發(fā)布時間：2023-08-15 17:13:34
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的機電一體化內(nèi)涵樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
[關(guān)鍵詞] 現(xiàn)代制造業(yè) 先進制造技術(shù) 機電一體化技術(shù) 緊密聯(lián)系
制造業(yè)是現(xiàn)代國民經(jīng)濟和綜合國力的重要支柱，尤其是現(xiàn)代制造業(yè)更是在一個國家的企業(yè)生產(chǎn)能力構(gòu)成中占首要地位，要發(fā)展和壯大現(xiàn)代制造業(yè)就要大力研究、發(fā)展和掌握先進制造技術(shù)。所謂先進制造技術(shù)，其實就是一種綜合技術(shù)，是在傳統(tǒng)制造技術(shù)的基礎(chǔ)上加上信息技術(shù)和科學的管理，再加上與之相關(guān)的科學技術(shù)交融而形成的群體技術(shù)。
一、先進制造技術(shù)簡介
制造技術(shù)是使原材料成為產(chǎn)品所應用的一系列技術(shù)的總稱?，F(xiàn)代制造技術(shù)不斷吸收機械、電子、信息、材料及現(xiàn)代管理技術(shù)的最新成果，并將其綜合應用于制造業(yè)的全過程。
先進制造技術(shù)是制造技術(shù)的最新發(fā)展階段，是由傳統(tǒng)的制造技術(shù)發(fā)展起來的，是與現(xiàn)代高新技術(shù)相結(jié)合而產(chǎn)生的一個完整技術(shù)群。它是具有明確范疇的新技術(shù)領(lǐng)域，是面向工業(yè)應用的技術(shù)，是駕馭生產(chǎn)過程的系統(tǒng)過程。它不僅涉及產(chǎn)品的設(shè)計、制造工藝、加工和裝配、而且覆蓋了市場分析、銷售使用、維修服務，乃至回收再生的全過程；先進制造技術(shù)還涉及企業(yè)產(chǎn)品與管理創(chuàng)新、企業(yè)生產(chǎn)過程綜合自動化、制造單元與系統(tǒng)的集成、制造企業(yè)與流通領(lǐng)域的集成、企業(yè)間集成與協(xié)作等方面。
目前機電一體化技術(shù)在現(xiàn)代制造業(yè)中應用廣泛，在先進制造技術(shù)中占相當重要地位。
二、機電一體化技術(shù)概要
機電一體化技術(shù)是面向應用的跨學科技術(shù)，是從系統(tǒng)工程出發(fā)，綜合運用機械技術(shù)、微電子技術(shù)、光學技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測控技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)有機融合、相互滲透的結(jié)果。它涉及了許多新概念、基礎(chǔ)學科和邊緣學科，是從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標和優(yōu)化組織目標，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實現(xiàn)特定功能價值，并使整個系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng)，則成為一個機電一體化系統(tǒng)或機電一體化產(chǎn)品。
機電一體化不是機械加電氣簡單組合、拼湊而成的機械電氣化，而是賦予了自動化、虛擬化、柔性化、智能化等特征。其主要由：機械裝置；檢測裝置和傳感器、變送器；信息處理部分；驅(qū)動器和執(zhí)行器； 接口部分等5個部分組成。
三、現(xiàn)代制造業(yè)的基本內(nèi)涵及特點
1.基本內(nèi)涵
按照國際通例，工業(yè)中所有將原材料轉(zhuǎn)化為可供使用的物品的行業(yè)都可成為制造業(yè)，可分為裝備制造業(yè)和生產(chǎn)消費資料制造業(yè)。現(xiàn)代制造業(yè)就是用高新技術(shù)改造、升級優(yōu)化傳統(tǒng)制造業(yè)，是先進制造技術(shù)或先進管理手段與制造業(yè)相結(jié)合的產(chǎn)物。
