浅谈机电一体化中的接口问题

王英

摘 要：随着社会的不断发展，传统的机械技术已经无法满足社会的需求，机电一体化技术是将机械技术和电子技术两者相结合，很大程度上解决了传统机械技术所难以完成的生产工作。在此背景下，本文简要分析了机电接口技术的功能及意义，对于机电一体化系统中的接口技术进行了分类，最后对人机接口技术进行了简要的探讨。

关键词：机电一体化；接口；功能；意义

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.08.158

0 引言

在当前多学科交叉发展的大环境下，众多领域的技术发生了革命性的变化，机电一体化作为机械技术与信息技术的整合产物使得工程领域得到了飞速的发展。另一方面，机电一体化系统的价值在很大程度上取决于其各个子系统之间的接口，接口技术使得机电一体化各个子系统能够相互密切配合，从而实现资源利用率的最大化，使机电一体化系统性能发挥最优，实现了各个子系统的功能“1+1>2”的效果。比如说多联机中央空调是智能网络中央空调，它可以一台室外机带动多台室内机，并且可以通过它的网络终端接口与计算机的网络相连，由计算机实行对空调运行的远程控制，满足了现代信息社会对网络家电的追求。

1 机电一体化系统构成

机电一体化系统主要由动力源、传感器、控制系统、执行机构、驱动系统五大构件组成。其中，机电设备中的接口技术起着子系统之间信息传递以及能量交换的作用，因此我们有必要对其进行有效的研究，使得整个系统的功能能够充分发挥。机电一体化系统的构成如图1所示。

2 机电一体化中的接口技术分析

2.1 功能与意义

机电一体化系统中的接口技术主要是为了将各个子系统的功能整合在一起来进行信息的传递以及能量的转换。其接口主要包括硬件部分和软件部分两类，其中硬件部分主要是指在机电一体化的各个子系统之间或者操作者和机电一体化系统之间进行连接的部件，为实现信息的及时传递以及能量的转换扮演着“桥梁”的作用；软件部分主要是将各个子系统之间的信息进行互联互通，以实现“1+1>2”的功能并进行适当调整，使得机电一体化系统在实际生产运行过程中更加优化。

机电一体化系统的发展顺应了时代发展的潮流，因此正在逐步代替了传统机械技术，满足了传统技术难以达到的各种需求。这种结合了机械技术与电子信息技术所形成的一种功能强大的综合系统成为了目前工业机械领域内的主流；与此同时，机电一体化系统的接口技术作为其核心技术随着机电一体化系统的不断发展也变得日趋复杂。如果我们单对子系统进行研究，是难以使整个系统取得跨越性进步的，在这里接口技术扮演着重要的角色，它整合了系统中的各个子系统，使这些具有不同功能的零件密切配合，进而将诸多功能发挥到最大化，也能够使整个系统之间的信息数据相互交流与调整，促进生产效率与经济效益的提高。

2.2 分类与信号输入输出

机电一体化系统主要可分为人机接口、动力接口、机电接口等类型。其中人机接口是指操作者和机电设备系统之间的双向接口，操作者可以通过该接口对于机电设备系统进行实时的监管参数变化以及操控，使得机电设备能够完全按照操作者的意图进行；动力接口是指提供动力的源系统与驱动系统相连接的接口，主要作用是为系统驱动提供能量。这种接口一般能够确保大功率的电流通过，从而保证机电系统的安全可靠性；智能接口主要的作用是将各个子系统中的信息进行收集，再将子系统中的不同技术进行整合做出相应调整， 接着按照系统的要求进行技术形式的变换从而满足系统的需求；机电接口是指操作系统与驱动系统以及传感器之间的接口，其主要作用是将驱动系統中的驱动信息变为操作系统中需求的信息，从而使得系统能够正常有序运行。

作为机电系统的重要组成部分——输入接口的模拟信号主要是指被控制对象在工作状态下的信号，一般而言，这些信号就是设备中存在的电流信号或者模拟电压。由于计算机设备只能收到数字信号，因此系统要获得信息数据，就要对于目标进行控制从而获得实时运行的信号，再将模拟电信号转化为数字模拟输入接口；输出接口的模拟信号主要是指控制系统在生产过程执行器的信号，计算器通过输出数字信号从而产生控制信号控制整个生产过程。

3 人机接口技术

人机接口技术是指人和机电系统之间交换信息的技术，其根据信号的传递方向可以将人机接口技术分为接口输入和接口输出两大类。机电系统的输出接口能够显示整个系统的实时运行情况以及相关数据信息，操作者可以根据相应的信息来及时对机电系统做出相关指示，从而保证机电系统的安全平稳运行，完成生产任务。

4 结语

综上所述，机电一体化是多个机电子系统融合的产物，是现代生产领域内的重要工具，因此对其研究具有巨大的现实意义与社会意义。作为机电一体化技术的重要构成，接口技术的质量直接决定了整个系统运行能否流畅；同时接口技术可将各个子系统进行有机的整合，发挥各自的长处，将其优势发挥到最大化。比如多联机空调噪音控制越来越小，节能措施越来越有效，制造工艺和现场焊接等方面的要求提高。总之，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，在未来会随着机电一体化技术的发展而变得越来越重要，并且我们对机电接口技术的研究也必然会推动机电一体化理论的进程与发展。

参考文献

[1]韦程.浅谈机电一体化中的接口问题[J].广西大学学报，2009，34（z1）.

[2]徐桂丰.探讨机电一体化中的接口问题[J].城市建设理论研究，2014（14）.