機(jī)電接口技術(shù)的內(nèi)涵與機(jī)電一體化發(fā)展

侯輝

【摘要】隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，機(jī)電一體化技術(shù)成為了工業(yè)發(fā)展中十分重要的技術(shù)，與工業(yè)發(fā)展與進(jìn)步有著密切的關(guān)系。在機(jī)電一體化發(fā)展中，電子技術(shù)與機(jī)械技術(shù)是十分重要的構(gòu)成環(huán)節(jié)，在其發(fā)展過(guò)程中出現(xiàn)了機(jī)電接口概念，對(duì)機(jī)電一體化發(fā)展產(chǎn)生了重大影響。本文在介紹機(jī)電接口技術(shù)內(nèi)涵與分類的基礎(chǔ)上，闡述機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)。

【關(guān)鍵詞】機(jī)電接口技術(shù)；內(nèi)涵；機(jī)電一體化

在機(jī)電一體化技術(shù)中，主要包括自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感技術(shù)、機(jī)械技術(shù)等，所以，在設(shè)計(jì)機(jī)電一體化產(chǎn)品的時(shí)候，必須對(duì)各種學(xué)科之間的特性展開(kāi)研究，并且明確這些特性之間的物理關(guān)系，進(jìn)行正確處理，有效分析各學(xué)科特性之間的內(nèi)在聯(lián)系與耦合關(guān)系，確保機(jī)電一體化產(chǎn)品設(shè)計(jì)的合理、可靠。此時(shí)，機(jī)電接口技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，是融合多種學(xué)科與技術(shù)的重要手段，在機(jī)電一體化發(fā)展中得到了廣泛應(yīng)用。

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[1]。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(wèn)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(kāi)信息與能量的輸入、轉(zhuǎn)換及傳輸。在信息轉(zhuǎn)換的過(guò)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)。

（二）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[2]。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(guò)程中，可以根據(jù)不同要求展開(kāi)相應(yīng)的改變。在各種信息轉(zhuǎn)換與傳輸?shù)倪^(guò)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(guò)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(guò)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(lái)，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(kāi)科學(xué)技術(shù)水平的提高，傳統(tǒng)機(jī)械技術(shù)已經(jīng)無(wú)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[3]。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。

現(xiàn)階段，機(jī)電一體化技術(shù)研究越來(lái)越深入、成熟，然而，簡(jiǎn)單的技術(shù)研究已經(jīng)無(wú)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(wú)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(guò)程中，越來(lái)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(lái)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(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(lái)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(lái)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(lái)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(kāi)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[4]。

結(jié)束語(yǔ)

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(guò)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(lái)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。

參考文獻(xiàn)

[1]潘浩彬.機(jī)電接口技術(shù)的內(nèi)涵與機(jī)電一體化發(fā)展[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014，（24）：89-89.

[2]景新疆.機(jī)電接口技術(shù)的內(nèi)涵與機(jī)電一體化發(fā)展[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2014，（33）：805-805.

[3]王旻，許凱.接口技術(shù)在機(jī)電一體化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用分析[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2013，（15）：124-125.

[4]劉福旺.機(jī)電接口技術(shù)的內(nèi)涵與機(jī)電一體化發(fā)展[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，2013，（10）：4-5.