現(xiàn)代制造業(yè)有下面幾個方面是必須具備的：1、采用了新技術(shù)、新工藝、新裝備，實現(xiàn)了制造過程的現(xiàn)代化。2、應用信息化的手段。對生產(chǎn)、管理、銷售的全過程采用了信息化的管理手段和信息化的管理工具。3、采用了現(xiàn)代化的生產(chǎn)組織方式。4、現(xiàn)代制造強調(diào)以知識和技術(shù)投入為因素，以現(xiàn)代集成制造為特征，以高新技產(chǎn)業(yè)為先導的高附加值、高科技、產(chǎn)業(yè)鏈長的產(chǎn)業(yè)體系。
2.主要特征
通常來說，現(xiàn)代制造業(yè)主要有以下特征：
（1）充分消化吸收吸和應用世界先進制造技術(shù)與現(xiàn)代高新技術(shù)，更加強調(diào)以知識和技術(shù)為投入因素，企業(yè)的工藝、裝備、材料高技術(shù)化，產(chǎn)品的科技含量和附加值較高。
（2）建立起與現(xiàn)代技術(shù)相適應的生產(chǎn)方式和企業(yè)組織形式，推廣和實施先進的制造模式。發(fā)展對國民經(jīng)濟帶動作用大，產(chǎn)業(yè)鏈和的產(chǎn)業(yè)集群。
（3）符合現(xiàn)代社會可持續(xù)發(fā)展理念，具有資源節(jié)約、無污染綠色等特征，具有與全球化相適應的資源配置方式。
（4）利用現(xiàn)代信息技術(shù)，改造和集成業(yè)務流程，形成以價值鏈為基礎(chǔ)的分工協(xié)作模式，并呈現(xiàn)出制造業(yè)與服務業(yè)既分工又融合的特點。
四、機電一體化技術(shù)與現(xiàn)代制造業(yè)緊密聯(lián)系、密不可分
隨著現(xiàn)代制造業(yè)向精密化、自動化、信息化、柔性化、清潔化、集成化和智能化的快速發(fā)展，機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品與現(xiàn)代制造業(yè)聯(lián)系緊密。
1.機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品
機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品的廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn)過程的名個領(lǐng)域，特別在現(xiàn)代制造業(yè)方面應用較廣。其主要有機電一體化系統(tǒng)和典型元、部件兩大類。
機電一體化典型系統(tǒng)有：數(shù)控機床系統(tǒng)、智能化儀器儀表、印刷機械系統(tǒng)、發(fā)動機控制系統(tǒng)及虛擬加工CAD／CAM等系統(tǒng)。
典型的機電一體化元、部件有：電力電子器件及裝置、可編程序控制器（PLC）、微型電機、傳感器、專用集成電路、伺服機構(gòu)等。這些典型的機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品是現(xiàn)代制造業(yè)所不可或缺的。
2.機電一體化產(chǎn)品在現(xiàn)代制造業(yè)的優(yōu)勢
（1）設(shè)備安全性和可靠性提高。機電一體化產(chǎn)品一般都具有主動監(jiān)視、報警、主動診斷、主動保護等功效，從而使其具有較高的自動保護措施和可靠性及較低的產(chǎn)品故障率，明顯提高了設(shè)備安全性和可靠性，使用壽命也得到相應提高。
（2）生產(chǎn)能力和工作質(zhì)量、效率大幅提升。機電一體化產(chǎn)品大都具有信息主動處理和主動把持功效，能保證最佳的工作質(zhì)量和產(chǎn)品的合格率，同時也使得生產(chǎn)能力大大提高。
（3）具有智能化功能，操作簡便。機電一體化產(chǎn)品操作按鈕和手柄數(shù)量明顯減少，使得操作大大簡化、簡便。先進的機電一體化產(chǎn)品是一個完整的系統(tǒng)，可通過模糊技術(shù)與信息技術(shù)（尤其是軟件及芯片技術(shù)）對外界參數(shù)的改變隨機自尋最佳工作程序，實現(xiàn)主動最優(yōu)化操作。
