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模块 1. 机电一体化机器和系统

1.1. 运动转换系统

1.1.1. 完全循环改造：替代性循环
1.1.2. 全圆变换：连续直线
1.1.3. 间歇运动
1.1.4. 直线机制
1.1.5. 拘留机制

1.2机械和机构：运动的传递

1.2.1. 直线运动传动
1.2.2. 圆周运动传输
1.2.3. 柔性元件传动：皮带和链条

1.3. 机器要求

1.3.1. 静态负载
1.3.2. 评判标准
1.3.3. 机器疲劳

1.4. 齿轮

1.4.1. 齿轮类型和制造方法
1.4.2. 几何和运动学
1.4.3. 齿轮系
1.4.4. 力分析
1.4.5. 齿轮阻力

1.5. 车轴和轴

1.5.1. 树木压力
1.5.2. 轴和车轴的设计
1.5.3. 旋转动力学

1.6. 轴承和轴承

1.6.1. 轴承和轴承的类型
1.6.2. 轴承计算
1.6.3. 挑选标准
1.6.4. 装配、润滑和维护技术

1.7. 弹簧

1.7.1. 弹簧类型
1.7.2. 螺旋弹簧
1.7.3. 利用弹簧储存能量

1.8. 机械连接件

1.8.1. 接头类型
1.8.2. 非永久性接头的设计
1.8.3. 永久性接头设计

1.9. 灵活的元件传输

1.9.1. 带子
1.9.2. 滚子链
1.9.3. 金属电缆
1.9.4. 软轴

1.10. 制动器和离合器

1.10.1. 制动器/离合器的类别
1.10.2. 摩擦材料
1.10.3. 离合器的计算和尺寸标注
1.10.4. 制动器计算和尺寸

模块 2. 辅助制造机电一体化系统中的机械部件

2.1. 机电一体化系统中的机械制造

2.1.1机械制造技术
2.1.2. 机电一体化行业的机械制造
2.1.3. 机电一体化行业机械制造的进步

2.2. 材料清除工艺

2.2.1. 金属切削理论
2.2.2. 传统加工工艺
2.2.3. 制造业中的数控和自动化

2.3. 金属板成型技术

2.3.1. 金属板切割技术：激光、水切割和等离子切割
2.3.2. 技术选择标准
2.3.3. 金属板折叠

2.4. 磨蚀工艺

2.4.1. 研磨制造技术
2.4.2. 研磨工具
2.4.3. 喷丸和喷砂工艺

2.5. 先进的机械制造技术

2.5.1. 快速成型制造及其应用
2.5.2. 微制造和纳米技术
2.5.3. 放电加工

2.6. 快速原型技术

2.6.1. 快速原型制作中的 3D 打印
2.6.2. 快速成型应用
2.6.3. 3D 打印解决方案

2.7. 机电一体化系统中的制造设计

2.7.1. 以制造为导向的设计原则
2.7.2. 拓扑优化
2.7.3. 机电一体化系统制造设计创新

2.8. 塑料成型技术

2.8.1. 注塑工艺
2.8.2. 吹塑
2.8.3. 压缩和传递模塑

2.9. 先进的塑料成型技术

2.9.1. 计量学
2.9.2. 计量单位和国际标准
2.9.3. 测量仪器和工具
2.9.4. 先进的计量技术

2.10. 质量保证

2.10.1. 测量方法和取样技术
2.10.2. 统计过程控制 (SPC)
2.10.3. 法规和质量标准
2.10.4. 全面质量管理（TQM）

模块 3. 传感器和执行器

3.1. 传感器

3.1.1. 传感器选择
3.1.2. 机电一体化系统中的传感器
3.1.3. 应用实例

3.2. 存在或接近传感器

3.2.1. 限位开关：工作原理和技术特性
3.2.2. 电感式传感器：工作原理和技术特点
3.2.3. 电容式传感器：工作原理和技术特点
3.2.4. 光学探测器：工作原理、技术特点
3.2.5. 超声波探测器的工作原理和技术特点
3.2.6. 挑选标准
3.2.7. 应用实例

