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编辑推荐

　　三十余位机械设计大师领衔、二百余位知名专家参与编审、精心诠释通用机械设计内涵、引领现代机械设计创新潮流、机械设计领域扛鼎之作。
　　《现代机械设计手册》共6卷，本书为第6卷，其他各卷为：

内容简介

《现代机械设计手册》从新时期机械设计人员的实际需要出发，追求现代感，兼顾实用性、通用性、准确性，在广泛吸纳国内工具书优点的基础上，涵盖了各种常规和通用的机械设计技术资料，贯彻了最新的国家和行业标准，推荐了国内外先进、节能、通用的产品，体现了便查易用的编写风格。
《现代机械设计手册》共6卷，其中第1卷包括机械设计基础资料，零件结构设计，机械制图和几何精度设计，机械工程材料，连接件与紧固件；第2卷包括轴和联轴器，滚动轴承，滑动轴承，机架、箱体及导轨，弹簧，机构，机械零部件设计禁忌；第3卷包括带、链传动，齿轮传动，减速器、变速器，离合器、制动器，润滑，密封；第4卷包括液力传动，液压传动与控制，气压传动与控制；第5卷包括光机电一体化系统设计，传感器，控制元器件和控制单元，电动机；第6卷包括机械振动与噪声，疲劳强度设计，可靠性设计，优化设计，反求设计，数字化设计，人机工程与产品造型设计，创新设计。
《现代机械设计手册》可作为机械设计人员和有关工程技术人员的工具书，也可供高等院校有关专业师生参考使用。