（4）具有復合功能及適用性。機電一體化產(chǎn)品突出了復合技巧和復合功效，使產(chǎn)品的功效程度和主動化程度大大進步，能適用于不同的場合和不同領(lǐng)域，滿足用戶需求的應變能力較強。
（5）具有參數(shù)化特性，調(diào)試和維護方便。機電一體化產(chǎn)品可通過改變控制和執(zhí)行系統(tǒng)的程序來實現(xiàn)工作方法的轉(zhuǎn)變，以適應不同用戶對象的需要以及現(xiàn)場參數(shù)變更的需要。機電一體化產(chǎn)品的主動檢驗和主動監(jiān)視功效可對工作過程中出現(xiàn)的故障主動采用措施，使工作恢復正常。
總之，現(xiàn)代制造業(yè)是科學技術(shù)與生產(chǎn)力發(fā)展的必然結(jié)果，是許多科學技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求和產(chǎn)物。兩者的緊密結(jié)合深刻影響著現(xiàn)代制造業(yè)及現(xiàn)代制造技術(shù)，隨著科學技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合、相互滲透的趨勢越來越明顯，將大大地推進現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展步伐。
參考文獻
[1]章浩，張西良，周士沖.機電一體化技術(shù)的發(fā)展與應用[J].農(nóng)機化研究，2006（7）
【關(guān)鍵詞】：機電一體化；技術(shù)；發(fā)展趨勢
隨著社會不斷進步，機電一體化技術(shù)不斷發(fā)展完善，極大的提高了社會生產(chǎn)力。機電一體化技術(shù)是一門具有自身體系的學科，在科技迅速發(fā)展的前提下，不斷賦予一體化技術(shù)新的內(nèi)涵。機電一體化系統(tǒng)的實體部分，主要是機械部分與電子部分，又通過信息技術(shù)把這些部分有機結(jié)合在一起，從而構(gòu)成更為先進的產(chǎn)品，具體包括成型和設(shè)計、系統(tǒng)集成、執(zhí)行器和傳感器、智能控制、機器人、制造、運動控制、振動和噪聲控制、微器件和光電子系統(tǒng)、汽車系統(tǒng)、其他應用等方面內(nèi)容。因此，本文首先分析了機電一體化產(chǎn)品的優(yōu)越性，接著論述機電一體化技術(shù)的發(fā)展方向，同時提出合理化意見和建議。
一、機電一體化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
機電一體化發(fā)展至今已經(jīng)成為一門有著自身體系的新型學科，隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，還將被賦予新的內(nèi)容。但其基本特征可概括為：機電一體化是從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，綜合運用機械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測控技術(shù)及電力電子技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標要求，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實現(xiàn)特定功能價值，并使整個系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng)，則成為一個機電一體化系統(tǒng)或機電一體化產(chǎn)品。因此，“機電一體化”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個方面。