機電接口技術(shù)論文

　　機電接口被應(yīng)用在機電一體化系統(tǒng)中能夠作為模擬信號的輸入接口而存在，通常在機電一體化系統(tǒng)的運行過程中，對于機械系統(tǒng)的運行狀態(tài)信號的傳遞是由傳感器或者變送器負責，而接收并且模擬機械系統(tǒng)的輸出信號的則是機電接口。接下來小編搜集了機電接口技術(shù)論文，僅供大家參考，希望幫助到大家。

　　篇一：機電接口技術(shù)機電一體化

　　一、機電接口技術(shù)內(nèi)涵與分類

　�。ㄒ唬﹥�(nèi)涵

　　機電接口主要就是機電一體化產(chǎn)品中機械裝置與控制微機之間的接口，其是基于機電一體化而產(chǎn)生的。機電接口根據(jù)信息傳輸方向的不同，可以分為信息采集接口、輸出接口。在機電一體化產(chǎn)品中，傳感器是一種較為常用的設(shè)備，在輸出信號的時候，一般采用模擬量方式進行檢測，時刻掌握發(fā)電機轉(zhuǎn)速，并且檢測差動變壓器位置。然而，在輸出控制量的時候，存在一個比較特殊的形式，就是數(shù)字系統(tǒng)。機電接口技術(shù)主要就是研究機電系統(tǒng)各項組成技術(shù)與子系統(tǒng)連接問題的綜合技術(shù)，其主要包括電子技術(shù)、信息技術(shù)、機械技術(shù)等，共同構(gòu)成了一個綜合系統(tǒng)，在實際應(yīng)用中，實現(xiàn)了信息的交互與融合，在機電系統(tǒng)設(shè)計中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。機電接口主要是由硬件與軟件共同構(gòu)成，在機電系統(tǒng)運行中，與環(huán)境及操作者之間成立一種有效連接，在物理通道中展開信息與能量的輸入、轉(zhuǎn)換及傳輸。在信息轉(zhuǎn)換的過程中，需要進行有效的交互與調(diào)整，實現(xiàn)機電一體化技術(shù)的協(xié)調(diào)與綜合，保證各系統(tǒng)的有效運行，充分發(fā)揮系統(tǒng)功能，實現(xiàn)預期的工作目標。

　�。ǘ�）分類

　　目前，機電接口主要包括以下幾種：智能接口、動力接口、機電接口、人機接口。智能接口應(yīng)用較為復雜，不同技術(shù)形式產(chǎn)生的信息形式也不同，并且在使用過程中，可以根據(jù)不同要求展開相應(yīng)的改變。在各種信息轉(zhuǎn)換與傳輸?shù)倪^程中，智能接口可以確保不同技術(shù)與子系統(tǒng)的有機結(jié)合，構(gòu)成一個完整系統(tǒng)。動力接口可以有效連接動力源與機電系統(tǒng)，之后給予機電系統(tǒng)相應(yīng)的驅(qū)動動力。在機電系統(tǒng)中，動力類型有很多種，主要包括直流電、交流電、液壓等，在系統(tǒng)中運用不同動力類型的時候，需要選用不同的接口形式，確保系統(tǒng)可以正常運行。機電接口的作用就是實現(xiàn)各種驅(qū)動系統(tǒng)的有效連接，并且將驅(qū)動信號轉(zhuǎn)變成執(zhí)行信號，在轉(zhuǎn)變的過程中滿足傳感器運行要求。人機接口是機電系統(tǒng)與操作者之間存在的接口，通過這一接口，可以在操作者眼前呈現(xiàn)系統(tǒng)運行狀態(tài)，并且有效監(jiān)控系統(tǒng)運行，實現(xiàn)人性化操作目標。

