机电工程概论 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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机电工程学，又称机电整合学、机械电子学，是一门利用微电子理论来控制机械装置的学科，也是一门跨领域学科，它的技术基础是来自机械设计和微电子控制，并配合电脑软体，因此是整合了机械、电子电路、电机和电脑等相关领域的一种整合技术，现今已从机械工程的附属学科，独立成为了前沿科学，也代表了一个国家科学技术的发展水平。

　　本书《机电工程概论》为教育部顾问室「半导体与光电产业先进设备人才培育计画」之成果，针对自动化光学检测技术领域进行教材编撰，以半导体与光电产业之AOI设备中所需之光、机、电、软等四项关键技术分章介绍，内容包含了自动化机构设计、机台运动与控制、光学影像处理与资料分析、图控式软体设计整合等。本书可作为大专院校专业课程教材，适用于光电、电机、机械、机电、自动化等理工科系之教科书，亦适合一般想了解机电工程(自动光学检测)知识的大众阅读。同时可提供企业中现职重视策略管理或是新事业开发、业务、行销、研究、企划等人员作为参考，对于有意了解与投入自动化设备研发之人员来说，本书除了清楚简要地说明基础观念外，同时提供实务范例作为练习。

《现代土木结构设计与施工技术》 一、 概述与核心理念 本书深入探讨了现代土木工程领域中结构设计的基本原理、前沿技术及其在实际工程中的应用。它不仅涵盖了传统结构理论的精髓，更侧重于介绍当前行业内日益重要的智能化、绿色化和高韧性结构设计理念。全书以“安全、适用、经济、美观”为指导方针，旨在为土木工程师提供一套全面、实用的知识体系，以应对日益复杂的工程挑战。 二、 结构力学基础的深化与拓展 本书首先对经典结构力学进行了系统回顾与深化，重点解析了材料的非线性行为和复杂应力状态下的分析方法。 1. 高级材料本构关系： 详细阐述了钢材、混凝土在极端荷载（如高温、冲击）下的本构模型，包括弹塑性、粘塑性理论的实际应用。对于新型复合材料（如FRP增强材料），提供了详细的应力-应变关系和失效判据。 2. 稳定性理论的精细化分析： 不再停留在欧拉公式的初级应用，而是深入探讨了薄壁结构、空间桁架和拱结构的二阶效应分析，特别是基于增量平衡法的非线性稳定性评估。 3. 动力响应分析： 引入了模态分析、响应谱分析和时间历程分析在建筑结构抗震设计中的应用。详细讲解了如何根据场地特征和历史地震波数据，准确预测结构的动态响应。 三、 混凝土结构设计的前沿进展 在钢筋混凝土和预应力混凝土设计方面，本书聚焦于提高结构的耐久性和抗灾能力。 1. 高性能混凝土应用： 详细介绍了超高性能混凝土（UHPC）的配合比设计、浇筑工艺和抗裂性能。重点分析了UHPC在复杂节点和受拉构件中的应用潜力，以及其对结构自重的显著降低作用。 2. 后张预应力技术： 对预应力筋体的张拉、锚固流程进行了规范化的技术指导，并探讨了无粘结预应力技术在长跨度结构和既有结构加固中的优势。 3. 基于性能的抗震设计（Performance-Based Seismic Design, PBSD）： 这是本书结构设计部分的核心内容之一。它超越了传统的基于强度和使用年限的设计规范，转而关注结构在特定地震水平下应达到的可控损伤状态（如即时使用、生命安全、预防倒塌）。书中提供了详细的非线性静力推覆分析（Pushover Analysis）操作指南和结果解读方法。 四、 钢结构设计与连接技术 针对现代建筑中日益普及的大跨度空间结构和高层建筑，钢结构章节进行了详尽的论述。 1. 高强度钢材的应用： 探讨了Q550级及以上高强度钢材的焊接工艺控制、疲劳性能以及在核心筒和梁柱节点处的抗塑性能设计。 2. 新型连接节点设计： 重点介绍了偏心受拉/受压连接、耗能型连接（如摇摆柱体系、屈曲约束支撑BRB）的设计与计算。对于焊接节点，阐述了焊缝的无损检测技术和质量评定标准。 3. 轻钢与冷弯薄壁结构： 针对新型装配式建筑的需求，详细分析了冷弯薄壁型钢的局部和整体失稳问题，以及连接件的抗剪承载力计算。 五、 结构施工技术与质量控制 结构设计必须与施工工艺紧密结合，本书在理论设计之后，引入了先进的施工技术和质量管理体系。 1. 深基坑工程与支护技术： 涵盖了地下连续墙、SMW工法（水泥搅拌桩墙体）的设计参数确定，以及监测预警系统的设置。重点分析了基坑开挖对周边环境（既有建筑、地下管线）的影响评估与控制措施。 2. 高大模板工程安全管理： 详细规范了超高混凝土结构模板支撑体系的计算、搭设、验收流程，特别是针对超高支撑体系的稳定性和倾覆风险评估。 3. 结构智能化监测与健康诊断（SHM）： 介绍了光纤光栅（FBG）、压电传感器等在结构关键部位的植入技术，用于实时监测应力、应变、裂缝开展情况。并结合有限元模型，实现结构的早期损伤识别和寿命预测。 4. 新型结构施工技术： 探讨了滑模、爬模技术在核心筒施工中的优化应用，以及预制构件的精确安装和接缝处理技术。 六、 结构工程的专业化方向探讨 本书的最后一部分着眼于未来土木工程的发展趋势。 1. 结构工程的数字化转型： 深入介绍了建筑信息模型（BIM）在结构深化设计、施工模拟（4D）、成本控制（5D）中的应用流程，特别是BIM到有限元分析模型的无缝转换技术。 2. 可修复与自适应结构概念： 讨论了利用形状记忆合金（SMA）或智能材料实现结构在轻微损伤后能够自我恢复或改变性能的设计思路，提升结构的整体韧性。 3. 既有结构评估与加固修复： 提供了针对钢筋锈蚀、碳化引起的承载力下降的评估方法，并详细介绍了碳纤维布（CFRP）粘贴、外包钢、新增支撑等加固技术的适用条件与施工要点。 本书特点： 理论与实践紧密结合： 每章节后附有工程实例分析，将复杂理论转化为可操作的设计参数。 规范前沿性： 内容充分参考了国内外最新的结构设计规范（如Eurocode、AASHTO以及我国现行规范的最新修订内容）。 图示丰富： 包含大量结构受力图、节点详图和施工流程示意图，便于读者直观理解。 本书适合土木工程、结构工程专业的高年级本科生、研究生以及从事结构设计、施工、监理和研究的工程技术人员作为核心参考书目。

