2013電大機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)形成性考核系統(tǒng)作業(yè)答案

1、.2013 年 11 月電大機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)形成性考核系統(tǒng)作業(yè)答案作業(yè)一答案一、判斷題（共10 道試題，共40 分。）1.產(chǎn)品的組成零部件和裝配精度高，系統(tǒng)的精度一定就高。A. 錯(cuò)誤2.齒輪傳動(dòng)的嚙合間隙會(huì)造成一定的傳動(dòng)死區(qū)，若在閉環(huán)系統(tǒng)中，傳動(dòng)死區(qū)會(huì)使系統(tǒng)產(chǎn)生低頻震蕩。B. 正確3.在滾珠絲杠螺母間隙的調(diào)整結(jié)構(gòu)中，齒差式調(diào)隙機(jī)構(gòu)的精度較高，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作成本低。A. 錯(cuò)誤4. 信息處理技術(shù)是指在機(jī)電一體化產(chǎn)品工作過程中，與工作過程各種參數(shù)和狀態(tài)以及自動(dòng)控制有關(guān)的信息輸入、識(shí)別、變換、運(yùn)算、存儲(chǔ)、輸出和決策分析等技術(shù)。B. 正確5.系統(tǒng)論、信息論、控制論是機(jī)電一體化技術(shù)的理論基礎(chǔ)，是機(jī)

2、電一體化技術(shù)的方法論。B. 正確6.滾珠絲杠垂直傳動(dòng)時(shí)，必須在系統(tǒng)中附加自鎖或制動(dòng)裝置。B. 正確7.采用偏心軸套調(diào)整法對(duì)齒輪傳動(dòng)的側(cè)隙進(jìn)行調(diào)整，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且可以自動(dòng)補(bǔ)償側(cè)隙。A. 錯(cuò)誤8.進(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，由于阻尼對(duì)系統(tǒng)的精度和快速響應(yīng)性均產(chǎn)生不利的影響，因此機(jī)械系統(tǒng)的阻尼比 取值越小越好。 A. 錯(cuò)誤9.傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量取決于機(jī)構(gòu)中各部件的質(zhì)量和轉(zhuǎn)速。A.錯(cuò)誤10.在閉環(huán)系統(tǒng)中， 因齒輪副的嚙合間隙而造成的傳動(dòng)死區(qū)能使系統(tǒng)以15 倍的間隙角產(chǎn)生低頻振蕩，采用消隙裝置， 以提高傳動(dòng)精度和系統(tǒng)穩(wěn)定性。B.正確二、單項(xiàng)選擇題（共10道試題，共40分。）1.對(duì)于機(jī)電一體化系統(tǒng)的齒輪傳動(dòng)，采

3、取下列哪種方法是來消除齒側(cè)間隙，使得調(diào)整過程中能自動(dòng)補(bǔ)償齒側(cè)間隙？（ D ）A.偏心套調(diào)整法 B.軸向墊片調(diào)整法C.薄片錯(cuò)齒調(diào)整法D. 軸向壓簧錯(cuò)齒調(diào)整法2.齒輪傳動(dòng)的總等效慣量隨傳動(dòng)級(jí)數(shù)(A)。A.增加而減小B. 增加而增加C. 減小而減小 D. 變化而不變3.以下產(chǎn)品不屬于機(jī)電一體化產(chǎn)品的是（B）。A.機(jī)器人 B.移動(dòng)電話 C. 數(shù)控機(jī)床D. 復(fù)印機(jī)4.以下產(chǎn)品不屬于機(jī)電一體化產(chǎn)品的是（D）。A.工業(yè)機(jī)器人B. 打印機(jī)C. 空調(diào)D. 電子計(jì)算機(jī)5.滾珠螺旋傳動(dòng)與其他直線運(yùn)動(dòng)副相比，以下哪一項(xiàng)不是滾珠螺旋傳動(dòng)的特點(diǎn)？（D ）A.傳動(dòng)效率高B. 運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)C. 定位精度和重復(fù)定位精度高D. 制造

