机械原理教学绪论PPT

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1、 机机机机 械械械械 原原原原 理理理理 西南交通大学西南交通大学西南交通大学西南交通大学温亚莲温亚莲温亚莲温亚莲20201111年年年年 秋天秋天秋天秋天绪论绪论绪论绪论 1 本课程教学安排v课程教学总学时数：64学时v 理论教学：56学时v 实验教学：8学时v考试成绩：v卷面 0.6(0.7) 平时0.1 大作业 0.3(0.2)2 本课程教材 参考书v教材 v机械原理 冯鉴 主编 西南交大出版v参考教材1. 孙桓孙桓 陈作模主编陈作模主编 机械原理机械原理 高教出版社高教出版社 第第7 7版版 2006年年2. 申永胜主编申永胜主编 机械机械原理教程原理教程 清华大学清华大学出版社出版社

2、 2000年年 3. 邹惠君等主编邹惠君等主编机械原理机械原理 高教出版社高教出版社 第第1 1版版1999年年4.房海蓉主编房海蓉主编机械原理机械原理参考教材：参考教材：3 目录v绪论绪论v第一章第一章机构的机构的构型分析构型分析v第二章第二章平面机构的运平面机构的运动分析动分析v第三章第三章平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计v第四章第四章凸轮机构及其设计凸轮机构及其设计v第五章第五章齿轮机构及其设计齿轮机构及其设计v第六章第六章轮系及其设计轮系及其设计v第七章第七章其它常用机构简介其它常用机构简介v第八章 机构的力分析绪论绪论1-1 本课程研究的对象及内容本课程研究的对象及内容1-2

3、 学习本课程的目的学习本课程的目的1-3 如何进行本课程的学习如何进行本课程的学习& 1 机械原理课程的研究对象与内容机械原理课程的研究对象与内容机械是机器与机构的总称。机械是机器与机构的总称。机机械械机机 器器机机 构构研究对象：研究对象：什么是机器呢？什么是机器呢？ 什么是机构呢？什么是机构呢？v机器、机构机器机器 可以用来变换或传递能量、物料与信息。可以用来变换或传递能量、物料与信息。1.人为的各种实物的组合。2.组成机器的各种实物间具有确定的相对运动。3.可代替或减轻人的劳动，完成有用的机械功或转换机械能机构机构 由若干个构件组成，且各构件之间有确定的相对运动。实现传递机械运动和动力或

4、改变机械运动形式的构件组合体。它是用来传递运动和动力的可动装置。它只符合机器的前两个特征。发电机等是能量变换的装置，即可将某种发电机等是能量变换的装置，即可将某种形式的能量变换成机械能，或者把机械能形式的能量变换成机械能，或者把机械能变换成其他形式的能量。例如：内燃机、变换成其他形式的能量。例如：内燃机、压气机、涡轮机、电动机等。压气机、涡轮机、电动机等。是是完完成成有有用用的的机机械械功功或或者者是是搬搬运运物物品品。例例如如：轧轧钢钢机机、织织布布机机、缝缝纫纫机机、汽汽车、飞机和金属切削加工机床等。车、飞机和金属切削加工机床等。是是用用来来获获得得和和变变换换信信息息的的。例例如如：机机

5、械械式式积积分分仪仪、计计帐帐机机、打打字字机机和和绘绘图图仪。仪。机器与其它装置的主要区别是：机器与其它装置的主要区别是：机器一定要作机械运机器一定要作机械运动，并通过运动来实现能量物料和信息的变换动，并通过运动来实现能量物料和信息的变换机构机构（mechanism）用来传递运动和力或改变运动形用来传递运动和力或改变运动形式的构件系统式的构件系统机构和机器的区别机构和机器的区别 机构只是一个构件系统，而机器除构件系机构只是一个构件系统，而机器除构件系 统外，还包含电气、液压等其它系统统外，还包含电气、液压等其它系统 机构只用来传递运动和力，而机器除传递机构只用来传递运动和力，而机器除传递运动