　　二、機電一體化發(fā)展及其發(fā)展趨勢

　�。ㄒ唬�機電接口技術(shù)對機電一體化發(fā)展的影響

　　近些年來，隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，對一些事物的要求也在明顯提高。經(jīng)濟的快速發(fā)展離不開科學技術(shù)水平的提高，傳統(tǒng)機械技術(shù)已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代人們?nèi)找嬖鲩L的技術(shù)需求，需要對其進行改進與完善。從而在此形勢下，機電一體化技術(shù)應(yīng)運而生，其主要包括電子技術(shù)、信息技術(shù)、機械技術(shù)等，充分滿足了現(xiàn)代社會發(fā)展的技術(shù)要求。在機電一體化技術(shù)初始發(fā)展中，只是將電子技術(shù)與機械技術(shù)進行融合，接口十分簡單、便捷。然而，隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展與進步，機電一體化技術(shù)水平也在不斷提升。目前，機電一體化技術(shù)不再是簡單的機電一體化產(chǎn)品，逐漸形成了一個復雜的系統(tǒng)，其系統(tǒng)內(nèi)部接口也日益復雜�，F(xiàn)階段，機電一體化技術(shù)研究越來越深入、成熟，然而，簡單的技術(shù)研究已經(jīng)無法滿足系統(tǒng)的運行需求，需要充分重視其復雜性研究。針對機電一體化技術(shù)而言，其復雜性較強，如果只是單純研究系統(tǒng)設(shè)計及其集成理論，根本無法充分實現(xiàn)系統(tǒng)的作用，為此，需要加深對機電接口技術(shù)的研究，在設(shè)計方面，加強對有關(guān)理論的`融合，確保機電一體化系統(tǒng)的全面實施。在機電一體化技術(shù)發(fā)展過程中，越來越向智能化、系統(tǒng)化、微型化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，其系統(tǒng)內(nèi)部接口要求越來越高，不僅要確保接口技術(shù)與系統(tǒng)技術(shù)的有效融合，還要確保信息傳輸?shù)捻槙场?/p>

　　（二）機電一體化發(fā)展歷程及趨勢

　　機電一體化發(fā)展主要經(jīng)歷3個階段。一是，在20世紀50年代，電子技術(shù)發(fā)展越來越成熟，人們嘗試在機械工業(yè)中應(yīng)用電子技術(shù)，進而刺激了機械產(chǎn)品與電子技術(shù)的融合，初步產(chǎn)生機電一體化概念。二是，在20世紀80年代，機電一體化已經(jīng)發(fā)展了30來年，不管是技術(shù)還是產(chǎn)品性能都得到了很大的提升，技術(shù)更加成熟，產(chǎn)品性能更加健全。三是，在20世紀90年代末，微細加工技術(shù)、電子通信技術(shù)、光學技術(shù)等得到了快速發(fā)展，并且逐漸融入發(fā)到了機電一體化當中，使得機電一體化技術(shù)越來越成熟。我國機電一體化起步比較晚，現(xiàn)今已經(jīng)取得了一定的成績，在機械工業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，人工智能機電一體化建設(shè)取得了很大的進步，在數(shù)控機床和機器人制造中得到了廣泛運用，促進了機械工業(yè)的進一步發(fā)展。系統(tǒng)化發(fā)展使機械系統(tǒng)更加開放，為多子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展與綜合管理提供了可靠依據(jù)。同時，在綠色生產(chǎn)概念下，機械綠色化也是工業(yè)發(fā)展的必然趨勢，是人類保護生態(tài)環(huán)境資源的重要手段。

　　總而言之，隨著科學技術(shù)水平的不斷提高，機電一體化技術(shù)得到了快速發(fā)展，通過對信息能量的不斷融合，實現(xiàn)了各系統(tǒng)的不斷交互，為機電系統(tǒng)設(shè)計優(yōu)化提供了可靠保障。同時，機電一體化技術(shù)越來越向網(wǎng)絡(luò)化、智能化、模塊化、綠色化、微型化等方向發(fā)展，在機械工業(yè)中得到了廣泛運用，并且促進了機械工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

　　篇二：機電接口技術(shù)的分析

　　摘要：

　　接口技術(shù)是在機電一體化技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，隨著機電一體化技術(shù)的發(fā)展而變得越來越重要。文章以機電一體化控制系統(tǒng)（微電子系統(tǒng)）為例，將接口分為人機接口與機電接口兩大類進行探討。

