中央電大機電一體化系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ)考試題庫

1、（一）填空題機電一體化系統(tǒng)常用的能源有電源、氣壓源和液壓源。市場預(yù)測的方法主要有定期預(yù)測和定量預(yù)測。機電設(shè)計的質(zhì)量管理主要體現(xiàn)在質(zhì)量目標(biāo)管理、實行可行性設(shè)計和進行手機質(zhì)量評審控制及信息處理單元一般由控制計算機、控制軟件和硬件接口組成。在多級傳動中，為了減小傳動誤差，傳動比的分配應(yīng)遵守先小后大原則。機電系統(tǒng)中，機械傳動要滿足伺服控制在精度、穩(wěn)定性和快速響應(yīng)性等方面的要求。影響系統(tǒng)傳動精度的誤差可分為傳動誤差對于線性控制系統(tǒng)，若要求在達到高精度 的同時 減小定位時間，則必須提高系統(tǒng)的固 有頻率。提高 固有頻率和阻尼可以提高閉環(huán) 系統(tǒng)的穩(wěn)定性。液壓系統(tǒng)的伺服控制元件主要有電液伺服 閥和電液比例閥典型

2、開關(guān)量I/O模板的I/O電氣接口的主 要功能有濾波、電平變換、光電隔離和功率 驅(qū)動。計算機的指令進行D/A轉(zhuǎn)換后，需經(jīng)過信 號調(diào)理環(huán)節(jié)才能驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)。傳感器由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和基本轉(zhuǎn)換 電路組成。傳感器的靜態(tài)特性參數(shù)主要有靈敏度、線 性度、遲滯和重復(fù)精度。傳感器輸入特性的主要參數(shù)是輸入阻抗或分離活塞式油缸屬于系統(tǒng)中的驅(qū)動部分分離活塞式油缸屬于系統(tǒng)中的驅(qū)動部分執(zhí)行機構(gòu)，選擇較大傳動比可使系統(tǒng)的相對阻尼 系數(shù)增大，有利系統(tǒng)穩(wěn)定。機電產(chǎn)品設(shè)計類型可分為開發(fā)性設(shè)計、適應(yīng)性設(shè) 計、變參數(shù)設(shè)計三類。當(dāng)負載折算到電機軸上的慣量等于轉(zhuǎn)子質(zhì) 量時， 系統(tǒng)能達到慣性負載和驅(qū)動力矩的最 佳匹配。步進電機的最大動

3、態(tài)轉(zhuǎn)矩小于最大靜轉(zhuǎn)矩，并隨著脈沖頻率的升高而降低。（二）選擇題開放式體系結(jié)構(gòu)中的VLSI是指（超大規(guī)模集成電 路）以下移動電話不屬于機電一體化產(chǎn)品。數(shù)控機床需要進行抗干擾設(shè)計。幅頻特性和相頻特性（或頻率響應(yīng)函數(shù)）是傳感 器動態(tài)特性指標(biāo)絲杠螺母機構(gòu)在閉環(huán)外，所以它回程誤差和傳動 誤差都影響輸出精度閉環(huán)控制，齒輪減速器在前向通道，它回程誤差 不影響輸出精度，但傳動誤差影響步進電機轉(zhuǎn)動后，其輸出轉(zhuǎn)矩所工作頻率增高而 下降采用脈寬調(diào)制進行直流電動機調(diào)速驅(qū)動 是，通過 改變脈沖寬度來改變電樞賄賂的平 均電壓而實現(xiàn)機的平滑調(diào)速。數(shù)控機床進給系統(tǒng)的伺服電機屬于設(shè)備的驅(qū)動部 分。在工業(yè)機器人的設(shè)計中傳感器的選