機電一體化技術(shù)是基于上述群體技術(shù)有機融合的一種綜合技術(shù)，而不是機械技術(shù)、微電子技術(shù)及其它新技術(shù)的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區(qū)別。機械工程技術(shù)由純技術(shù)發(fā)展到機械電氣化，仍屬傳統(tǒng)機械，其主要功能依然是代替和放大的體系。但是，發(fā)展到機電一體化后，其中的微電子裝置除可取代某些機械部件的原有功能外，還被賦予許多新的功能，如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調(diào)節(jié)與控制、自動診斷與保護等。也就是說，機電一體化產(chǎn)品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的延伸，智能化特征是C電一體化與機械電氣化在功能上的本質(zhì)區(qū)別。
二、機電一體化技術(shù)發(fā)展趨勢
機電一體化在發(fā)展過程中，涉及很多行業(yè)和學科，比如計算機、光學、電子以及機械等。但是就目前的發(fā)展而言，我國的機電一體化技術(shù)與發(fā)達國家存在較大的差距。當前機電一體化技術(shù)發(fā)展方向主要體現(xiàn)以下幾個方面：
1.智能化。智能化成為機電一體化發(fā)展的重要方向，尤其是人工智能越來越得到廣泛的應用，比如機器人與數(shù)控機床的應用。同時計算機科學、模糊書序額以及生理學等學科的發(fā)展，給當前機電一體化的智能化發(fā)展提供了更多的新方法和方向。同時隨著微處理器的性能越來越完善，為機電一體化產(chǎn)品智能化創(chuàng)造良好的外部條件。
2.模塊化。在實際生產(chǎn)過程中，由于機電一體化種類很多，相應的機械、電氣、動力以及動力借口也十分的復雜。因此，要研制智能調(diào)速和機電一體化的動力單元，提高視覺和圖像等功能的控制單元，最大限度的提高機械裝置的操作的效率。通過標準單元，可以有效提高新產(chǎn)品開發(fā)的效率，促進生產(chǎn)規(guī)模的擴大。另外，為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，還要不斷完善相應的標準，做好機電產(chǎn)品的匹配。
3.網(wǎng)絡(luò)化。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展促進了當前生產(chǎn)力的變革，對促進全球經(jīng)濟一體化起到了重要的推動作用，為機電一體化產(chǎn)品提供廣闊的市場。比如各種遠程控制和監(jiān)視技術(shù)的終端設(shè)備就是機電一體化產(chǎn)品。同時隨著局域網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和應用，給社會發(fā)展帶來了極大的便利。因此，機電一體化技術(shù)也會朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。
4.微型化。在實際生產(chǎn)過程中，機電一體化朝著微觀方向發(fā)展。微型化就是要朝著微米和納米的方向發(fā)展。微型的機電一體化產(chǎn)品，占有空間較小，耗能很低，很有很強的量活性，被廣泛的應用在社會的各個方面，具有無法比擬的優(yōu)勢。作為機電一體化技術(shù)的新尖端分支而倍受重視，泛指幾何尺寸不超過1立方厘米的機電一體化產(chǎn)品，并且向微米、納米級發(fā)展，讓機電耗能更少，運動更加的靈活。微型機電一體化發(fā)展的技術(shù)關(guān)鍵點就是微機械技術(shù)，因此，為促進機電一體化技術(shù)的良性發(fā)展，可以采用超精密技術(shù)。
