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BG Plus背景提升科研项目普林斯顿大学机械工程:数字编码器与控

发布日期:2022-06-13 13:02   来源:未知   阅读:

  •   原标题:BG Plus背景提升科研项目普林斯顿大学机械工程:数字编码器与控制电路系统

      机电一体化又称机械电子工程,是机械工程与自动化的一种。 机电一体化最早出现在 1971 年日本杂志 《机械设计》的副刊上,随着机电一体化技术的快速发展,机电一体化的概念被我们广泛接受和普遍应用。 随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用,机电一体化技术获得前所未有的发展。现在的机电一体化技术, 是机械和微电子技术紧密集合的一门技术,他的发展使冷冰冰的机器有了人性化,智能化。机电一体化技 术是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等多种 技术进行有机地结合,并综合应用到实际中去的综合技术,现代化的自动生产设备几乎可以说都是机电一体化的设备。

      本课题将带领学生探索机电一体化领域。 机电一体化涉及到对使用机械电气的设备与使用计算机系统的 控制,所考虑的一般概念适用于工业自动化以及机器人和车辆的设计和控制。课题内容将涵盖电子、反馈 控制、嵌入式微控制器、机械设计和数字制造(3D 打印、CNC 铣削)等主题。一些在线工具将用于演 示和课题任务,包括电子电路模拟器(Falstad 电路模拟器、Tinkercad 电路模拟器)、类似 MATLAB 的 在线工具(Octave 在线)和 CAD/CAM 工具(Tinkercad 3D Design、Fusion 360)。本课题还将讨论传感 器和执行器,包括电位计、光学编码器、位置伺服器和步进电机。除此以外教授将带领大家使用一个集成 开发环境 (Arduino IDE) 及 Tinkercad 的 Arduino 模拟器进行对 Arduino 微控制器进行进行讨论和演 示。在课题的机械设计部分将通过简单的示例介绍 CAD,这些示例涉及小齿轮系的设计,以及使用 3D 打 印机和 CNC 铣床制造零件。

      这门课题是电子学、反馈控制、嵌入式微型计算机和机械设计的基本主题的开篇。学生需要具有一定的数 学基础背景,包括对代数、几何(三角学)和微积分的基本了解,同时要求学生在使用计算机工具方面也 有一定的能力。作业的展示将基于计算机工具进行,包括用于模拟电子电路的在线程序、用于模拟电子电 路布线的程序以及用于计算机辅助设计和制造的程序。该课题分为几个部分——两课时电子学、一课时反 馈控制、两课时微机编程和控制,以及两课时机械设计和制造。最后在课题将要结束时教授会带领大家使 用 3D 打印机和 CNC 铣床来制造零件。3D 打印机和 CNC 铣床将用来演示如何使用嵌入式微控制器来控制多个步进电机。因此这些重要的制造工具可作为本课题所涉及内容的代表性应用。

      ● 探索电子、反馈控制、嵌入式微控制器、机械设计和数字制造在机电一体化领域中的应用

      ● 讨论与学习传感器和执行器,包括电位计、光学编码器、位置伺服器和步进电机