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本书为新形态教材，以二维码的形式链接了原理动画、章节测试题和阅读资料，并且设置了章首导学内容和思政拓展、拓展阅读模块，增加了实用性和趣味性。本书配套了PPT 课件、教学大纲、习题答案等教学资源，欢迎选用本书的教师登录机械工业出版社教育服务网（www. cmpedu. com）免费下载。
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本书以通俗易懂的语言、生动有趣的图片、贴近生活的实例，讲述机电一体化的相关技术。本书共4 章，内容包括绪论、机电一体化系统组成、机电一体化产品设计及机电一体化技术应用实例。通过学习本书，读者可以掌握机电一体化的基本知识、关键技术和典型应用，建立机电一体化技术的基本概念和知识结构，并为后续深入学习机电一体化相关技术，以及进行机电一体化系统设计、开发和应用奠定基础。本书为新形态教材，以二维码的形式链接了原理动画、章节测试题和阅读资料，并且设置了章首导学内容和思政拓展、拓展阅读模块，增加了实用性和趣味性。本书配套了PPT 课件、教学大纲、习题答案等教学资源，欢迎选用本书的教师登录机械工业出版社教育服务网（www. cmpedu. com）免费下载。本书适合作为本科院校机械电子工程、机电一体化专业的通识课程、导论课程及公共选修课教材，也可作为高职高专等相关专业课程教材，还可供机电一体化技术的初学者和希望快速了解机电一体化技术全貌的工程技术人员参考。
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目 录第2 版前言第1 版前言第 1 章 绪论 11.1 机电一体化的概念 21.1.1 机电一体化的定义 21.1.2 机电一体化的分类 31.1.3 机电一体化的特点 41.2 机电一体化的组成 61.2.1 机电一体化系统的基本组成及其功能 81.2.2 机电一体化的相关技术 101.3 机电一体化的应用实例 121.3.1 自控式恒温箱 121.3.2 电子燃油喷射系统 121.4 机电一体化的发展 131.4.1 机电一体化的发展历史 131.4.2 机电一体化的发展趋势 141.5 本课程的任务与学习方法 151.5.1 本课程的任务 151.5.2 本课程的学习方法 15拓展阅读A 自动售货机的由来 16习题 16参考文献 17第 2 章 机电一体化系统组成 182.1 机械单元 192.1.1 机械单元基础 192.1.2 执行元件 202.1.3 传动与导向元件 252.2 伺服与驱动单元 312.2.1 伺服与驱动单元基础 322.2.2 步进电动机 352.2.3 伺服电动机 382.3 检测单元 442.3.1 检测单元基础 442.3.2 传感器的结构与基本原理 482.3.3 数据采集与处理 632.3.4 虚拟仪器 662.4 控制单元 712.4.1 控制单元基础 712.4.2 常用控制器 732.4.3 控制原理与策略 892.5 接口技术 972.5.1 人机接口 992.5.2 信息采集接口 1022.5.3 控制量输出接口 106拓展阅读B 雷达 110拓展阅读C “模式识别”之父 111习题 112参考文献 114第 3 章 机电一体化产品设计 1163.1 机电一体化产品的设计方法 1173.1.1 机电一体化产品的设计流程 1173.1.2 机电一体化产品的设计类型 1193.1.3 机电一体化产品的设计软件 1203.2 机电一体化产品设计中的建模方法 1213.2.1 产品规划与总体方案设计中的常用模型 1233.2.2 产品技术设计中的数学建模 1263.3 现代设计方法 1303.3.1 计算机辅助设计 1313.3.2 创新设计 1333.3.3 优化设计 1343.3.4 可靠性设计 136拓展阅读D 模块化设计 138拓展阅读E 绿色设计 139习题 140参考文献 142第 4 章 机电一体化技术应用实例 1434.1 防抱死制动系统 1444.1.1 ABS 的作用 1444.1.2 ABS 的系统组成 1464.1.3 ABS 的工作过程 1474.1.4 ABS 的发展 1494.2 视频监控系统 1504.2.1 视频监控系统的应用与分类 1504.2.2 视频监控系统的组成 1524.2.3 智能视频监控 1554.2.4 视频监控系统举例 1564.3 微机电系统 1614.3.1 MEMS 基础 1614.3.2 MEMS 的应用 1624.3.3 基于MEMS 传感器的安全气囊系统 1664.3.4 智能手表 1674.4 焊接机器人 1694.4.1 焊接机器人的作用 1694.4.2 焊接机器人的系统组成 1704.4.3 典型的焊接机器人 1724.4.4 焊接机器人的应用与发展 1734.5 数控机床 1744.5.1 数控机床的发展过程 1754.5.2 数控机床的特点 1764.5.3 数控机床的组成 1764.5.4 数控机床的主轴驱动与控制 1774.5.5 数控机床的进给伺服系统 178拓展阅读F 洗衣机 180拓展阅读G 电梯 181拓展阅读H 航海导航技术的发展 183拓展阅读I 无人机 184习题 186参考文献 186附录 专业词汇英汉对照表 188