作者简介

　　秦大同，机械传动专家，长江学者，重庆大学教授、博导；谢里阳 现代设计方法专家，东北大学教授、博导。

目录

第22篇 光机电一体化系统设计
第1章 光机电一体化系统设计基础
1.1 光机电一体化的定义、特点和发展趋势
1.2 光机电一体化基本构成要素
1.2.1 系统构成
1.2.2 技术构成
1.2.3 系统分类及特征
1.3 光机电一体化产品的设计方法
1.3.1 光机电一体化系统主要的分析方法
1.3.1.1 系统的解耦与耦合
1.3.1.2 系统设计公理
1.3.1.3 单元化设计原理
1.3.1.4 光机电一体化系统的结构层次
1.3.1.5 光机电一体化系统的基本分析
1.3.2 模块化设计方法
1.3.3 柔性化设计方法
1.3.4 取代设计方法
1.3.5 融合设计方法
1.3.6 优化设计方法
1.3.7 人�不�系统设计方法
1.3.8 光机电一体化系统艺术造型设计方法
1.3.9 可靠性设计方法
1.3.10 系统安全性设计方法
1.4 光机电一体化系统总体设计
1.4.1 光机电一体化产品的需求分析
1.4.2 光机电一体化系统设计技术参数与技术指标制定方法
1.4.3 光机电一体化系统原理方案设计
1.4.4 光机电一体化系统结构方案设计
1.4.4.1 系统结构方案设计的程序
1.4.4.2 系统结构方案设计的基本原则
1.4.5 光机电一体化系统总体布局设计
1.4.6 总体准确度分析与设计
1.5 光机电一体化系统设计流程
第2章 传感检测系统设计
2.1 传感检测系统
2.1.1 传感检测系统的概念与特点
2.1.2 传感检测系统的结构与组成
2.1.2.1 非电量的特征
2.1.2.2 传感检测系统的结构
2.1.2.3 传感检测系统的硬件组成
2.1.2.4 传感检测系统的软件组成
2.1.3 传感器信号的处理
2.1.4 信号传输
2.2 传感器及其应用
2.2.1 传感器的组成与分类
2.2.2 传感器的主要性能指标
2.2.3 各种用途的常用传感器
2.2.4 基于各种工作原理的常用传感器
2.2.4.1 电阻式传感器
2.2.4.2 电容式传感器
2.2.4.3 电感传感器
2.2.4.4 压电传感器
2.2.4.5 磁电传感器
2.2.4.6 霍尔式传感器
2.2.4.7 光纤传感器
2.2.4.8 激光式传感器
2.2.4.9 数字式传感器
2.2.5 传感器的选用
2.3 模拟信号检测系统设计
2.3.1 模拟信号检测系统的组成
2.3.2 基本转换电路
2.3.3 信号放大电路
2.3.4 信号调制与解调
2.3.5 滤波电路
2.3.6 电平转换电路
2.3.7 采样�脖３值缏�
2.3.8 运算电路
2.3.9 A/D转换电路
2.3.10 数字信号的预处理
2.3.11 抗干扰设计
2.4 数字信号检测系统设计
2.4.1 数字信号检测系统的组成
2.4.2 编码器及光栅信号的电子细分方法
2.5 现代传感检测技术的新发展
2.6 典型传感系统设计应用实例和检测装置
2.6.1 CX300型数控车铣加工中心传感检测系统设计实例
2.6.2 飞锯检测系统设计实例
第3章 伺服系统设计
3.1 伺服系统
3.2 伺服系统的基本要求和设计方法
3.2.1 伺服系统的基本要求
3.2.2 伺服系统的设计步骤
3.3 伺服系统执行元件及其控制
3.3.1 执行元件种类和特点
3.3.2 电气执行元件
3.3.2.1 直流伺服电动机及其驱动
3.3.2.2 交流伺服电动机及其驱动
3.3.2.3 松下MINAS A4伺服型号意义及参数
3.3.2.4 步进电动机
3.3.2.5 步进电动机驱动装置设计
3.3.3 液压执行机构
3.3.4 气动执行装置
3.3.5 新型执行装置
3.3.6 电液伺服阀
3.3.7 电液比例阀
3.3.8 电液数字阀
3.4 执行电机的选择及设计
3.4.1 交流电动机调速方式
3.4.2 交流变频调速器
3.5 开环控制伺服系统及其设计
3.6 闭环伺服系统设计
3.7 数字伺服系统的设计
第4章 机械系统设计
4.1 光机电一体化机械系统的基本要求和组成
4.2 机械传动机构设计
4.2.1 机械传动机构的分类及选用
4.2.1.1 机械传动机构的分类
4.2.1.2 机械传动机构的选用
4.2.2 传动因素分析
4.2.3 滚珠丝杠传动设计与选用
4.2.3.1 滚珠丝杠副基础资料
4.2.3.2 滚珠丝杠副的主要尺寸和精度等级
4.2.3.3 滚珠丝杠副的选择设计计算及典型产品
4.2.4 其他传动机构
4.2.4.1 齿轮传动
4.2.4.2 挠性传动
4.2.4.3 间歇传动
4.3 机械导向机构设计
4.4 机械执行机构设计
4.4.1 执行机构分析
4.4.1.1 主要性能指标
4.4.1.2 系统的品质
4.4.1.3 能量转换接口
4.4.2 微动机构
4.4.3 误差补偿机构
4.4.4 定位机构
4.4.5 设计实例
4.4.5.1 数控机床动力卡盘与回转刀架
4.4.5.2 工业机器人末端执行器
4.5 支撑系统和机架设计
4.5.1 轴系设计的基本要求及类型
4.5.2 机架的基本要求及结构设计要点
第5章 微机控制系统设计
5.1 微机控制系统的基本组成与分类
5.1.1 微机控制系统的基本组成
5.1.1.1 微机控制系统的硬件组成
