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前言1

第1章 机电一体化系统设计综述1

1.1 机电一体化系统（或产品）的类型1

1.1.1 机电一体化系统的设计类型1

1.1.2 机电一体化系统设计途径2

1.1.3 机电一体化系统功能结构形式3

1.1.4 机电一体化系统的控制类型3

1.2 机电一体化系统（或产品）的设计构想4

1.2.1 机电一体化系统的内部功能4

1.2.2 机电一体化系统主要功能部件的组成5

1.3 机电一体化系统的设计步骤与方法11

1.3.1 机电一体化系统的设计步骤11

1.3.2 机电一体化机械系统设计12

1.3.3 机电一体化控制系统设计12

1.4 机电一体化系统（或产品）的可靠性设计17

1.4.1 可靠性设计的基本概念17

1.4.2 可靠性的常用指标18

1.4.3 可靠性设计的主要内容21

1.4.4 保证机电一体化系统可靠性的具体措施24

第2章 机电一体化中的现代伺服系统设计实例及精解31

2.1 现代伺服系统设计中的几个关键问题31

2.1.1 电液转换问题31

2.1.2 执行元件的选用问题33

2.1.3 液压谐振问题36

2.1.4 结构谐振问题37

2.1.5 传动链齿隙问题37

2.1.6 大信号振荡问题38

2.1.7 多回路系统的分析与设计问题38

2.1.8 敏感和控制元件的选择问题43

2.2 雷达的光电跟踪液压伺服系统设计实例及精解44

2.2.1 雷达光电跟踪液压伺服系统的技术指标和要求44

2.2.2 雷达光电跟踪液压伺服系统的特点分析45

2.2.3 雷达光电跟踪液压伺服系统的静态设计精解45

2.2.4 雷达光电跟踪液压伺服系统的动态设计精解47

2.3 火炮的自动跟踪瞄准电液伺服系统设计实例及精解55

第3章 机电一体化中的PLC控制系统设计实例及精解65

3.1 PLC控制系统的设计基础精解65

3.1.1 PLC控制系统的结构组成65

3.1.2 PLC的编程器件与地址分配66

3.1.3 PLC控制系统中常用的几种应用程序语言71

3.1.4 PLC梯形图的编程规则与技巧精解74

3.1.5 PLC控制系统设计方法精解80

3.2 PLC控制系统中最常用的典型基本控制环节的设计实例及精解89

3.2.1 微分脉冲电路89

3.2.2 分频电路90

3.2.3 比较电路91

3.2.4 延时通断电路91

3.2.5 振荡器电路92

3.2.6 长时间定时电路93

3.2.7 大容量计数器电路94

3.2.8 交流电动机的PLC控制电路94

3.2.9 工作方式的区分选择电路103

3.2.10 控制系统各基本控制环节应用实例—钻床的PLC控制改造设计精解103

3.3 PLC在多功能屋面SP板切割机上的设计应用精解119

3.3.1 切割机装置简介119

3.3.2 切割机生产工艺要求119

3.3.3 切割机装置电控设备及要求122

3.3.4 切割机的PLC控制系统的硬件设计122

3.3.5 切割机的PLC控制系统的软件设计126

3.3.6 切割机的PLC控制系统设计精解126

第4章 机电一体化中的单片机控制系统设计实例及精解135

4.1 单片机控制系统的设计基础精解135

4.1.1 单片机控制系统的结构组成136

4.1.2 常用典型单片机的硬件资源精解140

4.1.3 常用典型单片机的软件系统精解142

4.1.4 常用典型单片机的开发应用方法精解149

4.2 单片机控制系统中最常用的典型设计实例精解156

4.2.1 单片机的最小控制系统设计156

4.2.2 单片机的扩展控制系统设计158

4.2.3 单片机最常用的典型实用控制环节电路设计精解166

4.3 新型实用天车电脑秤的设计实例及精解184

4.3.1 新型实用天车电脑秤的组成和主要功能184

4.3.2 新型实用天车电脑秤的硬件系统设计1

4.3.3 新型实用天车电脑秤的软件系统设计190

4.3.4 新型实用天车电脑秤系统设计精解190

4.4 交流电动机电脑控制柜的设计实例及精解197

4.4.1 交流电动机电脑控制柜的组成和主要功能197

4.4.2 交流电动机电脑控制柜的硬件系统设计198

4.4.3 交流电动机电脑控制柜的软件系统设计200

