主要讲授光电系统组成、光电系统设计准则、光电系统的光源参数选择、光电系统的光学系统 参数确定、光电系统的光电元件选择原则。 基本要求:光电系统的组成、类型;光电系统的设计所要遵循的原则:光电系统中(也是光电 仪器)光源选择和光学参数确定方法;各种光电测量系统中采用光电器件的选择原则和确定方法 第五章光电仪器的电子与信息处理(共2学时) 主要讲授从总体设计角度出发,分析光电仪器的电子与信息处理所涉及的一般性和共性问题。 基本要求:电子与信息处理系统特点、模拟与数字信息处理系统在光电仪器中的设计方法、信 息处理与计算方法设计方法、电子系统抗干扰及抑制技术 第六章光电系统的机械系统设计(共6学时) 在光电仪器中,精密机械系统起着举足轻重的作用,它不仅是光电仪器各部分的支撑,而且对 保证光电仪器的测量精度、定位精度、运动精度起着极其关键的作用 主要讲授在对光电仪器常用的各种机械系统分析的基础上,重点对光电仪器精度和性能影响较 大的机械结构进行分析研究 基本要求:光电仪器中的支承件设计及选择、导轨设计及选择、轴系设计及选择、光电伺服机 械系统设计方法、微位移机械设计。 、其它教学环节 实验项目表 实验 实验 序号 实验项目名称 要求 类型 1机、光、电、计算机一体化的图像测量仪器实验2必修 验证 双频激光测量仪器实验 必修 光栅定位测量实验 必修 验证 四、考试权重 考核:采用统一命题,统一阅卷,教研组集体复査,严把质量关 成绩评定:考试占70%,平时作业(分组学术报告)20%、实验及日常考核质疑等占10%,按百
26 主要讲授光电系统组成、光电系统设计准则、光电系统的光源参数选择、光电系统的光学系统 参数确定、光电系统的光电元件选择原则。 基本要求：光电系统的组成、类型；光电系统的设计所要遵循的原则；光电系统中（也是光电 仪器）光源选择和光学参数确定方法；各种光电测量系统中采用光电器件的选择原则和确定方法。 第五章 光电仪器的电子与信息处理 （共 2 学时） 主要讲授从总体设计角度出发，分析光电仪器的电子与信息处理所涉及的一般性和共性问题。 基本要求：电子与信息处理系统特点、模拟与数字信息处理系统在光电仪器中的设计方法、信 息处理与计算方法设计方法、电子系统抗干扰及抑制技术 第六章 光电系统的机械系统设计 （共 6 学时） 在光电仪器中，精密机械系统起着举足轻重的作用，它不仅是光电仪器各部分的支撑，而且对 保证光电仪器的测量精度、定位精度、运动精度起着极其关键的作用。 主要讲授在对光电仪器常用的各种机械系统分析的基础上，重点对光电仪器精度和性能影响较 大的机械结构进行分析研究。 基本要求：光电仪器中的支承件设计及选择、导轨设计及选择、轴系设计及选择、光电伺服机 械系统设计方法、微位移机械设计。 三、其它教学环节 实验项目表 序号 实验项目名称 学时 实验 要求 实验 类型 1 机、光、电、计算机一体化的图像测量仪器实验 2 必修 验证 2 双频激光测量仪器实验 2 必修 演示 3 光栅定位测量实验 2 必修 验证 四、考试权重 考核：采用统一命题，统一阅卷，教研组集体复查,严把质量关。 成绩评定：考试占 70%，平时作业(分组学术报告)20%、实验及日常考核质疑等占 10%，按百
分制给出最终成绩。 大纲撰写人:陈凤东 大纲审核人:刘国栋
27 分制给出最终成绩。 大纲撰写人： 陈凤东 大纲审核人：刘国栋
