具体描述
《机电一体化概论(机电技术应用专业)》是中等职业教育机电类专业国家规划教材配套教学用书，是根据教育部颁发的相关专业教学指导方案中有关教学基本要求编写的。
《机电一体化概论(机电技术应用专业)》主要内容包括机电一体化概论、机电一体化技术的分类、机电一体化的相关技术、机电系统应用实例等。书中介绍了近几年出现的机电一体化新技术及其应用，扩大了学生的知识面，使学生及时了解和掌握最新的机电一体化知识。
《机电一体化概论(机电技术应用专业)》可作为中等职业学校机电类专业及其相关专业教学用书，也可作为企业有关人员的岗位培训和自学用书。
《工业革命的幕后：精细化装配与自动化控制的百年探索》 序言 在人类文明的长河中，每一次重大的技术飞跃都伴随着对效率、精度和可靠性的不懈追求。从蒸汽机的轰鸣到电气化的普及，再到如今信息技术与物理世界的深度融合，我们从未停止过对“如何让机器更好地工作”的思考。本书并非直接探讨“机电一体化”这一学科的定义或其在特定领域的应用，而是试图回溯那段催生和塑造了现代自动化工业的漫长历史，重点聚焦于构成其基石的两大关键要素——精细化装配技术和自动化控制原理的独立发展与相互促进。我们将拨开历史的迷雾，探寻那些在机械制造的每一个微小进步背后，默默推动工业齿轮转动的智慧与汗水。 第一章：精度的诞生——从手工匠人到精密机械的黎明 在机械的精度成为衡量一个国家工业实力的重要指标之前，人类对于“精准”的理解，更多地体现在匠人精湛的手艺和对材料特性的深刻洞察上。本书的第一部分将带领读者回到工业革命的起点，审视那些为后世机械化生产奠定基础的早期“精密”制造实践。 尺度与度量： 从最早的自然物（如手指、手臂）作为度量单位，到卡尺、千分尺等精密测量工具的诞生，精度的概念是如何一步步被量化和标准化的？我们将追溯古希腊时期对几何学的严谨探索，以及中世纪钟表匠在微小零件制造上展现出的惊人技艺。例如，17世纪伽利略对精确摆动的研究，不仅仅是物理学上的突破，也为计时器的精确度设定了新的标杆。18世纪，法国的 Jean-Louis Mertian 制作出精度极高的航海钟，极大地提高了远洋航行的安全性和效率，这背后是对材料加工和装配工艺的极致追求。 零件的标准化与互换性： 机器的复杂性与日俱增，单一的、手工制作的零件开始暴露其局限性。互换性零件的思想，即理论上任何一个同规格的零件都能够被安装到机器上，这是现代大规模生产的基石。我们将回顾法国大炮制造家 Jean-Baptiste de Gribeauval 在18世纪末推动的火炮零件标准化工作，他将火炮分解为可互换的组件，极大地提高了武器的维修效率和生产能力。这种思想随后被其他军事装备和工业机械的制造商所借鉴和发展。 材料科学的进步与加工技术的革新： 钢铁冶炼技术的进步，如坩埚钢的出现，为制造更坚硬、更耐磨的零件提供了可能。磨削、抛光、拉削等加工技术的改进，使得零件的表面光洁度和尺寸精度得以大幅提升。我们将考察19世纪初美国工业家 Eli Whitney 推广的标准化生产模式，尤其是在枪械制造领域，他通过使用模具和专用工具，实现了零件的批量化生产和互换性，被认为是美国制造业革命的先驱。 显微镜下的世界： 随着光学仪器的发展，人类的视野延伸到了微观层面。金相显微镜的发明，使得我们能够观察金属材料的内部结构，了解晶粒、夹杂物等对材料性能的影响，从而指导更精密的材料选择和热处理工艺。这对航空、精密仪器等领域的发展起到了至关重要的作用。 第二章：指令的传递——自动化控制的萌芽与演进 如果说精细化装配解决了“制造”的精度问题，那么自动化控制则解决了“驱动”与“响应”的智慧问题。本部分将深入探讨如何让机器能够自主地执行任务，如何对外部环境做出反应，以及如何实现生产流程的连续化和智能化。 机械反馈与调节： 最早的自动化尝试，往往是利用机械结构来实现对过程的简单反馈和调节。