4.4.4 交流电动机电脑控制柜系统设计精解200

第5章 基于LonWorks现场总线的现代智能测控系统设计实例及精解212

5.1 LonWorks现场总线综述212

5.1.1 LonWorks现场总线的形成和发展212

5.1.2 现场总线的技术特点和LonWorks总线的优缺点215

5.1.3 LonWorks现场总线的核心技术和网络自由拓扑结构简介221

5.1.4 LonWorks总线技术的开发应用222

5.1.5 LonWorks现场总线的展望与发展趋势223

5.2 基于LonWorks现场总线的现代智能测控系统设计实例及精解225

5.2.1 LonWorks智能测控系统的设计基础精解225

5.2.2 基于LonWorks的现代智能测控系统创新实验设计精解243

5.2.3 基于LonWorks技术的立体车库控制系统设计精解248

第6章 车床的机电一体化改造系统设计实例及精解270

6.1 车床数控改造方案组成框图270

6.1.1 机床数控改造的意义270

6.1.2 机床数控化改造的必要性271

6.1.3 车床数控改造的特点271

6.1.4 车床数控改造方案组成框图272

6.1.5 普通车床的数控化改造过程273

6.1.6 机床数控化改造的优缺点275

6.2 车床数控改造的机械结构设计276

6.2.1 数控系统结构的选择276

6.2.2 数控改造中主要机械部件改装探讨277

6.2.3 机床数控改造主要步骤277

6.2.4 车床数控化改造的主要内容和结构形式280

6.3 车床数控改造的计算机控制系统硬件设计284

6.3.1 用MCS-51单片机对车床进行数控改造286

6.3.2 PLC在车床数控改造中的应用287

6.4 车床数控改造的计算机控制系统软件设计289

6.4.1 人机界面程序的编制290

6.4.2 上下位机通信程序的编制291

6.4.3 PLC程序的编制292

6.5 车床数控改造设计实例精解294

6.5.1 CY6140型车床数控化改造解析294

6.5.2 CA6140型车床改造实例解析299

6.5.3 C616车床数控改造解析306

6.5.4 C61200大型卧式车床的全面数控化改造解析310

6.5.5 C9220液压半自动车床数控化改造解析314

6.5.6 C6132普通车床的数控化改造解析334

第7章 智能机器人的机电一体化系统设计实例及精解338

7.1 智能机器人的基本组成和主要控制功能精解338

7.1.1 机器人概述338

7.1.2 智能机器人的基本组成339

7.1.3 智能机器人的主要控制功能341

7.2 智能机器人的机械结构设计精解342

7.2.1 末端执行件343

7.2.2 机身和臂部345

7.2.3 手腕347

7.2.4 典型机器人结构348

7.3 智能机器人的控制系统硬件设计精解348

7.3.1 智能机器人控制系统硬件组成349

7.3.2 排牙机器人控制系统整体设计352

7.4 智能机器人的控制系统软件设计353

7.5 智能机器人的机电一体化系统设计精解358

7.5.1 硬件电路的设计与开发359

7.5.2 步进电动机驱动器的研制364

7.5.3 下位机应用程序的编制370

7.6 多足步行机器人的设计实例精解375

7.6.1 机器人的本体设计375

7.6.2 LR-1六足机器人系统的性能与特点383

第8章 全自动洗衣机的机电一体化设计及精解384

8.1 洗衣机设计的基础384

8.1.1 洗衣机的工作原理384

8.1.2 洗衣机的类型与性能比较386

8.1.3 洗衣机设计的主要性能指标390

8.1.4 全自动洗衣机的设计理念392

8.2 全自动洗衣机的基本结构设计精解393

8.2.1 滚筒式全自动洗衣机的基本结构393

8.2.2 回转筒式全自动洗衣机的基本结构398

8.2.3 套筒式全自动洗衣机的基本结构402

8.2.4 新波轮洗衣机结构形式403

8.3 全自动洗衣机的电气控制设计精解406

8.3.1 全自动洗衣机的电动程控式控制电路406

8.3.2 全自动洗衣机的电脑程控式控制电路420

8.3.3 模糊控制全自动洗衣机控制器设计440

8.3.4 具有语音提示功能的洗衣机控制器的研制450

8.4 常用的全自动洗衣机电气控制电路设计参考原理图453

参考文献465