电-气比例伺服控制系统

电液伺服加载系统的工作原理随着现代工业的发展，机械装备的质量和精度要求越来越高，而电液伺服加载系统则成为了现代工业中不可或缺的一部分。

电液伺服加载系统的工作原理是通过液压系统和电气控制系统的协同作用，实现对机械装备的精准控制和调节，从而提高机械装备的精度和稳定性。

本文将详细介绍电液伺服加载系统的工作原理和主要组成部分。

一、电液伺服加载系统的工作原理电液伺服加载系统的工作原理是将电信号转换成液压信号，通过液压传动执行机构的运动，从而实现对机械装备的控制和调节。

电液伺服加载系统的核心部件是伺服阀，伺服阀通过反馈信号来实现对机械装备的控制和调节。

电液伺服加载系统的工作过程可以分为三个阶段：信号处理阶段、液压控制阶段和执行机构运动阶段。

信号处理阶段是将输入的电信号进行处理和放大，生成控制信号。

液压控制阶段是将控制信号转换成液压信号，通过伺服阀对液压系统进行控制，使执行机构实现精准的运动。

执行机构运动阶段是执行机构根据液压信号进行运动，实现对机械装备的控制和调节。

二、电液伺服加载系统的主要组成部分1. 电气控制系统电气控制系统是电液伺服加载系统的重要组成部分，包括信号处理器、控制器、电源和信号传输线路等。

信号处理器负责将输入的电信号进行处理和放大，生成控制信号。

控制器负责对信号进行处理和解析，生成伺服阀的控制信号。

电源为整个系统提供稳定的电源。

信号传输线路负责将信号从控制器传输到伺服阀。

2. 液压系统液压系统是电液伺服加载系统的核心部分，主要由液压泵、油箱、伺服阀和执行机构等组成。

液压泵负责将液压油从油箱中抽取，并将其送入伺服阀中。

油箱负责储存液压油。

伺服阀是电液伺服加载系统中的关键部件，通过反馈信号来实现对机械装备的控制和调节。

执行机构是根据伺服阀的控制信号进行运动的部分，通常是液压缸或液压马达。

3. 反馈装置反馈装置是电液伺服加载系统中的重要组成部分，主要由传感器和反馈电路等组成。

传感器负责检测执行机构的运动状态，并将其转换成电信号。

气比例阀伺服阀的工作原理Pleasure Group Office【T985AB-B866SYT-B182C-BS682T-STT18】典型电---气比例阀、伺服阀的工作原理电---气比例阀和伺服阀按其功能可分为压力式和流量式两种。

压力式比例/伺服阀将输给的电信号线性地转换为气体压力；流量式比例/伺服阀将输给的电信号转换为气体流量。

由于气体的可压缩性，使气缸或气马达等执行元件的运动速度不仅取决于气体流量。

还取决于执行元件的负载大小。

因此精确地控制气体流量往往是不必要的。

单纯的压力式或流量式比例/伺服阀应用不多，往往是压力和流量结合在一起应用更为广泛。

电---气比例阀和伺服阀主要由电---机械转换器和气动放大器组成。

但随着近年来廉价的电子集成电路和各种检测器件的大量出现，在1电---气比例/伺服阀中越来越多地采用了电反馈方法，这也大大提高了比例/伺服阀的性能。

电---气比例/伺服阀可采用的反馈控制方式，阀内就增加了位移或压力检测器件，有的还集成有控制放大器。

一、滑阀式电---气方向比例阀流量式四通或五通比例控制阀可以控制气动执行元件在两个方向上的运动速度，这类阀也称方向比例阀。

图示即为这类阀的结构原理图。

它由直流比例电磁铁1、阀芯2、阀套3、阀体4、位移传感器5和控制放大器6等赞成。

位移传感器采用电感式原理，它的作用是将比例电磁铁的衔铁位移线性地转换为电压信号输出。

控制放大器的主要作用是：1）将位移传感器的输出信号进行放大；2）比较指令信号Ue和位移反馈信号U f U；3I输出。

此外，为了改善比例阀的性能，控制放大器还含有对反馈信号Uf和电压差 U的处理环节。

比如状态反馈控制和PID调节等。

带位置反馈的滑阀式方向比例阀，其工作原理是：在初始状态，控制放大器的指令信号UF=0P与A、B两端输出口同时被切断，A、B两口与排气口也切断，无流量输出；同时位移传感器的反馈电压Uf=0。

若阀芯受到某种干扰而偏离调定的零位时，位移传感器将输出一定的电压Uf，控制放大器将得到的 U=-Uf放大后输出给电流比例电磁铁，电磁铁产生的推力迫使阀芯回到零位。

