机电接口技术的内涵与机电一体化发展

曾浩

【摘 要】在机电一体化中电子技术与机械技术是非常重要的组成部分，当电子技术与机械技术结合起来形成机电接口后，对机电一体化发展的影响比较重大。在机电一体化系统的研究中，机电接口技术是关键性问题，是连接系统中功能与信息传递与转换的纽带，可以有效地让系统中各个部分联系在一起，从而构成一个更加完整而又顺畅的系统。本文对机电接口技术的内涵与机电一体化发展进行了研究与探讨，旨在加速机电一体化发展的进程。

【关键词】机电接口技术；机电一体化发展；电子机械技术

0 前言

随着社会经济的不断发展，在科学技术方面，我国取得了较为突出的成就，很多学科之间都实现了有效地渗透与融合。当科学之间实现了渗透与融合之后，新的研究方向就会产生，比如机电一体化技术就是融众多学科为一体的学科。伺服驱动技术、自动控制技术、机械技术、网络通讯技术、计算机技术、检测传感技术、系统整体技术等都是机电一体化技术中融合的技术内容。因此，在设计机电一体化产品的时候，要对多种学科技术中各相关学科的特性展开研究，其特性参量之间的各种物理关系都要理清楚，各学科特性参量间的关系、要求以及耦合条件都要正确地处理好，并正确分析与研究各学科特性之间的耦合关系及内在联系，这样可以有效地解决好在设计机电一体化产品系统工程中出现的具体问题。在这种状况下，机电接口技术便应运而生，运用这一项技术，可以很好地将机电及其相关领域技术融为一体过程中出现的具体问题进行有效地解决，并将最好的机电化产品的研究领域设计出来。

1 机电接口技术的内涵

所谓机电接口指的是机电一体化产品中控制微机与机械装置之间的接口，其产生的基础为机电一体化发展[1]。机电接口根据信息传递的方向可以分为控制量输出接口与信息采集接口（传感器接口）。在机电一体化产品中有很多常用的传感器，在输出信号的时候，大多采用的都是模拟量的形式，比如使用热电偶对温度进行检测、使用测速发电机对转速进行检测、使用差动变压器对位置进行检测等，但是控制量输出接口却是一个特殊的形式，其采用的是数字系统。

所谓机电接口技术指的是对机电系统（集电子、机械、信息等各种功能技术为一体的综合系统）中各项组成技术与各项组成部分（子系统）的连接问题进行研究，以此对系统中信息能量的融合与交互进行有效地解决，达到机电系统最优化设计的目的[2]。

机电接口有硬件与软件两大类，机电系统或者子系统之间与环境或者操作者之间建立一种有效地连接，并给予相应的物理通道输出或者输入、转换、传递一定的能量与信息为机电接口的硬件主要表现形式；为系统信息之间的转换、交互与调整提供相应的方法，并对机电一体化组成技术进行综合与协调，从而促成各子系统融合成为一个统一的整体，达到实现其新功能的目的为机电接口软件的主要表现形式[3]。

现阶段，机电接口主要可以分为四大类，分别为智能接口、人-机接口、机-电接口与动力接口[4]。智能系统在应用方面较为复杂，不同的技术，其信息形式也要求发生相应的改变，这样智能接口在进行各种信息传递与转换的时候，不同的技术与不同的子系统才能有机的结合在一起，成为一个完整、全新的系统；人-机接口是在操作者与机电系统之间存在的一个接口，运用人-机接口，系统运行的状态便可以显示在操作者的眼前，有利于操作者对系统进行监控，使系统在运转的过程中更加人性化；机-电接口可以有效地连接起驱动系统、执行机构以及传感器，将驱动信号成功转换成为符合执行机构要求的信号，也可以将执行机构中运行的机械信号成功转换成为符合传感器要求的要求；动力接口是有效地将动力源与机电系统连接起来的接口，给予一定的动力给机电系统中的驱动单元[5]。在机电系统中，动力有很多不同的类型，比如交流电、直流电、液压与气动等，系统中运用的动力类型不同，与之相适应的动力接口形式也应该是不同的，不过可以通过比较大的功率是所有动力接口共同拥有的一大特点。