作者简介

庄水发

　　现职：
　　国立台湾科技大学 机械工程系 兼任讲师
　　高雄市力行文教机构 升大学部执行主任、专任教师

　　学历：
　　国立台湾科技大学 机械工程系 博士
　　国立台湾科技大学 机械工程系 硕士
　　国立台湾大学 机械工程学系 学士

　　经历：
　　国立台湾科技大学 机械工程系 兼任讲师
　　国立台湾科技大学 光机电技术研发中心 博士后研究员

修芳仲

　　现职：
　　国立台湾科技大学 机械系 系主任
　　国立台湾科技大学 光机电技术研发中心 主任

　　学历：
　　德国阿亨工业大学 博士
　　国立台湾大学 机械工程所 硕士
　　国立台湾科技大学 机械工程系 学士

　　经历：国立台湾科技大学 教授

丁一能

　　现职：台北市南港高工 电机科 主任

　　学历：
　　辅仁大学 电子工程所 硕士
　　台湾科技大学 电机工程系 学士

　　经历：
　　士林高商 註册组 组长
　　中正高中 总务主任
　　台北市教育局资讯小组(借调)
　　南港高工 建教合作组长

廖志伟

　　现职：台塑河静钢铁 冶金技术部 扩建工程师

　　学历：
　　国立台湾科技大学 机械工程研究所 博士
　　国立台湾科技大学 机械工程研究所 硕士
　　国立虎尾技术学院 自动化工程系 二技

　　经历：
　　国立台湾科技大学 光机电技术研发中心 博士后研究员
　　国立台湾科技大学 机械系 兼任助理教授
　　国立台湾科技大学 机械系 兼任讲师级专家
　　明志科技大学 机械系 兼任助理教授
　　国立台湾科技大学 机械系 博士后研究员

