机电接口技术的内涵和发展

　　1机电一体化零碎模型近几年来，机电一体化零碎设计方面的研讨停顿不大，究其缘由是无法将各种各样的机电零碎停止总结归结机电接口技术的提出爲机电零碎设计提供了一种新的办法和手腕经过对每个机电零碎中都有的接口停止剖析，得出其中的规律，确定其设计办法要理解机电接口技术的外延，首先要剖析机电零碎模型对机电零碎模型有这样几种看法：德国Drmstadt大学的Rolflsermann提出五块论；丹麦理工大学的JacobBaur等人提出二环论；挪威科技大学的BassamAHussein提出2个零碎；上海交通大学的部慧君提出3个子零碎。
综合剖析上述几种不同的组成构造，并从机电零碎的全体与局部的关系动身，以为机电一体化技术应该是在组成它的各种技术互相浸透、互相结合的根底上，互相辅佐、互相促进和进步，充沛应用各个相关技术的劣势，扬长避短，使组合后的全体功用大于组成全体的各个局部功用之和。这也契合自然辩证法中关于层次构造的实际，层次构造的根本特点决议了其中必定存在着双向因果链：低层零碎作爲缘由可以在高层零碎中惹起一定的后果，高层零碎作爲缘由又会在低层零碎中惹起某些后果。作爲低层零碎的机器技术只能构成功用无限的纯机器的商品，当它与微电子技术、信息技术相结合后，就构成了具无机电一体化技术的多功用的机电一体化商品。而作爲高层零碎的机电一体化技术对它的组成局部：机器技术、微电子技术、信息技术等也不是全盘承受，而是对它们有一定的限制和影响，经过限制和影响，只要那些满足要求的才干进人高层零碎。机电一体化商品就是在此根底上构成的。综合以上剖析可以得出机电零碎的模型如所示。图中虚线爲机电一体化零碎，双点划线是机电一体化零碎的层次界限。
图丨机电一体化零碎模型和关联依据模型的构造，可以以为它具有以下特点：①机电-体化零碎由5局部组成，辨别是控制零碎、动力源、驱动零碎、传感器和执行机构。②机电一体化零碎的组成局部是分层次的，控制零碎是控制层，控制整个零碎的运转。动力源、驱动零碎和传感器爲驱动反应层。从控制零碎取得命令并将其缩小，驱动执行机构举措，感测执行机构的形态并将其反应至控制零碎。执行机构爲执行层，依照驱动零碎的指令执举动作。③机电一体化零碎是一个无机的全体，层与层之间、本层外部都有信息和能量的交互，信息和能量的交互和传递是经过相应接口来完成的。④机电一体化零碎可以与人停止信息交互，受人的控制。人与机电零碎的交互经过人机接u来完成。
从这里可以看出，机电零碎是一个由多个子零碎构成的全体。各子零碎之间经过接口停止衔接和信息及能量的交互。各种接不只起衔接作用，更重要的是将子零碎的特性和优点无机地结合在一同，扬长避短，从而完成各子零碎都无法完成的新的功用，到达零碎最优化从这一观念动身，零碎的功能在很大水平上取决于接口的功能，接口功能就成爲综合零碎功能好坏的决议要素。机电接口技术的研讨对象正是机电零碎中的接口，因而，机电接口技术在机电零碎设计中占有重要的位置，需求停止深人的研讨2机电接口技术机电零碎是机器、电子和信息等功用各异的技术融爲一体的综合零碎，其子零碎之间的衔接极爲重要，在机器、电子、信息等范畴专门知识充沛开展和成熟的根底上，机电零碎设计关键在于接口的设计虽然对机电接口技术的研讨尚在探究的进程中，关于机电接口技术的概念正在逐步成熟2.1机电接口技术的外延机电接口技术研讨机电零碎中各组成局部（子零碎）和各组成技术之间的衔接成绩。研讨这门技术是爲了更无效地处理零碎中信息能量的交互和交融，并最终完成机电零碎最优化设计。
2.2机电一体化零碎接口（简称机电接口）的功用机电接口传递和转换信息和能量，并将各组成零碎的技术融爲一体。机电接口包括硬件和软件，硬件次要是在子零碎之间或机电零碎与操作者或环境之间树立衔接，爲信息和能量的输人/输入、传递和转换提供物理通道。软件次要是提供零碎信息交互、转换、调整的办法和进程，协谐和综合机电一体化组成技术，使各子零碎集成并交融爲一个全体，完成新的功用。
2.3机电接口的分类机电接口分爲人-机接口、动力接口、智能接口和机-电接口。①人-机接口。机电零碎与操作者之间的接口，经过此接口，操作者可监视零碎的运转形态，控制其运转进程，使零碎依照人的意志停止任务。人-机接口是双向的，硬件包括输人/输入设备，次要有显示屏、键盘、控制面板等。②动力接口。完成机电零碎和动力源的衔接，爲机电零碎的驱动单元提供相应的动力。依据零碎所需的动力类型不同如直流电、交流电、气动、液压等，动力接口的方式也有很大的不同。但动力接口有一个共同的特点，可以经过较大的功率。
③智能接口。从可看出，智能接口次要存在于3处，控制零碎到驱动零碎、驱动零碎到传感器、传感器到控制零碎。智能接口的使用状况绝对比拟复杂，但可以得出它的一些个性：智能接口传递和转换各种信息，依照不同技术的要求改动信息方式，使不同的子零碎、不同的技术可以集成在一同，构成完好的零碎。通常，智能接口是软件表现出的功用衔接。④机-电接口。完成执行机构与驱动零碎和传感器之间的衔接。将驱动信号转换成执行机构所需的信号，或将执行机构的机器信号转换成传感器所需的信号。
3机电接口技术的开展方向社会需求推进了机电一体化技术的开展。机电一体化技术发生之初，仅是机器技术与电子技术的复杂结合，它们结合的方式――接口也比拟复杂，而随着机电一体化技术的开展，机电一体化商品曾经开展成爲集多种技术于一体的复杂零碎，相应的零碎外部的接口也就变得越来越复杂。因而，纵双国际外机电一体化的开展现状和高新技术的开展意向，机电接口技术将朝着如下几个方向开展：智能化随着机电一体化的开展和提高，智能化是机电一体化技术与传统机器自动化技术的次要区别之一，也是机电接口技术开展的次要方向。机电接u完成的不再是复杂的信息和能量的传递，而正在向着信息采集、处置、能量控制的智能化方向开展。
规范化机电零碎越来越多地采用开放式和模块化的构造。零碎可以灵敏组态，停止恣意组合，对机电接口有进一步的要求接口要在坚持分歧性的状况下还能保证零碎信息和能量的传递、技术交融。
微型化。微型机电一体化零碎是机器技术与电子技术在纳米尺度上相交融的产物，是机电一体化的一个新开展方向。因而要求零碎各局部的结合要愈加严密，信息传递和反应愈加迅速精确，所以机电接口也要微型化。
人格化。将来的机电一体化将会增强它们与生命机体的类似性，愈加注重商品与人的关系（人-机的协调），并与人共生（人-零碎一体化）。因而机电接口应更关注人的生理、心思特性和限制，完成人机功用的合理分配，进步牢靠性及平安性将人与零碎无机地融爲一体，构成新一代的机电一体化零碎。