2 机电一体化发展现状

所谓机电一体化指的是将电子技術与机械技术有机地结合在一起并运用的一种综合技术，在综合应用的过程中需要运用到机械、自动监控、接口、传感测试、信息、电力电子以及电力等多项技术。伴随科学技术的不断发展，计算机技术已经逐渐得到普及，并广泛应用于各个领域与行业中，在各领域与各行业中，机电一体化的运用也逐渐增多[6]。比如机床、量具、低压电器、机器人、量仪、电动传动装置、军事装备、电站控制系统、焊接设备、急用电器等都对机电化一体技术进行了较为广泛的应用，在这种状况下，机电一体化也正朝着网络化、微型化、智能化、模块化、绿色化、系统化等方向发展。

3 机电接口技术对机电一体化发展的影响

随着社会经济的不断发展，人们的生活水平得到了提高，人们对科学技术的要求也越来越高，传统的机械技术已经无法满足人们日益增长的技术需求。在这种状况下集电子技术、机械技术及信息技术为一体的机电一体化便应运而生了，机电一体化技术的诞生符合时代发展的需求。刚产生机电一体化技术的时候，只不过是将电子技术与机械技术进行简单的结合，而且连接它们的接口也是非常简单的。但是随着社会经济以及科学技术的不断发展，机电一体化技术也得到了不断地发展。现阶段，机电一体化产品已经不再简单，而是发展成为了融多项技术为一身的复杂系统，与之相适应的系统内部接口也发展得愈来愈复杂。

当前，对机电一体化技术的各项组成技术研究已经发展得较为深入与成熟，而且研究人员也注意到对各项组成技术进行单一的研究与发展并不能有效的对机电一体化系统的最优化进行保障。然而机电一体化系统具有一定的复杂性，单纯地研究机电一体化系统设计理论或者单纯地研究机电一体化融合与集成理论，都无法实现对机电一体化系统展开具体的研究。在这种情况下，对机电接口技术进行研究可以为研究机电一体化系统提供有利的方式，并在实际设计的过程中对集成与融合理论、系统设计理论进行灵活的运用。

现阶段，机电一体化正朝着网络化、微型化、智能化、模块化、绿色化、系统化等方向发展，这一发展方向也必然对模块化以及接口提出更高的要求。在保持接口一致性的同时还要对系统技术融合、能量与信息的传递进行保障。

4 结语

综上所述，所谓机电接口技术指的是对机电系统中各项组成技术与各项组成部分的连接问题进行研究，以此对系统中信息能量的融合与交互进行有效地解决，达到机电系统最优化设计的目的。所谓机电一体化指的是将电子技术与机械技术有机地结合在一起并运用的一种综合技术，在综合应用的过程中需要运用到机械、自动监控、接口、传感测试、信息、电力电子以及电力等多项技术。研究和发展机电接口技术，可以有效地加速机电一体化技术发展的进程，有利于推动机电一体化发展。

【参考文献】

[1]郑刚，费仁元，张慧慧，孙树文.机电接口技术的内涵与机电一体化发展[J].制作业自动化，2007（06）：1-4.

[2]袁耀辉.关于机电一体化系统的接口技术探讨[J].广东科技，2013（02）：46-47.

[3]郑刚，费仁元，张慧慧.几点接口技术的内涵和发展[J].北京工业大学学报，2007（04）：414-417.

[4]金丽敏，乔玉坛.机电一体化中接口技术的分析应用[J].科技传播，2010（10）：144-145.

[5]张其成.接口技术在机电一体化系统化的应用[J].产业与科技论坛，2013（02）：69-70.

[6]卜燕萍，曾静.浅析机电一体化的进程与智能化趋势[J].益阳职业技术学院学报，2008（02）：104-105.

[责任编辑：杨玉洁]