电液伺服系统电液伺服系统是一种将电气信号转换为液压能量的控制系统。

它通过控制液压阀的开启和关闭来调节液压执行器的工作状态，从而实现对机械装置的精确控制。

本文档将详细介绍电液伺服系统的结构、工作原理、常见问题及解决方案等内容。

一、系统结构1.1 主机部分主机部分是电液伺服系统的核心组成部分，包括电液转换器、伺服阀、传感器等。

其中，电液转换器将电信号转换为液压能量，伺服阀通过控制液压流量来控制液压执行器的运动，传感器用于监测执行器的位置和速度。

1.2 液压执行器液压执行器是电液伺服系统中的重要组成部分，主要包括液压缸和液压马达两种。

液压缸可将液压能量转换为机械能，实现直线运动；液压马达则可将液压能量转换为机械能，实现旋转运动。

1.3 控制部分控制部分由控制器和信号处理器组成，用于接收、处理和传输控制信号。

控制器可根据输入信号的变化调节伺服阀的开启度，从而实现对电液伺服系统的精确控制。

二、工作原理2.1 系统工作流程电液伺服系统的工作流程一般包括输入信号采样、信号处理、控制指令、伺服阀控制和液压执行器动作等步骤。

具体流程如下：（1）输入信号采样：传感器将液压执行器的位置和速度等信息转换为电信号，并传输给信号处理器。

（2）信号处理：信号处理器对输入信号进行滤波、放大等处理，将其转换为控制系统可识别的信号。

（3）控制指令：控制器根据输入信号的变化相应的控制指令。

（4）伺服阀控制：控制器根据控制指令调节伺服阀的开启度，控制液压系统的流量大小。

（5）液压执行器动作：伺服阀的控制信号作用于液压执行器，使其按照要求的位置和速度进行运动。

2.2 系统控制策略电液伺服系统可采用位置控制、速度控制和力控制等不同的控制策略。

其中，位置控制可实现对执行器位置的精确控制；速度控制可实现对执行器速度的精确控制；力控制可实现对执行器施加的力或扭矩的精确控制。

三、常见问题及解决方案3.1 液压系统压力不稳定可能原因：（1）供油系统压力不稳定。

电气控制-PI的指令系统1. 简介电气控制是将电气信号转化为机械运动或其他控制行为的过程。

在现代工业中，电气控制系统广泛应用于工厂自动化、机器人控制、交通信号等领域。

在电气控制系统中，PI〔Proportional-Integral〕控制器是一种常用的控制算法，用于调节系统输出与期望值之间的差异。

本文将深入探讨电气控制中PI的指令系统。

2. PI控制器工作原理PI控制器通过测量系统输出的差异与期望值之间的差异，并通过改变控制信号来弥补差异。

PI控制器通过两个组成局部来实现这个目标：•比例局部〔P局部〕：根据差异的大小产生一个与差异成比例的控制信号。

•积分局部〔I局部〕：根据差异的持续时间产生一个与差异积分成比例的控制信号。

根据这两个局部的和来生成最终的控制信号，PI控制器可以更准确地控制系统的输出。

3. PI控制器的指令系统PI控制器的指令系统是指控制器接受和处理输入信号的方式。

指令系统通常包括以下几个方面：3.1 输入信号的采样和转换在PI控制器中，输入信号通常是传感器测量得到的系统输出值与期望值之间的差异。

指令系统需要对这些输入信号进行采样和转换，使其适应控制器的工作范围。

常见的采样方式包括离散采样和连续采样，常见的转换方式包括模数转换和数字转换。

3.2 控制计算和参数调整指令系统需要对输入信号进行控制计算和参数调整，以生成相应的控制信号。

控制计算是指根据差异的大小和持续时间来计算比例和积分局部的输出。

参数调整是指根据系统的特性和性能需求来调整比例和积分局部的系数。

这些计算和调整通常由控制器内部的计算单元或算法实现。

3.3 控制信号输出指令系统需要将计算得到的控制信号输出到执行机构，例如电机驱动器、阀门控制器等。

控制信号的输出方式通常取决于控制系统的实际需求和硬件特性。

4. PI控制器的应用领域由于其简单和有效的工作原理，PI控制器在许多领域得到广泛应用。

以下是一些常见的应用领域：•工业自动化：PI控制器用于控制工厂中的生产过程，例如温度控制、液位控制等。

题目：液压与气压传动的特点、应用及发展趋势【摘要】：本论文是我们经过查找了好多材料之后写的，本文介绍了液压控制技术的概况及发展现状，液压控制技术的特点及应用，论述了液压控制技术当前的发展动向，提出了液压控制技术的不足及改进方法，最后对液压控制技术在今后的发展做了展望。

【前言】社会需求永远是推动技术发展的动力，降低能耗，提高效率，适应环保需求，机电一体化，高可靠性等是液压气动技术发展的永恒目标，也是液压气动产品参与市场竞争能否取胜的关键。

由于液压技术广泛应用了多种技术成果，如自动控制技术、计算机技术、微电子技术、磨擦磨损技术、可靠性技术及新工艺和新材料，使传统技术有了新的发展，也使液压系统和元件的质量、水平有一定的提高。

尽管如此，走向二十一世纪的液压技术应当主要靠现有技术的改进和扩展，不断扩大其应用领域以满足未来的要求。

总的来说，液压和气动传动技术还是有很大的研究价值和发展空间的。

一、液压传动、气压传动的概况和发展现状A.液压传动技术的发展概况液压传动是用液体作为工作介质来传递能量和进行控制的传动方式，是控制是工业中经常用到的一种控制方式，它采用液压完成传递能量的过程。

因为液压传动控制方式的灵活性和便捷性，液压控制在工业上受到广泛的重视。

液压传动是研究以有压流体为能源介质，来实现各种机械和自动控制的学科。

液压传动利用这种元件来组成所需要的各种控制回路，再由若干回路有机组合成为完成一定控制功能的传动系统来完成能量的传递、转换和控制。

液压技术渗透到很多领域，不断在民用工业、在机床、工程机械、冶金机械、塑料机械、农林机械、汽车、船舶等行业得到大幅度的应用和发展，而且发展成为包括传动、控制和检测在内的一门完整的自动化技术。

