机电一体化竞赛实训教程
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全新
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作者勾治践,叶霞,倪虹主编
出版社清华大学出版社
ISBN9787302573111
出版时间2023-07
装帧平装
开本其他
定价59元
货号14173334
上书时间2024-07-21
商品详情
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作者简介
作者从事本科生教学及教学管理20余年。2013年以来,一直积极参加本科生的专业建设工作。着眼于浙江省、杭州市的支柱产业,大力推进应用型人才培养模式改革,承担了“新兴智造”专业群,特别是机械设计制造及其自动化专业的学科(专业)建设工作;是浙江省新兴特色建设专业和杭州市特需专业项目负责人。 项目负责人积极参加教学研究工作,2016年出版工业机器人路径规划及轨迹优化研究(著30万字)一部;指导青年教师并参加省(市)院的教改项目和实验室建设项目5项。 项目负责人积极参加科研和社会服务工作。获得省科技进步二等奖一项三等奖二项,完成国家科技支撑计划,省重大科技攻关项目10余项企业项目20项、论文20篇,其中EI收录10篇、专利3项。
目录
目录 第1篇基础篇 第1章绪论 1.1开展学科竞赛的意义 1.2国内机电一体化类学科竞赛开展情况 1.3本书主要内容及特点 第2章机电一体化概论 2.1机电一体化的来历 2.2机电一体化的基本概念 2.3机电一体化系统与传统机械、电子控制系统的差异 2.4机电一体化的组成要素与原则 2.5机电一体化的主要特征 2.6机电一体化的发展历程及特点 第2篇机械结构篇 第3章机械设计总论 3.1基本概念 3.2机器(机械)的组成 3.3设计要求 3.4设计方法 3.5机械零件的设计准则 3.6设计中的标准化 3.7零件材料及其选用 第4章执行元件 4.1执行元件简介 4.1.1执行元件的种类和特点 4.1.2机电一体化系统对执行元件的基本要求 4.2机电一体化系统常用的控制用电动机 4.3直流伺服电动机 4.3.1直流伺服电动机的特点及选用 4.3.2直流伺服电动机的结构 4.3.3直流伺服电动机的工作原理 4.3.4直流伺服电动机的控制方式 4.4步进电动机 4.4.1步进电动机的构造及特点 4.4.2步进电动机的工作原理 4.4.3步进电动机的选择和注意事项 4.4.4步进电动机的驱动控制 第5章常用机构 5.1常用固定连接机构 5.1.1螺纹连接 5.1.2键连接 5.1.3铆接、焊接、胶接 5.2常用活动连接机构 5.2.1滑动轴承连接 5.2.2滚动轴承连接 5.2.3联轴器、离合器连接 5.3常用传动机构 5.3.1带传动机构 5.3.2链传动机构 5.3.3齿轮传动机构 5.3.4蜗轮蜗杆传动机构 第3篇控制系统与传感器技术篇 第6章STM32微控制器 6.1STM32微控制器概述 6.1.1STM32系列说明 6.1.2STM32F103芯片主要特性 6.1.3STM32F103芯片结构 6.1.4STM32F103芯片引脚功能 6.2MDK5软件开发环境 6.2.1MDK5简介 6.2.2MDK5软件安装 6.2.3新建工程模板 6.2.4STM32软件仿真 6.2.5STM32程序下载 6.2.6STM32硬件调试 6.2.7STM32固件库介绍 6.3STM32基础案例 6.3.1基本数字输出LED灯闪烁 6.3.2独立式按键控制LED灯亮灭 6.3.3蜂鸣器控制发声 6.3.4直流伺服电动机驱动控制 6.3.5步进电动机驱动控制 第7章传感器技术 7.1传感器概述 7.2超声波传感器 7.2.1超声波测距原理 7.2.2超声波测距的实现与误差分析 7.2.3超声波模块案例 7.3人体接近传感器 7.3.1人体接近传感器工作原理 7.3.2人体接近传感器的特点 7.3.3人体接近传感器的选型和检测 7.3.4人体接近传感器案例 7.4压力传感器 7.4.1电阻应变式压力传感器 7.4.2压电式压力传感器 7.4.3电感式压力传感器 7.4.4压力传感器案例 7.5红外线传感器 7.5.1红外线传感器的工作原理 7.5.2红外线传感器的主要物理量 7.5.3红外线传感器的组成 7.5.4红外线传感器的分类 7.5.5红外线传感器案例 7.6角速度传感器 7.6.1角速度传感器的原理 7.6.2角速度传感器的分类 7.6.3角速度传感器案例 7.7加速度传感器 7.7.1加速度传感器的原理 7.7.2加速度传感器的分类 7.7.3加速度传感器案例 第8章控制系统综合应用案例 8.1基于压力传感器的电子秤设计 8.1.1项目需求 8.1.2压力传感器工作原理分析 8.1.3压力信号采集原理 8.1.4LCD12864显示原理 8.1.5项目硬件电路设计 8.1.6项目软件设计 8.1.7系统整体调试 8.2基于STM32的红外循迹小车 8.2.1项目需求 8.2.2项目概述 8.2.3项目涉及技术 8.2.4系统总体硬件电路 8.2.5系统软件设计 8.2.6系统调试 8.3基于STM32的PID控制平衡小车设计 8.3.1项目需求 