6、和力外，还具有运动和力外，还具有变换或传递能量、物料变换或传递能量、物料和信息的功能和信息的功能机械应用实例v1 内燃机连杆机构连杆机构 齿轮机构齿轮机构 凸轮机构凸轮机构单单缸缸内内燃燃机机中中就就包包含含了了三三种种常常用用机机构构：连连杆杆机机构构、齿齿轮轮机机构、凸轮机构。构、凸轮机构。机械应用实例v2 自动装卸机械应用实例v3 冰激凌灌装机械应用实例v4 扭头刨床机械应用实例v5 磁盘一部机器可能包含多种类型的机构，也可能一部机器可能包含多种类型的机构，也可能只包含一种机构。只包含一种机构。凸轮机构凸轮机构齿轮机构齿轮机构连杆机构连杆机构总结机器的特点 规律名词术语解释名词术语解释:

7、1.构件构件(Link) 独立的独立的运动运动单元单元 内燃机内燃机 机构的组成机构的组成内燃机内燃机连杆连杆套筒套筒连杆体连杆体螺栓螺栓垫圈垫圈螺母螺母轴瓦轴瓦连杆盖连杆盖零件零件(part、element) 独立的独立的制造制造单元单元 零件与构件零件与构件v1)零件零件将机器拆卸，拆至不可再拆所将机器拆卸，拆至不可再拆所得的最小单元体。得的最小单元体。v2)构件构件由零件组成的刚性系统。（可由零件组成的刚性系统。（可由一个或多个零件组成）由一个或多个零件组成）v*零件是制造的最小单元，构件是运动零件是制造的最小单元，构件是运动的最小单元。的最小单元。二二 零件和构件零件和构件零件是组成机

8、器的最小制造单元，分为专用零件、通用零件。构件是机器的运动单元，一般由若干个零件刚性联接而成，也可以是单一的零件。若从运动的角度来讲，可以认为机器是由若干个构件组装而成的例如：齿轮、传动链、传动带、蜗杆、蜗轮、轴、联轴器、离合器、制动器、滚动轴承、滑动轴承、螺栓、键、花键、销；铆、焊、胶结构件；弹簧、机架、箱体等。在机械原理课程中要研究以下内容：在机械原理课程中要研究以下内容：1、机构的分析、机构的分析（1）机构的结构分析）机构的结构分析研究机构的组成原理，即机构组成的一般规律。研究机构的组成原理，即机构组成的一般规律。研究机构运动的可能性与确定性的条件。研究机构运动的可能性与确定性的条件。（

9、2）机构的运动分析）机构的运动分析研究在给定原动件运动的条件下，机构各点的轨迹、研究在给定原动件运动的条件下，机构各点的轨迹、位移、速度、加速度等运动特性。位移、速度、加速度等运动特性。2、常用机构的设计问题、常用机构的设计问题主要研究：连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、间歇运动主要研究：连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、间歇运动机构等的设计理论和设计方法。机构等的设计理论和设计方法。3、机械系统运动方案设计、机械系统运动方案设计4、机械动力学问题、机械动力学问题主要研究：如何根据机器的功能来确定运动方案。主要研究：如何根据机器的功能来确定运动方案。主要研究：机械系统的真实运动规律、机械的调速和机主要

10、研究：机械系统的真实运动规律、机械的调速和机构的平衡。构的平衡。（3）机构的力分析）机构的力分析 研究机构的各构件和运动副中力的计算、摩擦及效研究机构的各构件和运动副中力的计算、摩擦及效率问题。率问题。3 目录v绪论绪论v第一章第一章机构的机构的构型分析构型分析v第二章第二章平面机构的运平面机构的运动分析动分析v第三章第三章平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计v第四章第四章凸轮机构及其设计凸轮机构及其设计v第五章第五章齿轮机构及其设计齿轮机构及其设计v第六章第六章轮系及其设计轮系及其设计v第七章第七章其它常用机构简介其它常用机构简介v第八章 机构的力分析1-2 1-2 学习本课程的目的学习

11、本课程的目的机械原理课程的地位机械原理课程的地位1. 机械原理是机械类各专业的一门主干技术基础课程。机械原理是机械类各专业的一门主干技术基础课程。2. 与一般的基础课比更接近工程实际。与一般的基础课比更接近工程实际。3. 与专业课比具有更宽的研究面和更广的适应性。与专业课比具有更宽的研究面和更广的适应性。学习本课程的目的学习本课程的目的1. 为学习机械类有关专业课打好理论基础。为学习机械类有关专业课打好理论基础。2. 为机械产品的创新设计打下良好的基础为机械产品的创新设计打下良好的基础3. 为现有机械的合理使用和革新改造打基础。为现有机械的合理使用和革新改造打基础。研究内容：研究内容：机械设计

