機電工程概論 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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• 工業自動化
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機電工程學，又稱機電整閤學、機械電子學，是一門利用微電子理論來控製機械裝置的學科，也是一門跨領域學科，它的技術基礎是來自機械設計和微電子控製，並配閤電腦軟體，因此是整閤瞭機械、電子電路、電機和電腦等相關領域的一種整閤技術，現今已從機械工程的附屬學科，獨立成為瞭前沿科學，也代錶瞭一個國傢科學技術的發展水平。

　　本書《機電工程概論》為教育部顧問室「半導體與光電産業先進設備人纔培育計畫」之成果，針對自動化光學檢測技術領域進行教材編撰，以半導體與光電産業之AOI設備中所需之光、機、電、軟等四項關鍵技術分章介紹，內容包含瞭自動化機構設計、機颱運動與控製、光學影像處理與資料分析、圖控式軟體設計整閤等。本書可作為大專院校專業課程教材，適用於光電、電機、機械、機電、自動化等理工科係之教科書，亦適閤一般想瞭解機電工程(自動光學檢測)知識的大眾閱讀。同時可提供企業中現職重視策略管理或是新事業開發、業務、行銷、研究、企劃等人員作為參考，對於有意瞭解與投入自動化設備研發之人員來說，本書除瞭清楚簡要地說明基礎觀念外，同時提供實務範例作為練習。

《現代土木結構設計與施工技術》 一、 概述與核心理念 本書深入探討瞭現代土木工程領域中結構設計的基本原理、前沿技術及其在實際工程中的應用。它不僅涵蓋瞭傳統結構理論的精髓，更側重於介紹當前行業內日益重要的智能化、綠色化和高韌性結構設計理念。全書以“安全、適用、經濟、美觀”為指導方針，旨在為土木工程師提供一套全麵、實用的知識體係，以應對日益復雜的工程挑戰。 二、 結構力學基礎的深化與拓展 本書首先對經典結構力學進行瞭係統迴顧與深化，重點解析瞭材料的非綫性行為和復雜應力狀態下的分析方法。 1. 高級材料本構關係： 詳細闡述瞭鋼材、混凝土在極端荷載（如高溫、衝擊）下的本構模型，包括彈塑性、粘塑性理論的實際應用。對於新型復閤材料（如FRP增強材料），提供瞭詳細的應力-應變關係和失效判據。 2. 穩定性理論的精細化分析： 不再停留在歐拉公式的初級應用，而是深入探討瞭薄壁結構、空間桁架和拱結構的二階效應分析，特彆是基於增量平衡法的非綫性穩定性評估。 3. 動力響應分析： 引入瞭模態分析、響應譜分析和時間曆程分析在建築結構抗震設計中的應用。詳細講解瞭如何根據場地特徵和曆史地震波數據，準確預測結構的動態響應。 三、 混凝土結構設計的前沿進展 在鋼筋混凝土和預應力混凝土設計方麵，本書聚焦於提高結構的耐久性和抗災能力。 1. 高性能混凝土應用： 詳細介紹瞭超高性能混凝土（UHPC）的配閤比設計、澆築工藝和抗裂性能。重點分析瞭UHPC在復雜節點和受拉構件中的應用潛力，以及其對結構自重的顯著降低作用。 2. 後張預應力技術： 對預應力筋體的張拉、錨固流程進行瞭規範化的技術指導，並探討瞭無粘結預應力技術在長跨度結構和既有結構加固中的優勢。 3. 基於性能的抗震設計（Performance-Based Seismic Design, PBSD）： 這是本書結構設計部分的核心內容之一。它超越瞭傳統的基於強度和使用年限的設計規範，轉而關注結構在特定地震水平下應達到的可控損傷狀態（如即時使用、生命安全、預防倒塌）。書中提供瞭詳細的非綫性靜力推覆分析（Pushover Analysis）操作指南和結果解讀方法。 四、 鋼結構設計與連接技術 針對現代建築中日益普及的大跨度空間結構和高層建築，鋼結構章節進行瞭詳盡的論述。 1. 高強度鋼材的應用： 探討瞭Q550級及以上高強度鋼材的焊接工藝控製、疲勞性能以及在核心筒和梁柱節點處的抗塑性能設計。 2. 新型連接節點設計： 重點介紹瞭偏心受拉/受壓連接、耗能型連接（如搖擺柱體係、屈麯約束支撐BRB）的設計與計算。對於焊接節點，闡述瞭焊縫的無損檢測技術和質量評定標準。 3. 輕鋼與冷彎薄壁結構： 針對新型裝配式建築的需求，詳細分析瞭冷彎薄壁型鋼的局部和整體失穩問題，以及連接件的抗剪承載力計算。 五、 結構施工技術與質量控製 結構設計必須與施工工藝緊密結閤，本書在理論設計之後，引入瞭先進的施工技術和質量管理體係。 1. 深基坑工程與支護技術： 涵蓋瞭地下連續牆、SMW工法（水泥攪拌樁牆體）的設計參數確定，以及監測預警係統的設置。重點分析瞭基坑開挖對周邊環境（既有建築、地下管綫）的影響評估與控製措施。 2. 高大模闆工程安全管理： 詳細規範瞭超高混凝土結構模闆支撐體係的計算、搭設、驗收流程，特彆是針對超高支撐體係的穩定性和傾覆風險評估。 3. 結構智能化監測與健康診斷（SHM）： 介紹瞭光縴光柵（FBG）、壓電傳感器等在結構關鍵部位的植入技術，用於實時監測應力、應變、裂縫開展情況。並結閤有限元模型，實現結構的早期損傷識彆和壽命預測。 4. 新型結構施工技術： 探討瞭滑模、爬模技術在核心筒施工中的優化應用，以及預製構件的精確安裝和接縫處理技術。 六、 結構工程的專業化方嚮探討 本書的最後一部分著眼於未來土木工程的發展趨勢。 1. 結構工程的數字化轉型： 深入介紹瞭建築信息模型（BIM）在結構深化設計、施工模擬（4D）、成本控製（5D）中的應用流程，特彆是BIM到有限元分析模型的無縫轉換技術。 2. 可修復與自適應結構概念： 討論瞭利用形狀記憶閤金（SMA）或智能材料實現結構在輕微損傷後能夠自我恢復或改變性能的設計思路，提升結構的整體韌性。 3. 既有結構評估與加固修復： 提供瞭針對鋼筋銹蝕、碳化引起的承載力下降的評估方法，並詳細介紹瞭碳縴維布（CFRP）粘貼、外包鋼、新增支撐等加固技術的適用條件與施工要點。 本書特點： 理論與實踐緊密結閤： 每章節後附有工程實例分析，將復雜理論轉化為可操作的設計參數。 規範前沿性： 內容充分參考瞭國內外最新的結構設計規範（如Eurocode、AASHTO以及我國現行規範的最新修訂內容）。 圖示豐富： 包含大量結構受力圖、節點詳圖和施工流程示意圖，便於讀者直觀理解。 本書適閤土木工程、結構工程專業的高年級本科生、研究生以及從事結構設計、施工、監理和研究的工程技術人員作為核心參考書目。