第一章　自动化机构与零件设计
1-1　自动化机械设计（以自动化精密平台为例）
1-1-1 自动化机械设计流程
1-1-2 功能需求
1-1-3 线性滑轨选用（额定荷重、寿命计算）
1-1-4 平台与滑轨设计（3D实体绘图）
1-1-5 滚珠螺桿选用（精密等级选定、导程计算、轴径计算、危险速度计算、寿命计算）
1-1-6 螺桿支撑座选用
1-1-7 螺桿与螺桿支撑座设计（3D实体绘图）
1-1-8 伺服马达选用（额定转速计算、额定扭矩计算、瓦数选定）
1-1-9 其他配合零组件设计与选用（马达固定座、连轴器、底板、滑轨垫高块）
1-2　零件工程图

第二章　感测器应用
2-1　近接感测器
2-1-1 电磁近接感测器
2-1-2 光学近接感测器
2-1-3 超音波近接感测器
2-1-4 霍尔效应近接感测器
2-2　光学旋转编码器
2-3　光学尺
2-4　极限开关
2-5　温度感测器
2-5-1 电阻温度感测器
2-5-2 热敏电阻
2-5-3 热电偶
2-5-4 双金属温度感测器
2-5-5 积体电路感测器

第三章　马达应用
3-1　运动控制简介
3-1-1 运动控制的5种轨迹
3-1-2 实际运动的驱动模式
3-2　步进控制系统
3-2-1 步进控制方块图
3-2-2 步进马达种类
3-2-3 步进控制系统元件
3-2-4 步进马达驱动原理
3-2-5 步进激磁方式
3-2-6 步进马达运转特性
3-2-7 讯号脉波选用
3-2-8 步进角计算

第四章　工业配线
4-1　按钮开关（Push Button Switch）
4-1-1 工业型按钮
4-1-2 按钮开关用途区分
4-2　栓型保险丝（D-Fuse）
4-3　指示灯（Pilot Lamp，PL）
4-3-1 指示灯的构造与意义
4-4　电源供应器
4-5　配线要领
4-5-1 导线的选用
4-5-2 导线处理原则
4-5-3 接线端子台选用（Terminal Block，TB）
4-5-4 压接端子的选用
4-5-5 步进马达配电范例
4-5-6 实习平台接线图
4-6　继电器（Relay）
4-6-1 电磁继电器的工作原理和特性
4-6-2 热敏干簧继电器的工作原理和特性
4-6-3 固态继电器（SSR）的工作原理和特性
4-6-4 磁簧继电器的工作原理和特性
4-6-5 光继电器的工作原理和特性
4-6-6 继电器实际运用

第五章　机器视觉应用
5-1　何谓机器视觉
5-2　械视觉系统
5-3　光源与照明技术
5-3-1 光源系统之分类
5-3-2 光源照明技术之分类
5-3-3 光源特性
5-3-4 结论
5-4　摄影机
5-4-1 线扫描与面扫描摄影机
5-4-2 传输介面
5-5　镜头
5-5-1 镜头的特性
5-5-2 镜头种类
5-5-3 机器视觉系统参数
5-5-4 机器视觉系统选配
5-6　机器视觉系统选用范例

第六章　数位影像处理与辨识应用
6-1　何谓数位影像
6-2　数位影像之性质
6-3　数位影像处理
6-3-1 待测范围（Regions of Interest, ROI）
6-3-2 直方图（Histogram）
6-3-3 二值化处理（Thresholding Processing）
6-3-4 影像亮度、对比与曝光调整
6-3-5 型态学（Morphology）
6-3-6 泸波（Filter）
6-3-7 低通泸波器（Low-pass Filter）
6-3-8 高通泸波器（High-pass Filter）
6-4　分析辨识
6-4-1 边缘侦测
6-4-2 边缘侦测
6-4-3 直线侦测
6-4-4 图像比对
6-4-5 几何比对
6-4-6 尺寸校正

第七章　资料撷取与分析
7-1　量测系统概念
7-1-1 讯号种类
7-1-2 量测系统架构
7-2　建立量测系统
7-2-1 物理讯号转换为电气讯号
7-2-2 讯号条件处理（Signal Conditioning, SCXI）
7-3　讯号格式转换介面
7-3-1 类比转数位（ADC）
7-3-2 数位／类比转换（DAC）
7-3-3 数位输出／输入（Digital Output / Input）