4、工藝簡(jiǎn)單6.導(dǎo)程 L =8mm的絲杠驅(qū)動(dòng)總質(zhì)量為60kg 的工作臺(tái)與工件，則其折算到絲杠上的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為（B）02kgmm。A. 48.5 B.97 C.4.85D.9.77.多級(jí)齒輪傳動(dòng)中，各級(jí)傳動(dòng)比相等的分配原則適用于按（C ）設(shè)計(jì)的傳動(dòng)鏈。A.最小等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量原則B 輸出軸的轉(zhuǎn)角誤差最小原則C 重量最輕原則 （小功率裝置） D 重量最輕原則 （大功率裝置）8.機(jī)電一體化技術(shù)是以（C）部分為主體，強(qiáng)調(diào)各種技術(shù)的協(xié)同和集成的綜合性技術(shù)。A.自動(dòng)化B. 微電子C. 機(jī)械D. 軟件9.機(jī)械傳動(dòng)部件的阻尼比和以下哪個(gè)因素?zé)o關(guān)？（C ）A.粘性阻尼系數(shù)B. 抗壓剛度系數(shù)C. 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量D. 質(zhì)量10

5、.為降低機(jī)電一體化機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率，應(yīng)設(shè)法（）。A. 減小系統(tǒng)剛度B. 減小系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量C. 減小系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)力矩 D. 減小系統(tǒng)的摩擦阻力三、計(jì)算題（共2道試題，共20分。）1.下載可編輯 .答案 （1）B（ 2）C（3）C2.下載可編輯 .答案BA作業(yè)二答案1.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量越大，同頻率下的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩就越大。（）A. 錯(cuò)誤2.氣壓式伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)常用在定位精度較高的場(chǎng)合使用。（） A.錯(cuò)誤3.傳感器的靜態(tài)特性是特指輸入量為常量時(shí)，傳感器的輸出與輸入之間的關(guān)系。（） A.錯(cuò)誤4.無論采用何種控制方案，系統(tǒng)的控制精度總是高于檢測(cè)裝置的精度。（）A. 錯(cuò)誤5.驅(qū)動(dòng)部分在控制信息作用下提供動(dòng)

6、力，伺服驅(qū)動(dòng)包括電動(dòng)、氣動(dòng)、液壓等各種類型的驅(qū)動(dòng)裝置。（）B. 正確6.氣壓伺服系統(tǒng)的過載能力強(qiáng)，在大功率驅(qū)動(dòng)和高精度定位時(shí)性能好，適合于重載的高加減速驅(qū)動(dòng)。（）A. 錯(cuò)誤7.永磁型步進(jìn)電動(dòng)機(jī)即使其定子繞組斷電也能保持一定轉(zhuǎn)矩，故具有記憶能力，可用于定位驅(qū)動(dòng)。（）B. 正確8.通常，步進(jìn)電機(jī)的最高連續(xù)工作頻率遠(yuǎn)大于它的最高啟動(dòng)頻率。（） B.正確9.伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路就是將控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為功率信號(hào)，為電機(jī)提供電能的控制裝置，也稱其為變流器， 它包括電壓、電流、頻率、波形和相數(shù)的變換。（）B. 正確10.直流伺服電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性是電機(jī)轉(zhuǎn)速與其控制電壓的關(guān)系。（） A.錯(cuò)誤二、單項(xiàng)選擇題（共10道試

7、題，共40分。）1.下列哪項(xiàng)指標(biāo)是傳感器的動(dòng)特性（D）。A. 量程B. 線性度C. 靈敏度D. 幅頻特性2.受控變量是機(jī)械運(yùn)動(dòng)的一種反饋控制系統(tǒng)稱( B )。A.順序控制系統(tǒng)B.伺服系統(tǒng)C. 數(shù)控機(jī)床D. 工業(yè)機(jī)器人3.步進(jìn)電機(jī)在轉(zhuǎn)子齒數(shù)不變的條件下，若拍數(shù)變成原來的2 倍，則步距角為原來的（A ）。A.0.5倍B.2 倍C. 0.25倍D. 不變4.采用脈寬調(diào)制進(jìn)行直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速驅(qū)動(dòng)時(shí)，通過改變（A ）來改變電樞回路的平均電壓，從而實(shí)現(xiàn)直流電動(dòng)機(jī)的平滑調(diào)速。A.脈沖的寬度B. 脈沖的頻率C. 脈沖的正負(fù)D. 其他參數(shù)5.以下可對(duì)交流伺服電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速的方法是（B ）。A.改變電壓的大小B.改

