機(jī)電接口技術(shù)論文

機(jī)電接口技術(shù)論文

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

　　篇一：機(jī)電接口技術(shù)機(jī)電一體化

　　一、機(jī)電接口技術(shù)內(nèi)涵與分類

　　（一）內(nèi)涵

　　機(jī)電接口主要就是機(jī)電一體化產(chǎn)品中機(jī)械裝置與控制微機(jī)之間的接口，其是基于機(jī)電一體化而產(chǎn)生的。機(jī)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(jī)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(hào)的時(shí)候，一般采用模擬量方式進(jìn)行檢測(cè)，時(shí)刻掌握發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速，并且檢測(cè)差動(dòng)變壓器位置。然而，在輸出控制量的時(shí)候，存在一個(gè)比較特殊的形式，就是數(shù)字系統(tǒng)。機(jī)電接口技術(shù)主要就是研究機(jī)電系統(tǒng)各項(xiàng)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(jī)械技術(shù)等，共同構(gòu)成了一個(gè)綜合系統(tǒng)，在實(shí)際應(yīng)用中，實(shí)現(xiàn)了信息的交互與融合，在機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。機(jī)電接口主要是由硬件與軟件共同構(gòu)成，在機(jī)電系統(tǒng)運(yùn)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(jìn)行有效的交互與調(diào)整，實(shí)現(xiàn)機(jī)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(yùn)行，充分發(fā)揮系統(tǒng)功能，實(shí)現(xiàn)預(yù)期的工作目標(biāo)。

　�。ǘ�）分類

　　目前，機(jī)電接口主要包括以下幾種：智能接口、動(dòng)力接口、機(jī)電接口、人機(jī)接口。智能接口應(yīng)用較為復(fù)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(jī)結(jié)合，構(gòu)成一個(gè)完整系統(tǒng)。動(dòng)力接口可以有效連接動(dòng)力源與機(jī)電系統(tǒng)，之后給予機(jī)電系統(tǒng)相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)動(dòng)力。在機(jī)電系統(tǒng)中，動(dòng)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(yùn)用不同動(dòng)力類型的時(shí)候，需要選用不同的接口形式，確保系統(tǒng)可以正常運(yùn)行。機(jī)電接口的作用就是實(shí)現(xiàn)各種驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的有效連接，并且將驅(qū)動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)變成執(zhí)行信號(hào)，在轉(zhuǎn)變的過程中滿足傳感器運(yùn)行要求。人機(jī)接口是機(jī)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(yùn)行狀態(tài)，并且有效監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)人性化操作目標(biāo)。

　　二、機(jī)電一體化發(fā)展及其發(fā)展趨勢(shì)

　　（一）機(jī)電接口技術(shù)對(duì)機(jī)電一體化發(fā)展的影響

　　近些年來，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，對(duì)一些事物的要求也在明顯提高。經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展離不開科學(xué)技術(shù)水平的提高，傳統(tǒng)機(jī)械技術(shù)已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的技術(shù)需求，需要對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)與完善。從而在此形勢(shì)下，機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，其主要包括電子技術(shù)、信息技術(shù)、機(jī)械技術(shù)等，充分滿足了現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的技術(shù)要求。在機(jī)電一體化技術(shù)初始發(fā)展中，只是將電子技術(shù)與機(jī)械技術(shù)進(jìn)行融合，接口十分簡(jiǎn)單、便捷。然而，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，機(jī)電一體化技術(shù)水平也在不斷提升。目前，機(jī)電一體化技術(shù)不再是簡(jiǎn)單的機(jī)電一體化產(chǎn)品，逐漸形成了一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，其系統(tǒng)內(nèi)部接口也日益復(fù)雜�，F(xiàn)階段，機(jī)電一體化技術(shù)研究越來越深入、成熟，然而，簡(jiǎn)單的技術(shù)研究已經(jīng)無法滿足系統(tǒng)的運(yùn)行需求，需要充分重視其復(fù)雜性研究。針對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)而言，其復(fù)雜性較強(qiáng)，如果只是單純研究系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其集成理論，根本無法充分實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的作用，為此，需要加深對(duì)機(jī)電接口技術(shù)的研究，在設(shè)計(jì)方面，加強(qiáng)對(duì)有關(guān)理論的`融合，確保機(jī)電一體化系統(tǒng)的全面實(shí)施。在機(jī)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>