5.環(huán)?；?。隨著工業(yè)技術(shù)的迅速發(fā)展，給人們的生產(chǎn)生活帶來了翻天覆地的變化，在享受豐富的物質(zhì)生活同時，也面臨著資源不斷減少和環(huán)境污染問題，成為制約社會發(fā)展的主要因素。因此，在機電一體化產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，要進行綠色環(huán)保設(shè)計，提高機械系統(tǒng)的可回收性，降低原材料消耗，降低機械系統(tǒng)對環(huán)境的污染，最大限度的保護環(huán)境，避免對環(huán)境和人類身體健康造成危害，提高資源的利用率，做好資源的循環(huán)利用。因此，節(jié)能、環(huán)保也是機電一體化技術(shù)發(fā)展的重要方向。
6.系統(tǒng)化。系統(tǒng)化的主要特點就是結(jié)構(gòu)的開放式和模式化，要求整個系統(tǒng)能夠進行靈活的組合和裁剪。同時不斷加強通信功能。就目前而言，機電一體化發(fā)展趨勢更加重視人與產(chǎn)品之間的關(guān)系，賦予產(chǎn)品更多的智能和情感。另外，還要要求產(chǎn)品能夠模仿生物激勵。
綜上所述，機電一體化技術(shù)是許多科學技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，，是社會生產(chǎn)力客觀要求。隨著制造自動化程度的不斷提高，將會出現(xiàn)智能制造系統(tǒng)控制器來模擬人類專家的智能制造活動，并會對制造中出現(xiàn)的問題進行分析、判斷、推理、構(gòu)思和決策機電一體化技術(shù)將成為機械工業(yè)的主角，在各方面均可帶來顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。因此，我國要不斷總結(jié)經(jīng)驗教訓，引進國外先進的技術(shù)，促進我國機電一體化技術(shù)又好又快的發(fā)展。
參考文獻：
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【關(guān)鍵詞】煤礦；機電；一體化技術(shù)；應用研究
現(xiàn)代的煤礦生產(chǎn)逐步對機電一體化加以實現(xiàn)，這種實現(xiàn)實質(zhì)是指將自動控制技術(shù)、信息處理、機械和計算機等技術(shù)進行復合的應用，是由傳統(tǒng)的機械工程轉(zhuǎn)變?yōu)槲㈦娮蛹夹g(shù)方向的由多種現(xiàn)代化技術(shù)相互融合的綜合技術(shù)，因此應用實踐非常的廣泛。煤礦工作若想達到高產(chǎn)、高效的程度，機電一體化技術(shù)的應用是唯一的選擇。我國現(xiàn)階段對于機電一體化的應用正處于處于階段，各項技術(shù)的應用深度還有待進一步強化，本文對該問題進行研究，有助于以后應用的相關(guān)借鑒。
1 煤礦機電一體化技術(shù)的概念
機電一體化的實質(zhì)內(nèi)涵是以系統(tǒng)工程為基礎(chǔ)，將機械和電子等多種相關(guān)技術(shù)加以融合，從而使系統(tǒng)整體和產(chǎn)品具有最佳的性能。機電一體化作為技術(shù)群組的一個總體稱呼，它是由很多表現(xiàn)出特定功能的電子和機械設(shè)備組成，機電一體化即為電子、機械工程的有機整體，其反映的思想也是系統(tǒng)設(shè)計理論與集成綜合技術(shù)。實踐中可以看到，機電一體化具有非常大的優(yōu)勢，主要表現(xiàn)在其自身所擁有的節(jié)能性，在低碳經(jīng)濟的背景下有良好的發(fā)展前景，主要表現(xiàn)在以下兩個方面。第一，基于運行和負荷情況自主進行控制與調(diào)整，使能源的使用量與排放得到有效減少。第二，結(jié)構(gòu)構(gòu)成簡單，有較高的實際可操作性。機電一體化是以應用模塊化、標準化為基本要求，通過設(shè)計制造而成，因此非常的嚴謹，而且這一體系可以將信息處理、監(jiān)視以及運算功能有機的結(jié)合在一起，由此可見，機電一體化技術(shù)的發(fā)展，使之逐步趨向于現(xiàn)代化、智能化和規(guī)范化，在當前國內(nèi)煤礦生產(chǎn)中所扮演的角色是不可替代的。
2 我國應用機電一體化的歷史