8.3.2总设计方案 8.3.3系统硬件电路设计 8.3.4系统软件设计 8.3.5参数调试和功能测试 8.3.6功能扩展 第4篇实践篇 第9章硬币清分包装机 9.1项目说明 9.1.1设计背景 9.1.2设计意义 9.2项目结构设计 9.2.1设计要求 9.2.2总体结构 9.2.3机构原理 9.2.4机构设计 9.2.5使用注意事项 9.3动力及控制系统 9.3.1电动机选择 9.3.2控制电路 9.4总结 第10章四旋翼飞行器自主探测跟踪系统 10.1项目说明 10.1.1设计背景 10.1.2设计方案 10.1.3设计意义 10.2项目结构设计 10.2.1设计要求 10.2.2总体结构 10.2.3机构原理 10.2.4飞行器姿态 10.3飞行器主控制系统 10.3.1控制系统总体方案 10.3.2控制系统硬件电路设计 10.4四旋翼飞行器自主探测跟踪系统软件设计 10.4.1系统总体设计 10.4.2IMU解算任务设计 10.4.3飞行器探测跟踪原理 10.5总结 第11章智能物流码垛小车 11.1项目说明 11.1.1设计背景 11.1.2设计意义 11.2项目结构设计 11.2.1设计思路 11.2.2设计关键 11.2.3总体结构 11.2.4机构原理 11.2.5机构设计 11.2.6作品设计小结 11.3动力及控制系统 11.3.1总电路结构 11.3.2主控制芯片选择 11.3.3工作流程 11.3.4系统硬件电路 11.3.5系统软件程序 11.4总结 第12章轻型移动式地毯清洗机 12.1项目说明 12.1.1设计背景 12.1.2产品发展现状 12.2项目结构设计 12.2.1结构及工作原理 12.2.2重要部件 12.2.3小结 12.3动力及控制系统 12.3.1电气设备的选择 12.3.2传动系统设计 12.3.3小结 12.4总结 第13章自动削皮机设计 13.1项目说明 13.1.1设计背景 13.1.2市场可行性调查 13.1.3设计意义 13.2作品结构设计 13.2.1设计要求 13.2.2总体结构设计 13.2.3作品配件设计 13.2.4使用注意事项 13.3动力及控制系统 13.3.1电动机选择 13.3.2控制部分 13.4总结 第14章遥控脉冲汽车轮胎自动冲洗平台 14.1项目说明 14.1.1设计背景 14.1.2设计意义 14.2项目结构设计 14.2.1汽车承载及车轮原地回转部件 14.2.2脉冲清洗平台 14.2.3水循环及泥沙处理部件 14.3动力及控制系统 14.3.1冲洗平台机架及滚轴设计 14.3.2水循环及控制机构 14.4总结 第15章立体车库装置 15.1项目说明 15.1.1设计背景 15.1.2设计方案 15.1.3设计意义 15.2项目结构设计 15.2.1设计要求 15.2.2机构设计 15.2.3系统电路设计 15.3软件设计 15.3.1主程序的设计 15.3.2按键模块设计 15.3.3电动机驱动子程序设计 15.4系统调试 15.4.1光电传感器调试 15.4.2压力传感器调试 15.5总结 参考文献
内容摘要
本课程是机械设计制造及其自动化、电子信息工程和自动控制专业本科生的一门重要的专业选修课程,教学目标是培养学生对机械结构、自动控制有一个全面、系统的认识。课程的任务是研究机电系统的基本原理和方法,为进一步设计一个项目或者一个设备奠定理论基础。课程的特色是重实践能力培养,主要培养学生设计机械结构和控制系统的实践动手能力,使学生的综合素质得到提高,培养继续学习设计的能力和严谨认真的工作态度。
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本书紧紧围绕高技能型机电一体化应用人才的培养目标,突出“应用教育及机电技术应用”两大特点,理论与实践相结合,采用项目驱动式和理论实践一体化的教学模式,结合学生知识能力和技术的形成,是符合应用教育学生学习的教材。本书不仅可以作为机械设计和电子专业的实训教材,也可以作为机械设计和电子信息专业学生参与各类竞赛的培训教材。
精彩内容
本书由4篇15章组成。第1篇为基础篇(第1-2章),详细介绍本书编写的目的及意义,重点讲解机电一体化发展概论,旨在引领大学生对机电一体化作品有基本认识;第2篇为机械结构篇(第3-5章),给出在设计作品机械结构时需要考虑的因素,培养学生用所学基础理论来解决工程实际问题的能力;第3篇为控制系统与传感器技术篇(第6~8章),重点介绍大学生设计作品时常用的控制芯片STM32,结合各类传感器技术,给出控制系统的基础案例,为设计机电一体化作品的控制系统提供参考;第4篇为实践篇(第9-15章),给出参赛大学生在全国大学生机械创新设计大赛、全国大学生工程训练综合能力竞赛和全国大学生电子设计竞赛的优秀案例,多数作品曾获得全国一等奖、二等奖,浙江省一等奖、二等奖,已申请发明和实用新型专利多项,旨在对大学生设计作品撰写理论方案、设计说明书时给予一定的参考。
本书内容精练,体系完整,既有强化基础又有经典案例,针对性强。本书可以作为机械设计和电子信息专业的实训教材,同时也可以作为机械、电子相关专业学生参与各类竞赛的培训教材。
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