作者簡介

莊水發

　　現職：
　　國立颱灣科技大學 機械工程係 兼任講師
　　高雄市力行文教機構 升大學部執行主任、專任教師

　　學曆：
　　國立颱灣科技大學 機械工程係 博士
　　國立颱灣科技大學 機械工程係 碩士
　　國立颱灣大學 機械工程學係 學士

　　經曆：
　　國立颱灣科技大學 機械工程係 兼任講師
　　國立颱灣科技大學 光機電技術研發中心 博士後研究員

修芳仲

　　現職：
　　國立颱灣科技大學 機械係 係主任
　　國立颱灣科技大學 光機電技術研發中心 主任

　　學曆：
　　德國阿亨工業大學 博士
　　國立颱灣大學 機械工程所 碩士
　　國立颱灣科技大學 機械工程係 學士

　　經曆：國立颱灣科技大學 教授

丁一能

　　現職：颱北市南港高工 電機科 主任

　　學曆：
　　輔仁大學 電子工程所 碩士
　　颱灣科技大學 電機工程係 學士

　　經曆：
　　士林高商 註冊組 組長
　　中正高中 總務主任
　　颱北市教育局資訊小組(藉調)
　　南港高工 建教閤作組長

廖誌偉

　　現職：颱塑河靜鋼鐵 冶金技術部 擴建工程師

　　學曆：
　　國立颱灣科技大學 機械工程研究所 博士
　　國立颱灣科技大學 機械工程研究所 碩士
　　國立虎尾技術學院 自動化工程係 二技

　　經曆：
　　國立颱灣科技大學 光機電技術研發中心 博士後研究員
　　國立颱灣科技大學 機械係 兼任助理教授
　　國立颱灣科技大學 機械係 兼任講師級專傢
　　明誌科技大學 機械係 兼任助理教授
　　國立颱灣科技大學 機械係 博士後研究員

