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1、单位代码 10006 学 号 分 类 号 密 级 毕业综述机电接口技术的发展学习中心名称专业名称机械工程及自动化（机电一体化）学生姓名指导教师2014 年 09 月 21 日北京航空航天大学毕业设计(论文 ) 1机电接口技术的发展机电接口技术的发展摘摘 要要本文主要探讨了机电一体化发展的历程以及发展现状，指出了机电一体化系统设计是十分必要的；以此为背景，产生的机电接口技术。为了进一步分析与设计机电一体化系统，提出了机电接口技术的概念，并给出了机电接口技术的发展、功能以及分类。机电接口技术提供了一种新方法和手段为机电一体化系统的设计，并指出了智能化、标准化、微型化和人性化的机电接口技术的新的发展
2、方向。关键词：机电一体化，机电接口，系统设计1.机电一体化技术发展在机电一体化技术发展的基础上产生的机电接口技术，从上世纪 70 年代机电一体化的产生到现在，随着科学技术以及人类社会进步，机电一体化的内涵也在随时代不断发展着。最初的机电一体化是电子、机械相结合，机电一体化的产品也相对的比较简单。从 80 年代起，高性能微处理器的出现在机电一体化产品中得到应用以后，便大大提高了机电产品的自动化与智能化的程度，大大的改善了产品使用性能。之后随着自动化技术、信息技术、微电子技术、生物技术、新材料技术等向经济、军事和社会生活等领域渗透，机电一体化的发展更是产生了巨大变化，也发展到了生活中的各个领域。与
3、此同时，机电一体化也不单单是机械装置与电子装置的简单组合，而是光学、信息技术、机械、控制、电子和计算机技术等多学科的学科交叉与发展。随着机电一体化技术的不断发展，所涉及的各组成技术的研究也日益深人。机电一体化技术是伺服驱动技术、集机械技术、网络通讯技术、计算机技术、检测传感技术、自动控制技术、系统整体技术等多学科融为一体的技术学科。目前，机电一体化正在向着网络化、智能化、人性化、块模化等多方向发展。人们逐渐也意识到孤立的发展和研究各组成技术不能够保证机电一体化系统设计的最优化。所以邹慧君等人研究机北京航空航天大学毕业设计(论文 ) 2电一体化概念设计的基础上提出了 3 个子系统模型1，亢金月等
4、人提出了机电一体化系统集成和融合的理论2。这些都是机电一体化系统设计到现在的发展表现。做机电系统的设计时需要研究多种学科的技术其各自特点，从所设计系统的整体出发，整合各学科的特征参量之间的关系和要求等个条件，分析并解决机电系统设计中具体的问题，寻求其中的最优方案，以期达到效果的最优化。而机电接口技术本身就是在这种情况下产生的，机电接口技术旨在解决如何把机电及各个不同的相关领域技术有机地融为一体，并设计出最优的机电一体化产品。2.机电接口技术机电接口技术旨在研究机电系统中各子系统和各组成技术之间的连接问题。研究这门技术是主要是为了更好、更有效地解决系统中不同信息间的交互和融合，并最终实现机电系统
5、设计的最优化。3.机电接口功能机电接口包括硬件和软件，能将各组成系统的技术融为一体， 实现信息传递和能量转换。机电接口的硬件主要是在机电系统与操作者或不同子系统之间建立各种连接，为信息的输人、输出、传递和能量转换提供物理通道3。机电接口的软件主要是提供信息转换、调整、交互的方法和程序，协调机电一体化各组成技术，使各子系统集成并融合为一个整体，实现机电系统设计的最优化或新的功能。4.机电接口的分类机电接口分为四类，分别是人机接口、动力接口、智能接口以及机电接口。人机接口是指机电系统与操作者之间的接口。通过此接口，操作者可控制系统的运行过程，监视系统的运行状态，使系统正常工作。人机接口通常都是双向
6、的，硬件包括输人、输出设备，比如键盘、控制面板、显示屏等等。动力接口可实现机电系统和动力系统的连接，为机电系统运行提供相应的能量。一般根据系统所需动力类型的不同又分为如直流电、交流电、气动、液压等，这使得动北京航空航天大学毕业设计(论文 ) 3力接口的形式产生不同。虽然动力源有所不同，但是动力接口却有一个共同的特点，其接口均能通过较大的功率。智能接口在系统中主要有 3 处存在:从控制系统到驱动系统、从驱动系统到传感器、从传感器到控制系统。虽然智能接口的应用情况相对其他接口比较复杂，但也存在一般特征:智能接口能够传递和转换各种信息，并按照不同技术的要求使信息呈现不同的形式，使各子系统、不同的学科
7、技术能够融合在一起，形成完整的系统。机电接口可实现传感器和驱动系统与执行机构之间的连接。机电接口能够将驱动信号转换成执行机构所识别的信号，或者将执行机构的机械信号转换成传感器所识别的信号。5.机电接口技术的发展方向社会不断进步与发展推动着机电一体化技术的向前发展。机电一体化技术产生之初，仅是机械技术与电子技术的简单结合，它们之间的接口也比较简单，而随着科学技术的不断发展，机电一体化的产品已经更是发展成为集多种技术于一身的复杂系统。机电一体化的发展使得机电接口形式与功能变得越来越复杂。因此，研究国内外机电接口的发展历程与现状后会发现，机电接口技术将朝着智能化、标准化、微型化、人性化的方向发展:智
8、能化。计算机技术的发展带动着机电产业智能化的发展，而机电一体的智能化特别是接口的智能化将会是其与传统机械自动化技术的主要区别之一，也会是机电接口技术发展的重要方向。机电接口的功能也不会再是简单的信息和能量的传递与转换，会朝着智能化的信息采集、处理、传递和能量控制的方向发展。标准化。机电系统将会更多地采用模块化、开放式的结构，使得各子系统能够更加灵活任意组合，这对机电接口提出了更高的要求。要保证不同子系统能够任意组合，那么机电接口就要实现标准化。使得子系统能够正常连接的同时还能保证系统之间或系统内部信息、能量的传递、识别。微型化。微型机电一体化系统是机械技术与电子技术在纳米尺度上相融合的产物，是
9、机电一体化的一个新发展方向。因此要求系统各部分的结合要更加紧密，信息传递北京航空航天大学毕业设计(论文 ) 4和反馈更加迅速准确，所以机电接口也要微型化。人性化。未来的机电一体化设计将会使得操控者更加的舒适简洁，更加注重机电产品与人的协调统一。因此机电接口的设计应更多的关注人的生理、心理特征和人机的协调性，实现人机功能的合理分配，提高产品舒适性、安全性，使得人与系统有机地融为一体。6. 结论机电接口技术是研究机电一体化系统中不同系统间、系统内部的连接问题，使系统中信息和能量的传递和转换更加准确、迅速，并能够让系统各部分有机的结合在一起并形成完整的系统。机电接口技术是在机电一体化技术的基础上逐渐发展起来的4，而且在机电一体化中变得越来越重要。而机电接口技术的不断发展也定会促进机电一体化技术更好的发展。参考文献：1邹慧君，汪利，王石刚机械产品概念设计及其方法综述J.机械设计与研究， 1998（2） ：9-122亢金月，邹慧君，蔡逆水.机电一体化系统集成与融合J.机械电子，1996(4):17-20.3郑刚，张慧慧，费仁远.机电接口技术的内涵和发展J.北京工业大学学报，2003,29(4)：414-4174王宣银. 机电一体化的创新及发展方向J .机电一体化，2000，6：5-8 .