4、擇及精度分析是理論分析階段要進行為提高機話接卸傳動系統(tǒng)的固有頻率，應(yīng)增大系 統(tǒng)剛度。機械系統(tǒng)的剛度對系統(tǒng)的主要影響表現(xiàn)為固有頻 率、精度、穩(wěn)定性。多齒輪傳動中，各級傳動比相等的分配原 則適用于按輸出軸的轉(zhuǎn)角誤差最小原則設(shè)計 的傳動鏈前大后小的分配原則適用于重量最輕原則（大功 率裝置）頻矩特性表示步進電機最大動態(tài)轉(zhuǎn)矩與脈沖頻率的關(guān)系永磁式直流伺服電機又稱為力矩電機STD總線的A/D轉(zhuǎn)換接口模板中，出A/D 轉(zhuǎn)換器 及STD總線接口邏輯外，還應(yīng)有多路（三）簡答題機電相關(guān)技術(shù)有哪些機械技術(shù)、計算機與 信息處理技術(shù)、系統(tǒng)技術(shù)、自動控制技術(shù)、 傳感器測試技術(shù)和伺服驅(qū)動技術(shù)。試述機電一體化產(chǎn)品的定義和分類

5、方法。 答：機電一體化產(chǎn)品是新型機械與微電子器 件，特別是與微處理器、微型計算機相接合 而開發(fā)的新一代電子化機械產(chǎn)品。 按用途 可分為信息機電一體化產(chǎn)品、產(chǎn)業(yè)機電一體 化產(chǎn)品和家庭用機電一體化產(chǎn)品。開關(guān)與采樣保持器1開關(guān)與采樣保持器機電一體化系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)要素有哪些噴 漆機 器人的電液伺服系統(tǒng)和手臂手腕分別屬 于其中的那 個結(jié)構(gòu)要素數(shù)控系統(tǒng)、主傳動系 統(tǒng)答：要素有機械本體，能源，測試傳感部分， 執(zhí)行 機構(gòu)，驅(qū)動部分，控制及信息處理單元 等 6項。電 液伺服系統(tǒng)屬驅(qū)動部分，手臂 腕、主傳動系統(tǒng)屬執(zhí) 行機構(gòu)的一部分，數(shù)控系 統(tǒng)屬控制及信息處理單元。簡述數(shù)控機床中計算機數(shù)控裝置的組成和 功能。 答：

6、由專用計算機、輸入輸出接口以 及機床控制器 等部分組成。功能：根據(jù)輸入 的數(shù)據(jù)和程序，完成 數(shù)據(jù)運算、邏輯判斷、 輸入輸出控制等功能機電系統(tǒng)中，對控制及信息處理單元的基 本要求是信息處理速度和可靠性，增強抗干擾能力， 完善系 統(tǒng)自診斷功能，實現(xiàn)信息處理智能化 和小型化，輕量，標(biāo)準化等。機電產(chǎn)品對機械傳動系統(tǒng)有哪些要求精 度、穩(wěn)定性、快速響應(yīng)性、還應(yīng)滿足小型、輕 量、 高速、低沖擊振動、低噪聲、高可靠 性。機電系統(tǒng)中，測試傳感部分的作用是什么 答：對系統(tǒng)運行中所需要的本身和外部環(huán)境的各種 參數(shù)及狀態(tài)進行檢測，傳輸?shù)叫畔?處理單元，經(jīng)分 析處理后產(chǎn)生控制信息。影響機電一體化系統(tǒng)傳動機構(gòu)動力學(xué)特征

7、的主要 因素有那些答：主要因素有負載變 化；傳動系統(tǒng)的慣性；傳動系統(tǒng)固有頻率；傳動系統(tǒng)中的摩擦與潤滑。why采用機電可提高系統(tǒng)精度答機電技術(shù) 使機械傳動部分減少，因而使機械磨損，配 合間隙及受力變形等引起的誤差大大減少， 同時 采用電子技術(shù)實現(xiàn)自動檢測，控制，補 償和校正因 各種干燒因素造成的誤差，從而 提高精度。為減少機械系統(tǒng)的傳動誤差，可采用那些 結(jié)構(gòu)措 施 答：適當(dāng)提高零部件本身的精度； 合理設(shè)計傳動鏈， 減少零部件制造、裝配 誤差對傳動精度的影響；采 用消隙機構(gòu)， 以減少或消除回程誤差。什么是步進電機的步距角他是由那些參數(shù) 確定 的 答：步進電機在每輸入一個電脈沖 信號，轉(zhuǎn)子所轉(zhuǎn) 過的