12、的一般过程：机械设计的一般过程：需求需求分析分析机械机械方案方案设设 计计机械方案机械方案运动分析运动分析机械方案机械方案动力分析动力分析机机 械械造型设计造型设计机械工作机械工作能力设计能力设计确确 定定工艺方案工艺方案确确 定定工艺参数工艺参数机械结构机械结构设设 计计1-3 1-3 如何进行本课程的学习如何进行本课程的学习学习方法：学习方法：1. 在学习知识的同时，注重能力的培养。在学习知识的同时，注重能力的培养。2. 在重视逻辑思维的同时，加强形象思维能力的培养。在重视逻辑思维的同时，加强形象思维能力的培养。3. 注意先修课程的应用。注意先修课程的应用。4. 理论联系实际，能够做到举一

13、反三。理论联系实际，能够做到举一反三。教学环节：教学环节： 理论教学理论教学 课程设计课程设计一台典型的现代化机器是由四个部分组成的，即一台典型的现代化机器是由四个部分组成的，即原动机、传动机构、执行机构和控制系统原动机、传动机构、执行机构和控制系统。机机器器原原 动动 机机（机器的动力来源） 传动机构传动机构（把原动机的运动和动力传递给工作机）执行机构执行机构（完成工作任务的部分）控制系统控制系统（使机器的原动部分、传动部分、工作部分按一定的顺序和规律运动，完成给定的工作循环）& 2 现代化机器的组成现代化机器的组成原动机原动机用于提供动力用于提供动力发电机发电机化石燃料化石燃料水水 能能太

14、阳能太阳能内燃机内燃机外燃机外燃机电动机电动机风风 能能水轮机水轮机风力机风力机太阳能电池太阳能电池机机 器器化石燃料化石燃料内燃机内燃机机机 器器化石燃料化石燃料外燃机外燃机机机 器器水水 能能风风 能能水轮机水轮机风力机风力机机机 器器机机 器器液压马达液压马达电动机电动机机机 器器泵泵液液 压压 缸缸气压马达气压马达电动机电动机机机 器器空气压缩机空气压缩机气气 缸缸原动机主要有原动机主要有电动、液动、气动电动、液动、气动三种形式三种形式从运动形式来划分有回转、往复直线和步进等多种运动形式从运动形式来划分有回转、往复直线和步进等多种运动形式常用原动机形式常用原动机形式电动原动机电动原动机

15、:电动原动机的形式是：电动机电动原动机的形式是：电动机从运动形式看，电动机有输出转动的回转电动机和输出往复移动的直从运动形式看，电动机有输出转动的回转电动机和输出往复移动的直线电动机线电动机从电源形式看，电动机有使用交流电源的交流电动机和使用直流电源从电源形式看，电动机有使用交流电源的交流电动机和使用直流电源的直流电动机的直流电动机从控制形式看，有输出位移、速度都不可控制的电动机，有输出位移、从控制形式看，有输出位移、速度都不可控制的电动机，有输出位移、速度、力矩可以控制的控制电动机。速度、力矩可以控制的控制电动机。这是最常用的交流异步电动机这是最常用的交流异步电动机这是这是步进电机步进电机，

16、它可以按输入的电脉，它可以按输入的电脉冲数回转相应的角度。冲数回转相应的角度。这是伺服这是伺服电动机电动机，它可以精确的控制电动机的输出位移和转速。，它可以精确的控制电动机的输出位移和转速。液压原动机液压原动机:液压原动机的形式是：液压马达和液压油缸。液压原动机的形式是：液压马达和液压油缸。液压马达输出回转运动，液压油缸输出往复直线运动。液压马达输出回转运动，液压油缸输出往复直线运动。BM型型摆线液液压马达达液压油缸液压油缸气动原动机气动原动机:气动原动机的形式是：气动马达和气缸。气动原动机的形式是：气动马达和气缸。气动马达输出回转运动，气缸输出往复直线运动。气动马达输出回转运动，气缸输出往复