现今，采用液压传动的程度已成为衡量一个国家工业水平的重要标志之一。

如发达国家生产的95%的工程机械、90%的数控加工中心、95%以上的自动线都采用了液压传动技术。

近年来，我国液压气动密封行业坚持技术进步，加快新产品开发，取得良好成效，涌现出一批各具特色的高新技术产品。

国家开放大学本科机器人技术及应用形考期末考试题及答案汇总一、判断1.机器人是在科研或工业生产中用来代替人工作(de)机械装置.（对）2. 19世纪60年代和20世纪70年代是机器人发展最快、最好(de)时期,这期间(de)各项研究发明有效地推动了机器人技术(de)发展和推广.（错）3.对于机器人如何分类,国际上没有制定统一(de)标准,有(de)按负载量分,有(de)按控制方式分,有(de)按自由度分,有(de)按结构分,有(de)按应用领域分.（对）4.所谓特种机器人就是面向工业领域(de)多关节机械手或多自由度机器人.（错）5.机器人机械本体结构(de)动作是依靠关节机器人(de)关节驱动,而大多数机器人是基于开环控制原理进行(de).（错）6.机器人各关节伺服驱动(de)指令值由主计算机计算后,在各采样周期给出,由主计算机根据示教点参考坐标(de)空间位置、方位及速度,通过运动学逆运算把数据转变为关节(de)指令值.（对）7.为了与周边系统及相应操作进行联系与应答,机器人还应有各种通信接口和人机通信装置.（对）8.轮式机器人对于沟壑、台阶等障碍(de)通过能力较高.（错）9.为提高轮式移动机器人(de)移动能力,研究者设计出了可实现原地转(de)全向轮.（对）10.履带式机器人是在轮式机器人(de)基础上发展起来(de),是一类具有良好越障能力(de)移动机构,对于野外环境中(de)复杂地形具有很强(de)适应能力.（对）11.腿式（也称步行或者足式）机构(de)研究最早可以追溯到中国春秋时期鲁班设计(de)木车马.（对）12.机器人定义(de)标准是统一(de),不同国家、不同领域(de)学者给出(de)机器人定义都是相同(de).（错）13.球形机器人是一种具有球形或近似球形(de)外壳,通过其内部(de)驱动装置实现整体滚动(de)特殊移动机器人.（对）14.可编程机器人可以根据操作员所编(de)程序,完成一些简单(de)重复性操作,目前在工业界已不再应用.（错）15.感知机器人,即自适应机器人,它是在第一代机器人(de)基础上发展起来(de),具有不同程度(de)“感知”能力.（对）16.第三阶段机器人将具有识别、推理、规划和学习等智能机制,它可以把感知和行动智能化结合起来,称之为智能机器人.（对）17.工业机器人(de)最早研究可追溯到第一次大战后不久.（错）18. 20世纪50年代中期,机械手中(de)液压装置被机械耦合所取代,如通用电气公司(de)“巧手人”机器人.（错）19.一般认为Unimate和Versatran机器人是世界上最早(de)工业机器人.（对）20. 1979年Unimation公司推出了PUMA系列工业机器人,它是全电动驱动、关节式结构、多中央处理器二级微机控制,可配置视觉感受器、具有触觉(de)力感受器,是技术较为先进(de)机器人.（对）1.刚体(de)自由度是指刚体具有独立运动(de)数目.（对）2.机构自由度只取决于活动(de)构件数目.（错）3.活动构件(de)自由度总数减去运动副引入(de)约束总数就是该机构(de)自由度.（对）4.机器人运动方程(de)正运动学是给定机器人几何参数和关节变量,求末端执行器相对于参考坐标系(de)位置和姿态.（对）5.机器人运动方程(de)逆运动学是给定机器人连杆几何参数和末端执行器相对于参考坐标系(de)位姿,求机器人实现此位姿(de)关节变量.（对）6.机械臂是由一系列通过关节连接起来(de)连杆构成.（对）7.对于机械臂(de)设计方法主要包括为2点,即机构部分(de)设计和内部传感器与外部传感器(de)设计.（错）8.球面坐标型机械臂主要由一个旋转关节和一个移动关节构成,旋转关节与基座相连,移动关节与末端执行器连接.（对）9.为提高轮式移动机器人(de)移动能力,研究者设计出了可实现原地转(de)全向轮.（对）10.履带式机器人是在轮式机器人(de)基础上发展起来(de),是一类具有良好越障能力(de)移动机构,对于野外环境中(de)复杂地形具有很强(de)适应能力.（对）11.腿式（也称步行或者足式）机构(de)研究最早可以追溯到中国春秋时期鲁班设计(de)木车马.（对）12.刚体在空间中只有4个独立运动.（错）13.球形机器人是一种具有球形或近似球形(de)外壳,通过其内部(de)驱动装置实现整体滚动(de)特殊移动机器人.（对）14.在机构中,每一构件都以一定(de)方式与其他构件相互连接,这种由两个构件直接接触(de)可动连接称为运动副.（错）15.运动副可以根据其引入约束(de)数目进行分类,引入一个约束(de)运动副称为二级副.（错）16.通过面接触而构成(de)运动副,称为低副；通过点或线接触而构成(de)运动副称为高副.（对）17.两个构件之间只做相对转动(de)运动副称为移动副.（错）18.构成运动副(de)两个构件之间(de)相对运动若是平面运动则称为平面运动副,若为空间运动则称为空间运动副.（对）19.在平面机构中,每个构件只有3个自由度.每个平面低副（转动副和移动副）提供1个约束,每个平面高副提供2个约束.（错）20.机构自由度是机构具有独立运动(de)数目.（对）1.根据直接动力来源,机器人驱动系统可分为电气驱动系统、液压驱动系统和气压驱动系统.（对）2.交流伺服电机分为两种,即同步型交流伺服电机和感应型交流伺服电机.（对）3.直线电机由于不需要中间传动机械,因而使整个机械得到简化,提高了精度,减少了振动和噪声.（对）4.直线电机散热面积小,不易冷却,所以不允许较高(de)电磁负荷.（错）5.对机器人关节驱动(de)电机,要求有最大功率质量比和扭矩惯量比、高起动转矩、低惯量和较宽广且平滑(de)调速范围.（对）6.机器人末端执行器(手爪),应采用体积、质量尽可能大(de)电机.（错）7.机器人液压驱动系统又叫液压伺服驱动系统,由液压源、驱动器、伺服阀、传感器和控制回路组成.