3.3. 位置传感器

3.3.1. 增量式编码器：工作原理和技术特点
3.3.2. 绝对式编码器：工作原理和技术特点
3.3.3. 激光传感器：工作原理和技术特点
3.3.4. 磁致伸缩传感器和线性电位计
3.3.5. 挑选标准
3.3.6. 应用实例

3.4. 温度传感器

3.4.1. 恒温器：工作原理和技术特点
3.4.2. 热电阻温度传感器：工作原理和技术特性
3.4.3. 热电偶：工作原理和技术特点
3.4.4. 辐射高温计：工作原理和技术特点
3.4.5. 挑选标准
3.4.6. 应用实例

3.5. 用于测量工艺和机器中物理变量的传感器

3.5.1. 压力工作原理
3.5.2. 流量：工作原理
3.5.3. 水平：运行原理
3.5.4. 其他物理变量的传感器
3.5.5. 挑选标准
3.5.6. 应用实例

3.6. 力量检测

3.6.3. 执行机构选择
3.6.4. 机电一体化系统中的执行器
3.6.5. 应用实例

3.7. 电动推杆

3.7.1. 继电器和接触器：工作原理和技术特点
3.7.2. 旋转发动机：工作原理和技术特点
3.7.3. 步进电机：工作原理和技术特点
3.7.4. 伺服电机：工作原理、技术特点
3.7.5. 挑选标准
3.7.6. 应用实例

3.8. 气动执行器

3.8.1. 阀门和伺服阀的工作原理和技术特点
3.8.2. 气动缸 - 工作原理和技术特点
3.8.3. 气动马达：工作原理和技术特点
3.8.4. 真空抓取：工作原理、技术特点
3.8.5. 挑选标准
3.8.6. 应用实例

3.9. 液压传动器

3.9.1. 阀门和伺服阀的工作原理和技术特点
3.9.2. 液压缸 - 工作原理和技术特点
3.9.3. 液压马达：工作原理和技术特点
3.9.4. 挑选标准
3.9.5. 应用实例

3.10. 在机器设计中应用传感器和执行器选择的示例

3.10.1. 待设计机器的描述
3.10.2. 传感器选择
3.10.3. 执行机构选择

模块 4. 设计机电一体化系统

4.1. 工程中的 CAD

4.1.1. 工程中的 CAD
4.1.2. 3D参数化设计
4.1.3. 市场上的软件类型
4.1.4. SolidWorks发明者

4.2. 工作环境

4.2.1. 工作环境
4.2.2. 菜单
4.2.3. 视觉化
4.2.4. 默认工作环境设置

4.3. 设计和工作结构

4.3.1. 3D计算机辅助设计
4.3.2. 参数化设计方法
4.3.3. 零件组合设计方法。装配

4.4. 腌制

4.4.1. 草图设计基础
4.4.2. 绘制2D草图
4.4.3. 草图编辑工具
4.4.4. 草图尺寸和关系
4.4.5. 绘制3D草图

4.5. 机械设计操作

4.5.1. 机械设计方法
4.5.2. 机械设计操作
4.5.3. 其他业务

4.6. 表面

4.6.1. 创建表面
4.6.2. 创建表面的工具
4.6.3. 曲面编辑工具

4.7. 装配

4.7.1. 创建集会
4.7.2. 职位关系
4.7.3. 创建程序集的工具

4.8. 标准化和设计表。变数

4.8.1. 组件库。工具箱
4.8.2. 在线资料库/元件制造商
4.8.3. 设计表格

4.9. 折叠金属板

4.9.1. CAD 软件中的折叠金属板模块
4.9.2. 钣金作业
4.9.3. 钣金切割技术的发展

4.10. 生成计划

4.10.1. 制定计划
4.10.2. 绘图格式
4.10.3. 创建视图
4.10.4. 注释
4.10.5. 注释
4.10.6. 列表和表格

模块 5. 轴控制、机电一体化系统和自动化

5.1. 生产流程自动化

5.1.1. 生产流程自动化
5.1.2. 控制系统的分类
5.1.3. 使用的技术
5.1.4. 机器自动化和/或流程自动化

5.2. 机电一体化系统：要素

5.2.1. 机电一体化系统
5.2.2. 作为离散过程控制元件的可编程逻辑控制器
5.2.3. 控制器作为连续过程的控制元件
5.2.4. 作为位置控制元件的轴控制器和机器人