5.1.1.2 微机控制系统的软件组成
5.1.2 微机控制系统的分类
5.2 微机控制系统设计的方法和步骤
5.2.1 模拟化设计方法和步骤
5.2.1.1 模拟化设计思想
5.2.1.2 香农采样定理
5.2.1.3 模拟化设计步骤
5.2.1.4 数字PID控制系统设计
5.2.2 离散化设计方法和步骤
5.3 微机控制系统的数学模型
5.3.1 差分方程
5.3.1.1 差分的概念和差分方程
5.3.1.2 差分方程的求解方法
5.3.2 Z传递函数
5.3.2.1 基本概念
5.3.2.2 开环系统的脉冲传递函数
5.4 微机控制系统分析
5.4.1 线性离散系统的时域响应分析
5.4.2 离散系统的稳定性分析
5.4.2.1 Z平面内的稳定条件
5.4.2.2 S平面与Z平面之间的映射关系
5.4.2.3 稳定判据
5.4.3 离散系统的稳态误差
5.4.4 离散系统的暂态性能
5.4.4.1 闭环极点与暂态分量的关系
5.4.4.2 离散系统暂态性能的估算
5.4.5 离散系统的根轨迹分析法
5.4.5.1 Z平面上的根轨迹
5.4.5.2 用根轨迹法分析离散系统
5.4.6 离散系统的频率法
5.5 典型微机控制系统及设计应用实例
5.5.1 基于工业控制计算机的微机控制系统
5.5.1.1 系统结构和特点
5.5.1.2 工控组态软件
5.5.2 基于单片机的微机控制系统
5.5.3 基于可编程控制器的微机控制系统
第6章 接口设计
6.1 接口设计基本方法和接口芯片
6.1.1 接口设计与分析的基本方法
6.1.2 常用的接口芯片
6.2 人机接口电路设计
6.2.1 人机接口电路类型与特点
6.2.2 输入接口电路设计
6.2.3 输出接口电路设计
6.3 机电接口电路设计
6.3.1 机电接口电路类型与特点
6.3.2 信号采集通道接口中的A/D转换接口电路设计
6.3.3 控制量输出通道中的D/A转换接口电路设计
6.3.4 控制量输出通道中的功率接口电路设计
6.3.4.1 PWM整流电路
6.3.4.2 光耦合器驱动接口设计
6.3.4.3 继电器
第7章 设计实例
7.1 数控车床的改造
7.1.1 数控车床的改造方案组成框图
7.1.2 机械结构改造设计方案
7.1.3 数控车床计算机控制系统改造硬件设计
7.1.4 数控车床计算机控制系统改造软件设计
7.2 工业机器人的机电一体化设计
7.2.1 工业机器人的组成与分类
7.2.2 SCARA型装配机器人系统设计
7.2.3 BJDP��1型机器人设计
7.2.4 缆索并联机器人设计
7.3 无人搬运车（AGV）系统设计
7.3.1 无人搬运车系统（AGVS）
7.3.2 无人搬运车的引导方式和结构
7.3.2.1 无人搬运车的引导方式
7.3.2.2 无人搬运车的结构
7.3.3 典型的无人搬运车
7.3.3.1 瑞典AGV电子有限公司的产品
7.3.3.2 美国AGV产品有限公司的产品
7.4 信函连续作业自动处理系统设计
7.4.1 信函自动处理流水线
7.4.1.1 信函自动处理流水线的组成
7.4.1.2 信函自动处理的前提条件
7.4.2 信函分类机
7.4.3 缓冲储存器
7.4.4 理信盖销机
7.4.5 信函分拣机
7.4.5.1 信函分拣的同步入格控制
7.4.5.2 条形码及光学条码自动识别
7.4.5.3 光学文字自动识别
参考文献
第23篇 传感器
第1章 传感器的名词术语和评价指标
1.1 传感器的通用术语（摘自GB/T 7665—2005）
1.1.1 传感器一般分类术语
1.1.2 物理量传感器术语
1.1.2.1 力学量传感器
1.1.2.2 热学量传感器
1.1.2.3 光［学量］传感器
1.1.2.4 磁［学量］传感器
1.1.2.5 电学量传感器
1.1.2.6 声［学量］传感器
1.2 敏感元器件术语（摘自GB/T 4475—1995）
1.2.1 通用术语
1.2.2 热（温）敏元器件术语
1.2.2.1 热（温）敏元器件分类术语
1.2.2.2 热（温）敏元器件性能参数术语
1.2.3 光敏元器件术语
1.2.3.1 光敏元器件分类术语
1.2.3.2 光敏元器件性能参数术语
1.2.4 压敏元器件术语
1.2.4.1 压敏元器件分类术语
1.2.4.2 压敏元器件性能参数术语
1.2.5 磁敏元器件术语
1.2.5.1 磁敏元器件分类术语
1.2.5.2 磁敏元器件性能参数术语
1.2.6 力敏元器件术语
1.2.6.1 力敏元器件分类术语
1.2.6.2 力敏元器件性能参数术语
1.2.6.3 力敏元器件结构术语
1.2.7 放射线敏元器件术语
1.2.8 纤维光学敏感元器件术语
1.3 传感器命名法及代码（摘自GB/T 7666—2005）
1.3.1 传感器命名方法
1.3.1.1 命名法的构成
1.3.1.2 命名法范例
1.3.2 传感器代号标记方法
1.3.2.1 传感器代号的构成及意义
1.3.2.2 传感器代号标记示例
1.4 传感器图用图形符号（摘自GB/T 14479—1993）
1.4.1 传感器一般符号
1.4.1.1 传感器符号术语
1.4.1.2 传感器一般符号
1.4.2 传感器图形符号的组合
1.4.3 传感器图形符号表示规则
1.5 传感器性能特性及相关术语（摘自GB/T 7665—2005）