我國的機電一體化技術(shù)處于萌芽狀態(tài)應該歸于我國自行研究所設(shè)計出來的第一套綜合機械化采煤工作面的投入使用。但當前國內(nèi)機械化綜合應用仍然剛剛起步，具體應用過程中仍需依賴采煤機由液壓牽引轉(zhuǎn)化成電牽引。自從那以后，不斷出現(xiàn)和應用的技術(shù)便層出不窮，像支架電液微機技術(shù)、故障診斷等。21世紀，我國的煤炭機電一體化技術(shù)所進行的研究與應用在大型固定設(shè)備的煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控和后備保護方面所取得的顯著成果有目共睹。但是，較之于西方發(fā)達國家而言，國內(nèi)的采煤技術(shù)依然非常的落實，實踐中還存在著很多的問題與不足。
3 煤礦發(fā)展中的機電一體化應用分析
第一，提升機上的機電一體化技術(shù)應用。采礦實踐中，電氣自動化已經(jīng)得到了非常廣泛的應用。對于采煤機而言，以前的起步標準必須是中厚煤層，現(xiàn)在已經(jīng)可以在淺煤層相應進行實施。目前，因?qū)L筒式采煤機的運用，基本可以從整體上使大功率、高產(chǎn)量開采的目標達到。滾筒式的采煤機在牽引方面的飛躍是區(qū)別于其他傳統(tǒng)的采煤機的。其良好的牽引特性使它可以對較大的阻力進行克服并且及時地向電網(wǎng)反饋電能。與此同時，這種具有極高可靠性能的牽引方式不僅尺寸較小、操作便易，而且使用年限很長，檢修工作無時常進行的必要，工作質(zhì)量和效率非常的高。
第二，煤礦運輸過程中的機電一體化應用。煤礦井下原煤進行輸送的首要工具是帶式輸送機。其具有的特點主要有：效率高、大的輸送量、可靠運行、較容易實現(xiàn)自動化、連續(xù)長距離輸送等。當前，駐澳的此設(shè)備所應用的是CST可控的軟啟動裝置，此裝置是機電液一體化的綜合。其軟驅(qū)動裝置是特意為平滑起運送大慣性載荷而研究設(shè)計的，一條皮帶運輸機由多臺或者是一臺CST驅(qū)動的。因為一些條件，比如動態(tài)分析、在線監(jiān)控以及啟動延遲等技術(shù)制約，造成國內(nèi)帶式輸送機驅(qū)動點仍不能同時超過3個，這就嚴重影響了國內(nèi)輸送機單機運量、長度。除此之外，國內(nèi)輸送機主要存在的缺點也不少，像其靈敏度和壽命低、可靠性差以及監(jiān)控設(shè)備功能少。
第三，煤礦生產(chǎn)過程中機電一體化技術(shù)應用。在當前國內(nèi)礦井生產(chǎn)實踐中，對機械設(shè)備提出了更高的要求，尤其是對一些大功率機械設(shè)備要求更高一些?；诖?，多數(shù)情況下都會將真空開關(guān)有效的應用在高壓開關(guān)柜上，從而提高其服役期限。維護量相應減少且功率因數(shù)得到提高；同時，基于膠帶機的應用，可以實現(xiàn)煤礦生產(chǎn)中的集中控制，并且還可以有效加強圖像化以及信息化設(shè)備監(jiān)控，這對全面提高煤礦生產(chǎn)安全性，具有非常重要的作用。
第四，煤礦生產(chǎn)自動監(jiān)控過程中的機電一體化技術(shù)應用。實踐中，通過微電腦自動變速控制，可以實現(xiàn)對煤礦生產(chǎn)中的綜掘機在線監(jiān)控，以實現(xiàn)煤礦生產(chǎn)的簡單化與實際可操作性，從而有效降低勞動強度。在此過程中，應當充分發(fā)揮電機的作用，以有效降低能耗，提高人員、機械設(shè)備運行的安全可靠性。在目前國內(nèi)形勢下，對于微電腦運用，實行綜合采煤機的有效控制，非常有益，同時它還可以讓機械針對那些原本危險或者無法靠近的地方進行機械作業(yè)。
4 我國機電一體化的成果及其發(fā)展前景
機電一體化的投入使用不僅可以大大降低礦工的勞動強度，增加收入，而且對于煤礦生產(chǎn)的安全可靠性具有非常重要的作用?；诖耍瑥恼麄€層面上而言，其綜合效益是非常可觀的。同時，其對穩(wěn)定煤炭市場有序健康的發(fā)展加以促進，也對我國的現(xiàn)代化進行建設(shè)有利。因此，機電一體化技術(shù)的應用范圍非常的廣泛，而且其未來應用價值會更大。
從實踐中來看，如果機電一體化按照當前的勢頭繼續(xù)發(fā)展，則一定會成為一種綠色環(huán)保技術(shù)。在此過程中，還要對國外的一些先進技術(shù)進行有效利用，對機電設(shè)備中的通信功能予以強化。同時，還要切實對當前機電類產(chǎn)品進行有效改進和完善，增強其用途，以實現(xiàn)資源的有效利用。
