Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Введение в мехатронику

.pdf
Скачиваний:
632
Добавлен:
08.03.2016
Размер:
24.04 Mб
Скачать

CONTENTS

INTRODUCTION ................................................................................

3

Chapter 1 HISTORY OF MECHATRONICS.

 

MECHATRONICS AND ELECTRIC DRIVE ................................

5

Questions for self-testing ..................................................................

11

References for chapter 1....................................................................

11

Chapter 2 BASIC CONCEPTS AND DEFINITIONS OF

 

MECHATRONICS...............................................................................

12

2.1

Definitions and terminology of mechatronics.............................

12

2.2

Structure and design principles of mechatronic systems ............

17

Questions for self-testing ..................................................................

21

References for chapter 2....................................................................

21

Chapter 3 MECHATRONIC SYSTEMS IN VARIOUS

 

FIELDS OF PRODUCTION ACTIVITY..........................................

23

3.1

General classification of robots...................................................

23

3.2

Classification of industrial robots ...............................................

26

3.3

Robotic systems ..........................................................................

30

3.4

Mechatronics in medicine ...........................................................

37

3.5

Peripherals of computers as mechatronic objects .......................

47

3.6

Mechatronic systems in household use .......................................

49

3.7

Transportation mechatronic systems...........................................

50

3.8

Special purpose transportation robots .........................................

75

3.9

Technological machine-hexapods...............................................

87

Questions for self-testing ..................................................................

98

References for chapter 3....................................................................

101

Chapter 4 CONSTRUCTION METHODS OF

 

MECHATRONIC MODULES AND SYSTEMS ..............................

104

4.1

Design principles of mechatronic systems..................................

104

4.2

Elimination method of booster converters and

 

interfaces ...........................................................................................

113

4.3

Method of integration of mechatronic unit components.............

121

4.4

Method of transfer of functional load on intelligent

 

devices...............................................................................................

125

Questions for self-testing ..................................................................

128

References for chapter 4....................................................................

129

260

 

 

Chapter 5 MECHATRONIC MODULES .........................................

130

5.1

Systematics of mechatronic modules ..........................................

130

5.2

Motion transducer .......................................................................

132

5.3

Slideways ....................................................................................

138

5.4

Brake and takeup mechanisms ....................................................

142

5.5

Electric motors of mechatronic units ..........................................

150

5.6

Force transducers.........................................................................

154

5.7

Microintegrated systems .............................................................

159

5.8

Integration of mechatronic units .................................................

172

5.9

Micromechatronic devices ..........................................................

187

Questions for self-testing ..................................................................

195

References for chapter 5....................................................................

197

Chapter 6 INFORMATION DEVICES

 

OF MECHATRONIC SYSTEMS.......................................................

199

6.1. Position sensors..........................................................................

199

6.2. Velocity sensors .........................................................................

204

6.3. Sensors of technological parameters..........................................

207

Questions for self-testing ..................................................................

212

References for chapter 6....................................................................

212

Chapter 7 MODERN METHODS OF CONTROL FOR

 

MECHATRONIC UNITS AND SYSTEMS ......................................

213

7.1

Problem statement of mechatronic system control .....................

213

7.2

Control hierarchy in mechatronic systems..................................

217

7.3

Control systems of executive, tactical,

 

and strategic levels ............................................................................

221

7.4

Intelligent control methods .........................................................

227

Questions for self-testing ..................................................................

257

References for chapter 7....................................................................

258

261

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ..........................................................................................

3

Глава 1 ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ МЕХАТРОНИКИ.

 

МЕХАТРОНИКА И ЭЛЕКТРОПРИВОД .....................................

5

Вопросы для самопроверки............................................................

7

Список литературы к разделу 1 .....................................................

7

Глава 2 ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

 

МЕХАТРОНИКИ................................................................................

12

2.1

Определения и терминология мехатроники...........................