《光机电一体化设计与设备》课程教学大纲 课程编码:SEO1200700 课程中文名称:光机电一体化设计与设备 课程英文名称: Design and equipment of optical-electronic- machinery integration system 总学时:24讲课学时:20实验学时:4上机学时:0课外辅导学时:0 学分:1.5 开课单位:电气工程及自动化学院自动化测试与控制系 授课对象:光电信息科学与工程专业(光电仪器)本科生 开课学期:4秋 先修课程:机械学基础、数子电子技术基础、模拟电子技术基础、光学工程基础、自动控制原理 主要教材及参考书 教材:股际英.《光机电一体化实用技术》.化学工业出版社,2010 主要参考书: (1)方建军.《光机电一体化系统设计》化学工业出版社2010 (2)李庆祥.《现代精密仪器设计》.清华大学出版社.2011 (3)林宋.《光机电一体化技术》机械工业出版社,200 课程教学目的 光机电一体化系统是由计算机(头脑),光电传感装置(感觉器官与神经),执行装置(肌肉), 机械传动机构(手足)有机结合而成的系统,以完成某些特定的功能。当今世界上只要是使人感觉 比较灵巧便利的装置,几乎都是基于光机电一体化技术制造的。光机电一体化技术在导弹、人造卫 星的导航系统,机械工业领域的数控机床,测量领域的坐标测量机,人工智能领域的智能机器人, 计算机外围设备,雷达伺服系统天线系统,家用电器行业,车辆制造领域,医疗器械、工厂、游乐 设施等领域得到了十分广泛的应用。因此,该课程是一门以光、机、电、计算机等多种学科为基础 的综合性学科以及这些学科在工程实际中具体应用课程,是一门重要的专业课。 通过本课程的学习使学生熟悉现代光机电设备的基本原理及其使用。它不是一般意义上测控仪 器的深化与提高,而要着重讲解光、机和电是如何结合实现测量任务,并同时使学生能够在测量和 控制中运用,实现测控的总体思想,围绕精、快、灵和测控任务的其他要求来选用元件、设计机械
28 《光机电一体化设计与设备》课程教学大纲 课程编码：SE01200700 课程中文名称： 光机电一体化设计与设备 课程英文名称： Design and equipment of optical-electronic-machinery integration system 总学时：24 讲课学时： 20 实验学时：4 上机学时：0 课外辅导学时： 0 学分： 1.5 开课单位：电气工程及自动化学院 自动化测试与控制系 授课对象：光电信息科学与工程专业（光电仪器） 本科生 开课学期：4 秋 先修课程：机械学基础、数子电子技术基础、模拟电子技术基础、光学工程基础、自动控制原理 主要教材及参考书： 教材：殷际英.《光机电一体化实用技术》.化学工业出版社，2010. 主要参考书： （1）方建军. 《光机电一体化系统设计》.化学工业出版社. 2010. （2）李庆祥. 《现代精密仪器设计》.清华大学出版社. 2011. （3）林宋.《光机电一体化技术》.机械工业出版社，2009. 一、课程教学目的 光机电一体化系统是由计算机（头脑），光电传感装置（感觉器官与神经），执行装置（肌肉）， 机械传动机构（手足）有机结合而成的系统，以完成某些特定的功能。当今世界上只要是使人感觉 比较灵巧便利的装置，几乎都是基于光机电一体化技术制造的。光机电一体化技术在导弹、人造卫 星的导航系统，机械工业领域的数控机床，测量领域的坐标测量机，人工智能领域的智能机器人， 计算机外围设备，雷达伺服系统天线系统，家用电器行业，车辆制造领域，医疗器械、工厂、游乐 设施等领域得到了十分广泛的应用。因此，该课程是一门以光、机、电、计算机等多种学科为基础 的综合性学科以及这些学科在工程实际中具体应用课程，是一门重要的专业课。 通过本课程的学习使学生熟悉现代光机电设备的基本原理及其使用。它不是一般意义上测控仪 器的深化与提高，而要着重讲解光、机和电是如何结合实现测量任务，并同时使学生能够在测量和 控制中运用，实现测控的总体思想，围绕精、快、灵和测控任务的其他要求来选用元件、设计机械
