現代機械設計手冊 智能裝備繫統設計 第2版 單行本
作 者: 孟新宇,郝長中 編
定 價: 79
出?版?社: 化學工業出版社
出版日期: 2020年02月01日
頁 數: 361
裝 幀: 平裝
ISBN: 9787122356406
●第22篇智能裝備繫統設計
章智能裝備繫統設計基礎知識
1.1智能裝備繫統的定義、特點和發展趨勢22-3
1.2智能裝備繫統基本構成要素22-5
1.2.1繫統構成22-5
1.2.2技術構成22-6
1.2.3繫統分類及特征22-8
1.3智能裝備繫統產品的設計方法22-9
1.3.1智能裝備繫統主要的分析方法22-9
1.3.1.1繫統的解耦與耦合22-9
1.3.1.2繫統設計公理22-10
1.3.1化設計原理22-12
1.3.1.4智能裝備繫統的結構層次22-13
1.3.1.5智能裝備繫統的基本分析22-16
1.3.2模塊化設計方法22-19
1.3.3柔性化設計方法22-19
1.3.4取代設計方法22-19
1.3.5融合設計方法22-20
1.3.6優化設計方法22-20
1.3.7人-機-環境繫統設計方法22-20
1.3.8可靠性設計方法22-21
1.3.9繫統安全性設計方法22-24
1.4智能裝備繫統總體設計22-25
1.4.1智能裝備產品的需求分析22-25
1.4.2智能裝備繫統設計技術參數與技術指標制定方法22-25
1.4.3智能裝備繫統原理方案設計22-26
1.4.3.1繫統的原理方案分析22-26
1.4.3.2基本的原理方案分析22-26
1.4.3.3繫統的功能結構圖設計方法22-27
1.4.4智能裝備繫統結構方案設計22-28
1.4.4.1繫統結構方案設計的程序22-28
1.4.4.2繫統結構方案設計的基本原則22-29
1.4.5智能裝備繫統總體布局設計22-29
1.4.6總體準確度分析與設計22-29
1.5智能裝備繫統設計流程22-30
第2章傳感檢測繫統設計
2.1傳感檢測繫統22-33
2.1.1傳感檢測繫統的概念與特點22-33
2.1.2傳感檢測繫統的結構與組成22-33
2.1.2.1非電量的特征22-33
2.1.2.2傳感檢測繫統的結構22-34
2.1.2.3傳感檢測繫統的硬件組成22-36
2.1.2.4傳感檢測繫統的軟件組成22-36
2.1.3傳感器信號的處理22-37
2.1.4信號傳輸22-37
2.2傳感器及其應用22-38
2.2.1傳感器的組成與分類22-38
2.2.2傳感器的主要性能指標22-38
2.2.3各種用途的常用傳感器22-39
2.2.4基於各種工作原理的常用傳感器22-43
2.2.4.1電阻式傳感器22-43
2.2.4.2電容式傳感器22-48
2.2.4.3電感傳感器22-51
2.2.4.4壓電傳感器22-58
2.2.4.5磁電傳感器22-63
2.2.4.6磁致伸縮傳感器22-65
2.2.4.7熱電式傳感器22-71
2.2.4.8霍爾式傳感器22-77
2.2.4.9光纖傳感器22-80
2.2.4.10光電傳感器22-85
2.2.4.11紅外線傳感器22-91
2.2.4.12激光式傳感器22-92
2.2.4.13數字式傳感器22-97
2.2.4.14氣敏傳感器22-101
2.2.5智能傳感器22-114
2.2.6微傳感器22-117
2.2.6.1定義特點及分類22-117
2.2.6.2機械量微傳感器22-117
2.2.6.3基於MEMS技術的氣體微傳感器22-120
2.2.7傳感器的選用22-120
2.2.8多傳感器信息融合22-122
2.3模擬信號檢測繫統設計22-124
2.3.1模擬信號檢測繫統的組成22-124
2.3.2基本轉換電路22-125
2.3.3信號放大電路22-127
2.3.4信號調制與解調22-130
2.3.5濾波電路22-131
2.3.6電平轉換電路22-133
2.3.7采樣-保持電路22-133
2.3.8運算電路22-133
2.3.9A/D轉換電路22-136
2.3.10數字信號的預處理22-137
2.3.11抗干擾設計22-142
2.4數字信號檢測繫統設計22-144
2.4.1數字信號檢測繫統的組成22-144
2.4.2編碼器及光柵信號的電子細分方法22-145
2.5現代傳感檢測技術的新發展22-150