12

2.2

Структура и принципы построения

 

мехатронных систем.......................................................................

17

Вопросы для самопроверки............................................................

21

Список литературы к разделу 2 .....................................................

21

Глава 3 МЕХАТРОННЫЕ СИСТЕМЫ В РАЗЛИЧНЫХ

 

СФЕРАХ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ.............

23

3.1

Общая классификация роботов ...............................................

23

3.2

Классификация промышленных роботов...............................

26

3.3

Робототехнические комплексы................................................

30

3.4

Мехатроника в медицине .........................................................

37

3.5

Периферийные устройства компьютеров

 

как мехатронные объекты..............................................................

47

3.6

Мехатронные системы в быту .................................................

49

3.7

Транспортные мехатронные системы.....................................

50

3.8

Транспортные роботы специального назначения..................

75

3.9

Технологические машины-гексаподы.....................................

87

Вопросы для самопроверки............................................................

98

Список литературы к разделу 3 .....................................................

101

Глава 4 МЕТОДЫ ПОСТРОЕНИЯ МЕХАТРОННЫХ

 

МОДУЛЕЙ И СИСТЕМ....................................................................

104

4.1

Основы конструирования мехатронных систем....................

104

4.2

Метод исключения промежуточных

 

преобразователей и интерфейсов .................................................

113

4.3

Метод объединения элементов мехатронного модуля..........

121

4.4

Метод переноса функциональной нагрузки на

 

интеллектуальные устройства .......................................................

125

262

 

 

Вопросы для самопроверки............................................................

128

Список литературы к разделу 4 .....................................................

129

Глава 5 МЕХАТРОННЫЕ МОДУЛИ ............................................

130

5.1

Систематика мехатронных модулей .......................................

130

5.2

Преобразователи движения .....................................................

132

5.3

Направляющие...........................................................................

138

5.4

Тормозные устройства и механизмы для

 

выборки люфтов..............................................................................

142

5.5

Электродвигатели мехатронных модулей..............................

150

5.6

Силовые преобразователи .......................................................

154

5.7

Микропроцессорные системы управления ............................

159

5.8

Интеграция мехатронных модулей ........................................

172

5.9

Микромехатронные устройства...............................................

187

Вопросы для самопроверки............................................................

195

Список литературы к разделу 5 .....................................................

197

Глава 6 ИНФОРМАЦИОННЫЕ УСТРОЙСТВА

 

МЕХАТРОННЫХ СИСТЕМ............................................................

199

6.1. Датчики положения .................................................................

199

6.2. Датчики скорости.....................................................................

204

6.3. Датчики технологических параметров...................................

207

Вопросы для самопроверки............................................................

212

Список литературы к разделу 6 .....................................................

212

Глава 7 СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ УПРАВЛЕНИЯ

 

МЕХАТРОННЫМИ МОДУЛЯМИ И СИСТЕМАМИ ...............

213

7.1

Постановка задачи управления мехатронными

 

системами ........................................................................................

213

7.2

Иерархия управления в мехатронных системах ...................

217

7.3

Системы управления исполнительного, тактического

 

и стратегического уровней ............................................................

221

7.4

Интеллектуальные методы управления..................................

227

Вопросы для самопроверки............................................................

257

Список литературы к разделу 7 .....................................................

258

263

Навчальне видання

ГРАБЧЕНКО Анатолій Іванович КЛЕПІКОВ Володимир Борисович ДОБРОСКОК Володимир Ленінмирович КРИЖНИЙ Григорій Кирилович АНІЩЕНКО Микола Васильович КУТОВОЙ Юрій Миколайович ПШЕНИЧНИКОВ Дмитро Олексійович ГАРАЩЕНКО Ярослав Миколайович

ВВЕДЕНИЕ В МЕХАТРОНИКУ

Навчальний посібник

(російською мовою)

Відповідальний за випуск

А.И. Грабченко

В авторській редакції

264