5.3. 使用可编程逻辑控制器  (PLC,s) 进行离散控制

5.3.1. 硬连线逻辑与编程逻辑
5.3.2. 利用 PLC,s 进行控制
5.3.3. PLC,s 的应用领域
5.3.4. PLC,s 的分类
5.3.5. 挑选标准
5.3.6. 应用实例

5.4. PLC 编程

5.4.1. 控制系统的表示
5.4.2. 运行周期
5.4.3. 配置可能性
5.4.4. 变量识别和地址分配
5.4.5. 编程语言
5.4.6. 指令集和编程软件
5.4.7. 编程示例

5.5. 描述顺序自动机的方法

5.5.1. 顺序自动装置的设计
5.5.2. GRAFCET 作为一种描述顺序自动机的方法
5.5.3. GRAFCET 的类型
5.5.4. GRAFCET 的要素
5.5.5. 标准化符号
5.5.6. 应用实例

5.6. 结构化 GRAFCET

5.6.1. 控制系统的结构化设计和编程
5.6.2. 驾驶模式
5.6.3. 安全
5.6.4. 分层 GRAFCET 图表
5.6.5. 结构化设计实例

5.7. 由控制器进行连续控制

5.7.1. 工业调节器
5.7.2. 监管机构的适用范围。分类
5.7.3. 挑选标准
5.7.4. 应用实例

5.8. 机器自动化

5.8.1. 机器自动化
5.8.2. 速度和位置控制
5.8.3. 安全系统
5.8.4. 应用实例

5.9. 通过轴控制进行位置控制

5.9.1. 位置控制
5.9.2. 轴控制器的应用领域分类
5.9.3. 挑选标准
5.9.4. 应用实例

5.10. 设备选型在机器设计中的应用实例

5.10.1. 待设计机器的描述
5.10.2. 设备选择
5.10.3. 已解决的执行问题

模块 6. 机械系统和部件的结构计算

6.1. 有限元法

6.1.1. 有限元法
6.1.2. 网格离散化与收敛
6.1.3. 形式功能。线性和二次元素
6.1.4. 酒吧配方。刚度矩阵法
6.1.5. 非线性问题非线性的来源。迭代法

6.2. 线性静态分析

6.2.1. 预处理：几何、材料、网格、边界条件：力、压力、远程加载
6.2.2. 解决方案
6.2.3. 后期处理：应力和应变图
6.2.4. 应用示例

6.3. 几何准备

6.3.1. 导入文件类型
6.3.2. 几何制备和清洁
6.3.3. 转换成表面和横梁
6.3.4. 应用示例

6.4. 网状物

6.4.1. 一维、二维、三维元素
6.4.2. 网格控制参数：局部网格划分、网格增长
6.4.3. 网格划分方法：结构网格划分、扫面网格划分
6.4.4. 网格质量参数
6.4.5. 应用示例

6.5. 材料建模

6.5.1. 弹性线性材料
6.5.2. 弹塑性材料塑性标准
6.5.3. 超弹性材料各向同性超弹性模型 Mooney Rivlin, Yeoh, Ogden, Arruda-Boyce
6.5.4. 应用实例