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第2 版前言《机电一体化概论》第1 版于2013 年出版发行，受到了广大师生的欢迎和支持，被部分院校选作课程教材，这是对我们开展第2 版编写工作的积极鼓励。本书在保留第1 版特色的基础上进行了如下修改：1） 增加了视频内容。部分技术原理和产品工作过程以视频形式进行讲解，读者可以扫描教材中的二维码进行观看。2） 补充了在线测试题。在章节内容之后，以二维码形式设置单元测试题目，便于读者及时掌握学习情况和提高学习效果，有助于提升学习主动性。3） 设置了知识结构图。在各章的章首导学部分提供了知识结构图，为读者建立了每章知识内容的清晰知识结构，既有助于教师开展教学指导，又便于学生复习和自学、形成完整的知识框架。4） 完善了教材内容。增加了智能手表、人脸识别门禁系统、智能泊车系统、交通电子警察、电梯、导航、无人机等生活中常见的机电一体化产品和技术的介绍。另外，修改了第1 版中存在的文字、图片及内容等方面的不确切表达之处。5） 在一些章节结尾设置“思政拓展”模块，以二维码的形式链接了拓展视频，让学生了解天鲲号、蛟龙号、超级镜子发电站、乌东德水电站等中国创造的精妙之处，将党的二十大精神融入其中，树立学生的科技兴国、科技报国意识，助力培养德才兼备的高素质人才。本书编写分工为：东北大学马廉洁编写第1 章、第2 章2.1 节和2.3 节、第4 章4.5 节和拓展阅读A、B、H，宁波大学于爱兵编写第2 章2.5 节、第3 章、第4 章4.1~4.3 节、拓展阅读D~G、I 和附录，白城师范学院李雪梅编写第2 章2.2 节和2.4 节、第4 章4.4 节和拓展阅读C。研究生朱立志、王醒、李辉林、汤维冬制作了本书的视频和部分图片。本书的编写参考了国内外部分教材、手册、期刊以及网络上的相关内容，在此特向有关作者和单位表示诚挚的谢意！对于书中存在的缺点与不足之处，敬请读者不吝批评指正。编 者PREFACE第1 版前言机电一体化技术已遍及工业生产和日常生活的各个领域。作为高校理工科学生，了解和掌握机电一体化的基础知识是非常必要的。目前，很多高校设置了通识课程、导论课程以及公共选修课，以提高和扩展学生的知识面和技术基础。本书就是为上述课程的开设而编写的，参考学时为16~24 学时。本书作为机电一体化技术的入门教材，主要阅读对象是机电一体化技术的初学者和希望快速了解机电一体化技术全貌的工程技术人员。读者学习本书，可以初步了解机电一体化的基本知识、关键技术和典型应用，建立机电一体化技术的宏观概念和基本框架，进而对机电一体化技术产生兴趣，同时为后续机电一体化技术的学习、设计、开发和应用奠定前期基础。本书共4 章。第1 章是机电一体化技术的基础知识，简要介绍了机电一体化的概念、系统组成、发展历史和本课程的学习方法。第2 章详细讲述了机电一体化技术的系统组成，包括机械单元、伺服与驱动单元、检测单元、控制单元以及接口技术。第3 章介绍了机电一体化产品的设计方法，包括设计流程、建模、设计应用软件和现代设计方法。第4 章选择典型机电一体化产品为实例，加强读者对机电一体化技术的掌握，包括ABS、视频监控、微机电技术、焊接机器人和数控机床。本书具有如下特色：1） 便于初学者学习。本书针对通识课程和导论课程的教学特点，避免深奥的理论和技术，以通俗易懂的语言、生动有趣的图片、贴近生活的实例，讲述机电一体化的相关技术，易学易教。2） 知识直观化。图文结合是知识讲述的有效方式，本书采用了大量的实物照片、近实物图片和三维造型图，有助于读者轻松理解和掌握相关技术知识。知识来源于生活，本书选用了生活中的汽车、手机、游戏机等常见实例，有效避免了学生专业知识的局限性，便于读者学习和体会。3） 采用渗透式双语教学方式。本书的关键技术术语和名词配有英文对照，并在书后附有中英对照表，以增加知识的实用性。专业词汇是高校学生在双语教学和英文技术资料阅读中遇到的主要问题，编者希望以这种潜移默化的渗透式双语教学方式帮助学生更好地学习和掌握科技英语。4） 知识趣味化。本书设置了一些小篇幅的“阅读材料”，讲解有关内容的背景知识，包括机电一体化技术的产生与发展过程、历史事件与人物等内容，以增加本书的可读性和读者的学习兴趣。5） 增加了学习指导内容。在每一章的开始部分设置了本章的内容概述，引导读者开始本章内容的学习，简要说明本章的学习目的、教学内容、学习要点和关键词。本书的编写分工如下：第1 章，第2 章2.1、2.3 节，第4 章4.5 节和阅读材料A、B 由东北大学马廉洁编写；第2 章2.5 节，第3 章，第4 章4.1、4.2、4.3 节，阅读材料D、E 和附录由宁波大学于爱兵编写；第2 章2.2、2.4 节，第4 章4.4 节和阅读材料C 由白城师范学院李雪梅编写。本书书稿承浙江大学宁波理工学院郑堤教授精心审阅，他提出了许多宝贵意见，在此表示衷心感谢！本书的编写参考了国内外部分教材、手册、期刊以及网络上的相关内容，并得到了编写单位很多教师和学生的热情帮助，在此表示诚挚的谢意！本书配有教学课件，可以在机械工业出版社教育服务网（www.cmpedu.com/） 下载。对于书中存在的缺点与不足之处，敬请读者批评指正。编 者
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