结构、光路和控制系统。目的培养学生整体设计能力,综合贯穿所学知识体系,提高学生的独立科 研开发和实践能力 教学内容及基本要求 本课程分五章,教师授课20学时,主要讲解光机电一体化设备的设计方法和设计步骤,结合 工程实际应用举例说明设计准则,并根据实际应用举例,分析光、机、电之间的相互关系和设计中 的互补原则,使学生能够将所学知识充分应用到工程实践中。 第一章光机电一体化系统的构成(2学时) 教学内容:介绍光机电一体化基本概念和意义,构成要素及功能组成,结合现有光机电一体化 系统(实际工程实例光谱仪),简要说明其特点、构造、组成和工作原理。要求了解和掌握基本概 念、特点和组成。 教学要求:要求掌握光机电一体化的基本概念,特点和组成。 第二章光机电一体化系统的设计方法(4学时) 教学内容:详细介绍光机电一体化系统的规划、设计方法和设计步骤,结合工程实际应用(举 例:自动分选机构)说明其系统设计准则。 教学要求:要求了解和掌握光机电一体化设备与仪器的设计步骤和设计方法。 第三章光电测量与传感器技术(4学时) 教学内容:介绍光机电一体化系统中常用的各类传感器和测量方法,重点讲述各类传感器在实 际光机电一体化产品中的应用,以及对各类物理量的测试方法。要求掌握各类测量方法的原理、特 点和应用实例。 教学要求:各类电类传感器和光学传感器的基本原理及在光机电一体化系统的应用和使用方 法,以及注意事项 第四章光机电一体化控制系统机电结合设计技术(6学时) 教学内容:介绍光机电一体化设计中电控与机械结构设计之间的相互结合、相互互补的方法 结合工程实际应用(举例:齿轮测量中心),分析常用的电动、液压、气动执行装置和机械传动装 置及其应用方法,信息处理电路的设计与应用,以及常用的导向支撑、旋转支撑、轴系部件及机座 和机架等机械部件应用特点 教学要求:掌握光机电一体化系统各种执行装置的基本构造、工作原理、特点、特性和应用实 例,了解光机电一体化设计系统中开环、闭环控制系统、控制器、PLC等控制装置应用场合和使用 技巧,掌握各类机械部件的特点、构造、工作原理和应用实例
29 结构、光路和控制系统。目的培养学生整体设计能力，综合贯穿所学知识体系，提高学生的独立科 研开发和实践能力。 二、 教学内容及基本要求 本课程分五章，教师授课 20 学时，主要讲解光机电一体化设备的设计方法和设计步骤，结合 工程实际应用举例说明设计准则，并根据实际应用举例，分析光、机、电之间的相互关系和设计中 的互补原则，使学生能够将所学知识充分应用到工程实践中。 第一章 光机电一体化系统的构成 (2 学时) 教学内容：介绍光机电一体化基本概念和意义，构成要素及功能组成，结合现有光机电一体化 系统（实际工程实例光谱仪），简要说明其特点、构造、组成和工作原理。要求了解和掌握基本概 念、特点和组成。 教学要求：要求掌握光机电一体化的基本概念，特点和组成。 第二章 光机电一体化系统的设计方法 （4 学时） 教学内容：详细介绍光机电一体化系统的规划、设计方法和设计步骤，结合工程实际应用（举 例：自动分选机构）说明其系统设计准则。 教学要求：要求了解和掌握光机电一体化设备与仪器的设计步骤和设计方法。 第三章 光电测量与传感器技术 (4 学时) 教学内容：介绍光机电一体化系统中常用的各类传感器和测量方法，重点讲述各类传感器在实 际光机电一体化产品中的应用，以及对各类物理量的测试方法。