8、角度為步距角。由步 進電機的相數(shù)、電機轉(zhuǎn)子 的齒數(shù)和電機的 通電方式?jīng)Q定。步進電機是如何實現(xiàn)速度控制的。答：步進電機的運動由輸入的電脈沖信號控制，電 機繞組每接收一個脈沖，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)過 一個響應(yīng)的角 度，其角位移量與輸入脈沖的 個數(shù)嚴格成正比。在時間上與輸入脈沖同步。因而只需要控制輸入脈沖 的數(shù)量、頻率和電機繞組的相序，即 可控制轉(zhuǎn)動的 速度和方向。簡述開關(guān)量輸入模板的基本組成。 答：由 外部開關(guān)設(shè)備、輸入信號調(diào)理電路、輸入緩沖器、輸入端口譯碼、（STD總線）。簡述開關(guān)量輸出模板的基本組成。答：STD總線信號、輸出端口譯碼控制、輸出數(shù)據(jù) 所存、輸出信號調(diào)整電路、負載。工業(yè) PC 機和個人計算機的

9、主要差別是什么 答：大母版改為功能插板，具有豐富的過程 輸入輸 出功能；具有良好的實時性，能夠?qū)?生產(chǎn)過程工況 變化實時監(jiān)控；抗干擾電源， 密封機箱，具有良好 的環(huán)境適應(yīng)性；具有豐 富的應(yīng)用軟件。齒輪傳動中齒側(cè)間隙對系統(tǒng)有何影響，如 何消除 圓柱直齒輪的齒側(cè)間隙 答：齒輪的 嚙合間隙會造成傳動死區(qū)，若死區(qū)在閉 環(huán)系統(tǒng)中，則可能造成系統(tǒng)不穩(wěn)定，使系統(tǒng)內(nèi)高以15 倍間隙角產(chǎn)生的低頻振蕩。為降低制造成 本， 多采用各種調(diào)整齒側(cè)間隙的方法來消除 或減少嚙合 間隙，常法有偏心套調(diào)整法、軸 向墊片法、雙片薄 齒輪錯齒法等。機電系統(tǒng)仿真的模型主要有哪幾種分別應(yīng)用 于 系統(tǒng)設(shè)計的那個階段。 答：仿真模型有物

10、理模型、數(shù)學(xué)模型和描述模型。 當(dāng)仿真模型 為物理模型時，為全物理仿真，系統(tǒng)研 制階 段；是數(shù)學(xué)模型時，稱為數(shù)學(xué)仿真，分析設(shè)計 階段。用已研制出來的系統(tǒng)中的實際部件或子 系統(tǒng) 替代部分數(shù)學(xué)模型所構(gòu)成的為半物理仿 真，部件及 子系統(tǒng)研制階段。仿真再設(shè)計中起到的作用是什么 在項目的 設(shè)計和規(guī)劃時需要對項目的合理性、經(jīng)濟 型 等品質(zhì)加以評價；在系統(tǒng)實際運行前，要對項 目 的實施結(jié)果加以預(yù)測，一邊選擇正確、高 效的運行 策略或提前消除設(shè)計中的缺陷，最 大限度的提高實 際系統(tǒng)的運行水平。采用仿 真技術(shù)可以省時省力省 錢的達到上述目的。交流伺服電機有哪些類型交流伺服驅(qū)動的什么是PID調(diào)節(jié)器三部分在系統(tǒng)中起什