8、變電動(dòng)機(jī)的供電頻率C.改變電壓的相位D. 改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組匝數(shù)6.步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)角的精確控制是通過控制輸入脈沖的（C）來實(shí)現(xiàn)的。A.頻率B. 數(shù)量C. 步距角D. 通電順序7.幅頻特性和相頻特性是模擬式傳感器的（B）。A.靜態(tài)特性指標(biāo)B.動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)C. 輸入特性參數(shù)D. 輸出特性參數(shù)8.有一脈沖電源，通過環(huán)形分配器將脈沖分配給五相十拍通電的步進(jìn)電機(jī)定子勵(lì)磁繞組，已知轉(zhuǎn)子有24 個(gè)齒，步進(jìn)電機(jī)的步距角是（C）。.下載可編輯 .A.0.6 B.1.2 C. 1.5 D. 29.光柵傳感器的光柵是在一塊長(zhǎng)條形的光學(xué)玻璃上密集等間距平行的刻線，刻線數(shù)為100 線 /mm，經(jīng)四倍細(xì)分后，此光柵傳感器測(cè)量

9、分辨率是（D） mm。A.2.5B.0.25C.0.025D.0.002510.光柵傳感器的光柵是在一塊長(zhǎng)條形的光學(xué)玻璃上密集等間距平行的刻線，刻線數(shù)為100 線 /mm，設(shè)記數(shù)脈沖為400，光柵位移是（D） mm。A.1B.2C.3D.4三、計(jì)算題（共3道試題，共20分。）得分： 01. 已知某四級(jí)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，各齒輪的轉(zhuǎn)角誤差為1=2= = 8=0.004 弧度，各級(jí)減速比相同，即 i 1=i 2=i 3 i 4，求該系統(tǒng)的最大轉(zhuǎn)角誤差 max （C）弧度。=3=解： AB.下載可編輯 .C2.某線性位移測(cè)量?jī)x，當(dāng)被測(cè)位移由4.5mm變到 5.0mm時(shí)，位移測(cè)量?jī)x的輸出電壓由3.5v減至

10、2.5v,求該儀器的靈敏度為（ C） V/mm。解：A = /x=2.5/5.0=0.5B = /x=3.5/4.5=0.778S yS yC S=dy/ dx=(2.5-3.5)/(5.0-4.5)=-2D S=dy/ dx=(5.0-4.5)/(3.5-2.5) =0.53.如圖所示的電機(jī)驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)系統(tǒng)，其中驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)的三相六拍步進(jìn)電機(jī)，轉(zhuǎn)子齒數(shù)z 為 40。滾珠絲杠的基本導(dǎo)程為 l 0=6mm。已知傳動(dòng)系統(tǒng)的橫向 ( x 向 ) 脈沖當(dāng)量 為 0.005mm/脈沖。試求步進(jìn)電機(jī)的步距角 和減速齒輪的傳動(dòng)比 i 。答案：CD作業(yè)三答案一、判斷題（共20道試題，共60分。）1. 目前，大

11、部分硬件接口和軟件接口都已標(biāo)準(zhǔn)化或正在逐步標(biāo)準(zhǔn)化，設(shè)計(jì)時(shí)可以根據(jù)需要選擇適當(dāng)?shù)慕涌?，再配合接口編寫相?yīng)的程序。 （ ）B. 正確.下載可編輯 .2.無論采用何種控制方案，系統(tǒng)的控制精度總是高于檢測(cè)裝置的精度。（）A. 錯(cuò)誤3.PID 調(diào)節(jié)器由比例調(diào)節(jié)器、積分調(diào)節(jié)器和微分調(diào)節(jié)器通過線性組合而構(gòu)成。（ ）B.正確4.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、 PLC控制系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)均是由硬件和軟件組成。（）B. 正確5. 概念設(shè)計(jì)是指在確定任務(wù)之后，通過抽象化，擬定功能結(jié)構(gòu)，尋求適當(dāng)?shù)淖饔迷砑捌浣M合等，確定出基本求解途徑，得出求解方案。 （ ）B. 正確6.半物理仿真和全物理仿真有實(shí)物介入，但是仿真系統(tǒng)具有構(gòu)成復(fù)雜、