　�。ǘ�）機(jī)電一體化發(fā)展歷程及趨勢(shì)

　　機(jī)電一體化發(fā)展主要經(jīng)歷3個(gè)階段。一是，在20世紀(jì)50年代，電子技術(shù)發(fā)展越來越成熟，人們嘗試在機(jī)械工業(yè)中應(yīng)用電子技術(shù)，進(jìn)而刺激了機(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的融合，初步產(chǎn)生機(jī)電一體化概念。二是，在20世紀(jì)80年代，機(jī)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(jì)90年代末，微細(xì)加工技術(shù)、電子通信技術(shù)、光學(xué)技術(shù)等得到了快速發(fā)展，并且逐漸融入發(fā)到了機(jī)電一體化當(dāng)中，使得機(jī)電一體化技術(shù)越來越成熟。我國(guó)機(jī)電一體化起步比較晚，現(xiàn)今已經(jīng)取得了一定的成績(jī)，在機(jī)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(jī)電一體化建設(shè)取得了很大的進(jìn)步，在數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人制造中得到了廣泛運(yùn)用，促進(jìn)了機(jī)械工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。系統(tǒng)化發(fā)展使機(jī)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(shí)，在綠色生產(chǎn)概念下，機(jī)械綠色化也是工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，是人類保護(hù)生態(tài)環(huán)境資源的重要手段。

　　總而言之，隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，機(jī)電一體化技術(shù)得到了快速發(fā)展，通過對(duì)信息能量的不斷融合，實(shí)現(xiàn)了各系統(tǒng)的不斷交互，為機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化提供了可靠保障。同時(shí)，機(jī)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(jī)械工業(yè)中得到了廣泛運(yùn)用，并且促進(jìn)了機(jī)械工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

　　篇二：機(jī)電接口技術(shù)的分析

　　摘要：

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

　　關(guān)鍵詞：

　　機(jī)電一體化；接口技術(shù)；人機(jī)接口；機(jī)電接口

　　一、機(jī)電接口

　　由于機(jī)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(jī)電接口進(jìn)行調(diào)整、匹配、緩沖，因此機(jī)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(jī)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(jìn)行電平轉(zhuǎn)換；另外，在大負(fù)載時(shí)還需要進(jìn)行功率放大；

　　（2）抗干擾隔離。為防止干擾信號(hào)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(jī)系統(tǒng)和控制設(shè)備在電器上加以隔離；

　　（3）進(jìn)行A/D或D/A轉(zhuǎn)換。當(dāng)被控對(duì)象的檢測(cè)和控制信號(hào)為模擬量時(shí)，必須在微機(jī)系統(tǒng)和被控對(duì)象之間設(shè)置A/D和D/A轉(zhuǎn)換電路，以保證微機(jī)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(hào)輸入接口。在機(jī)電一體化系統(tǒng)中，反映被控對(duì)象運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)是傳感器或變送器的輸出信號(hào)，通常這些輸出信號(hào)是模擬電壓或電流信號(hào)（如位置檢測(cè)用的差動(dòng)變壓器、溫度檢測(cè)用的熱偶電阻、溫敏電阻、轉(zhuǎn)速檢測(cè)用的測(cè)速發(fā)電機(jī)等）計(jì)算機(jī)要對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制，必須獲得反映系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)信號(hào)，而計(jì)算機(jī)只能接受數(shù)字信號(hào)，要達(dá)到獲取信息的目的，就應(yīng)將模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的接口——模擬信號(hào)輸入接口。

