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第1章 机电一体化概述1

1.1机电一体化及其基本要素1

1.2机电一体化的基本技术及其发展史3

第2章 机械零部件7

2.1杠杆7

2.2轮10

2.3滑轮11

2.4斜面机构14

2.5螺纹14

2.6弹簧15

2.7轴承16

2.7.1滑动轴承16

2.7.2轴颈轴承16

2.7.3滚动轴承18

2.7.4磁性轴承20

2.7.5分子轴承21

2.8滑轮组22

2.9齿轮24

2.9.1齿轮的种类24

2.9.2齿轮传动比26

2.10齿条和小齿轮27

2.11棘轮、棘爪和曲柄28

2.12滑块和曲柄29

2.13凸轮和随动件30

2.13.1凸轮的形状32

2.13.2随动件的形状33

2.14链条和链轮33

2.15间歇传动轮34

2.16四连杆机构35

2.17机械运动36

2.18机构36

2.19机械零件39

第3章 电子零部件49

3.1电容器49

3.2电阻器54

3.3二极管59

3.4光电二极管62

3.5三极管64

3.6集成电路（IC）70

3.7运算放大器73

3.8数字集成电路77

第4章 电气零部件87

4.1由人工触发的电子电路开关87

4.1.1拨动开关87

4.1.2按钮开关87

4.1.3摇臂开关88

4.1.4滑动开关88

4.1.5旋转开关89

4.1.6双列直插式开关90

4.1.7钥匙操作开关91

4.2机械触发的电子电路开关91

4.2.1位置感应开关92

4.2.2水银开关92

4.3由人工触发的控制开关94

4.3.1隔离开关94

4.3.2向导式开关器件96

4.3.3鼓形开关98

4.3.4其他人工操作的工业控制开关99

4.4机械触发的控制开关100

4.4.1限位开关的自动停车爪104

4.5过程触发的控制开关107

4.5.1流量开关108

4.5.2液位开关109

4.5.3压力开关110

4.5.4真空开关112

4.5.5温度开关113

4.6螺线管113

4.7继电器115

4.7.1触点额定值117

4.7.2继电器触点配置方式118

4.7.3时间继电器120

4.8接触器123

4.9阀125

4.9.1过程控制阀125

4.9.2气动控制阀129

4.10加热器和指示灯133

第5章 常用电气接头与仪表135

5.1电气接头135

5.1.1接线柱135

5.1.2香蕉接头137

5.1.3BNC接头137

5.1.4无线电频率接头139

5.1.5音频接头140

5.1.6数据接头142

5.1.7印制电路板（PCB）接头144

5.1.8通用接头144

5.1.9AC接头146

5.1.10自动接头147

5.1.11接线端子排148

5.1.12电源分配总线150

5.2仪表151

5.2.1指南针151

5.2.2电流计152

5.2.3动圈电压表153

5.2.4活塞型电压表158

5.2.5排斥型动片电压表158

5.2.6测力型电压表159

5.2.7功率表159

5.2.8瓦-时表160

5.2.9热敏导线表160

5.2.10万用表161

5.2.11真空管电压表161

5.2.12数字万用表162

5.2.13自制万用表163

5.2.14网格图像记录仪165

5.2.15圆周图像记录仪165

5.2.16仪表附件166

5.2.17导通检测器169

5.2.18电指示器170

5.2.19电容测量171

5.2.20电阻测量171

5.2.21惠斯通电桥172

5.2.22滑线桥172

5.2.23电路跟踪器173

5.2.24逻辑探针173

5.2.25示波器173

5.2.26正弦波发生器174

5.2.27函数发生器174

5.2.28频率计数器175

5.2.29绝缘检测器（高阻表）175

5.2.30音量检测仪175

第6章 离散传感器178

6.1传感器分类178

6.2非接触型传感器——接近型179

6.2.1电感和电容接近传感器180

6.2.2接近开关的工作过程181

6.2.3接近开关型号185

6.2.4电感接近传感器特性186

6.3非接触型传感器——光电型194

6.3.1光电传感器的工作原理196

6.3.2光电传感器检测方式199

6.3.3光电传感器特性207

6.4传感器输出接口212

6.4.1电流沉和电流源212

6.4.2传感器输出结构213

6.4.3传感器与自动控制器的接口216

6.4.4传感器和控制器匹配216

6.5模拟自动化传感器217

6.5.1光电模拟传感器217

6.5.2电感超声波模拟传感器218

6.6传感器的应用和选择219

6.6.1接近传感器的应用220

6.6.2光电传感器的应用221

6.6.3传感器选择222

6.7将传感器集成到功率和控制电路中228

6.7.1两线和三线输出传感器228

6.7.2继电器梯形逻辑回路中的传感器228

6.7.3传感器的串联和并联229

6.8视觉系统230

6.8.1视觉系统和应用231

6.8.2视觉系统的类型234

6.8.3视觉系统结构235

6.8.4视觉系统的设计方法236

6.8.5视觉系统中的光源236

6.8.6光学仪器240

6.9离散传感器应用的故障检测241

6.9.1接近传感器的故障检测技巧243

6.9.2光电传感器的故障检测技巧244

第7章 模拟传感器245

7.1控制阀245

7.1.1电磁控制阀245

7.1.2比例调节阀247