6.6. 接触

6.6.1. 线性触点
6.6.2. 非线性接触
6.6.3. 用于解决接触问题的配方：拉格朗日，处罚
6.6.4. 触点预处理和后处理
6.6.5. 应用示例

6.7. 连接器

6.7.1. 螺栓连接
6.7.2. 横梁
6.7.3. 运动扭矩：旋转和平移
6.7.4. 应用示例连接器上的负载

6.8. 解决方法解决问题

6.8.1. 分辨率参数
6.8.2. 收敛和残差的定义
6.8.3. 应用示例

6.9. 后期处理

6.9.1. 应力和应变绘图等值面
6.9.2. 连接器上的力
6.9.3. 安全系数
6.9.4. 应用示例

6.10. 振动分析

6.10.1. 振动：刚度、阻尼、共振
6.10.2. 自由振动和强迫振动
6.10.3. 时域或频域分析
6.10.4. 应用示例

模块 7. 应用于机电一体化工程的机器人技术

7.1. 机器人

7.1.1. 机器人
7.1.2. 机器人应用
7.1.3. 机器人的分类
7.1.4. 机器人的机械结构
7.1.5. 机器人的规格

7.2. 技术组成部分

7.2.1. 电动、气动和液压执行器
7.2.2. 机器人内部和外部的传感器
7.2.3. 视觉系统
7.2.4. 选择电机和传感器
7.2.5. 末端元件和爪子