12、造價(jià)高、準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng)等缺點(diǎn)。（）B. 正確7.在數(shù)控設(shè)備中，計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置是設(shè)備的核心部分，一般由專用計(jì)算機(jī)（或通用計(jì)算機(jī)）、輸入輸出接口以及機(jī)床控制器等部分構(gòu)成。 （ ）B. 正確8.電磁兼容設(shè)計(jì)任務(wù)是應(yīng)用電磁兼容技術(shù)的科學(xué)設(shè)計(jì)和經(jīng)驗(yàn)方法，保證產(chǎn)品不被周圍設(shè)備產(chǎn)生的電磁能量干擾.錯(cuò)誤9.計(jì)算機(jī)仿真有實(shí)物介入，具有較高的可信度、較好的實(shí)時(shí)性與在線等特點(diǎn)。（ ）A. 錯(cuò)誤10.嵌入式系統(tǒng)大多工作在為特定用戶群設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中，通常都具有低功耗、體積小、集成度高等特點(diǎn)。（ ）B.正確11.PLC具有完善的自診斷功能，能及時(shí)診斷出PLC系統(tǒng)的軟件、硬件故障，并能保護(hù)故障現(xiàn)場(chǎng)，保證了PLC控制系統(tǒng)的工作安全

13、性。 （ ） B. 正確12.PLC采用掃描工作方式，掃描周期的長(zhǎng)短決定了PLC的工作速度。 （） B.正確13.工業(yè)機(jī)器人驅(qū)動(dòng)部分在控制信息作用下提供動(dòng)力，包括電動(dòng)、氣動(dòng)、液壓等各種類型的傳動(dòng)方式。（）B. 正確14.為了提高機(jī)電一體化系統(tǒng)的隨動(dòng)性，可以適當(dāng)將采樣周期取得小一點(diǎn)。（）B.正確15.半閉環(huán)系統(tǒng)與閉環(huán)系統(tǒng)的區(qū)別在于半閉環(huán)反饋信號(hào)取自系統(tǒng)的執(zhí)行部件。（）A. 錯(cuò)誤16.在實(shí)際機(jī)電一體化系統(tǒng)中，很難建立嚴(yán)格的數(shù)學(xué)模型，因此建立描述模型。（）B. 正確17. 虛擬設(shè)計(jì)是在基于多媒體的、交互的、嵌入式的三維計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)環(huán)境中進(jìn)行實(shí)體建模和裝配建模，生成精確的系統(tǒng)模型，并在同一環(huán)境中進(jìn)行

14、一些相關(guān)分析，從而滿足工程設(shè)計(jì)和應(yīng)用的需要。（ ）B.正確18.現(xiàn)代嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法是將系統(tǒng)劃分為硬件和軟件兩個(gè)獨(dú)立的部分，然后按各自的設(shè)計(jì)流程分別完成。A. 錯(cuò)誤19.綠色設(shè)計(jì)是指考慮新產(chǎn)品的整個(gè)生命周期內(nèi)對(duì)環(huán)境的影響，從而減少對(duì)環(huán)境的污染、資源的浪費(fèi)。（）B. 正確20.數(shù)控機(jī)床中的計(jì)算機(jī)屬于機(jī)電一體化系統(tǒng)的控制及信息處理單元，而電機(jī)則屬于系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)部分。（）B. 正確二、單項(xiàng)選擇題（共10道試題，共40分。）1. 以下除了（B ），均是由硬件和軟件組成。A.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)B. 繼電器控制系統(tǒng)C.嵌入式系統(tǒng)D.PLC控制系統(tǒng)2.根據(jù)系統(tǒng)的已有知識(shí)確定系統(tǒng)的模型結(jié)構(gòu)，通過實(shí)驗(yàn)觀測(cè)數(shù)據(jù)估計(jì)