第八章　图控程式概论
8-1　图控程式介绍（LabVIEW）
8-1-1 图形化语言
8-1-2 LabVIEW 操作环境介绍
8-1-3 Getting Stated 环境介绍
8-1-4 善用Find Examples
8-1-5 人机介面（Front Panel）与程式方块区（Block Diagram）操作
8-1-6 快速键的使用
8-1-7 Help的使用
8-2　VI 程式的撰写
8-2-1 控制单元（Control）与显示单元（Indicator）
8-2-2 逻辑运算核心元件
8-2-3 接线
8-2-4 执行VI程式
8-3　回圈与结构
8-3-1 For 回圈
8-3-2 While 回圈
8-3-3 移位暂存器（Shift Registers）的功能
8-4　阵列与资料丛集
8-4-1 阵列处理函数
8-4-2 阵列运算的形态Polymorphism
8-4-3 丛集
8-4-4 阵列与丛集的转换

第九章　机电系统专案应用范例
9-1　电缆连接器滑轨自动化光学检测系统
9-1-1 简介
9-1-2 系统架构
9-1-3 研究方法
9-1-4 实验分析
9-1-5 结果与讨论
9-2　破坏式微型钻针视觉心厚量测系统
9-2-1 简介
9-2-2 系统架构
9-2-3 研究方法
9-2-4 实验分析
9-2-5 结论与未来展望

第十章　综合实习
10-1　马达应用实习
10-1-1 实习目的
10-1-2 技术指标
10-1-3 实习内容
10-2　影像撷取实习
10-2-1 实习目的
10-2-2 技术指标
10-2-3 实习内容
10-3　影像处理实习
10-3-1 实习目的
10-3-2 技术指标
10-3-3 实习内容
10-4　资料撷取实习
10-4-1 实习目的
10-4-2 技术指标
10-4-3 实习内容
10-5　机电系统应用- 双轴定位系统实习
10-5-1 实习目的
10-5-2 技术指标
10-5-3 实习内容
参考资料

评分☆☆☆☆☆

對於我這種在大學時期非機電相關科系畢業，但又因為工作需要，需要涉獵相關知識的職場人士來說，《機電工程概論》簡直是一本救命寶書。以往在工作場合，聽到同事討論到PLC、伺服驅動器、編碼器這些名詞，總是感到一頭霧水，彷彿置身雲端。這本書則用一種非常務實且貼近實際應用口吻，為我解開了許多疑惑。它沒有過多理論上的「大而化之」，而是著重於各個子系統的「為何」與「如何」。例如，在介紹「感測器」時，它不僅說明了原理，更列舉了不同應用情境下適合選擇的感測器類型，以及它們的優缺點。在「致動器」的部分，則詳細比較了不同馬達的扭矩、轉速特性，以及它們在不同負載條件下的適用性。書中許多關於「系統整合與除錯」的章節，更是讓我受益匪淺。它提供了一些常見的故障排除思路和方法，讓我能夠在實際遇到問題時，有跡可循。雖然書中涉及的進階控制演算法我可能還需要進一步學習，但這本書已經讓我對機電系統的構成與運作有了全面的認識，大大提升了我與工程師溝通的效率，也讓我在面對問題時，能更有信心。

评分☆☆☆☆☆

坦白說，一開始我拿到《機電工程概論》時，對於「概論」這個詞感到有些擔心，怕內容會過於籠統，缺乏深度。然而，讀完之後，我必須說，我的擔憂完全是多餘的！這本書在「概論」的層面上，達到了令人驚喜的深度與廣度。它不僅涵蓋了機電工程的核心概念，更重要的是，它成功地在這些概念之間建立起了清晰的邏輯聯繫。作者在介紹「材料力學」的基本原理時，並沒有止步於應力、應變這些基本公式，而是進一步探討了不同材料的力學特性，以及它們在機械設計中的考量。同樣地，在電學部分，除了歐姆定律、克希荷夫定律之外，書中還引入了電路分析中常用的方法，例如節點分析法、網目分析法，並提供了範例說明，讓讀者能夠快速掌握。我特別欣賞書中對於「系統模型化」的介紹，它展示了如何將實際的物理系統，透過數學方程式來描述，進而進行分析和模擬。這對於理解系統的行為至關重要。雖然某些數學推導過程對我來說還有點挑戰，但作者的詳盡解釋和圖解，讓學習過程變得更加容易。這本書絕對是想建立扎實機電工程基礎，並且不滿足於淺嘗輒止的讀者們的理想讀物。