11、么作用。答：按偏差的比例、積分和微分進行控制 的調(diào)節(jié)器，將偏差的比例、積分、微分通過現(xiàn) 行組合構(gòu)成控制量，簡稱為P （比例）I （積分）D （微分）調(diào)節(jié)器， 是連續(xù)系統(tǒng)中技術(shù)成熟，應(yīng)用最為廣 泛的一種調(diào)節(jié)器。aPID調(diào)節(jié)器中比例調(diào)節(jié)起糾正偏差的作用，其反應(yīng)迅速；b積分調(diào)節(jié)能消除靜差，改善系統(tǒng)靜態(tài)特性；c微分調(diào)節(jié)有利于減少超調(diào)，加快系統(tǒng)的過渡過程。直流電機伺服系統(tǒng)中脈寬調(diào)制放大器的基 本工作原理。 答：脈沖調(diào)制放大器是直流 伺服電機常用的晶體管驅(qū)動電路。利用大功 率晶體管的開關(guān)作用，將直流電源電壓換成 一定頻率的方波電壓，施加于直流電機的電 樞，通過對方波脈沖寬度的控制，改變電樞 的平均電壓，是

12、電機的轉(zhuǎn)速得到調(diào)節(jié)。永磁式直流伺服電機的主要特點：可以不 經(jīng)過減速機構(gòu)直接驅(qū)動負載，由輸入的電壓 信號直接調(diào)節(jié)負載的轉(zhuǎn)速；在以位置控制方主要 特點答：分為永磁式交流同步電機和籠 型異步電機兩類。特點：1調(diào)速范圍大；2 適合大、中功率伺服系統(tǒng)；3運行平穩(wěn)，轉(zhuǎn)速不受負載變化的影響；4輸 出轉(zhuǎn)矩 交大而轉(zhuǎn)矩脈動??；5通過閉環(huán)實現(xiàn) 速度控制或位置控制，其中永磁式同步電機 也可作步進方式運行。開放式體系結(jié)構(gòu)的主要特點是什么答： 開放式體系結(jié)構(gòu)是今年在電子工業(yè)和計算機 工 業(yè)中流行的一種設(shè)計思想，其主要特點 是向未來的VLSI開放；向不同用戶層次開 放；向用戶的特殊要求開放；采用模塊化 結(jié)構(gòu)。簡述STD總

13、線微機控制系統(tǒng)的主要特點。 答：采用小版結(jié)構(gòu)，高度模塊化，功能模板 結(jié)構(gòu)靈活，可靠性高，硬件冗余小，成本 低；模塊設(shè)計具有嚴格的標(biāo)準和廣泛的兼 容性；面向I/O的設(shè)計，具有強大的I/O 擴展能力，使控制系統(tǒng)非常適合工業(yè)控制 的應(yīng)用；高可靠性。式的伺服系統(tǒng)中，電機可工作于堵轉(zhuǎn)狀態(tài)。簡述STD有哪些工作模式1獨立工作模式即采用微機的基本系統(tǒng)與工業(yè)I/O模板單獨構(gòu)成控制系統(tǒng)；2業(yè)I/O模板單獨構(gòu)成控制系統(tǒng)；2作為前端 控制機STD可作為其他微機的前端控制機， 完成實時在線控制， 并把采集的數(shù)據(jù)和執(zhí)行 結(jié)果傳送到上位機； 3構(gòu)成方便進行各種分布式系統(tǒng)的組合。轉(zhuǎn)動慣量對傳動系統(tǒng)有哪些影響答：轉(zhuǎn)動 慣量增