17、直线运动。叶片马达叶片马达柱塞马达柱塞马达无导杆气缸无导杆气缸有导杆气缸有导杆气缸气气缸缸传动机构传动机构 将运动和动力传递或变换给执行机构将运动和动力传递或变换给执行机构圆柱齿轮减速器圆柱齿轮减速器锥齿轮减速器锥齿轮减速器在传动机构中一般首先与电机联接的是减速机构，最常用的是各种类在传动机构中一般首先与电机联接的是减速机构，最常用的是各种类型的减速器、变速器等。型的减速器、变速器等。执行机构执行机构 用于实现机器的功能，如机床的刀架、机器人的手用于实现机器的功能，如机床的刀架、机器人的手爪等。爪等。该机器人的手爪协调运动夹持球体实现任该机器人的手爪协调运动夹持球体实现任意运动，这是一种智能型

18、机器人。意运动，这是一种智能型机器人。全方位准椭球齿轮柔性关节控制系统控制系统用于实现机器执行机构之间的工作协调，或者各机用于实现机器执行机构之间的工作协调，或者各机器之间的工作协调。器之间的工作协调。控制模式控制模式原动机原动机传动机构传动机构执行机构执行机构控制系统控制系统原动机原动机传动机构传动机构执行机构执行机构控制系统控制系统原动机原动机传动机构传动机构执行机构执行机构应用领域扩大应用领域扩大上天上天( (太空探险太空探险) )、入地、入地( (水平钻探水平钻探) )、下海下海( (深海勘探、打捞作业深海勘探、打捞作业) )、甚至钻入人体内、甚至钻入人体内( (血管清血管清理理) )

19、。与其他学科的交叉渗透作用增强与其他学科的交叉渗透作用增强与电子工程、计算与电子工程、计算机科学、控制工程、材料科学、生物医学等相互渗透，机科学、控制工程、材料科学、生物医学等相互渗透，诞生了若干新学科。如机械电子学、仿生机械学、机器诞生了若干新学科。如机械电子学、仿生机械学、机器人机械学、机械人机械学、机械CADCAD等。等。新机构不断涌现新机构不断涌现如自控机构、机器人机构、仿生机如自控机构、机器人机构、仿生机构、柔性及弹性机构、机电气液综合机构等。构、柔性及弹性机构、机电气液综合机构等。注重机械的动力性能注重机械的动力性能在机械分析与综合时，由只考在机械分析与综合时，由只考虑运动性能过渡

20、到同时考虑其动力性能。虑运动性能过渡到同时考虑其动力性能。机械机械原理原理学科学科的发的发展展4 4 机械原理学科发展现状简介机械原理学科发展现状简介多种星际探测器多种星际探测器和和平平号号空空间间站站国国际际空空间间站站 空中客车空中客车A380A380的最的最大载客量为大载客量为840840人，最大人，最大航程航程16,000 km16,000 km，是目前是目前全球载客量最大的飞机。全球载客量最大的飞机。 波音波音777-200LR777-200LR客客机的载客量为机的载客量为301301人，最人，最大飞行距离为大飞行距离为17,500 km17,500 km，是目前世界上航程最远是目前

21、世界上航程最远的客机。的客机。深井钻探设备深井钻探设备沙漠石油钻探作业沙漠石油钻探作业定向钻井是一种新技术，可不用移动井架就能实现远距离水平钻探。定向钻井是一种新技术，可不用移动井架就能实现远距离水平钻探。海洋石油海洋石油钻探平台钻探平台海海底底探探索索救助打捞救助打捞形形色色的水下机器人形形色色的水下机器人60006000米水下机器人米水下机器人人体器官内的微型机器人人体器官内的微型机器人医疗医疗机器机器人正人正辅助辅助心脏心脏病手病手术术 磁悬浮列磁悬浮列车的动力学特性车的动力学特性是悬浮控制与走是悬浮控制与走行控制的关键因行控制的关键因素素 磁悬浮列磁悬浮列车的运行速度高车的运行速度高达

22、达550 km/h550 km/h 仿生机构学的研究一直受到很大重视。不少仿生机构学的研究一直受到很大重视。不少国家积极开展对人的手指、手腕和手臂的结构、动国家积极开展对人的手指、手腕和手臂的结构、动作原理和运动范围的分析研究，已研制出各种多自作原理和运动范围的分析研究，已研制出各种多自由度的生物电控或声控的机械假手，造福于人类。由度的生物电控或声控的机械假手，造福于人类。同时，各种仿生步行机构也不断被研究出来。同时，各种仿生步行机构也不断被研究出来。 另外，通过研制蛇形机构来探测管另外，通过研制蛇形机构来探测管道故障；通过鱼游机构研制来解决深水探道故障；通过鱼游机构研制来解决深水探测问题。测

