内容简介
《光机电系统手册:技术和应用》以一种新的模式,提出综合光学和机电一体化技术的技术融合——光机电一体化技术,首次将利用该技术开发的设备、产品、机器、工艺、系统称为光机电一体化系统。《光机电系统手册:技术和应用》共分五大部分23章,涵盖光机电一体化系统的基本要素和应用,通过介绍光机电技术的定义、技术基础和应用领域,使读者综合了解光机电一体化系统及其在总体系统性能中的作用和协同效应,以达到消除光学和机电一体化两大技术领域之间隔阂的目的。
《光机电系统手册:技术和应用》可作为从事机电工程领域或其他工程领域中光机电一体化技术应用和开发人员的技术参考书,也可作为大专院校光学、机电工程类相关专业本科生和研究生的学习参考书。
目录
译者序
前言
致谢
作者简介
第1章 光机电技术及其应用
1.1 简介
1.2 光机电技术的历史背景
1.3 光机电集成是移动技术的主流发展方向
1.4 光机电系统的定义和基本概念
1.4.1 光学元件的基本作用
1.4.2 光机电系统的应用
1.4.3 光机电系统的种类
1.5 光机电系统的基本功能
1.5.1 光机电技术的要素
1.5.2 基本功能
1.6 光机电一体化系统的相互作用
1.6.1 创造新功能
1.6.2 提升自动化水平
1.6.3 增强系统的性能
1.6.4 实现高功能性
1.6.5 分布式功能
1.6.6 微型化
1.7 小结
术语定义
参考文献
第2章 光机电产品和制作流程——设计中考虑的问题
2.1 引言
2.2 传统设计与光机电设计方法
2.3 光机电设计过程
2.3.1 需求和设计规格的确定
2.3.2 概念的提出和评估
2.3.3 细节的发展和评估
2.4 光机电技术
2.4.1 光学传感器
2.5 光机电系统的应用
2.5.1 全自动照相机
2.5.2 智能洗衣机
2.5.3 基于SIS0规则控制器的光学执行元件
2.6 结论
术语定义
参考文献
第3章 半导体激光器原理及其应用
3.1 介...
前言
过去二十年发生了一场持续的技术变革,促进了设备、机器、工艺、系统的进步,提高了它们的性能,并创造了新的价值和功能。综合机械、电子和计算机技术的机电一体化技术,无疑在这场技术变革中发挥了重要作用。
近年来,光学技术和机电一体化系统日益加速合并,可能的原因是,光学集成技术可解决单靠机电一体化技术不能解决的复杂问题,取得需要的功能和性能。因此,机电一体化或光学产品、机器、系统越来越朝“高精度、小尺寸、高智能和高度自动化”方向发展。今后这一趋势将继续为大部分机电和光学工程领域相关的下一代技术指明发展方向。
本书在一种新模式下所指的技术融合是综合了光学和机电一体化的光机电一体化技术,把该技术开发的设备、产品、机器、工艺、系统称为光机电一体化系统。尽管光机电一体化系统早已投入商业应用,但这种定义在以前的文献中并未出现过。上述讨论表明,光学和机电一体化集成技术本质上无疑涉及多个层面。尽管如此,迄今为止在完整的项目中,从概念产生到设计制造,光学工程师和机电工程师也很少合作。因此,能够实现所需功能和性能的并行设计方法很少有人去尝试。
真...
书摘
机电系统发展缓慢,可能有以下几个原因:首先,在很多情况下,机电元件作为特定的系统设计,不能够单独地完成特定的功能,也不能达到理想的性能;其次,就算机电元件可以单独完成特定的功能或达到理想的性能,由于它们的低感知和执行能力以及不协调的软、硬件的组合,使得最终的效果不能令人满意。事实上,由于系统固有的特性,很多情况下对系统的测量是很困难的,甚至是不可能的。其他的情况下,由常规的传感器得到的测量数据,对于进一步的处理来说是不够准确、不够可靠的。这些数据可能会有噪声,需要对其进行一些滤波和信号波形加工。上述制约因素限制了机电系统的功能和性能的进一步提升,这需要机电技术和其他技术的融合。
近年来,光学技术和机电系统的融合速度越来越快,有一大批光机电产品(带有光学元件的机电系统)已经投放到市场。如图1.1 所示,随着光学技术的发展,光学元件和机电元件组成了一个系统,很好地解决了技术上的难题,从而大大提升了系统的价值和性能。
2000年和2001年由国际光学工程学会(SPIE)出版的光机电系统会议论文集表明了光学集成技术使得系统特性得以提升,同时也创造了许多新的功能,而这些功能是传统技术无法独立实现的。光学技术使得产品和系统有着完全不同的功能和更有效的模式,展示出更好的功能,而且可以实现实时监控和控制系统的状态,从而达到更高的精度和可靠性。光学集成技术使得系统的空间尺寸减小和紧凑,并且把传感器、制动器和处理元件集成到一个很小的单元里。
1.2 光机电技术的历史背景
光机电集成技术的发展得益于机电技术和光电子技术的发展,光机电技术发展的历史如图1.2 所示。
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