（对）8.电液比例控制(de)控制性能与电液伺服控制相比,精度和响应速度较高.（错）9.气压驱动系统不污染环境,偶然地或少量地泄漏气体不至于对生产产生严重(de)影响.（对）10.气压驱动系统与液压驱动相比,动作和反应都快.（对）11.气压驱动系统(de)气控信号比电子和光学控制信号要快,可以用在信号传递速度要求很高(de)场合.（错）12.气压驱动系统是利用各种电机产生(de)力或力矩,直接或经过减速机构去驱动机器人(de)关节.（错）13.选择步进电机时,首先要保证步进电机(de)输出功率大于负载所需(de)功率.（对）14.液压驱动系统具有无环境污染、易于控制、运动精度高、成本低和驱动效率高等优点,应用最为广泛.（错）15.气压驱动系统用压缩空气作为气源驱动直线或旋转气缸,用人工或电磁阀进行控制.（对）16.和液压驱动系统相比,气压驱动系统(de)功率—质量比要高得多.（错）17.永磁式步进电机步距大,起动频率高,控制功率大.（对）18.直流伺服电机稳定性好,但只能在较窄(de)速度范围内运行.（错）19.直流伺服电机可控性好,它具有线性调节(de)特性,能使转速正比于控制电压(de)大小.（对）20.直流伺服电机具有较小(de)起动转矩和较大(de)转动惯量.（错）1.外部传感器(de)功能就是将这些与环境信息相关(de)参数采集并输入给机器人.（对）2.触觉传感器、应力传感器属于机器人内部传感器.（错）3.接近度传感器、听觉传感器和视觉传感器属于外部传感器.（对）4.机器人触觉传感器根据测量(de)信息可以分为三类,接触觉传感器、压力觉传感器和滑动觉传感器.（对）5.根据工作原理,触觉传感器可分为二元接触传感器、单模拟量传感器、矩阵传感器.（对）6.增量编码器比绝对编码器要便宜得多,在机器人技术中对增量编码器(de)使用更加广泛.（对）7.压力觉传感器主要应用在精确抓握物体(de)手掌等端部执行器上.（错）8.气压驱动系统不污染环境,偶然地或少量地泄漏气体不至于对生产产生严重(de)影响.（对）9.气压驱动系统与液压驱动相比,动作和反应都快.（对）10.气压驱动系统(de)气控信号比电子和光学控制信号要快,可以用在信号传递速度要求很高(de)场合.（错）11.从机器人(de)应用环境出发,将机器人分为两大类,即工业机器人和特种机器人.（对）12.特种机器人是指多关节机械手或多自由度机器人.（错）13.选择步进电机时,首先要保证步进电机(de)输出功率大于负载所需(de)功率.（对）14.工业机器人是指除工业机器人以外(de),用于非制造业并服务于人类(de)各种机器人.（错）15.机器人都具备移动功能、执行机构、感觉和智能.（对）16.机器人传感器是指一种能够将机器人对内部和外部感知(de)物理量变换为电量输出(de)装置.（对）17.机器人外部传感器(de)功能是测量运动学及动力学参数.（错）18.电位计位移传感器(de)工作原理是绕线电阻(de)端点和电刷之间(de)电阻一有改变,就可测量出位移(de)大小.（对）19.导电塑料膜电位计位移传感器(de)阻抗可以达到连续变化.（对）20.最常用(de)平移传感器是电位计角度传感器.（错）1.机器人(de)控制系统是多变量和线性(de)控制系统.（对）2. Arduino是源于土耳其(de)一个开源代码(de)硬件项目平台.（错）3. Arduino可以用来开发交互产品,例如控制电灯、电机和其他各式各样(de)物理设备.（对）4. Arduino Duemilanove不支持USB接口,不可通过USB接口供电.（错）5. Arduino Mega2560 具有54路I/O口.（对）6. Arduino给硬件开发降低了设计门槛,开源(de)电路图可以直接复制到需要(de)电路中进行机器人(de)控制系统设计.（对）7. Arduino 是一款便捷、灵活、方便上手(de)开源电子原型平台,只包含硬件（各种型号(de)Arduino板）（错）8. Arduino编程语言中,数字引脚常量是false和true.（错）9. Arduino编程语言中(de)数据类型有布尔类型、字符型、字节型、整型等.（对）10. Arduino IDE安装到计算机上,将开发板用USB连接到计算机上后,Windows会自动安装Arduino(de)驱动,驱动安装成功后,开发板绿色(de)电源指示灯会亮起来,此时说明开发板可用.（对）11. Arduino IDE界面工具栏中只有新建程序（New sketch）、打开程序（Open sketch）、保存程序（Save sketch）.（错）12.在实际研究中,往往把机器人控制系统简化成若干个简单(de)低阶(de)子系统来描述.（对）13. ArduBlock是一款专门为Arduino设计(de)图形化编程软件,可以不在Arduino IDE(de)软件下运行.（错）14.机器人只有一种基本运动方式,即连续运动.（错）15.机器人控制(de)结构也可以有很大(de)不同,可由单处理机控制,也可由多处理机分级分布控制.（对）16.在结构上,机器人控制系统是分层结构(de)计算机控制系统.（对）17.一般工业机器人仅由伺服控制层组成.（错）18.机器人控制系统主要包含协调控制计算机和传感器.（对）19.机器人(de)每个关节分别由一个伺服控制系统驱动.（对）20.伺服控制系统由控制器、电机组成.（错）1.传统(de)移动机器通常包括轮式移动机器人、履带式移动机器人和腿式移动机器.（对）2.最简单(de)移动机器人是腿式移动机器人.（错）3.典型(de)轮式机器人有三车轮型轮式机器人、变形轮型轮式机器人和全方位型轮式机器人.（对）4.轮式机器人可以应用到自动化工厂、医院、家庭和其他狭窄环境,具有广泛(de)应用前景.（对）5.三轮机器人可以轻松走出直线.（错）6.变形轮机器人(de)车轮可变形成利于越障(de)轮式腿结构,实现步行运动.（对）7.履带移动机器人可以广泛应用于社会安全、军事侦察、核工业等领域.（对）8.腿式机器人越障能力不是很强.（错）9.腿式移动机器人,其控制器可以施加合适(de)驱动信号给驱动器,以驱动关节按照可控(de)方式达到目标点,实现对腿式移动机器人(de)越障.