第一章　自動化機構與零件設計
1-1　自動化機械設計（以自動化精密平颱為例）
1-1-1 自動化機械設計流程
1-1-2 功能需求
1-1-3 綫性滑軌選用（額定荷重、壽命計算）
1-1-4 平颱與滑軌設計（3D實體繪圖）
1-1-5 滾珠螺桿選用（精密等級選定、導程計算、軸徑計算、危險速度計算、壽命計算）
1-1-6 螺桿支撐座選用
1-1-7 螺桿與螺桿支撐座設計（3D實體繪圖）
1-1-8 伺服馬達選用（額定轉速計算、額定扭矩計算、瓦數選定）
1-1-9 其他配閤零組件設計與選用（馬達固定座、連軸器、底闆、滑軌墊高塊）
1-2　零件工程圖

第二章　感測器應用
2-1　近接感測器
2-1-1 電磁近接感測器
2-1-2 光學近接感測器
2-1-3 超音波近接感測器
2-1-4 霍爾效應近接感測器
2-2　光學鏇轉編碼器
2-3　光學尺
2-4　極限開關
2-5　溫度感測器
2-5-1 電阻溫度感測器
2-5-2 熱敏電阻
2-5-3 熱電偶
2-5-4 雙金屬溫度感測器
2-5-5 積體電路感測器

第三章　馬達應用
3-1　運動控製簡介
3-1-1 運動控製的5種軌跡
3-1-2 實際運動的驅動模式
3-2　步進控製係統
3-2-1 步進控製方塊圖
3-2-2 步進馬達種類
3-2-3 步進控製係統元件
3-2-4 步進馬達驅動原理
3-2-5 步進激磁方式
3-2-6 步進馬達運轉特性
3-2-7 訊號脈波選用
3-2-8 步進角計算

第四章　工業配綫
4-1　按鈕開關（Push Button Switch）
4-1-1 工業型按鈕
4-1-2 按鈕開關用途區分
4-2　栓型保險絲（D-Fuse）
4-3　指示燈（Pilot Lamp，PL）
4-3-1 指示燈的構造與意義
4-4　電源供應器
4-5　配綫要領
4-5-1 導綫的選用
4-5-2 導綫處理原則
4-5-3 接綫端子颱選用（Terminal Block，TB）
4-5-4 壓接端子的選用
4-5-5 步進馬達配電範例
4-5-6 實習平颱接綫圖
4-6　繼電器（Relay）
4-6-1 電磁繼電器的工作原理和特性
4-6-2 熱敏乾簧繼電器的工作原理和特性
4-6-3 固態繼電器（SSR）的工作原理和特性
4-6-4 磁簧繼電器的工作原理和特性
4-6-5 光繼電器的工作原理和特性
4-6-6 繼電器實際運用

第五章　機器視覺應用
5-1　何謂機器視覺
5-2　械視覺係統
5-3　光源與照明技術
5-3-1 光源係統之分類
5-3-2 光源照明技術之分類
5-3-3 光源特性
5-3-4 結論
5-4　攝影機
5-4-1 綫掃描與麵掃描攝影機
5-4-2 傳輸介麵
5-5　鏡頭
5-5-1 鏡頭的特性
5-5-2 鏡頭種類
5-5-3 機器視覺係統參數
5-5-4 機器視覺係統選配
5-6　機器視覺係統選用範例

第六章　數位影像處理與辨識應用
6-1　何謂數位影像
6-2　數位影像之性質
6-3　數位影像處理
6-3-1 待測範圍（Regions of Interest, ROI）
6-3-2 直方圖（Histogram）
6-3-3 二值化處理（Thresholding Processing）
6-3-4 影像亮度、對比與曝光調整
6-3-5 型態學（Morphology）
6-3-6 濾波（Filter）
6-3-7 低通濾波器（Low-pass Filter）
6-3-8 高通濾波器（High-pass Filter）
6-4　分析辨識
6-4-1 邊緣偵測
6-4-2 邊緣偵測
6-4-3 直綫偵測
6-4-4 圖像比對
6-4-5 幾何比對
6-4-6 尺寸校正

第七章　資料擷取與分析
7-1　量測係統概念
7-1-1 訊號種類
7-1-2 量測係統架構
7-2　建立量測係統
7-2-1 物理訊號轉換為電氣訊號
7-2-2 訊號條件處理（Signal Conditioning, SCXI）
7-3　訊號格式轉換介麵
7-3-1 類比轉數位（ADC）
7-3-2 數位／類比轉換（DAC）
7-3-3 數位輸齣／輸入（Digital Output / Input）

第八章　圖控程式概論
8-1　圖控程式介紹（LabVIEW）
8-1-1 圖形化語言
8-1-2 LabVIEW 操作環境介紹
8-1-3 Getting Stated 環境介紹
8-1-4 善用Find Examples
8-1-5 人機介麵（Front Panel）與程式方塊區（Block Diagram）操作
8-1-6 快速鍵的使用
8-1-7 Help的使用
8-2　VI 程式的撰寫
8-2-1 控製單元（Control）與顯示單元（Indicator）
8-2-2 邏輯運算核心元件
8-2-3 接綫
8-2-4 執行VI程式
8-3　迴圈與結構
8-3-1 For 迴圈
8-3-2 While 迴圈
8-3-3 移位暫存器（Shift Registers）的功能
8-4　陣列與資料叢集
8-4-1 陣列處理函數
8-4-2 陣列運算的形態Polymorphism
8-4-3 叢集
8-4-4 陣列與叢集的轉換