15、未知參數(shù)，這樣方法稱為（C）。A.機(jī)理模型法B. 統(tǒng)計(jì)模型法C. 混合模型法D. 試驗(yàn)?zāi)Ｐ头?.含有微處理器，可進(jìn)行程序編制或適應(yīng)條件變化的接口是（D）。A.零接口B.被動(dòng)接口C.主動(dòng)接口D.智能接口4.SCARA機(jī)器人是指具有選擇順應(yīng)性的裝配機(jī)器人手臂，它在（B）方向上具有順應(yīng)性，而在（）方向具有很大的剛性，因而最適合裝配作業(yè)使用。A.水平 旋轉(zhuǎn)B.水平垂直C. 垂直水平D. 旋轉(zhuǎn)垂直5.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行時(shí)，需要由用戶自行編寫（B），具有實(shí)時(shí)性、針對(duì)性、靈活性和通用性。A.嵌入軟件B. 應(yīng)用軟件C. 開發(fā)軟件D.系統(tǒng)軟件6.不進(jìn)行參數(shù)的變換與調(diào)整，僅作為輸入/輸出的直接接口的是（A ）

16、。A.零接口B.被動(dòng)接口C. 主動(dòng)接口D. 智能接口7. 以下（ B ）不屬于 PLC系統(tǒng)的組成部分。A.CPU B.硬盤C.編程器D.I/O 接口8. （ A ）的主要手段是建立系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，在計(jì)算機(jī)上確定出最佳的設(shè)計(jì)參數(shù)和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)水平。A. 優(yōu)化設(shè)計(jì)B. 可靠性設(shè)計(jì)C. 反向設(shè)計(jì)D. 綠色設(shè)計(jì)9.旋轉(zhuǎn)變壓器是噴漆機(jī)器人電液伺服系統(tǒng)中的（D）。A.驅(qū)動(dòng)元件B.能量元件C. 控制元件D.檢測(cè)元件10. 以下（ D ）不屬于系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖的基本結(jié)構(gòu)形式。A. 串聯(lián)結(jié)構(gòu)B. 平行結(jié)構(gòu)C.環(huán)形結(jié)構(gòu)D.星形結(jié)構(gòu)作業(yè)四答案.下載可編輯 .1. 簡(jiǎn)析下圖中傳動(dòng)大負(fù)載時(shí)消除齒側(cè)間隙的原理。當(dāng)

17、傳動(dòng)大負(fù)載時(shí)， 可采用上圖雙齒輪調(diào)整法來消除齒側(cè)間隙，圖中小齒輪 1 和 6 分別于齒條 7 嚙合，與小齒輪 1、6 同軸的大齒輪 2、5 分別與齒輪 3 嚙合，通過預(yù)載裝置 4 向齒輪 3 上預(yù)加載，使大齒輪 2、5 同時(shí)向相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)小齒輪1、 6 轉(zhuǎn)動(dòng)，其齒面分別緊貼在齒條7 上齒槽的左、右側(cè)，從而消除了齒側(cè)間隙。2. 簡(jiǎn)述數(shù)控設(shè)備中計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置的組成和功能。在數(shù)控設(shè)備中，計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置時(shí)設(shè)備的核心部分，一般由專用計(jì)算機(jī)（或通用計(jì)算機(jī)）輸入輸出接口以及擊穿控制器等部分組成。計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)和程序，完成數(shù)據(jù)運(yùn)算、邏輯判斷、輸入輸出控制等功能， 機(jī)床控制器主要用于機(jī)床

18、的輔助功能，主軸轉(zhuǎn)速的選擇和換刀功能的控制。3. 簡(jiǎn)析下圖調(diào)整滾珠絲杠副間隙的原理。圖中所示滾珠絲杠副間隙調(diào)整是用雙螺母螺紋預(yù)緊調(diào)整齒側(cè)間隙， 雙螺母中的一個(gè)外端有凸緣，另一個(gè)無凸緣，但制有螺紋，它伸出套筒外用兩個(gè)螺母固定鎖緊，并用鍵來防止兩螺母相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)圓螺母可調(diào)整消除間隙并產(chǎn)生預(yù)緊力，之后再用鎖緊螺母鎖緊。4.簡(jiǎn)述直流伺服電動(dòng)機(jī)脈寬調(diào)制（PWM）的工作原理。.下載可編輯 .工作原理：假設(shè)輸入直流電壓 U，可以調(diào)節(jié)導(dǎo)通時(shí)間得到一定寬度的與 U 成比例的脈沖方波，給伺服電動(dòng)機(jī)電樞回路供電，通過改變脈沖寬度來改變電樞回路的平均電壓，從而輸出不同大小的電壓 U , 使直流電動(dòng)機(jī)平滑調(diào)速。5.