7.1.3气辅控制阀248

7.1.4电动控制阀251

7.2温度传感器253

7.2.1温度传感器的分类254

7.2.2电阻式温度检测器254

7.2.3热敏电阻256

7.2.4热电偶257

7.2.5集成温度传感器259

7.2.6高温计260

7.3压力传感器261

7.3.1波登管、膜片和波纹管压力传感器262

7.3.2差压传感器263

7.3.3压电式传感器264

7.3.4固态压力传感器264

7.3.5应变计和测力仪265

7.4流量传感器269

7.4.1流量传感器的分类269

7.4.2压差流量传感器270

7.4.3速度流量传感器273

7.4.4容积式流量计278

7.4.5质量流量传感器278

7.4.6视觉流量传感器280

7.5液位传感器280

7.5.1点接触式液位传感器281

7.5.2连续液位传感器285

7.6位置传感器289

7.6.1线性电位计289

7.6.2旋转电位计289

7.6.3线性可变差动变压器290

7.7其他类型的过程传感器291

7.7.1密度传感器292

7.7.2黏度传感器293

7.7.3湿度传感器293

7.8传感器故障检测293

7.8.1温度传感器的故障检测294

7.8.2应变计和测压仪的故障检测294

第8章 安全装置295

8.1状态传感器295

8.1.1接近传感器295

8.1.2光幕296

8.1.3存在感应垫299

8.2互锁装置300

8.2.1互锁装置的种类301

8.2.2机械互锁装置302

8.2.3无触点互锁装置304

8.2.4带保护锁的互锁开关305

第9章 旋转装置和一体化机构307

9.1旋转装置307

9.1.1永磁直流电动机307

9.1.2并励直流电动机308

9.1.3通用电动机309

9.1.4感应电动机310

9.1.5电容启动电动机312

9.1.6分相电动机312

9.1.7分容电动机313

9.1.8电容启动（或电容运转）电动机313

9.1.9屏蔽磁极式电动机314

9.1.10感应启动转矩314

9.1.11三相感应电动机315

9.1.12绕线转子三相感应电动机316

9.1.13同步电动机317

9.1.14步进电动机317

9.1.15伺服电动机319

9.1.16螺线管/活塞式电动机320

9.1.17减速装置320

9.1.18旋转运动到直线运动的转化装置321

9.1.19变频驱动器323

9.1.20启动缓冲器324

9.1.21SCR控制器325

9.1.22转矩变换器326

9.1.23发电机326

9.1.24交流发电机327

9.1.25磁发电机329

9.2一体化机构329

9.2.1爆炸螺栓329

9.2.2牵引升降机330

9.2.3减震器331

9.2.4火花塞331

9.2.5动力制动装置332

9.2.6线传动333

9.2.7电动锁紧系统333

9.2.8空气压缩机控制系统334

9.2.9气动控制站335

9.2.10喷油嘴335

第10章 机电一体化的接口技术337

10.1接口电路的基础知识337

10.1.1接口电路概述337

10.1.2反向电流与源电流338

10.1.3逻辑“1”与逻辑“0”340

10.1.4上拉电阻和下拉电阻341

10.2接口技术343

10.2.1将数字信号转换为数字信号343

10.2.2将数字信号转换为模拟信号351

10.2.3将模拟信号转换为数字信号352

10.2.4将模拟信号转换为模拟信号358

10.3实用数字IC的读法与用法359

10.3.1逻辑校验359

10.3.2脉冲振荡电路361

10.3.3脉冲延迟电路361

10.3.4双稳态触发器电路363

10.3.5使用74LS393的计数器电路363

10.3.6防振电路365

10.3.7微分与积分电路367

10.4微型计算机与传感器的接口电路369

10.4.1传感器放大电路369

10.4.2振动传感器放大电路371

10.4.3光传感器（光电晶体管）放大电路372

10.5微型计算机与传动装置的接口电路372

10.5.1传动装置的驱动电路372

10.5.2达林顿连接373

10.5.3传动装置驱动用光电耦合器的用法375

第11章 机器人技术379

11.1机器人的定义379

11.2机器人的结构380

11.3机器人的种类382

11.4机器人控制技术383

11.5机器人的用途388

11.6机器人术语405

11.7基本的机器人系统412

11.7.1机械臂413

11.7.2机器人臂的几何学分类414

11.8抓握器417

11.8.1抓握器技术418

11.8.2其他的标准抓握器419

11.8.3抓握器的选取和分析421

11.8.4具有特殊目的和多功能的模具426

11.9机器人控制器427

11.9.1闭环伺服系统机器人控制器428

11.9.2开环气动机器人控制器430

11.10机器人规划的基本原理433

11.10.1点到点的控制434

11.10.2线性控制435

11.10.3连续的路径控制435

11.10.4平移点和程序内容436

11.10.5规划平移点437

第12章 数控机床441

12.1数控机床又称CNC441

12.2CNC机床及其构成442

12.3CNC机床工具路径的控制方式445

12.4伺服机构的结构447

12.5CNC机床的特点和种类449

12.6CNC机床的功效452

12.7CNC机床的程序设计452

12.8数控机床电气故障检修456

12.9SIEMENS数控机床系统报警一览表459