機電接口技術是研究機電一體化系統(tǒng)中的接口問題，使系統(tǒng)中信息和能量的傳遞和轉換更加順暢，下面是學習啦小編整理的機電接口技術論文，希望你能從中得到感悟!

　　機電接口技術論文篇一

　　機電一體化系統(tǒng)的接口技術初探

　　摘 要：機電接口技術是研究機電一體化系統(tǒng)中的接口問題，使系統(tǒng)中信息和能量的傳遞和轉換更加順暢，使系統(tǒng)各部分有機的結合在一起，形成完整的系統(tǒng)。文章分析了機電一體化系統(tǒng)的設計及內(nèi)涵，并探討機電接口技術對機電一體化發(fā)展的影響。

　　關鍵詞：機電一體化 接口技術 動力接口 智能接口

　　1前言

　　機電一體化產(chǎn)品的性能在很大程度上取決于接口的性能，即各要素和各子系統(tǒng)之間的接口性能是綜合系統(tǒng)性能優(yōu)劣的決定性因素。因此，機電接口技術是解決如何把機電及相關領域技術有機地融為一體，從而設計出最優(yōu)的機電一體化產(chǎn)品的研究領域。

　　2機電一體化系統(tǒng)的設計

　　機電一體化是建立在機械、電子、計算機、自動控制、傳感與測試等現(xiàn)代高新群體基礎上的一種先進技術。機電一體化產(chǎn)品由機械分系統(tǒng)和微電子分系統(tǒng)兩大部分組成，二者又分別由若干要素構成。要構成一個完整的系統(tǒng)，就必須在系統(tǒng)各要素、各子系統(tǒng)之間順利地進行物質、能量和信息的傳遞與交換。即各要素和子系統(tǒng)的相接處必須具備一定的聯(lián)系條件，這個聯(lián)系條件即機電一體化系統(tǒng)接口。

　　在早期的機電一體化系統(tǒng)中，機械部分的設計是系統(tǒng)設計的中心。電能僅用于驅動，為系統(tǒng)提供動力。利用直流電動機的變速功能，雖然可以簡化機械系統(tǒng)的傳動結構，但因為無法控制運動部件的行程，因而程序自動化仍然是系統(tǒng)控制設計的主要目標。伺服電動機的運動、速度和方向可控，運動部件位置和軌跡的單獨/聯(lián)動控制使得柔性自動化成為可能。驅動電動機不再是機械運動鏈的起點，而成為聯(lián)結機械運動和動力以及控制的接口。機電一體化系統(tǒng)設計已從“純”機械的設計延伸到控制領域。計算機、數(shù)字電路、傳感器以及自動控制理論已成為系統(tǒng)設計師不可或缺的知識基礎。信息技術和軟件設計已經(jīng)成為表達系統(tǒng)設計思想和協(xié)調自動化工作的重要工具。

　　機電一體化技術是一個不斷發(fā)展和完善的過程。產(chǎn)品精度和生產(chǎn)效率對機電一體化系統(tǒng)提出了不斷改進伺服驅動性能和發(fā)展控制算法的要求，而性能優(yōu)良的伺服驅動既拓展了機械系統(tǒng)的功能、簡化了傳統(tǒng)的機構，又要求機械系統(tǒng)具有合理的慣量和更好的系統(tǒng)動態(tài)性能。傳感器的在線監(jiān)測確保了系統(tǒng)安全可靠的運行，反饋的信息通過閉環(huán)確保了先進控制理論的實現(xiàn)和產(chǎn)品的質量要求。機、電、信息的密切交叉已經(jīng)使機電一體化系統(tǒng)中各部分的互相聯(lián)結和影響成為設計必須綜合考慮的重要內(nèi)容。早期的機電一體化設計主要集中于系統(tǒng)的組成和結構，隨著設計實踐的豐富和設計理論的成熟，機電接口技術作為機電一體化設計的核心已經(jīng)受到專家和學者越來越多的關注。

　　3機電接口技術的內(nèi)涵

　　機電一體化系統(tǒng)是機械、電子和信息等功能各異的技術融為一體的綜合系統(tǒng)，其子系統(tǒng)之間的接口極為重要，從某種意義上說，機電一體化系統(tǒng)設計就是接口的設計。但現(xiàn)在對于機電接口技術的研究較少，通過對機電一體化系統(tǒng)進行總結和歸納，我們提出了機電接口技術的概念，形成了如下幾點認識。

　　3.1機電接口技術的內(nèi)涵

　　機電接口技術是一門新興的技術，它研究機電一體化系統(tǒng)中各組成部分(子系統(tǒng))和各組成技術之間的接口問題。研究這門技術是為了更有效地進行系統(tǒng)中信息能量的交互，融合各種技術，實現(xiàn)機電一體化系統(tǒng)最優(yōu)化設計。