19、比較直流伺服電動(dòng)機(jī)和交流伺服電動(dòng)機(jī)的適用環(huán)境差別。直流伺服電機(jī)有較高的響應(yīng)速度和精度以及優(yōu)良的控制特性， 但由于使用電刷和換向器， 故壽命較低，需定期維護(hù)。適用于數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人等機(jī)電一體化產(chǎn)品中。交流伺服電動(dòng)機(jī)具有調(diào)速范圍寬、轉(zhuǎn)子慣性小，控制功率小，過載能力強(qiáng)、可靠性好的特點(diǎn)。適用于數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)控制、工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)傳動(dòng)，及運(yùn)動(dòng)和位置控制場(chǎng)合。6. 滾珠絲杠副消除軸向間隙的調(diào)整預(yù)緊方法有哪些？滾珠絲杠副消除軸向間隙的調(diào)整預(yù)緊方法有： 螺紋預(yù)緊調(diào)整式、 雙螺母齒差預(yù)緊調(diào)整式、 雙螺母墊片預(yù)緊調(diào)整式、彈簧式自動(dòng)調(diào)整預(yù)緊式、單螺母變位導(dǎo)程自預(yù)緊式。7. 簡(jiǎn)述機(jī)電一體化系統(tǒng)中的接口的作用。機(jī)電

20、一體化系統(tǒng)是機(jī)械、 電子和信息等性能各異的技術(shù)融為一體的綜合系統(tǒng)， 其構(gòu)成要素和子系統(tǒng)之間的接口極其重要。從系統(tǒng)外部看， 輸入 / 輸出是系統(tǒng)與人、環(huán)境或其他系統(tǒng)之間的接口； 從系統(tǒng)內(nèi)部看，機(jī)電一體化系統(tǒng)是通過許多接口將各組成要素的輸入 / 輸出聯(lián)系成一體的系統(tǒng)。二、綜合題（共2道試題，共30分。）1. 已知一個(gè)繩位移控制系統(tǒng)的兩種驅(qū)動(dòng)方案分別如圖（ a）和（ b）所示。（1）試分析兩種方案的特點(diǎn)；（2）畫圖說明方案（ a）減速器滾筒驅(qū)動(dòng)測(cè)量位移的方法。解：（ 1）兩驅(qū)動(dòng)方案的特點(diǎn)：方案 a：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易實(shí)現(xiàn)。繩的位移可以很大，但繩在滾筒方向會(huì)產(chǎn)生橫向位移。需要采用制動(dòng)器或者止逆型減速器才能防

21、止繩對(duì)電機(jī)的反向驅(qū)動(dòng)。方案 b：結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，成本與方案 a 相當(dāng)。繩的位移要受到絲杠長(zhǎng)度的限制。普通絲杠具有止逆功能，無需增加制動(dòng)器即可防止繩對(duì)電機(jī)的反向驅(qū)動(dòng)。無橫向位移。（ 2）方案 a 的測(cè)量位移的方法如下圖1) 電機(jī)軸安裝編碼器直接測(cè)量繩的位移2)滾筒軸安裝編碼器間接測(cè)量繩的位移2. 某部門欲開發(fā)一款用于焊接印刷電路板芯片的機(jī)械手，請(qǐng)制訂出該款機(jī)械手產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計(jì)流程。解：機(jī)電一體化系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)流程分為五個(gè)階段：產(chǎn)品規(guī)劃、概念設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)實(shí)施和.下載可編輯 .設(shè)計(jì)定型階段。第一階段：產(chǎn)品規(guī)劃階段：進(jìn)行需求分析和需求設(shè)計(jì)，以明確設(shè)計(jì)任務(wù)。比如，可以明確：機(jī)械手的用途：焊接芯片。工