23、问题。 随着人们对各种仿生机构的深入研随着人们对各种仿生机构的深入研究，将会有利于创造出各种新颖的、具有究，将会有利于创造出各种新颖的、具有特殊功能的新机构来。特殊功能的新机构来。中中国国首首台台拟拟人人形形机机器器人人翩翩翩翩起起舞舞的的机机器器人人仿真美女仿真美女机器人机器人各式各样的仿生机械各式各样的仿生机械蜂鸟侦察机蜂鸟侦察机 随着现代科学技术的发展，随着现代科学技术的发展，2020世纪世纪8080年代中后期兴起了对微型机械年代中后期兴起了对微型机械（或称为微型机电系统）的研制，以适应生物、环境控制、医学、航空航（或称为微型机电系统）的研制，以适应生物、环境控制、医学、航空航天、数字通

24、信、传感技术、灵巧武器等领域在微小型化方面提出的日益增天、数字通信、传感技术、灵巧武器等领域在微小型化方面提出的日益增长的要求。长的要求。 微型机械在尺度、构造、材料、制造方法和工作原理等方面都与传微型机械在尺度、构造、材料、制造方法和工作原理等方面都与传统机械截然不同。微型机械具有体积小、重量轻、能耗低、集成度高和智统机械截然不同。微型机械具有体积小、重量轻、能耗低、集成度高和智能化高等特点，它与多门学科紧密结合。能化高等特点，它与多门学科紧密结合。 微型机械的出现还推动了处于机械原理学科前沿的微型光微型机械的出现还推动了处于机械原理学科前沿的微型光- -机机- -电学电学分支的产生，开始了

25、对微型机构的尺寸效应、精确度、运动变换和动力传分支的产生，开始了对微型机构的尺寸效应、精确度、运动变换和动力传递以及运动过程中动态特性等的研究。递以及运动过程中动态特性等的研究。本章结束本章结束思 考 题1.1.辨析以下术语：辨析以下术语： 机器 机构 构件 零件 机械 1）零件是机器中的 单元体；构件是机构中的 单元体。 2）内燃机中的连杆属于 。 A A零件零件 B.B.机构机构 C.C.构件构件 3）机器与机构的主要区别是： 。 A. A. 机器较机构运动复杂；机器较机构运动复杂； B. B. 机器能完成有用的机械功或转换能量；机器能完成有用的机械功或转换能量； C. C. 机器能变换运

26、动形式机器能变换运动形式。 4）一种相同的机构 机器。 A. A. 只能组成相同的只能组成相同的 B. B. 可以组成不同的可以组成不同的 C. C. 只能组成一种只能组成一种2.谈谈你对机械学科及机械原理课程的认识。谈谈你对机械学科及机械原理课程的认识。复习题机器和构件的主要区别是什么？构件：用来传递运动和动力；机器：除传递运动和动力外，还能转换机械能或完成有用的机械功。机械原理课程的性质与任务机械原理课程的性质与任务是是研研究究机机械械性性能能分分析析与与设设计计的的基基本本理理论论与与方法的专业基础课程之一。方法的专业基础课程之一。机械原理的教学内容（归纳起来三大点）机械原理的教学内容（

27、归纳起来三大点）1 1、研究机构的组成及具有确定运动的条件。、研究机构的组成及具有确定运动的条件。 2 2、研究、研究四种基本机构四种基本机构的特性和设计方法：的特性和设计方法： 连杆机构，凸轮机构，齿轮机构，间歇运动机构连杆机构，凸轮机构，齿轮机构，间歇运动机构. . 3 3、机构系统运动方案设计。、机构系统运动方案设计。返回返回& 1-3 设计与创新设计与创新一、设计一、设计设计是基础理论，应用技术和实践经验综合应用的过程设计是基础理论，应用技术和实践经验综合应用的过程设计本身就是一种创造性劳动设计本身就是一种创造性劳动超声波发生器二、创新二、创新自然科学领域的最高成就是自然科学领域的最高