1.5.1 传感器通用性能术语
1.5.2 光纤传感器性能特性及相关术语
1.6 传感器主要单项静态性能指标计算方法（摘自GB/T 18459—2001）
1.6.1 基本术语和静态性能指标的定义
1.6.1.1 基本术语
1.6.1.2 静态性能指标的定义
1.6.2 静态校准特性的建立
1.6.2.1 静态校准的一般要求
1.6.2.2 静态校准特性的计算
1.6.2.3 传感器等精度性的检验
1.6.3 量程(xFS)
1.6.4 满量程输出(YFS)
1.6.5 分辨力(Rx)
1.6.6 灵敏度(si)
1.6.7 回差(ξH)
1.6.8 重复性(ξR)
1.6.8.1 计算方法
1.6.8.2 包含因子的确定
1.6.8.3 样本标准偏差的计算
1.6.8.4 传感器样本标准偏差的选取
1.6.9 线性度(ξL)
1.6.9.1 计算传感器线性度的一般公式
1.6.9.2 绝对线性度(ξL,ab)
1.6.9.3 端基线性度(ξL,te)
1.6.9.4 平移端基线性度(ξL,a,te)
1.6.9.5 零基线性度(ξL,ze)
1.6.9.6 前端基线性度(ξL,f,te)
1.6.9.7 独立线性度(ξL,in)
1.6.9.8 最小二乘线性度(ξL,ls)
1.6.10 符合度(ξC)
1.6.10.1 一般计算公式
1.6.10.2 不同参比曲线的符合度
1.6.11 漂移
1.6.11.1 零点输出漂移(D0)
1.6.11.2 满量程输出漂移(DFS)
1.6.11.3 热零点偏移(γ)
1.6.11.4 热满量程输出偏移(β)
1.6.12 传感器单项性能指标计算示例
1.6.12.1 零基线性度计算示例
1.6.12.2 独立线性度计算示例
1.6.12.3 符合度计算的一般原理及计算示例
1.7 不确定度及其他综合静态性能指标的计算方法（摘自GB/T 18459—2001）
1.7.1 传感器不确定度计算的基本原理
1.7.2 线性度加回差(ξLH)
1.7.3 线性度加回差加重复性(ξLHR)
1.7.4 其他综合静态性能指标及特性
1.7.5 传感器分项性能指标和综合性能指标计算示例
1.7.5.1 计算示例
1.7.5.2 计算示例
1.7.5.3 计算示例
1.7.5.4 计算示例
1.7.6 变送器分项性能指标和综合性能指标计算示例
1.7.6.1 变送器的总不确定度及其工作特性（方程）的计算原理
1.7.6.2 计算示例
1.7.6.3 计算结果
1.8 传感器的动态特性
1.8.1 动态量测试技术的通用术语（摘自GB/T 2298—1991）
1.8.2 一阶系统和二阶系统的动态特性及其对典型输入的响应
1.9 传感器特性参数的选择
1.9.1 传感器的主要技术指标
1.9.2 传感器特性参数的选择
第2章 力参数测量传感器
2.1 电阻应变计
2.1.1 电阻应变计的工作原理
2.1.2 电阻应变计的基本结构与材料
2.1.3 电阻应变计的分类
2.1.4 电阻应变计的工作特性及选择
2.1.4.1 电阻应变计的工作特性
2.1.4.2 应变计的选用原则
2.1.5 电阻应变计的安装
2.1.5.1 常用黏结剂的种类与性能
2.1.5.2 电阻应变计的粘贴
2.1.5.3 电阻应变计的防护
2.1.6 常用电阻应变计产品
2.2 应力与应变测量
2.2.1 电阻应变测量系统
2.2.1.1 测量系统
2.2.1.2 电阻应变仪
2.2.1.3 电阻应变测量中的干扰及防护措施
2.2.1.4 电阻应变仪产品
2.2.2 电桥测量电路
2.2.2.1 直流电桥
2.2.2.2 交流电桥
2.2.3 应力应变测量举例
2.2.3.1 单向应力测量
2.2.3.2 平面应力状态下主应力的测量
2.3 拉压力传感器
2.3.1 拉压力传感器的形式与特点
2.3.1.1 电阻应变式测力装置
2.3.1.2 其他测力传感器
2.3.2 常用拉压力传感产品
2.3.2.1 荷重传感器
2.3.2.2 拉压力传感器
2.3.3 拉压力传感器设计及应用
2.4 扭矩传感器
2.4.1 扭矩测量原理
2.4.2 常用扭矩传感器产品
2.5 厂商名录
第3章 位移和位置传感器
3.1 位移传感器的分类和主要技术指标
3.2 电阻式位移传感器
3.2.1 变阻式位移传感器（电位器式传感器）
3.2.2.1 工作原理
3.2.2.2 变阻式传感器的特点
3.2.2.3 变阻式位移传感器产品
3.2.2 应变式位移传感器
3.2.2.1 应变式传感器的工作原理
3.2.2.2 应变式位移传感器的典型产品
3.3 电感式位移传感器
3.3.1 电感式位移传感器的工作原理
3.3.1.1 可变磁阻式传感器的工作原理
3.3.1.2 涡流式位移传感器工作原理
3.3.2 电感式位移传感器产品
3.3.2.1 可变磁阻式直线位移传感器
3.3.2.2 涡流式位移传感器
3.4 线性可变差动变压器（LVDT）式位移传感器
3.4.1 LVDT的工作原理
3.4.2 LVDT产品
3.5 电容式位移传感器
3.5.1 电容式位移传感器的工作原理
3.5.2 电容式传感器的结构类型和主要特性
3.5.3 电容式位移传感器产品
3.6 感应同步器
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