22、作方式：手動(dòng)、自動(dòng)方式。主要技術(shù)參數(shù)：自由度、定位精度、運(yùn)行速度等。使用環(huán)境要求：生產(chǎn)線。第二階段：概念設(shè)計(jì)階段：在功能分析的基礎(chǔ)上，優(yōu)化篩選取得較理想的工作原理方案。第三階段： 詳細(xì)設(shè)計(jì)階段。對(duì)各功能模塊進(jìn)行細(xì)部設(shè)計(jì)， 繪制相應(yīng)的工程圖。該階段的工作量既包括機(jī)械、電氣、電子、控制與計(jì)算機(jī)軟件等系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，又包括總裝圖和零件圖的繪制。第四階段：設(shè)計(jì)實(shí)施階段。首先根據(jù)機(jī)械、電氣圖紙和算法文件，制造、裝配和編制各功能模塊， 然后進(jìn)行模塊的調(diào)試， 最后進(jìn)行系統(tǒng)整體的安裝調(diào)試， 復(fù)核系統(tǒng)的可靠性及抗干擾性。第五階段：設(shè)計(jì)定型階段。對(duì)調(diào)試成功的系統(tǒng)進(jìn)行工藝定型，整理設(shè)計(jì)資料。小批量生產(chǎn)，試銷。作業(yè)五 專

23、題報(bào)告 答案略另一 作業(yè)四部分答案簡(jiǎn)述典型的機(jī)電一體化的機(jī)械系統(tǒng)的組成及對(duì)其的基本要求。主要包括傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、軸系、機(jī)座或機(jī)架5 大部分。與一般的機(jī)械系統(tǒng)相比，除了要求具有較高的定位精度等靜態(tài)特性外，還應(yīng)具有特別良好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性，即動(dòng)作響應(yīng)要快，穩(wěn)定性要好，以滿足伺服系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。機(jī)電一體化系統(tǒng)仿真的模型主要有哪幾種？分別應(yīng)用于系統(tǒng)設(shè)計(jì)的哪個(gè)階段？機(jī)電一體化系統(tǒng)仿真的模型主要有：物理模型、數(shù)學(xué)模型和描述模型。當(dāng)仿真模型是物理模型時(shí)， 為（全物理仿真） ：是數(shù)學(xué)模型時(shí)， 稱之為數(shù)學(xué)（計(jì)算機(jī)）仿真。用已研制出來的系統(tǒng)中的實(shí)際部件或子系統(tǒng)代替部分?jǐn)?shù)學(xué)模型所構(gòu)成的仿真稱為半物理模型

24、、計(jì)算機(jī)仿真、半物理仿真、全物理仿真分別應(yīng)用于分析設(shè)計(jì)階段（軟件級(jí)）、部件及子系統(tǒng)研制階段（軟件硬件級(jí)）實(shí)時(shí)仿真、系統(tǒng)研制階段（硬件級(jí)）實(shí)時(shí)仿真階段。齒輪傳動(dòng)中齒側(cè)間隙對(duì)系統(tǒng)有何影響，如何消除直齒圓柱齒輪的齒側(cè)間隙？齒輪的嚙合間隙會(huì)造成傳動(dòng)死區(qū)， 若該死區(qū)是在閉環(huán)系統(tǒng)中， 消除可能造成系統(tǒng)不穩(wěn)定， 常會(huì)使系統(tǒng)以 1-5 倍間隙角產(chǎn)生的低頻振蕩。 為了降低制造成本， 則多采用各種調(diào)整齒側(cè)間隙的方法來消除或減小嚙合間隙，常用的方法有 : 偏心套調(diào)整法、軸向墊片調(diào)整法、雙片薄齒輪錯(cuò)齒調(diào)整法等。根據(jù)圖示氣體壓力傳感器的原理圖，分析傳感檢測(cè)系統(tǒng)的組成及各部分的作用。答 ：氣體壓力傳感器的工作原理是膜盒 2 的下半部與殼體 1 固接，上半部通過連桿與磁芯 4 相連，磁芯 4 置于兩個(gè)電感線圈 3 中，后者接入轉(zhuǎn)換電路 5. 氣體