2.6典型傳感繫統設計應用實例和檢測裝置22-152
2.6.1CX300型數控車銑加工中心傳感檢測繫統設計實例22-152
2.6.2飛鋸檢測繫統設計實例22-153
2.6.3新風節能繫統設計實例22-156
第3章伺服繫統設計
3.1伺服繫統22-159
3.2伺服繫統的基本要求和設計方法22-159
3.2.1伺服繫統的基本要求22-159
3.2.2伺服繫統的設計步驟22-160
3.3伺服繫件及其控制22-160
3.3.件種類和特點22-160
3.3.2電件22-161
3.3.2.1直流伺服電機及其驅動22-161
3.3.2.2交流伺服電機及其驅動22-163
3.3.2.3松下MINASA5伺服電機22-165
3.3.2.4步進電機及其驅動22-170
3.3.3液壓執行機構22-176
3.3.4氣動執行裝置22-176
3.3.5新型執行裝置22-177
3.3.6電液伺服閥22-177
3.3.7電液比例閥22-178
3.3.8電液數字閥22-178
3.4執行電機的選擇及設計22-179
3.4.1交流電動機調速方式22-179
3.4.2交流變頻調速器22-180
3.5開環控制伺服繫統及其設計22-181
3.6閉環伺服繫統設計22-182
3.7數字伺服繫統設計22-183
第4章機械繫統設計
4.1智能裝備機械繫統的基本要求和組成22-185
4.2機械傳動機構設計22-186
4.2.1機械傳動機構的分類及選用22-186
4.2.1.1智能裝備繫統對機械傳動的要求22-186
4.2.1.2機械傳動機構的分類22-187
4.2.1.3機械傳動機構的選用22-188
4.2.1.4機械傳動繫統方案的選擇22-188
4.2.2傳動因素分析22-189
4.2.3絲杠螺母機構傳動設計22-191
4.2.3.1滾珠絲杠副基本結構22-191
4.2.3.2滾珠絲杠副的主要尺寸和精度等級22-201
4.2.3.3滾珠絲杠副的選擇設計計算22-205
4.2.3.4滾珠螺母安裝連接尺寸22-210
4.2.3.5靜壓絲杠螺母副22-217
4.2.4其他傳動機構22-219
4.2.4.1齒輪傳動22-219
4.2.4.2撓性傳動22-224
4.2.4.3間歇傳動22-225
4.3機械導向機構設計22-227
4.4機械執行機構設計22-232
4.4.1執行機構分析22-232
4.4.1.1主要性能指標22-232
4.4.1.2繫統的品質22-235
4.4.1.3能量轉換接口22-238
4.4.2微動機構22-240
4.4.3誤差補償機構22-244
4.4.4定位機構22-246
4.4.5設計實例22-247
4.4.5.1數控機床動力卡盤與回轉刀架22-247
4.4.5.2工業機器人末端執行器22-250
4.5支撐繫統和機架設計22-252
4.5.1軸繫設計的基本要求及類型22-252
4.5.2機架的基本要求及結構設計要點22-254
第5章微機控制繫統設計
5.1微機控制繫統的基本組成與分類22-258
5.1.1微機控制繫統的基本組成22-258
5.1.1.1微機控制繫統的硬件組成22-258
5.1.1.2微機控制繫統的軟件組成22-259
5.1.2微機控制繫統的分類22-259
5.2微機控制繫統設計的方法和步驟22-260
5.2.1模擬化設計方法和步驟22-260
5.2.1.1模擬化設計思想22-260
5.2.1.2香農采樣定理22-260
5.2.1.3模擬化設計步驟22-261
5.2.1.4數字PID控制繫統設計22-262
5.2.2離散化設計方法和步驟22-265
5.3微機控制繫統的數學模型22-265
5.3.1差分方程22-265
5.3.1.1差分的概念和差分方程22-265
5.3.1.2差分方程的求解方法22-266
5.3.2Z傳遞函數22-266
5.3.2.1基本概念22-266
5.3.2.2開環繫統的脈衝傳遞函數22-266
5.4微機控制繫統分析22-268
5.4.1線性離散繫統的時域響應分析22-268
5.4.2離散繫統的穩定性分析22-269
5.4.2.1Z平面內的穩定條件22-269
5.4.2.2S平面與Z平面之間的映射關繫22-269
5.4.2.3穩定判據22-270
5.4.3離散繫統的穩態誤差22-270