14、大使機械負載增加，功率消耗大；使 系統(tǒng)響應(yīng)速度變慢，降低靈敏度；是系統(tǒng)固 有頻率下降，容易產(chǎn)生諧振。光電隔離型DI/DO模板有哪些主要特點輸入信 號與輸出信號在電器上完全隔離，抗干 擾能力強； 無觸點，耐沖擊，壽命長，可靠 性高；響應(yīng)速度快， 易于邏輯電路配合。D/A,A/D接口功能A/D接口功能是將溫度、壓力等物理量經(jīng)傳感器變 成電壓、電流等信 號轉(zhuǎn)換為數(shù)字 量。D/A接口是將 二進制數(shù)字量轉(zhuǎn)換成電壓 信號。簡述電位器式位移傳感器的測量原理。電 位器的可動電刷與被測物體相連，物體的位 移引起電位器移動端電阻的變化，電阻值的 變化量即反應(yīng)出唯一的大小和方向。通常由 電源電壓吧電阻的變化轉(zhuǎn)換成電

15、壓輸出。PLC的功能和組成。優(yōu)越性功能：可取代 繼電器控制，完成順序和程序控制；可組成閉環(huán)系統(tǒng)實現(xiàn)精確的位置和速度控制；可構(gòu) 增量實現(xiàn)角速度測量。因此，可 以同時測量轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速。3轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速。3化。組成：CPU,存儲器，電源，I/O 口和編程器。 優(yōu)越性：可靠性高，環(huán)境適應(yīng)性強，靈活 通用個， 維護簡單，方便組成網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)用程序 的編制和調(diào)試 非常方便，還具有監(jiān)控功能。（四）分析題試分析比較直流測速發(fā)電機和光電編碼器做 轉(zhuǎn)速 測量的特點。 解答：直流測速發(fā)電機由 永久磁鐵與感應(yīng)線圈組成， 用電樞獲取速度信 號。它具有靈敏度高、結(jié)構(gòu)簡單 等特點，常用 于高精度低速伺服系統(tǒng)，也可與永磁 式直流電 動

16、機組成低速脈寬調(diào)速系統(tǒng)。直流測速發(fā) 電機 的輸出信號是與輸入軸的轉(zhuǎn)速成正比的直流電 壓信號，信號幅度大，信號調(diào)理電路簡單。由 于輸 出電壓信號有波紋，一般需要配置濾波電 路。 光電編碼器（增量式）主要由旋轉(zhuǎn)孔盤和 光電器件 組成。它具有體積小、使用方便、測 量精度高等特 點，常與直流電機配合使用構(gòu)成 脈寬調(diào)速系統(tǒng)。增 量式光電編碼器輸出的是與 轉(zhuǎn)角成比例的增量脈沖 信號，可以通過脈沖計 數(shù)獲得角位置信號，也可以 定時取樣脈沖數(shù)的試分析齒輪機構(gòu)、傳感器及絲杠螺母機構(gòu) 的誤差 對輸出精度的影響。 答：齒輪減速 器位于前向通道，誤差的低頻分量不 影響輸出精度，因此允許有一定的間隙誤 差；而誤 差的高

17、頻分量影響輸出精度，因此 應(yīng)盡量減少傳動 誤差。 傳感器位于反饋通 道，誤差的低頻分量會影響輸出 精度，因此 對靜態(tài)精度有較高要求；而誤差的高頻 分量 對輸出精度幾乎沒有影響，允許存在一定程 度 的高頻噪聲。 絲杠螺母機構(gòu)位于閉環(huán)之 后，其誤差的低頻分量和 高頻分量都會影響 輸出精度，因此要盡量消除傳動 間隙和傳動 誤差。工業(yè)控制PC計算機與可編程控制器的主要 區(qū)別： 答：工業(yè)控制 PC 的基本系統(tǒng)與普通 PC 大體相同， 但備有各種控制模板，一般不 需要再做硬件開發(fā)， 在結(jié)構(gòu)上進行了模塊 化；系統(tǒng)具備完整的控制功能， 軟件豐富， 執(zhí)行速度塊，適用于需要做大量數(shù)據(jù)處 理的 測控系統(tǒng)。在程序語言

