行監測；通過輸入接口，操作者向系統輸入各種命令及控制參數，對系統運行進行控制。

開關型功率接口 光電隔離技術 晶閘管接口：（1）單項晶閘管接口（2）雙向晶閘管驅動接口 繼電器輸出接口 固態繼電器接口：（1）直流型SSR（2）交流型SSR

大功率場效應管開關接口 模擬量輸出接口

D/A轉換器的輸出方式只與模擬量輸出端的連接方式有關，與其位數無關。

單極性電壓輸出 雙極性電壓輸出

1、工業控制計算機系統的基本要求： a具有完善的過程輸入/輸出功能 b具有實時控制功能 c具有可靠性

d具有較強的環境適應和抗干擾能力 e具有豐富的軟件

2、脈沖分配

A并行 B串行：a硬件 b程序 c專用芯片

3、步進電動機的功率驅動接口電路

a單電壓功率放大圖圖為該電路的原理圖，是步進電動機控制中最簡單的一種驅動電路，在本質上他是一個簡單的功率反相器。晶體管V用作功率開關，L是步進電動機中的一組繞組電感；RL是繞組電阻；RC是外接電阻；VD是續流二級管。

工作時，晶體管V基極輸入的脈沖信號必須足夠大，使其在高電平是保證V過飽和，在地電平是V充分截止。外接電阻RC式一個限流電阻，也是為改善回路時間常數的元件。b雙電壓功率放大電路

電路結構如圖所示，圖中使用U1和U2兩個直流電源，U1為高電壓（80-150V）U2為低電壓（5-20V），V1，V2為兩個大功率晶體管。其中V1是高壓開關管，V2是功率驅動管；VD1是U2的鉗位二極管，它在V1導通時截止。在V1截止時，由于VD1正向偏置而向步進電動機繞組提供低電源U2；VD2是續流二極管，在V1，V2都截止時向繞組提供放電電路。

c斬波型功率放大電路

此類電路有兩種：一種是斬波恒流型；另一種為斬波平滑性。前者應用較為廣泛

斬波恒流功放是利用斬波方法使電流恒定在額定值附近，典型電路如圖所示。在正常工作時，uIN端輸入步進脈沖，這事晶體管V5導通，二極管VD1發光，引起V1導通，V2截止，V3、V4導通。同時，uIN使晶體管V6、V7、V8導通，加在繞組L上的電源U是繞組中的電流上升，當繞組中的電流升到額定值以上時，恒流采樣電阻R12上產生的壓降US高于運算放大器OP1的正輸入端參考電壓UP，是OP1輸出低平，VD2導通，而使V5、V1截止，V2導通，V2、V4截止，即關閉了電源U。這樣在繞組L中產生反電動勢，由于V7、V8仍導通，故這時的反電動勢有兩個回路進行泄放，一個回路是L、RL、V8。R12、VD3；另一個回路是L、RL、R13、VD4、U、VD3。由于兩個泄放回路的并聯電阻很小，泄放時間常數較大，繞組L中的電流泄露放緩慢。當電流降至額定值一下是，R12采樣電壓US低于UP，OP1輸出高電平，二極管VD2截止，晶體管V5、V1導通，V2截止、V3、V4導通。電源U又重新加于繞組L，是其電流上升。

第六章

1機電一體化產品典型設計進程

1、準備階段

2、理論設計階段

3、產品的設計實施階段

4、設計定型階段 2性能參數

運動參數

2、動力參數

3、品質參數

4、環境參數

5、結構參數

6、界面參數 3系統總體方案文件的內容

1、系統的主要功能

2、控制策略及方案

3、個功能模塊的性能要求

4、方案比較和選擇的初步確定

5、為保證系統性能指標所采用的技術措施

6、抗干擾機可靠性設計策略

7、外觀造型方案及機械主題方案

8、人員組織要求

9、經費和進度計劃的安排 4常用設計策略

1、減少機械傳動部件

2、注意選用標準

3、充分運用硬件功能軟件化原則

4、以微機系統為核心的設計策略