5.4.4離散繫統的暫態性能22-271
5.4.4.1閉環極點與暫態分量的關繫22-271
5.4.4.2離散繫統暫態性能的估算22-272
5.4.5離散繫統的根軌跡分析法22-273
5.4.5.1Z平面上的根軌跡22-273
5.4.5.2用根軌跡法分析離散繫統22-275
5.4.6離散繫統的頻率法22-275
5.5典型微機控制繫統及設計應用實例22-276
5.5.1基於工業控制計算機的微機控制繫統22-276
5.5.1.1繫統結構和特點22-276
5.5.1.2工控組態軟件22-276
5.5.2基於單片機的微機控制繫統22-276
5.5.3基於可編程控制器的微機控制繫統22-276
第6章接口設計
6.1接口設計基本方法和接口芯片22-278
6.1.1接口設計與分析的基本方法22-278
6.1.2常用的接口芯片22-278
6.2人機接口電路設計22-278
6.2.1人機接口電路類型與特點22-278
6.2.2輸入接口電路設計22-279
6.2.3輸出接口電路設計22-280
6.3機電接口電路設計22-290
6.3.1機電接口電路類型與特點22-290
6.3.2信號采集通道接口中的A／D轉換接口電路設計22-290
6.3.3控制量輸出通道中的D／A轉換接口電路設計22-292
6.3.4控制量輸出通道中的功率接口電路設計22-294
6.3.4.1PWM整流電路22-294
6.3.4.2光耦合器驅動接口設計22-296
6.3.4.3繼電器22-298
6.3.5被控量反饋通道中的接口電路設計22-301
6.3.5.1速度反饋接口22-301
6.3.5.2位移反饋接口22-301
第7章設計實例
7.1數控機床的改造22-304
7.1.1數控車床的改造22-304
7.1.1.1數控車床的改造方案組成框圖22-304
7.1.1.2機械結構改造設計方案22-304
7.1.1.3數控車床計算機控制繫統改造硬件設計22-307
7.1.1.4數控車床計算機控制繫統改造軟件設計22-312
7.1.2大型數控落地鏜銑床的繫統改造實例22-312
7.2工業機器人繫統設計實例22-314
7.2.1工業機器人的組成與分類22-314
7.2.2SCARA型裝配機器人繫統設計22-314
7.2.3BJDP-1型機器人設計22-319
7.2.4纜索並聯機器人設計22-323
7.3無人搬運車（AGV）繫統設計22-327
7.3.1無人搬運車繫統（AGVS）22-327
7.3.2無人搬運車的工作原理和結構22-330
7.3.2.1無人搬運車的引導方式22-330
7.3.2.2無人搬運車的結構22-331
7.3.3典型的無人搬運車22-333
7.3.3.1瑞典AGV電子有限公司的產品22-333
7.3.3.2美國AGV產品有限公司的產品22-335
7.3.3.3中國新松AGV產品22-338
7.4信函連續作業自動處理繫統設計22-343
7.4.1信函自動處理流水線22-344
7.4.1.1信函自動處理流水線的組成22-344
7.4.1.2信函自動處理的前提條件22-345
7.4.2信函分類機22-345
7.4.3緩衝儲存器22-347
7.4.4理信蓋銷機22-3497.4.5信函分揀機22-352
7.4.5.1信函分揀的同步入格控制22-352
7.4.5.2條形碼及光學條碼自動識別22-352
7.4.5.3光學文字自動識別22-355
參考文獻22-360
內容簡介
《現代機械設計手冊》第二版單行本共20個分冊，涵蓋了機械常規設計的所有內容。各分冊分別為：《機械零部件結構設計與忌》《機械制圖及精度設計》《機械工程材料》《連接件與緊固件》《軸及其連接件設計》《軸承》《機架、導軌及機械振動設計》《彈簧設計》《機構設計》《機械傳動設計》《減速器和變速器》《潤滑和密封設計》《液力傳動設計》《液壓傳動與控制設計》《氣壓傳動與控制設計》《智能裝備繫統設計》《工業機器人繫統設計》《疲勞強度可靠性設計》《逆向設計與數字化設計》《創新設計與綠色設計》。
本書為《智能裝備繫統設計》，主要介紹了智能裝備繫統設計基礎知識、傳感檢測繫統設計、伺服繫統設計、機械繫統設計、微機控制繫統設計、接口設計、設計實例等。本書可作為機械設計人員和有關工程技術人員的工具書，也可供高等院校相關專業師生參考。