28、成就是发现发现应用技术领域的最高成就是应用技术领域的最高成就是发明发明基础理论知识基础理论知识应用技术知识应用技术知识实践经验实践经验发明：发明：强烈的创新意识强烈的创新意识勤奋的工作勤奋的工作两用折叠椅两用折叠椅双曲面滚柱加载器双曲面滚柱加载器外环外环内环内环同向传动齿轮同向传动齿轮叶片差速泵叶片差速泵普通车床普通车床数控车床数控车床数控铣床，数控铣床，这是一种这是一种机器机器，主，主要用来加要用来加工平面和工平面和曲面。曲面。主轴主轴安装铣安装铣刀刀工作台工作台锯床锯床并联机床原型机并联机床原型机数控压弯机数控压弯机数控剪板机数控剪板机美国西科斯基公司生产的美国西科斯基公司生产的“黑鹰黑鹰

29、”直升机直升机主旋翼主旋翼尾尾旋旋翼翼“神舟五号神舟五号”发射时的情景。发射时的情景。发射塔发射塔、运运载火箭载火箭都是庞大的都是庞大的机器机器。索杰纳火星车索杰纳火星车它是美国国家航空航它是美国国家航空航天局于格林威治时间天局于格林威治时间1997年年7月月4日日17时时07分发射的火星探路分发射的火星探路者号宇宙飞船成功地者号宇宙飞船成功地在火星表面着陆，该在火星表面着陆，该飞船携带了索杰纳火飞船携带了索杰纳火星车，这也是一种机星车，这也是一种机器。器。世世 界界 最最 小小 的的 微微 型型 机机 械械 人人Worlds smallest robot美国山迪美国山迪亚国家国家实验室的科学

30、家，成室的科学家，成功研制了相信是世功研制了相信是世界最小的微型机械界最小的微型机械人，人，这微型机械人微型机械人体体积只有四分之一只有四分之一立方寸，体重小於立方寸，体重小於一盎司。一盎司。 飞船与火箭对接飞船与火箭对接EJ2000的尾喷口的尾喷口 摆线针轮减速器摆线针轮减速器38mm50mm50mm50mm直流伺服电机（直流伺服电机（100W）重量重量0.7 0.7 kgkg额定输出扭矩额定输出扭矩 45 45 NmNm最大输出扭矩最大输出扭矩 80 80 NmNm短程地对地导弹电舵机短程地对地导弹电舵机电动机转速电动机转速 4200 rpm输出转速输出转速 13 rpm实例分析：实例分析

31、：内燃机内燃机内燃机动画内燃机动画工件自动装卸装置工件自动装卸装置工作原理工作原理: 活塞10 汽缸 排气阀12打开，废气由排气管15排出燃气通过进气阀17 进气阀17关闭 活塞10 压缩燃气，点火，燃烧、膨胀产生压力推动 活塞10 通过连杆3带动曲轴4转动 输出机械能 活塞10 图1-1用来开启、关闭进气阀和排气阀； 凸轮7顶杆8、9用来保证活塞和进、排气阀之间形成一定规律的动作。 齿轮1齿轮18 以上各部分协调配合工作，便能把燃气燃烧时产生的热能转变为曲轴转动的机械能。 图1-12）牛头刨床牛头刨床(shaper)：如图功用：功用：可以把输给电动机的电能转换成刨刀切削工件的机械能。组成：组

32、成：电动机1 小齿轮2 曲柄3(与大齿轮固联) 滑块4和6 导杆5 刨头7 工作台8 丝杠9 床身10工作原理：工作原理： 电动机 皮带、齿轮传动曲柄3(回转) 工作台8(横向移动)导杆5(往复摆动)刨头7(刨刀)(往复直线移动)通过其他辅助部分带动丝杠9(间歇回转)刨削动作 产生实现工件的进给动作机器具有以下几个共同的特征： 多种实物的组合体； 各实物之间具有确定的相对运动； 能完成有用的机械功或转换机械能，可用来代替或减轻人类的劳动； 传统机器 具有自我调节、自我控制的能力。如机器人、机械手。 机器是根据某种使用要求而设计的一种人为实物组合的执行机械运动的装置，其作用是变换或传递能量、物料、信息，以代替或减轻人类的劳动。