18、方面，工控 PC 以使用 高 級語言為主，也可使用匯編語言。PLC 結(jié)構(gòu)小巧，適應(yīng)性強，可按照使用要求 選個相 應(yīng)產(chǎn)品構(gòu)成控制系統(tǒng)，PLC的控制功 能以邏輯控制 為主，小型PLC適用于實現(xiàn)各 種邏輯控制和開關(guān)量 控制，大中型 PLC 為模 塊化結(jié)構(gòu)，按用戶需求的功 能選配模塊，可 組成規(guī)模較大，精度較高的閉環(huán)控 制系統(tǒng)。PLC的控制功能由軟件實現(xiàn)，但信 號的輸 入輸出采用周期性的掃描方式，這一 點是與工控 PC 的重要區(qū)別。此外，在程序 語言方面PLC主要采用 提醒度，大型PLC 可使用高級語言。對比說明步進電機和直流伺服電機驅(qū)動的 特點。 答：1 在工作方面，步進電機通過輸 入脈沖的數(shù)量、

19、頻率和相序來控制電機； 而直流電機主要靠改變電 樞兩端的電壓來 調(diào)速，調(diào)速特性好，調(diào)速范圍寬。2 步進電 機可實現(xiàn)開環(huán)位置控制；直流電機一般用于 閉環(huán)位置控制。3 步進電機具有自鎖功能； 二直流 電機沒有斷電自鎖能力。4 步進電機 輸出力矩較小， 而直流電機輸出力矩可以 很大。此外步進電機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)角不受電源電壓波動的影響，但對電 源的要 求較高。已知數(shù)控機床控制系統(tǒng)，說明圖中的各部 分屬于 機電系統(tǒng)的哪一個基本要素控制及信息處理單元：鍵盤、計算機、顯 示測試傳感部分：光電編碼器、信號處理能源：電源Fm=m2 a=503 10=500N4驅(qū)動部分：功放、電機 5執(zhí)行機構(gòu)：聯(lián)軸器、齒輪減速器、絲

20、杠螺母 （3）電機的驅(qū)動力矩為機構(gòu)、工作臺_ n4齒輪減速器的傳動誤差對工作臺的影響齒輪 減速器在電機之后，前向通道的閉環(huán)之外，其傳動誤差的高頻分量和低頻分量都不能通過閉環(huán)控 制來消除，都會影響輸出精度。（五）計算題如圖所示電機驅(qū)動系統(tǒng)，已知工作臺的質(zhì)量 為m=50Kg,負載力為Fi=1000N,最大加速度為 10m/s2,絲杠直徑為d=16mm,導(dǎo)程t=4mm,齒輪 減數(shù)比為i=5，總效率為n =30%,忽略絲杠 慣量的影響,試計算電機的驅(qū)動力矩。解：總負載力包括以下幾部分先分析負載力有哪些組成（1）外負載力Fi=1000N（摩擦負載 F=mgf=慣性載力Fm, m=50kg, a=10m/

21、s2是負載或最大加速度。圖示為電樞控制式直流電動機的工作原理圖，電流i; LR為線圈的電感電阻，輸入電壓u；Jm； T；3 ； Ke； Kt,求輸出轉(zhuǎn)速 與輸入電壓之間的傳遞函數(shù)。解:e=Ke ；T=Kti；Ktl(s)二Jms(s)s；3 =Gm (s) T； Gm=1/ (Jm s)；解:當(dāng)二Jm時,負載獲最大加速度。所以i=2.828。開環(huán)步進電機位置控制系統(tǒng)，負載力F=1000N,工作臺長L=500mm，往復(fù)精度為土 0.025mm，絲杠導(dǎo) 程 ts=6mm,直徑 d=20mm,步 進電機步距角為a =3,確定齒輪減速比 i。)(計算電機軸上的總等效慣量。解：(1)電機軸上的元件Jel

