王英

摘 要：隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的機(jī)械技術(shù)已經(jīng)無法滿足社會(huì)的需求，機(jī)電一體化技術(shù)是將機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)兩者相結(jié)合，很大程度上解決了傳統(tǒng)機(jī)械技術(shù)所難以完成的生產(chǎn)工作。在此背景下，本文簡(jiǎn)要分析了機(jī)電接口技術(shù)的功能及意義，對(duì)于機(jī)電一體化系統(tǒng)中的接口技術(shù)進(jìn)行了分類，最后對(duì)人機(jī)接口技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)要的探討。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；接口；功能；意義

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.08.158

0 引言

在當(dāng)前多學(xué)科交叉發(fā)展的大環(huán)境下，眾多領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)生了革命性的變化，機(jī)電一體化作為機(jī)械技術(shù)與信息技術(shù)的整合產(chǎn)物使得工程領(lǐng)域得到了飛速的發(fā)展。另一方面，機(jī)電一體化系統(tǒng)的價(jià)值在很大程度上取決于其各個(gè)子系統(tǒng)之間的接口，接口技術(shù)使得機(jī)電一體化各個(gè)子系統(tǒng)能夠相互密切配合，從而實(shí)現(xiàn)資源利用率的最大化，使機(jī)電一體化系統(tǒng)性能發(fā)揮最優(yōu)，實(shí)現(xiàn)了各個(gè)子系統(tǒng)的功能“1+1>2”的效果。比如說多聯(lián)機(jī)中央空調(diào)是智能網(wǎng)絡(luò)中央空調(diào)，它可以一臺(tái)室外機(jī)帶動(dòng)多臺(tái)室內(nèi)機(jī)，并且可以通過它的網(wǎng)絡(luò)終端接口與計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)相連，由計(jì)算機(jī)實(shí)行對(duì)空調(diào)運(yùn)行的遠(yuǎn)程控制，滿足了現(xiàn)代信息社會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)家電的追求。

1 機(jī)電一體化系統(tǒng)構(gòu)成

機(jī)電一體化系統(tǒng)主要由動(dòng)力源、傳感器、控制系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)五大構(gòu)件組成。其中，機(jī)電設(shè)備中的接口技術(shù)起著子系統(tǒng)之間信息傳遞以及能量交換的作用，因此我們有必要對(duì)其進(jìn)行有效的研究，使得整個(gè)系統(tǒng)的功能能夠充分發(fā)揮。機(jī)電一體化系統(tǒng)的構(gòu)成如圖1所示。

2 機(jī)電一體化中的接口技術(shù)分析

2.1 功能與意義

機(jī)電一體化系統(tǒng)中的接口技術(shù)主要是為了將各個(gè)子系統(tǒng)的功能整合在一起來進(jìn)行信息的傳遞以及能量的轉(zhuǎn)換。其接口主要包括硬件部分和軟件部分兩類，其中硬件部分主要是指在機(jī)電一體化的各個(gè)子系統(tǒng)之間或者操作者和機(jī)電一體化系統(tǒng)之間進(jìn)行連接的部件，為實(shí)現(xiàn)信息的及時(shí)傳遞以及能量的轉(zhuǎn)換扮演著“橋梁”的作用；軟件部分主要是將各個(gè)子系統(tǒng)之間的信息進(jìn)行互聯(lián)互通，以實(shí)現(xiàn)“1+1>2”的功能并進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，使得機(jī)電一體化系統(tǒng)在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行過程中更加優(yōu)化。

機(jī)電一體化系統(tǒng)的發(fā)展順應(yīng)了時(shí)代發(fā)展的潮流，因此正在逐步代替了傳統(tǒng)機(jī)械技術(shù)，滿足了傳統(tǒng)技術(shù)難以達(dá)到的各種需求。這種結(jié)合了機(jī)械技術(shù)與電子信息技術(shù)所形成的一種功能強(qiáng)大的綜合系統(tǒng)成為了目前工業(yè)機(jī)械領(lǐng)域內(nèi)的主流；與此同時(shí)，機(jī)電一體化系統(tǒng)的接口技術(shù)作為其核心技術(shù)隨著機(jī)電一體化系統(tǒng)的不斷發(fā)展也變得日趨復(fù)雜。如果我們單對(duì)子系統(tǒng)進(jìn)行研究，是難以使整個(gè)系統(tǒng)取得跨越性進(jìn)步的，在這里接口技術(shù)扮演著重要的角色，它整合了系統(tǒng)中的各個(gè)子系統(tǒng)，使這些具有不同功能的零件密切配合，進(jìn)而將諸多功能發(fā)揮到最大化，也能夠使整個(gè)系統(tǒng)之間的信息數(shù)據(jù)相互交流與調(diào)整，促進(jìn)生產(chǎn)效率與經(jīng)濟(jì)效益的提高。