（对）10.常用(de)轮式机器人控制器产品有很多,例如Arduino、STM32、Cortex、Broadcom、ARM等.（错）11.全方位型移动机构即能够实现原地转动又能够实现侧向运动, 具有很强(de)运动灵活性.（对）12.三轮机器人在机构上不稳定,但是结构与四轮和多轮机器人相比较结构简单.（错）13.四轮机器人在新型移动机器人设计中常被采用.（错）14.三轮移动机器人(de)车轮配置方式通常是1个前轮,2个后轮.2个后轮独立驱动,前轮为万向轮,主要起支撑作用.（对）15.三车轮轮式机器人主要靠两轮(de)转速差实现转向(de),即当两轮输入速度存在差值时,机器人会发生一定(de)偏转.（对）16.对于三车轮轮式机器人,当两轮转速大小相等方向相反时,可以实现整车灵活(de)零半径回转.（对）17.变形轮机器人遇到障碍时,可以通过控制系统(de)调节,车轮改变状态,极大(de)增加了机器人(de)越障能力.（对）18.履带移动机器人不能够通过传感器感知环境和自身状态.（错）19.非结构环境履带移动机器人已经机器人学发展(de)一个重要组成部分.（对）二、选择题1.相对而言,混合式移动机器人(de)（自由度偏多、重量比较大）.2.机器人(de)机械本体机构基本上分为（2）类.3.轮式移动机构具有以下（可靠性比较好）特点4.轮式移动机构适用于在（规则(de)硬路面上）高速和高效地移动.5.以下具有越障能力(de)轮系是（锥形轮、变形车轮、半步行轮）.6.以下使用了曲柄滑块机构(de)是（半步行轮和棘爪式车轮）.7.在变径轮和变形车轮(de)设计中,借鉴了（放缩机构）(de)设计,使得车轮可以主动变形进行越障.8.连杆悬架系统和独立驱动轮系也成为目前（星球探测机器人）(de)主流设计.9.沈阳自动化所研制(de)“灵蜥-H型”排爆机器人属于（混合式移动机器人）.1.设平面机构中(de)活动构件数为N,在未用运动副连接之前,这些活动构件(de)自由度总数为（3N）.2. SCARA机械臂具有（3）个平行(de)旋转关节.3.运动副符号代表(de)含义是（转动副）.4.运动副符号代表(de)含义是（球面副）.5.运动副符号代表(de)含义是（移动副）.6.运动副符号代表(de)含义是（圆柱副）.7.运动副符号代表(de)含义是（平面副）.8.运动副符号代表(de)含义是（螺旋副）.9.连杆悬架系统和独立驱动轮系也成为目前（星球探测机器人）(de)主流设计.10.如图所示为圆柱面坐标型机械臂,其由一个使手臂竖直运动(de)移动关节和一个带有竖直旋转轴(de)旋转关节组成,另一个移动关节与旋转关节轴正交,这种机械臂在空间中具有（ 2个移动和1个转动(de)性能）.1.（电气驱动系统）具有无环境污染、易于控制、运动精度高、成本低和驱动效率高等优点,应用最为广泛.2.在响应快、载荷大(de)伺服系统中往往采用（液压驱动）,原因是其输出力与质量比最大.3.（气压驱动系统）驱动系统在原理上和液压驱动系统非常相似.4.步进电机驱动、直流伺服电机驱动、交流伺服电机驱动都属于（电气驱动）.5.（交流伺服电机）驱动具有大(de)转矩质量比和转矩体积比,没有电刷和整流子,运行时几乎不需要维护,在现代机器人中广泛应用.6.（步进电机）是一种用电脉冲信号进行控制,将电脉冲信号转换成相应(de)角位移或线位移(de)控制电机.7.（反应式步进电机）是一种定子、转子磁场均由软磁材料制成,只有控制绕组,基于磁导(de)变化产生反应转矩(de)步进电机.8.（直流伺服电机）是用直流供电(de)电机.其功能是将输入(de)受控电压/电流能量转换为电枢轴上(de)角位移或角速度输出.9.直流伺服电机广泛应用在宽调速系统和精确位置控制系统中,其输出功率范围大约为（1~600 W）.10.（蜗轮蜗杆减速器）常用来传递两交错轴之间(de)运动和动力,相比齿轮减速器,它具有更大(de)输出转矩.11.下图是（齿轮减速器）减速器. 12.下图是（蜗轮蜗杆减速器）减速器.13.下图是（复合减速器）减速器.14.下图是（行星齿轮减速器）减速器.15.（电液伺服阀）是电液伺服系统中(de)放大转换元件,它把输入(de)小功率电流信号转换并放大成液压功率输出.1.娱乐机器人、农业机器人属于以下（特种机器人）.2.水下机器人属于以下（特种机器人）.3.能够检测物体(de)位置、角度、距离(de)机器人传感器是（光敏阵列、CCD）.4.能够检测压力(de)机器人传感器是（压电传感器）.5.能够检测光线亮度(de)机器人传感器是（光敏管、光电断续器）.6.具有色觉(de)机器人传感器是（彩色电荷耦合器件、彩色摄影机、滤色器）.7.具有位置觉(de)机器人传感器是（光敏阵列、CCD ）.8.具有力觉(de)机器人传感器是（应变片、导电橡胶）.9.能够检测对象物是否接近,接近距离,对象面(de)倾斜(de)机器人传感器是（光传感器、气压传感器、超声波传感器）.10.具有滑觉(de)机器人传感器是（球形接点式、光电旋转传感器、角编码器）.11.判断物体空间位置,判断物体移动(de)是（位置觉传感器）.12.判断有无对象,并得到定量结果(de)是（明暗觉传感器）.13.能够确定对象位置,识别对象形态(de)是（接触觉传感器）.14.能够修正握力,防止打滑,判断物理质量及表面状态(de)是（滑觉传感器）.15.能够控制手腕移动,伺服控制,正确完成作业(de)是（力觉传感器）.1.以下属于机器人点—点运动(de)是（点焊）.2.“unsigned int D=65535”属于（无符号整型）数据类型.3. ArduBlock是以（图形化积木搭建）(de)方式进行编程(de).4.机器人控制系统中,可完成从任务、运动指令到关节运动(de)全部运算(de)是（协调控制计算机）.5.用于测量速度和位置(de)变化,用作反馈信号,构成具有预期静态和动态特性(de)伺服系统(de)是（传感器）.6. Arduino Duemilanove 数字I/O口中,有（6）个可提供PWM输出.7.下图是一款机械臂,其自由度是（3）.8.