我们将探讨18世纪末 James Watt 的离心式调速器，这是蒸汽机历史上一个划时代的装置。它通过测量蒸汽机的转速，并根据转速的变化自动调节蒸汽阀门的开度，从而使蒸汽机能够稳定运行，即便在负载变化时也能保持相对恒定的速度。这堪称最早的“负反馈控制”系统的雏形。 信息编码与传递： 工业自动化离不开对信息的感知、处理和传递。我们将回溯孔板（punched card）在早期提花织机上的应用。Joseph Marie Jacquard 发明的自动提花织机，通过在穿孔卡片上记录织物的纹样信息，让机器能够自动、精确地按照预设图案进行编织，这被认为是早期信息编码与自动执行的典范。随后，这种思想在其他领域也得到了启发，例如音乐盒的滚筒编码。 逻辑与开关： 自动化控制的核心在于逻辑判断与指令执行。本书将简要提及逻辑电路的思想萌芽，以及继电器等开关器件在构建简单控制回路中的作用。我们将考察20世纪初电话交换系统中的继电器应用，它们通过电信号的通断来执行复杂的接线任务，为后来的数字逻辑控制奠定了基础。 传感器与执行器： 任何自动化系统都离不开对外界信息的感知（传感器）和对物理世界的干预（执行器）。我们将简述温度计、压力表等测量仪表的发展，以及电动机、液压缸等执行机构的演变，它们是如何从简单的指示工具和动力输出装置，逐渐成为能够精确响应控制信号的关键部件。 第三章：交织的脉络——从联动到融合的早期探索 精细化装配与自动化控制并非孤立发展，它们在历史的长河中相互启发，相互促进，共同孕育了我们今天所理解的“机电一体化”的前身。本部分将重点关注这两个领域在实际应用中的早期交织现象。 复杂机床的自动化： 随着金属切削技术的发展，机床的精度和复杂性不断提高。从早期的手动操作机床，到后来引入机械联动装置，甚至初步的程序控制，机床的发展本身就是精细化装配与自动化控制相结合的生动例证。例如，20世纪初的数控（NC）机床的出现，虽然在技术上仍显稚嫩，但其核心思想——利用预设程序控制机床的运动——已经预示着未来的方向。 仪器仪表与控制系统的集成： 许多科学仪器和工业设备的运行，需要精密的机械结构来支撑其测量功能，同时又需要一套稳定可靠的控制系统来保证其正常工作。我们将考察早期飞行仪器的设计，如陀螺仪，它本身就是精密的机械装置，而其稳定性和导航功能则需要一套反馈控制系统来保证。 生产线的演进： 随着流水线生产模式的推广，对每一个工位的效率和协同性提出了更高的要求。在装配线上，每一个工位上的工具和夹具的精度至关重要，而整个生产线的节奏和物料输送则需要一定的自动化控制来协调。例如，Henry Ford 的 T 型车生产线，虽然其自动化程度相对较低，但其对流程的标准化和效率的极致追求，已经体现了对装配与控制协同的早期思考。 伺服机构的雏形： 伺服机构是实现精确控制的关键。我们将追溯早期伺服机构的探索，例如在船舶的操舵系统、飞机的自动驾驶仪等早期应用。这些系统往往通过机械或液压的方式，将控制信号转换为精确的机械运动，以达到预期的控制目标。 结语 《工业革命的幕后》并非一本关于“机电一体化”的教科书，而是一段穿越历史的旅程，一次对人类智慧在不断提升生产力道路上的深刻回溯。它聚焦于精细化装配和自动化控制这两大核心支柱的独立发展与早期交融，揭示了现代工业如何从最朴素的机械动力和最精密的零件加工中，逐步孕育出智慧的指令与精准的执行。当我们今天在享受自动化带来的便利时，不妨回望那些默默无闻但至关重要的技术演进，理解每一次突破背后的艰辛与智慧，这或许能为我们看待当下和未来的技术发展，提供更深邃的视角。本书旨在以一种更加人性化、更具叙事性的方式，展现技术进步的内在逻辑，而非简单罗列概念和公式。它属于每一个对工业历史、机械之美以及智慧驱动的自动化世界感兴趣的读者。
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