　　關(guān)鍵詞：

　　機電一體化；接口技術(shù)；人機接口；機電接口

　　一、機電接口

　　由于機械系統(tǒng)與微電子系統(tǒng)在性質(zhì)上有很大差別，兩者間的聯(lián)系須通過機電接口進行調(diào)整、匹配、緩沖，因此機電接口起著非常重要的作用：

　�。�1）行電平轉(zhuǎn)換和功率放大。一般微機的I/O芯片都是TTL電平，而控制設(shè)備則不一定，因此必須進行電平轉(zhuǎn)換；另外，在大負載時還需要進行功率放大；

　�。�2）抗干擾隔離。為防止干擾信號的串入，可以使用光電耦合器、脈沖變壓器或繼電器等把微機系統(tǒng)和控制設(shè)備在電器上加以隔離；

　�。�3）進行A/D或D/A轉(zhuǎn)換。當被控對象的檢測和控制信號為模擬量時，必須在微機系統(tǒng)和被控對象之間設(shè)置A/D和D/A轉(zhuǎn)換電路，以保證微機所處理的數(shù)字量與被控的模擬量之間的匹配。

　　1、模擬信號輸入接口。在機電一體化系統(tǒng)中，反映被控對象運行狀態(tài)信號是傳感器或變送器的輸出信號，通常這些輸出信號是模擬電壓或電流信號（如位置檢測用的差動變壓器、溫度檢測用的熱偶電阻、溫敏電阻、轉(zhuǎn)速檢測用的測速發(fā)電機等）計算機要對被控對象進行控制，必須獲得反映系統(tǒng)運行的狀態(tài)信號，而計算機只能接受數(shù)字信號，要達到獲取信息的目的，就應(yīng)將模擬電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的接口——模擬信號輸入接口。

　　2、模擬信號輸出接口。在機電一體化系統(tǒng)中，控制生產(chǎn)過程執(zhí)行器的信號通常是模擬電壓或電流信號，如交流電動機變頻調(diào)速、直流電動機調(diào)速器、滑差電動機調(diào)速器等。而計算機只能輸出數(shù)字信號，并通過運算產(chǎn)生控制信號，達到控制生產(chǎn)過程的目的，應(yīng)有將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬電信號的接口——模擬信號輸出接口。任務(wù)是把計算機輸出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬電壓或電流信號，以便驅(qū)動相應(yīng)的執(zhí)行器，達到控制對象的目的。模擬信號輸出接口一般由控制接口、數(shù)字模擬信號轉(zhuǎn)換器、多路模擬開關(guān)和功率放大器幾部分構(gòu)成。

　　3、開關(guān)信號通道接口。機電一體化系統(tǒng)的控制系統(tǒng)中，需要經(jīng)常處理一類最基本的輸入/輸出信號，即數(shù)字量（開關(guān)量）信號包括：開關(guān)的閉合與斷開；指示燈的亮與滅；繼電器或接觸器的吸合與釋放；電動機的啟動與停止；閥門的.打開與關(guān)閉等。這些信號的共同特征是以二進制的邏輯“1”和“0”出現(xiàn)的。在機電一體化控制系統(tǒng)中，對應(yīng)二進制數(shù)碼的每一位都可以代表生產(chǎn)過程中的一個狀態(tài)，此狀態(tài)作為控制依據(jù)。

　�。�1）輸入通道接口。開關(guān)信號輸入通道接口的任務(wù)是將來自控制過程的開關(guān)信號、邏輯電平信號以及一些系統(tǒng)設(shè)置開關(guān)信號傳送給計算機。這些信號實質(zhì)是一種電平各異的數(shù)字信號，所以開關(guān)信號輸入通道又稱為數(shù)字輸入通道（DI）。由于開關(guān)信號只有兩種邏輯狀態(tài)“ON”和“OFF”或數(shù)字信號“1”和“0”，但是其電平一般與計算機的數(shù)字電平不相同，與計算機連接的接口只需考慮邏輯電平的變換以及過程噪聲隔離等設(shè)計問題，它主要由輸入緩沖器、電平隔離與轉(zhuǎn)換電路和地址譯碼電路等組成。