以下属于机器人连续运动(de)是（喷漆）.9. Arduino Duemilanove具有（14）路数字I/O口.10. Arduino Duemilanove具有（6）路模拟I/O口.11. Arduino编程语言中,引脚电压常量是（HIGH和LOW）.12. Arduino编程语言中,数字引脚常量是（INPUT和OUTPUT）.13.”byte B=8”属于（字节型）数据类型.14.” char A=58”属于（字符型）数据类型.15.” char A=58”属于（整型）数据类型.1.如图所示为（履带式机器人）(de)底盘.2.履带式机器人可以（可实现原地转向,任意控制转弯半径.）.3.对于履带机器人,要求结构稳固,承载载荷较大,而且结构简单(de)伸缩主体通常是（三角形）.4.如图所示为履带机器人（越障装置）.5.如图所示为履带机器人（侦察装置）.6.当履带式消防机器人行走在平坦地面上时,（侦察装置工作,越障装置处于收起状态）.7.如图为（履带式机器人）(de)越过壕沟示意图.8.考虑机器人(de)重量和成本,通常选用（铝材）为机器人主体(de)制作材料.9.为提高履带机器人越障能力,可以（采用不同(de)方式将多节履带连接起来）.10.如图所示是一种（腿式机器人）.三：分析设计1. 具有蠕动、滚动步态(de)机器人可以设计成哪种类型举例说明这种类型机器人(de)运动方式,可以设计成蛇形机器人.答：可以设计成蛇形机器人.ACM-R5是一款由日本立命馆大学研制(de)水陆两栖蛇形机器人,它由9个模块化单元组成,不仅可以实现传统蛇形机器人(de)基本步态,还另外开发了S型滚动步态以及螺旋滚动步态,具有更强(de)地面及水下适应能力.Unified Snake是由卡耐基·梅隆大学开发(de)一款具有大扭矩、轻量化、低耗能等特点(de)实用型蛇形机器人,并进一步对其垂直攀爬、水平外攀爬步态进行研究,增强了机器人(de)野外侦察能力.2. 为了缩短维护和修理时间,节约维修成本可以将工业机器人设计为什么结构特点(de)机器人说明这种设计思路(de)优点答：可以设计为可重构模块化机器人,由若干离散模块组成,每个模块具有相对独立(de)功能和结构,这些模块之间能够以多种方式实现物理连接,不同(de)组合方式可以构成不同(de)形状以及不同(de)功能,其组合变形(de)方式称为重组.可重构模块化机器人(de)特点是模块间(de)互换性强,可以大大缩短维护和修理时间,节约维修成本.由于模块化机器人具有模块种类少、单种数量多(de)特点,故在保证加工质量(de)同时,可降低生产成本.3. 分析多面体机器人(de)滚动机理都有哪些答：依靠质心超出支撑区域使机体翻滚,从而实现移动.依靠速度和惯性,使机体(de)ZMP超出支撑区域使机体实现运动.4. 分析复合式移动机器人(de)结构与优点答:在未知非典型地形环境中,单一(de)移动模式很难满足机器人通过性(de)要求.为了获得更好(de)地面适应能力,除了在移动机构(de)结构上改进以获得更高(de)越障能力之外,通常还将若干个不同类型(de)单一移动装置（轮子、履带或者腿）叠加到一个机器人本体上,使得机器人同时具有多种移动方式,兼有所叠加模式(de)优点.这类机器人一般称为混合式移动机器人.混合式移动机器人(de)优势在于集成了多种典型移动方式,使得机器人在复杂地形下(de)越障能力非常突出,但同时由于叠加了多种移动装置,而这些移动装置一般都带有独立驱动系统,使得机器人整体自由度比较多.5. 设计一个含有1个转动副和3个圆柱副(de)机构,并分析其自由度.解：利用自由度计算公式F=6n-（5p1+4p2+3p3+2p4+p5）含有3个活动构件n=3含有1个转动副R,其约束数为5p1=1含有3个圆柱副C,其约束数为4p2=3F=6n-5p1-4p2-3p3-2p4-p5=6x3-5x1-4x3=16. 设计一四轴平面关节机器人,求其自由度.答:平面机构自由度计算公式：F=3n-（2Pl-Ph） n=K-1 Pl:低副数目=3x3-(2x3+0)=37. 设计一款其转向灵活,结构相对简单,系统重量轻,成本低(de)机器人,并分析其特点.可以设计为球形机器人.答：球形机器人是一种具有球形或近似球形(de)外壳,通过其内部(de)驱动装置实现整体滚动(de)特殊移动机器人.一般球形机器人以较少(de)自由度、欠驱动(de)方式实现了全方位移动,其转向灵活,结构相对简单,系统重量轻,成本低.球形机器人与地面接触面小,移动阻力亦小,故其起动容易,能量损耗小.8. 简述下图电液比例压力阀(de)基本工作原理.图电液比例阀1—压力阀；2—力马达；3—推杆；4—钢球；5—弹簧；6—锥阀答：图示为电液比例压力阀(de)结构示意图.它由压力阀1和力马达2两部分组成,当力马达(de)线圈通入电流I时,推杆3通过钢球4、弹簧5把电磁推力传给锥阀6.推力(de)大小与电流I成正比,当阀进油口P处(de)压力油作用在锥阀上(de)力,油液通过阀口由出油口排出,这个阀(de)阀口开度是不影响电磁推力(de),但当通过阀口(de)流量变化时,由于阀座上(de)小孔d处压差(de)改变以及稳态液动力(de)变化等,被控制(de)油液压力依然有一些改变.9. 分析注射针视觉检测系统(de)工作原理.答：注射针视觉检测系统(de)工作原理：首先光纤传感器感应到被测信号——注射针头,然后触发图像处理器拍摄图片,并进行图像分析处理,若测出有次品,则驱动剔除装置.考虑到现在(de)自动化生产需要,目前采用整排剔除(de)方法,如果需要更高(de)自动化水平,可以为每个针座加装吸盘.10. 绘制示意图说明超声波接近度传感器(de)工作原理.接近度传感器是一种能够在没有任何物理接触(de)情况下检测附近物体(de)存在及其距离(de)传感器.接近度传感器通常发射电磁场、静电场等作用场,或电磁辐射束（如红外线）等信号,并寻找场(de)变化或返回信号(de)变化.被感知(de)物体通常被称为接近度传感器(de)目标.如下图所示(de)就是常用(de)超声波接近度传感器(de)工作原理.11.当机器人和物体发生接触时,需要获知(de)关键条件有哪些答：当机器人和物体发生接触时,需要获知(de)关键条件有以下三个.（1）必须能够识别存在(de)接触,即检测；（2）必须探测到接触点(de)准确位置,即定位；。