要求掌握各类测量方法的原理、特 点和应用实例。 教学要求：各类电类传感器和光学传感器的基本原理及在光机电一体化系统的应用和使用方 法，以及注意事项。 第四章 光机电一体化控制系统机电结合设计技术 (6 学时) 教学内容：介绍光机电一体化设计中电控与机械结构设计之间的相互结合、相互互补的方法， 结合工程实际应用（举例：齿轮测量中心），分析常用的电动、液压、气动执行装置和机械传动装 置及其应用方法，信息处理电路的设计与应用，以及常用的导向支撑、旋转支撑、轴系部件及机座 和机架等机械部件应用特点。 教学要求：掌握光机电一体化系统各种执行装置的基本构造、工作原理、特点、特性和应用实 例，了解光机电一体化设计系统中开环、闭环控制系统、控制器、PLC 等控制装置应用场合和使用 技巧，掌握各类机械部件的特点、构造、工作原理和应用实例
第五章光机电一体化设备(4学时) 教学内容:讲述几种典型的光机电一体化设备(举例:质量特性测量设备、三坐标测量机), 说明前面所学的基本部分是如何有机、协调地组合在一起实现要求的所有功能。并分析整个系统设 计路线,强调设计方法和技巧。 教学要求:要求掌握系统综合的原理和方法,解决实际工程中遇到的问题 其它教学环节 课程实验(4学时) 1、实验安排 (1)激光跟踪仪测量原理及系统构成 (2)便携式三维柔性测量臂原理及系统构成 2、基本要求: 本课程实验要求学生熟悉并掌握典型光机电一体化设备的工作原理,以及计算机、自动控制、 精密测量和机械设计等技术在这些系统中的应用方法,初步具备根据实际需求设计,研制新型的光 机电一体化设备的能力 实验项目明细表 实验实验每组 序号 实验项目名称 学时 要求|类型人数 激光跟踪仪测量原理及系统构成 必修设计|6-10 2 便携式三维柔性测量臂原理及系统构成 2 必修设计6-10 四、考试权重 为使学生不把注意力仅仅放在期末考试上,培养学生系统学习的能力,加强学生各方面能力的 培养,平时、作业、考试都纳入本课程的成绩评定。平时的成绩包括出勤、课堂提问和随堂测ⅰ 期末考试为口试和综合设计结合。成绩记载:平时为20%,作业和实验为39%,期末为° 大纲撰写人:王军 大纲审核人:唐文彦
30 第五章 光机电一体化设备 (4 学时) 教学内容：讲述几种典型的光机电一体化设备（举例：质量特性测量设备、三坐标测量机）， 说明前面所学的基本部分是如何有机、协调地组合在一起实现要求的所有功能。并分析整个系统设 计路线，强调设计方法和技巧。 教学要求：要求掌握系统综合的原理和方法，解决实际工程中遇到的问题。 三、其它教学环节 课程实验（4 学时）： 1、 实验安排 (1) 激光跟踪仪测量原理及系统构成； (2) 便携式三维柔性测量臂原理及系统构成。 2、基本要求： 本课程实验要求学生熟悉并掌握典型光机电一体化设备的工作原理，以及计算机、自动控制、 精密测量和机械设计等技术在这些系统中的应用方法，初步具备根据实际需求设计，研制新型的光 机电一体化设备的能力。 实验项目明细表 序号 实验项目名称 学时 实验 要求 实验 类型 每组 人数 1 激光跟踪仪测量原理及系统构成 2 必修 设计 6∼10 2 便携式三维柔性测量臂原理及系统构成 2 必修 设计 6∼10 四、考试权重 为使学生不把注意力仅仅放在期末考试上，培养学生系统学习的能力，加强学生各方面能力的 培养，平时、作业、考试都纳入本课程的成绩评定。平时的成绩包括出勤、课堂提问和随堂测试。 期末考试为口试和综合设计结合。成绩记载：平时为 20%，作业和实验为 30%，期末为 50%。 大纲撰写人： 王军 大纲审核人：唐文彦