　　3.2機電一體化系統(tǒng)接口(簡稱機電接口)的功能

　　機電接口傳遞和轉換信息和能量，并將機電一體化各組成技術的特性融為一體。機電接口包括硬件和軟件，硬件主要在子系統(tǒng)之間或人與機電一體化系統(tǒng)之間建立連接，為信息和能量的輸入/輸出、傳遞和轉換提供物理通道。軟件主要是提供系統(tǒng)信息交互、轉換、調整的方法和過程，協(xié)調和綜合機電一體化組成技術，使各子系統(tǒng)集成并融合為一個整體，實現(xiàn)新的功能。

　　3.3機電接口的分類

　　機電接口包括人―機接口、動力接口、智能接口和機―電接口4類。

　　3.3.1人―機接口

　　人與機電一體化系統(tǒng)之間的接口，通過此接口，可以監(jiān)視系統(tǒng)的運行狀態(tài)，控制其運行過程，即通過人―機接口能夠使系統(tǒng)按照人的意志進行工作。人―機接口是雙向的，硬件包括輸入/輸出設備，主要有顯示屏、鍵盤、按鈕等。

　　3.3.2動力接口

　　動力源連接到驅動系統(tǒng)的接口，為驅動系統(tǒng)提供相應的動力。根據(jù)系統(tǒng)所需的動力類型不同如直流電、交流電、氣動、液壓等，動力接口的形式也有很大的不同。但動力接口有一個共同的特點，能夠通過較大的功率。

　　3.3.3智能接口

　　智能接口主要存在于三處，控制系統(tǒng)到驅動系統(tǒng)、驅動系統(tǒng)到傳感器、傳感器到控制系統(tǒng)。智能接口的應用情況相對比較復雜，但可以得出它的一些共性：智能接口傳遞和轉換各種信息，按照不同技術的要求改變信息形式，使不同的子系統(tǒng)、不同的技術能夠集成在一起，形成完整的系統(tǒng)。通常，智能接口是軟件表現(xiàn)出的功能連接。

　　3.3.4機―電接口

　　執(zhí)行機構與驅動系統(tǒng)和傳感器之間的接口。將驅動信號轉換成執(zhí)行機構所需的信號，或將執(zhí)行機構的機械信號轉換成傳感器所需的信號。

　　4機電接口技術對機電一體化發(fā)展的影響

　　社會需求推動機電一體化技術的發(fā)展。當傳統(tǒng)的機械技術無法滿足日益增加的社會需求時，機械技術與電子技術、信息技術等結合形成的機電一體化技術就成了機械技術發(fā)展的必然。機電一體化技術產(chǎn)生之初，僅是機械技術與電子技術的簡單結合，它們結合的方式―接口也比較簡單，而隨著機電一體化技術的發(fā)展，機電一體化產(chǎn)品已經(jīng)發(fā)展成為集多種技術于一體的復雜系統(tǒng)，相應的系統(tǒng)內(nèi)部的接口也就變得越來越復雜。

　　機電一體化技術的各組成技術的研究已經(jīng)進行得非常深入且日趨成熟，同時，人們也意識到單純發(fā)展和研究各組成技術并不能保證機電一體化系統(tǒng)的最優(yōu)化。我們認為無論是系統(tǒng)設計理論還是系統(tǒng)集成和融合理論的研究都是必要的，但是，由于機電一體化系統(tǒng)的復雜性，這兩種理論都很難對機電一體化系統(tǒng)進行具體的研究，只能停留在理論的層面上。而機電接口技術正為它們提供了一種有效的方法來進行系統(tǒng)研究，并將系統(tǒng)設計、集成和融合理論應用到實際的設計當中。

　　現(xiàn)在，機電一體化正在向著智能化、模塊化、網(wǎng)絡化等方向發(fā)展，智能化必然要求系統(tǒng)各部分的結合要更加緊密，信息傳遞和反饋更加迅速準確。模塊化必然要對接口提出更高的要求，接口在保持一致性的情況下還要能保證系統(tǒng)信息和能量的傳遞、技術融合。網(wǎng)絡化要求系統(tǒng)的接口具有網(wǎng)絡功能，包括現(xiàn)場網(wǎng)絡、局域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)功能。從機電一體化發(fā)展方向對機電接口技術的要求來看，機電接口技術的研究與發(fā)展已經(jīng)成為必然，同時，機電接口技術的研究與發(fā)展也必然對機電一體化技術的發(fā)展起促進作用。

　　5結論

　　機電一體化系統(tǒng)是機械系統(tǒng)不斷融合各種新技術、新知識發(fā)展起來的。因此，從機械技術發(fā)展起來的機電一體化技術的復雜性和多學科性就決定了此技術的研究重點是各種技術在機械技術上的融合與創(chuàng)新。機電接口技術是研究機電一體化系統(tǒng)中的接口問題，使系統(tǒng)中信息和能量的傳遞和轉換更加順暢，使系統(tǒng)各部分有機的結合在一起，形成完整的系統(tǒng)。機電接口技術是在機電一體化技術的基礎上發(fā)展起來的，隨著機電一體化技術的發(fā)展而變得越來越重要。同時機電接口技術的研究也必然促進機電一體化的發(fā)展，促進機電一體化系統(tǒng)理論的發(fā)展。

　　參考文獻

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