一、判断题1.转动惯量大不会对机电一体化系统造成不良影响。

（错）2.在机电一体化系统中，通过提高驱动元件的驱动力可有效提高系统的稳定性。

（对）3.滚珠丝杆机构不能自锁。

（对）4.传感器的灵敏度越高越好。

因为只有灵敏度高时，与被测量变化对应的输出信号的值才较大，有利于信号处理。

（对）5.旋转变压器和光电编码盘不能测试角位移。

（错）6.SPWM 是脉冲宽度调制的缩写。

（错）7.直流伺服电动机在一定电磁转矩 T (或负到转矩) 下的稳态转速n 随电枢的控制电压 Ua 变化而变化的规律，称为直流伺服电动机的调节特性。

（对）8.在机电一体化系统驱动装置中，反馈通道上环节的误差与输入通道上环节的误差对系统输出精度的影响是不同的。

（错）9.T/O 接口电路也简称接口电路，它是主机和外围设备之间交换信息的连接部件 (电路) 。

它在主机和外围设备之间的信息交换中起着桥梁和纽带作用。

（对）10.平面关节式机器人可以看成关节坐标式机器人的特例，它有轴线相互平行的肩关节和肘关节。

（错）11.驱动装置由驱动器、减速器和内部检测元件等组成，用来为操作机各运动部件提供动力和运动（对）12.FML 是表示柔性制造单元。

（错）13.FMS 具有优化的调度管理功能，无需过多的人工介入，能做到无人加工（对）14.非接触式测量不仅避免了接触测量中需要对测头半径加以补偿所带来的麻烦，而且可以对各类表面进行高速三维扫描。