2.2 分類與信號(hào)輸入輸出

機(jī)電一體化系統(tǒng)主要可分為人機(jī)接口、動(dòng)力接口、機(jī)電接口等類型。其中人機(jī)接口是指操作者和機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)之間的雙向接口，操作者可以通過該接口對(duì)于機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)管參數(shù)變化以及操控，使得機(jī)電設(shè)備能夠完全按照操作者的意圖進(jìn)行；動(dòng)力接口是指提供動(dòng)力的源系統(tǒng)與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相連接的接口，主要作用是為系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)提供能量。這種接口一般能夠確保大功率的電流通過，從而保證機(jī)電系統(tǒng)的安全可靠性；智能接口主要的作用是將各個(gè)子系統(tǒng)中的信息進(jìn)行收集，再將子系統(tǒng)中的不同技術(shù)進(jìn)行整合做出相應(yīng)調(diào)整， 接著按照系統(tǒng)的要求進(jìn)行技術(shù)形式的變換從而滿足系統(tǒng)的需求；機(jī)電接口是指操作系統(tǒng)與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以及傳感器之間的接口，其主要作用是將驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的驅(qū)動(dòng)信息變?yōu)椴僮飨到y(tǒng)中需求的信息，從而使得系統(tǒng)能夠正常有序運(yùn)行。

作為機(jī)電系統(tǒng)的重要組成部分——輸入接口的模擬信號(hào)主要是指被控制對(duì)象在工作狀態(tài)下的信號(hào)，一般而言，這些信號(hào)就是設(shè)備中存在的電流信號(hào)或者模擬電壓。由于計(jì)算機(jī)設(shè)備只能收到數(shù)字信號(hào)，因此系統(tǒng)要獲得信息數(shù)據(jù)，就要對(duì)于目標(biāo)進(jìn)行控制從而獲得實(shí)時(shí)運(yùn)行的信號(hào)，再將模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字模擬輸入接口；輸出接口的模擬信號(hào)主要是指控制系統(tǒng)在生產(chǎn)過程執(zhí)行器的信號(hào)，計(jì)算器通過輸出數(shù)字信號(hào)從而產(chǎn)生控制信號(hào)控制整個(gè)生產(chǎn)過程。

3 人機(jī)接口技術(shù)

人機(jī)接口技術(shù)是指人和機(jī)電系統(tǒng)之間交換信息的技術(shù)，其根據(jù)信號(hào)的傳遞方向可以將人機(jī)接口技術(shù)分為接口輸入和接口輸出兩大類。機(jī)電系統(tǒng)的輸出接口能夠顯示整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行情況以及相關(guān)數(shù)據(jù)信息，操作者可以根據(jù)相應(yīng)的信息來及時(shí)對(duì)機(jī)電系統(tǒng)做出相關(guān)指示，從而保證機(jī)電系統(tǒng)的安全平穩(wěn)運(yùn)行，完成生產(chǎn)任務(wù)。

4 結(jié)語

綜上所述，機(jī)電一體化是多個(gè)機(jī)電子系統(tǒng)融合的產(chǎn)物，是現(xiàn)代生產(chǎn)領(lǐng)域內(nèi)的重要工具，因此對(duì)其研究具有巨大的現(xiàn)實(shí)意義與社會(huì)意義。作為機(jī)電一體化技術(shù)的重要構(gòu)成，接口技術(shù)的質(zhì)量直接決定了整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行能否流暢；同時(shí)接口技術(shù)可將各個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行有機(jī)的整合，發(fā)揮各自的長(zhǎng)處，將其優(yōu)勢(shì)發(fā)揮到最大化。比如多聯(lián)機(jī)空調(diào)噪音控制越來越小，節(jié)能措施越來越有效，制造工藝和現(xiàn)場(chǎng)焊接等方面的要求提高。總之，機(jī)電接口技術(shù)是在機(jī)電一體化技術(shù)的基礎(chǔ)上逐漸發(fā)展起來的，在未來會(huì)隨著機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展而變得越來越重要，并且我們對(duì)機(jī)電接口技術(shù)的研究也必然會(huì)推動(dòng)機(jī)電一體化理論的進(jìn)程與發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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