评分☆☆☆☆☆

這本《機電工程概論》的作者，我認為他對機電工程的理解，已經超越了單純的學術範疇，而是深入到了工程實踐的精髓。書中在討論「動態系統的穩定性」時，並沒有拘泥於理論上的Bode圖或Nyquist圖的繪製，而是巧妙地將其與實際工程中的「振盪」、「不穩定」等現象連結起來，讓讀者能夠直觀地理解這些理論的應用。我特別喜歡作者在「控制器設計」部分的闡述，他介紹了PID控制器，並詳細解釋了P、I、D三個參數對系統響應的影響，同時也探討了如何根據實際需求來調整這些參數，以達到最佳的控制效果。書中還包含了一些關於「模糊邏輯控制」和「神經網路控制」的初步介紹，雖然篇幅不長，但已經足以讓人對這些先進的控制技術產生濃厚的興趣，並引導讀者進一步探索。總體而言，這本書的編排結構清晰，內容循序漸進，無論是對於初學者還是有一定基礎的讀者，都能從中獲得寶貴的知識。它不僅是一本教科書，更像是一本機電工程領域的「入門指南」與「思考啟發錄」，值得反覆閱讀與揣摩。

评分☆☆☆☆☆

這次拜讀《機電工程概論》，最大的收穫莫過於對於「機電整合」這個概念的具體認知。以往我總覺得機械、電子、控制是三條獨立的線，各自有其理論和應用。但這本書徹底顛覆了我的想法。它讓我明白，真正的工程實踐，是將這三者緊密地聯繫在一起，互相影響、互相制約。書中關於「感測器與致動器」的章節，讓我印象深刻。作者詳細介紹了不同種類的感測器（如壓力、溫度、位移感測器）的工作原理，以及它們如何將物理量轉換成電子訊號；同時也探討了各種致動器（如直流馬達、步進馬達、伺服馬達）的特性與控制方法。最讓我驚豔的是，他接著闡述了如何利用這些感測器偵測系統狀態，再透過控制器發出指令給致動器，進而實現精確的運動控制。這種「偵測—判斷—執行」的閉迴路系統概念，在書中得到了非常清晰且全面的展現。書中最後的幾個應用案例，例如自動化生產線、機器人手臂的運動規劃，更是將理論付諸實踐，讓我看到了機電工程在現代工業中的強大力量。雖然某些部分涉及的演算法和數學模型我還需要花時間深入研究，但這本書無疑為我打開了一扇窗，讓我對機電工程的未來發展充滿了期待。

评分☆☆☆☆☆

這本《機電工程概論》絕對是近期我讀到最讓我驚豔的教科書之一！身為一個對工程領域一直有濃厚興趣，但又覺得某些學科太過艱澀難懂的「半路出家」學習者，這本書的出現簡直像黑暗中的一道曙光。它非常有條理地將機電工程這個龐大而複雜的領域，拆解成數個易於理解的模組。從一開始的機械原理，到後來的電學基礎、電子元件的特性，再到最後的控制系統與整合應用，每一個章節都循序漸進，絲毫不顯得突兀。書中大量的圖例和示意圖，更是功不可沒，讓那些抽象的理論變得具象化，我甚至能感覺到自己腦海中「啊哈！」的時刻不斷湧現。作者的文筆也很親切，沒有過多的學術術語堆砌，即使是初學者也能讀懂，而且遇到一些難點時，他總能用生活化的比喻來解釋，這讓學習過程充滿了樂趣，而不是枯燥的死記硬背。我特別喜歡書中關於「動態系統的響應」那部分的闡述，作者透過簡單的彈簧-質量-阻尼系統，將複雜的微分方程與實際的物理現象巧妙地連結起來，讓我對系統的穩定性和瞬態響應有了更深刻的體悟。對於想要入門機電工程，卻又不知從何開始的同學，或是像我一樣，想找一本能夠紮實打好基礎的參考書，這本《機電工程概論》絕對是首選！它不僅僅是一本書，更像是一位循循善誘的老師，引領我進入這個充滿無限可能的機電世界。