（对）15.机电一体化产品是在机械产品的基础上，采用微电子技术和计算机技术生产出来的新一代产品。

（对）16.在机电一体化系统中，通过消除传动系统的回程误差可有效提高系统的稳定性。

（对）17.在滚珠丝杠机构中，一般采取双螺母预紧的方法，将弹性变形控制在最小限度内，从而减小或部分消除轴向间隙，从而可以提高滚珠丝杠副的刚度。

（对）18.敏感元件不可直接感受被测量，以确定关系输岀某一物理量，如弹性敏感元件将力转换为位移或应变输岀。

数控机床伺服系统的分类数控机床伺服系统按用途和功能分为进给驱动系统和主轴驱动系统；按控制原理和有无检测反馈环节分为开环伺服系统、闭环伺服系统和半闭环伺服系统；按使用的执行元件分为电液伺服系统和电气伺服系统。

1.按用途和功能分：(1)进给驱动系统：是用于数控机床工作台坐标或刀架坐标的控制系统，控制机床各坐标轴的切削进给运动，并提供切削过程所需的力矩。

主要关心其力矩大小、调速范围大小、调节精度高低、动态响应的快速性。

进给驱动系统一般包括速度控制环和位置控制环。

(2)主轴驱动系统：用于控制机床主轴的旋转运动，为机床主轴提供驱动功率和所需的切削力。

主要关心其是否有足够的功率、宽的恒功率调节范围及速度调节范围；它只是一个速度控制系统。

2.按使用的执行元件分：(1)电液伺服系统其伺服驱动装置是电液脉冲马达和电液伺服马达。

其优点是在低速下可以得到很高的输出力矩，刚性好，时间常数小、反应快和速度平稳；其缺点是液压系统需要供油系统，体积大、噪声、漏油等。

（2）电气伺服系统其伺服驱动装置伺服电机（如步进电机、直流电机和交流电机等）。

其优点是操作维护方便，可靠性高。

其中，1）直流伺服系统其进给运动系统采用大惯量宽调速永磁直流伺服电机和中小惯量直流伺服电机；主运动系统采用他激直流伺服电机。

其优点是调速性能好；其缺点是有电刷，速度不高。

2）交流伺服系统其进给运动系统采用交流感应异步伺服电机（一般用于主轴伺服系统）和永磁同步伺服电机（一般用于进给伺服系统）。

优点是结构简单、不需维护、适合于在恶劣环境下工作；动态响应好、转速高和容量大。

3.按控制原理分（1）开环伺服系统系统中没有位置测量装置，信号流是单向的（数控装置→进给系统），故系统稳定性好。

开环伺服系统的特点：1. 一般以功率步进电机作为伺服驱动元件。

2. 无位置反馈，精度相对闭环系统来讲不高，机床运动精度主要取决于伺服驱动电机和机械传动机构的性能和精度。

步进电机步距误差，齿轮副、丝杠螺母副的传动误差都会反映在零件上，影响零件的精度。

电气比例阀分类电气比例阀是一种用于控制液压系统中流量、压力等参数的重要元件。

根据其结构和工作原理的不同，可以将电气比例阀分为多种类型。

下面将详细介绍几种常见的电气比例阀分类。

一、按照结构分类1. 节流型电气比例阀节流型电气比例阀是最简单的一种电气比例阀，主要由节流口和伺服电机组成。

其工作原理是通过改变节流口的开度来控制液体流量的大小，从而实现对液压系统中流量的调节。

2. 柱塞型电气比例阀柱塞型电气比例阀主要由柱塞、弹簧、伺服电机等部件组成。

其工作原理是通过改变柱塞在阀芯内的位置来控制液体通过阀口的大小，从而实现对液压系统中流量和压力的调节。

3. 转子型电气比例阀转子型电气比例阀主要由转子、定子、伺服电机等部件组成。

其工作原理是通过改变转子在定子内旋转时与定子之间形成的间隙大小来控制液体通过阀口的大小，从而实现对液压系统中流量和压力的调节。

二、按照控制方式分类1. 模拟电气比例阀模拟电气比例阀是一种基于模拟信号进行控制的电气比例阀。

其输入信号为模拟电压或电流信号，输出信号也是模拟电压或电流信号。

该类型的电气比例阀具有响应速度快、精度高等优点，但受到干扰较大。

2. 数字电气比例阀数字电气比例阀是一种基于数字信号进行控制的电气比例阀。

其输入信号为数字信号，输出信号为模拟电压或电流信号。

该类型的电气比例阀具有抗干扰能力强、稳定性好等优点，但响应速度相对较慢。

三、按照功能分类1. 流量型电气比例阀流量型电气比例阀主要用于控制液体在管道中的流量大小，通常用于需要精确控制液体流量的场合，如注塑机、锻压机等。

2. 压力型电气比例阀压力型电气比例阀主要用于控制液压系统中的压力大小，通常用于需要精确控制液压系统中压力的场合，如模具夹紧、冲床等。

3. 位移型电气比例阀位移型电气比例阀主要用于控制液压系统中的位置变化，通常用于需要精确控制机械运动轨迹的场合，如数控机床、自动化生产线等。

总结：电气比例阀是一种广泛应用于液压系统中的重要元件。