第九章　機電係統專案應用範例
9-1　電纜連接器滑軌自動化光學檢測係統
9-1-1 簡介
9-1-2 係統架構
9-1-3 研究方法
9-1-4 實驗分析
9-1-5 結果與討論
9-2　破壞式微型鑽針視覺心厚量測係統
9-2-1 簡介
9-2-2 係統架構
9-2-3 研究方法
9-2-4 實驗分析
9-2-5 結論與未來展望

第十章　綜閤實習
10-1　馬達應用實習
10-1-1 實習目的
10-1-2 技術指標
10-1-3 實習內容
10-2　影像擷取實習
10-2-1 實習目的
10-2-2 技術指標
10-2-3 實習內容
10-3　影像處理實習
10-3-1 實習目的
10-3-2 技術指標
10-3-3 實習內容
10-4　資料擷取實習
10-4-1 實習目的
10-4-2 技術指標
10-4-3 實習內容
10-5　機電係統應用- 雙軸定位係統實習
10-5-1 實習目的
10-5-2 技術指標
10-5-3 實習內容
參考資料

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，已經超越瞭單純的學術範疇，而是深入到瞭工程實踐的精髓。書中在討論「動態係統的穩定性」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「控製器設計」部分的闡述，他介紹瞭PID控製器，並詳細解釋瞭P、I、D三個參數對係統響應的影響，同時也探討瞭如何根據實際需求來調整這些參數，以達到最佳的控製效果。書中還包含瞭一些關於「模糊邏輯控製」和「神經網路控製」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製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☆☆☆☆☆

對於我這種在大學時期非機電相關科係畢業，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。以往在工作場閤，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，為我解開瞭許多疑惑。它沒有過多理論上的「大而化之」，而是著重於各個子係統的「為何」與「如何」。例如，在介紹「感測器」時，它不僅說明瞭原理，更列舉瞭不同應用情境下適閤選擇的感測器類型，以及它們的優缺點。在「緻動器」的部分，則詳細比較瞭不同馬達的扭矩、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「係統整閤與除錯」的章節，更是讓我受益匪淺。它提供瞭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製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係統的構成與運作有瞭全麵的認識，大大提升瞭我與工程師溝通的效率，也讓我在麵對問題時，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」的層麵上，達到瞭令人驚喜的深度與廣度。它不僅涵蓋瞭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瞭清晰的邏輯聯繫。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，而是進一步探討瞭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，除瞭歐姆定律、剋希荷夫定律之外，書中還引入瞭電路分析中常用的方法，例如節點分析法、網目分析法，並提供瞭範例說明，讓讀者能夠快速掌握。我特別欣賞書中對於「係統模型化」的介紹，它展示瞭如何將實際的物理係統，透過數學方程式來描述，進而進行分析和模擬。這對於理解係統的行為至關重要。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紮實機電工程基礎，並且不滿足於淺嘗輒止的讀者們的理想讀物。

评分☆☆☆☆☆

這次拜讀《機電工程概論》，最大的收穫莫過於對於「機電整閤」這個概念的具體認知。以往我總覺得機械、電子、控製是三條獨立的線，各自有其理論和應用。但這本書徹底顛覆瞭我的想法。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、互相製約。書中關於「感測器與緻動器」的章節，讓我印象深刻。作者詳細介紹瞭不同種類的感測器（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；同時也探討瞭各種緻動器（如直流馬達、步進馬達、伺服馬達）的特性與控製方法。最讓我驚豔的是，他接著闡述瞭如何利用這些感測器偵測係統狀態，再透過控製器發齣指令給緻動器，進而實現精確的運動控製。這種「偵測—判斷—執行」的閉迴路係統概念，在書中得到瞭非常清晰且全麵的展現。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，讓我看到瞭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瞭一扇窗，讓我對機電工程的未來發展充滿瞭期待。

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「半路齣傢」學習者，這本書的齣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，再到最後的控製係統與整閤應用，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，這讓學習過程充滿瞭樂趣，而不是枯燥的死記硬背。我特別喜歡書中關於「動態係統的響應」那部分的闡述，作者透過簡單的彈簧-質量-阻尼係統，將複雜的微分方程與實際的物理現象巧妙地連結起來，讓我對係統的穩定性和瞬態響應有瞭更深刻的體悟。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。