　　2、模擬信號(hào)輸出接口。在機(jī)電一體化系統(tǒng)中，控制生產(chǎn)過程執(zhí)行器的信號(hào)通常是模擬電壓或電流信號(hào)，如交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速器、滑差電動(dòng)機(jī)調(diào)速器等。而計(jì)算機(jī)只能輸出數(shù)字信號(hào)，并通過運(yùn)算產(chǎn)生控制信號(hào)，達(dá)到控制生產(chǎn)過程的目的，應(yīng)有將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬電信號(hào)的接口——模擬信號(hào)輸出接口。任務(wù)是把計(jì)算機(jī)輸出的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬電壓或電流信號(hào)，以便驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的執(zhí)行器，達(dá)到控制對(duì)象的目的。模擬信號(hào)輸出接口一般由控制接口、數(shù)字模擬信號(hào)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(hào)通道接口。機(jī)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(hào)，即數(shù)字量（開關(guān)量）信號(hào)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(dòng)機(jī)的啟動(dòng)與停止；閥門的.打開與關(guān)閉等。這些信號(hào)的共同特征是以二進(jìn)制的邏輯“1”和“0”出現(xiàn)的。在機(jī)電一體化控制系統(tǒng)中，對(duì)應(yīng)二進(jìn)制數(shù)碼的每一位都可以代表生產(chǎn)過程中的一個(gè)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(hào)輸入通道接口的任務(wù)是將來自控制過程的開關(guān)信號(hào)、邏輯電平信號(hào)以及一些系統(tǒng)設(shè)置開關(guān)信號(hào)傳送給計(jì)算機(jī)。這些信號(hào)實(shí)質(zhì)是一種電平各異的數(shù)字信號(hào)，所以開關(guān)信號(hào)輸入通道又稱為數(shù)字輸入通道（DI）。由于開關(guān)信號(hào)只有兩種邏輯狀態(tài)“ON”和“OFF”或數(shù)字信號(hào)“1”和“0”，但是其電平一般與計(jì)算機(jī)的數(shù)字電平不相同，與計(jì)算機(jī)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(jì)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(hào)輸出通道的作用是將計(jì)算機(jī)通過邏輯運(yùn)算處理后的開關(guān)信號(hào)傳遞給開關(guān)執(zhí)行器（如繼電器或報(bào)警指示器）。它實(shí)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(jì)主要考慮的是內(nèi)部與外部公共地隔離和驅(qū)動(dòng)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(dòng)器和輸出口地址譯碼電路等組成。

　　二、人機(jī)接口

　　人機(jī)接口是操作者與機(jī)電系統(tǒng)（主要是控制微機(jī)）之間進(jìn)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(jī)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(yùn)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(jī)電系統(tǒng)輸入各種控制命令，干預(yù)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，以實(shí)現(xiàn)所要求的功能。

　　1、輸入接口。

　�。�1）撥盤輸入接口。撥盤是機(jī)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(biāo)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(jī)接口使用最方便的是十進(jìn)制輸入、BCD碼輸出的BCD碼撥盤。BCD碼撥盤可直接與控制微機(jī)的并行口或擴(kuò)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(jì)算機(jī)提供被按鍵的代碼。常用的鍵盤有：

　　1）編碼鍵盤，自動(dòng)提供被按鍵的編碼（如ASCII碼或二進(jìn)制碼）；

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

　　2、輸出接口。

　　在機(jī)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(jiǎn)單、體積小、可靠性高、壽命長(zhǎng)、價(jià)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(diǎn)陣式LED顯示器。7段LED顯示器原理很簡(jiǎn)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(diǎn)亮而顯示不同字形的。點(diǎn)陣式LED顯示器一般用來顯示復(fù)雜符號(hào)、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(jī)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(jī)地結(jié)合在一起，形成完整的系統(tǒng)。接口技術(shù)是在機(jī)電一體化技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，隨著機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展而變得越來越重要；同時(shí)接口技術(shù)的研究也必然促進(jìn)機(jī)電一體化的發(fā)展。從某種意義上講，機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，就是根據(jù)功能要求選擇了各部分后所進(jìn)行的接口設(shè)計(jì)。接口的好與壞直接影響到機(jī)電一體化系統(tǒng)的控制性能，以及系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性，因此接口技術(shù)是機(jī)電一體化系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]費(fèi)仁元，張慧慧，鄭剛。機(jī)電接口技術(shù)的內(nèi)涵和發(fā)展。北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)。2003.（4）

　　[2]佘明輝�；�于機(jī)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(xué)院學(xué)報(bào)。2006.（4）

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