7.3. 变革

7.3.1. 机器人结构
7.3.2. 实体的位置和方向
7.3.3. 欧拉方位角
7.3.4. 同质变换矩阵

7.4. 位置和方向运动学

7.4.1. 德纳维特-哈腾伯格配方
7.4.2. 直接运动学问题
7.4.3. 逆向运动学问题

7.5. 速度和加速度运动学

7.5.1. 固体的速度和加速度
7.5.2. 雅各矩阵
7.5.3. 独特的配置

7.6. 静力学

7.6.1. 力和力矩平衡方程
7.6.2. 静力学计算递归法
7.6.3. 利用雅各布矩阵进行静态分析

7.7. 动态性

7.7.1. 固体的动态特性
7.7.2. 牛顿-欧拉公式
7.7.3. 拉格朗日-欧拉公式

7.8. 运动控制

7.8.1. 轨迹规划
7.8.2. 关节空间的内插器
7.8.3. 笛卡尔空间中的轨迹规划

7.9. 单关节线性动态控制

7.9.1. 控制技术
7.9.2. 动态系统
7.9.3. 传递函数模型和状态空间表示法
7.9.4. 直流发动机动态模型
7.9.5. 控制直流发动机

7.10. 编程

7.10.1. 编程系统
7.10.2. 编程语言
7.10.3. 编程技术

模块 8. 机械系统的数值模拟

8.1. 刚性固体力学

8.1.1. 刚性固体的平面力学
8.1.2. 3D定位
8.1.3. 刚性固体的三维力学

8.2. 多体系统

8.2.1. 多体系统
8.2.2. 流动性和自由度
8.2.3. 运动配对、类型和影响
8.2.4. 限制的重复性

8.3. 多体系统运动学

8.3.1. 有限制的活动
8.3.2. 初始位置问题
8.3.3. 牛顿-拉斐逊法
8.3.4. 有限位移

8.4. 多体系统中的速度和加速度

8.4.1. 雅各矩阵
8.4.2. 直接运动学
8.4.3. 逆运动学

8.5. 研究3D系统动力学的先进工具

8.5.1. 3D运动学关系
8.5.2. 变换矩阵
8.5.3. 德纳维特-哈滕贝格的代表

8.6. 多体系统的一般动力学

8.6.1. 牛顿-欧拉方程
8.6.2. 拉格朗日方程
8.6.3. 限制方程

8.7. 多体系统模拟工具

8.7.1. 使用显式和隐式方法进行模拟
8.7.2. 欧拉方法
8.7.3. Runge-Kutta 系列方法
8.7.4. 稳定性和精确性

8.8. 接触和碰撞检测

8.8.1. 联系模型
8.8.2. 处罚模式
8.8.3. 在模拟中实现接触问题

8.9. 柔性元件的模拟

8.9.1. 可变形固体的运动学
8.9.2. 平衡方程
8.9.3. 虚拟工作的原则

8.10. 应用于多体系统的优化工具

8.10.1. 优化问题的提出
8.10.2. 应用于多体系统的优化方法
8.10.3. 通过优化合成机制

模块 9. 嵌入式系统

9.1. 工程学中的嵌入式系统

9.1.1. 嵌入式系统
9.1.2. 工程学中的嵌入式系统
9.1.3. 嵌入式系统在现代工程中的重要性

9.2. 微控制器

9.2.1. 微控制器
9.2.2. 微控制器与开发板的区别
9.2.3. 微控制器和开发板
9.2.4. 微控制器编程语言

9.3. 传感器和执行器

9.3.1. 工业传感器
9.3.2. 工业制动器
9.3.3. 传感器与中央装置之间的通信
9.3.4. 嵌入式系统中的致动器控制

9.4. 用于实时控制的嵌入式系统

9.4.1. 硬实时系统(hard real time)
9.4.2. 软实时系统(soft real time)
9.4.3. 实时系统编程

9.5. 数字信号处理嵌入式系统

9.5.1. 数字信号处理（DSP）
9.5.2. 嵌入式系统中的 DSP 算法设计
9.5.3. 利用嵌入式系统在工程中应用 DSP

9.6. 嵌入式系统中的可编程硬件

9.6.1. 可编程逻辑和 FPGAs
9.6.2. 设计可编程硬件中的逻辑电路
9.6.3. 可编程硬件技术

9.7. 单板计算机（SBC）

9.7.1. 单板计算机部件
9.7.2. 主要架构
9.7.3. 单板电脑与台式电脑

9.8. 物联网（IoT）中的嵌入式系统

9.8.1. 物联网
9.8.2. 物联网嵌入式系统集成
9.8.3. 传感器和物联网设备
9.8.4. 用例和实际应用

9.9. 嵌入式系统的安全性和可靠性

9.9.1. 嵌入式系统的威胁和漏洞
9.9.2. 安全设计和编码实践
9.9.3. 维护和安全更新

9.10. 嵌入式系统通信与连接

9.10.1. 嵌入式系统的通信协议
9.10.2. 传感器网络和无线通信
9.10.3. 与互联网和云相结合

模块 10. 整合机电一体化系统

10.1. 集成制造系统

10.1.1. 集成制造系统
10.1.2. 系统集成中的工业通信
10.1.3. 将控制设备纳入生产流程
10.1.4. 新的生产模式：工业 4.0

10.2. 工业通信网络

10.2.1. 工业通信。进化
10.2.2. 工业网络结构
10.2.3. 工业通信现状

10.3. 与流程接口层的通信网络

10.3.1AS-i：要素
10.3.2. IO-Link: 元件
10.3.3. 团队整合
10.3.4. 挑选标准
10.3.5. 应用实例

10.4. 指挥和控制层面的通信网络

10.4.1. 指挥和控制层面的通信网络
10.4.2. Profibus: 要素
10.4.3. Canbus: 要素
10.4.4. 设备集成
10.4.5. 挑选标准
10.4.6. 应用实例

10.5. 中央监控和指挥级通信网络

10.5.1. 监督和集中指挥层面的网络
10.5.2. Profinet: 要素
10.5.3. Ethercat: 元素
10.5.4. 设备集成
10.5.5. 应用实例

10.6. 过程监测和控制系统

10.6.1. 过程监测和控制系统
10.6.2. 人机界面（HMI）
10.6.3. 使用实例

10.7. 操作面板

10.7.1. 作为人机界面的操作面板
10.7.2. 薄膜面板
10.7.3. 触摸屏
10.7.4. 操作面板的通讯功能
10.7.5. 挑选标准
10.7.6. 应用实例

10.8. SCADA 软件包

10.8.1. 作为人机界面的 SCADA 软件包
10.8.2. 挑选标准
10.8.3. 应用实例

10.9. 工业4.0智能制造

10.9.1. 工业4.0
10.9.2. 新工厂的建筑
10.9.3. 工业 4.0 技术
10.9.4. 基于工业 4.0 的制造业实例

10.10. 将设备集成到自动化流程中的应用实例

10.10.1. 描述要自动化的流程
10.10.2. 选择控制设备
10.10.3. 团队整合

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