22、二Jl+Jm；中間軸上的元件Je2二(J2+J3)負載軸上的元件Je3=(J4+JL)總的折算慣量為Je=Je1+Je2+Je3。已知電樞轉(zhuǎn)子慣量Jm=0.005kgm2，負載慣 量JL=0.04kgm2,確定傳動比i為何值時可解：步進電機的每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)ns=360 /a =360/3=120 脈沖/轉(zhuǎn) 選取n=200光電編碼器，則理論測量精 度5 根據(jù)工作臺定位精度的要求，選用脈沖當(dāng)量5 =0.025mm/脈沖設(shè)傳動比為i,每個脈沖對應(yīng)工作臺的位移 為5 =ts/ (i2 ns)則 i=ts/(5 2 ns)=6/ (0.0253 120)=2已知工作臺直流電機絲杠螺母機構(gòu)驅(qū)動，工作臺 的行程

23、L=250mm,絲杠導(dǎo)程t=6mm,齒 輪減速比i=4,要求工作臺位移的測量精度 為0.01mm。試采用高速段測量方法，確定 旋轉(zhuǎn)譯碼器的每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)。若將傳感器與絲 杠的端部直接連接，ns=500脈沖/轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn) 譯碼器是否合用。解： 1高速端測量,設(shè)傳感器每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)為n,每個脈沖對應(yīng)工作臺的位移為 L=t/(in)由測量進度， L=0.01mm,則 n=t/ (iA L) =6/ (43 0.01) =150 脈沖/ L =6/(43 200)=0.0075V0.01 可 滿足題目要求。2低速端測量，傳感器直接與絲杠連接，與減 速比無關(guān) L二t/nn二t/A L=6/0.01=600 脈沖/轉(zhuǎn)

24、，可知ns=500脈沖/轉(zhuǎn)的編碼器不合 用。（六）綜合題已知電機驅(qū)動的三自由度位置控制系統(tǒng)， 單個自 由度的驅(qū)動系統(tǒng)如圖所示。試說明單 自由度驅(qū)動系統(tǒng)的兩種測量方案；注：需要回答至少兩種測量方案，每種方案 選出一 種傳感器即可。采用直流電機驅(qū)動的機器人關(guān)節(jié)有兩種轉(zhuǎn) 角和轉(zhuǎn) 速測量方案解：方案a為高速端測量方案，結(jié)構(gòu)簡單，易 實現(xiàn)。 同樣的測量精度要求，對譯碼器的測 量精度要求較 低。減速器包括在閉環(huán)之外， 傳動誤差直接影響輸 出精度，傳動誤差無法 通過控制進行補償，因此對 減速器的精度要 求較高。傳感器在電機尾部，不知 容易，外 觀較好。方案 b 為低速端測量方法，同測精要求，對 編碼器 的精

25、度要求較高，成本比方 a 高； 但減速器包括在 閉環(huán)內(nèi)，從而通過閉環(huán)來消 除傳動誤差，對減速器 的精度要求較低。傳 感器安裝在關(guān)節(jié)部位，布置較 困難，外觀 差。實際中多采用方A。某車間內(nèi)有兩條自動生產(chǎn)線上需要一款搬運機器 人，用于生產(chǎn)線請指定出概念設(shè)計流程。解：產(chǎn)品概念設(shè)計決定性地影響產(chǎn)品創(chuàng)新過程中后 續(xù)的產(chǎn)品詳細設(shè)計、產(chǎn)品生產(chǎn)開發(fā)、產(chǎn)品市場開發(fā) 以及企業(yè)經(jīng)營戰(zhàn)略目標(biāo)的實現(xiàn)。包含以下流程：明確設(shè)計任務(wù)解：依題意有兩種測量方案價價（1）高速端測量方案：傳感器安裝在電機的尾部（電機軸），通過測量電 機的轉(zhuǎn)角實現(xiàn)工作臺位移的間接測量?？蛇x用光電 編碼器式傳感器或者磁電式編碼器。（2）低速端測量方案： 傳感器安裝在工作 臺上（負載軸），直接測量工作 臺的位移。 可選用光柵式位移傳感器、感應(yīng)同步器 或者電位計式位移傳感器。黑箱法心臺匕