　�。�2）輸出通道接口。開關(guān)信號輸出通道的作用是將計算機通過邏輯運算處理后的開關(guān)信號傳遞給開關(guān)執(zhí)行器（如繼電器或報警指示器）。它實質(zhì)是邏輯數(shù)字的輸出通道，又稱為數(shù)字輸出通道（DO）。DO通道接口設(shè)計主要考慮的是內(nèi)部與外部公共地隔離和驅(qū)動開關(guān)執(zhí)行器的功率。開關(guān)量輸出通道接口主要由輸出鎖存器、驅(qū)動器和輸出口地址譯碼電路等組成。

　　二、人機接口

　　人機接口是操作者與機電系統(tǒng)（主要是控制微機）之間進行信息交換的接口。按照信息的傳遞方向，可以分為輸入與輸出接口兩大類。機電系統(tǒng)通過輸出接口向操作者顯示系統(tǒng)的各種狀態(tài)、運行參數(shù)及結(jié)果等信息；另一方面，操作者通過輸入接口向機電系統(tǒng)輸入各種控制命令，干預系統(tǒng)的運行狀態(tài)，以實現(xiàn)所要求的功能。

　　1、輸入接口。

　�。�1）撥盤輸入接口。撥盤是機電一體化系統(tǒng)中常見的一種輸入設(shè)備，若系統(tǒng)需要輸入少量的參數(shù)，如修正系數(shù)、控制目標等，采用撥盤較為方便，這種方式具有保持性。撥盤的種類很多，作為人機接口使用最方便的是十進制輸入、BCD碼輸出的BCD碼撥盤。BCD碼撥盤可直接與控制微機的并行口或擴展口相連，以BCD碼形式輸入信息。

　�。�2）鍵盤輸入接口。鍵盤是一組按鍵集合，向計算機提供被按鍵的代碼。常用的鍵盤有：

　　1）編碼鍵盤，自動提供被按鍵的編碼（如ASCII碼或二進制碼）；

　　2）非編碼鍵盤，僅僅簡單地提供按鍵的通或斷（“0”或“1”電位），而按鍵的掃描和識別，則由設(shè)計的鍵盤程序來實現(xiàn)。前者使用方便，但結(jié)構(gòu)復雜，成本高；后者電路簡單，便于設(shè)計。

　　2、輸出接口。

　　在機電一體化系統(tǒng)中，發(fā)光二極管顯示器（LED）是典型的輸出設(shè)備，由于LED顯示器結(jié)構(gòu)簡單、體積小、可靠性高、壽命長、價格便宜，因此使用廣泛。常用的LED顯示器有7段發(fā)光二極管和點陣式LED顯示器。7段LED顯示器原理很簡單，是同名管腳上所加電平高低來控制發(fā)光二極管是否點亮而顯示不同字形的。點陣式LED顯示器一般用來顯示復雜符號、字母及表格等，在大屏幕顯示及智能化儀器中有廣泛應(yīng)用。

　　三、結(jié)語

　　接口技術(shù)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(zhuǎn)換更加順暢，使系統(tǒng)各部分有機地結(jié)合在一起，形成完整的系統(tǒng)。接口技術(shù)是在機電一體化技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，隨著機電一體化技術(shù)的發(fā)展而變得越來越重要；同時接口技術(shù)的研究也必然促進機電一體化的發(fā)展。從某種意義上講，機電一體化系統(tǒng)的設(shè)計，就是根據(jù)功能要求選擇了各部分后所進行的接口設(shè)計。接口的好與壞直接影響到機電一體化系統(tǒng)的控制性能，以及系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和可靠性，因此接口技術(shù)是機電一體化系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

　　參考文獻：

　　[1]費仁元，張慧慧，鄭剛。機電接口技術(shù)的內(nèi)涵和發(fā)展。北京工業(yè)大學學報。2003.（4）

　　[2]佘明輝�；�于機電一體化系統(tǒng)接口技術(shù)的研究。江西電力職業(yè)技術(shù)學院學報。2006.（4）

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