5 結(jié)語
本文主要對煤礦機電一體化技術(shù)及其應用進行了分析，希望可以為以后對其研究提供一些可借鑒的經(jīng)驗，從而為我國煤礦事業(yè)的發(fā)展奠定研究基礎(chǔ)。
參考文獻：
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關(guān)鍵詞：機電一體化； 優(yōu)越性； 發(fā)展趨勢
機電一體化是將多種技術(shù)有機融合的一種綜合技術(shù)，發(fā)展至今已獨立門戶，成為有自身體系的新型學科，隨著時代進步和技術(shù)的發(fā)展，還將被賦予新的內(nèi)涵。機電一體化產(chǎn)品的功能是通過其內(nèi)部各組成部分功能的協(xié)調(diào)和綜合來共同實現(xiàn)的。從其功能性結(jié)構(gòu)來看，機電一體化產(chǎn)品具有自動化、智能化和多功能的特性，而實現(xiàn)這種多功能一般需要其具備五種內(nèi)部功能，即主功能、動力功能、檢測功能、控制功能和執(zhí)行功能，而實現(xiàn)這些功能的各個組成部分及其技術(shù)就構(gòu)成了機電一體化產(chǎn)品的總體或系統(tǒng)。機電一體化產(chǎn)品應用范圍非常廣泛，可以延伸至生產(chǎn)中的各個領(lǐng)域，其相對于傳統(tǒng)的機電產(chǎn)品，具有更高的可靠性與安全性，更佳的性能以及強大的復合能力與適應能力。
一、機電一體化的優(yōu)越性
1.使用安全性和可靠性提高。機電一體化產(chǎn)品一般都具有自動監(jiān)視、報警、自動診斷、自動保護等功能。在工作過程中，遇到過載、過壓、過流、短路等電力故障時，能自動采取保護措施，避免和減少人身和設(shè)備事故，顯著提高設(shè)備的使用安全性。
2.生產(chǎn)能力和工作質(zhì)量提高。機電一體化產(chǎn)品大都具有信息自動處理和自動控制功能，其控制和檢測的靈敏度、精度以及范圍都有很大程度的提高，通過自動控制系統(tǒng)可精確地保證機械的執(zhí)行機構(gòu)按照設(shè)計的要求完成預定的動作，使之不受機械操作者主觀因素的影響，從而實現(xiàn)最佳操作，保證最佳的工作質(zhì)量和產(chǎn)品的合格率。
3.使用性能改善。機電一體化產(chǎn)品普遍采用程序控制和數(shù)字顯示，操作按鈕和手柄數(shù)量顯著減少，使得操作大大簡化并且方便、簡單。機電一體化產(chǎn)品的工作過程根據(jù)預設(shè)的程序逐步由電子控制系統(tǒng)指揮實現(xiàn)，系統(tǒng)可重復實現(xiàn)全部動作。
4.具有復合功能并且適用面廣。機電一體化產(chǎn)品跳出了機電產(chǎn)品的單技術(shù)和單功能限制，具有復合技術(shù)和復合功能，使產(chǎn)品的功能水平和自動化程度大大提高。
5.調(diào)整和維護方便。機電一體化產(chǎn)品在安裝調(diào)試時，可通過改變控制程序來實現(xiàn)工作方式的改變，以適應不同用戶對象的需要以及現(xiàn)場參數(shù)變化的需要。機電一體化產(chǎn)品的自動化檢驗和自動監(jiān)視功能可對工作過程中出現(xiàn)的故障自動采取措施，使工作恢復正常。
二、機電一體化產(chǎn)品的構(gòu)成及特點
1.機械系統(tǒng)。機電一體化產(chǎn)品的機械系統(tǒng)包括機身、框架、機械傳動和連接等機械部分。這部分是實現(xiàn)產(chǎn)品功能的基礎(chǔ)， 因此對機械結(jié)構(gòu)提出了更高的要求，需在結(jié)構(gòu)、材料、工藝加工及幾何尺寸等方面滿足機電一體化產(chǎn)品高效、多功能、可靠、節(jié)能和小型輕量等要求。
2.動力系統(tǒng)。動力系統(tǒng)為機電一體化產(chǎn)品提供能量和動力功能，去驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)工作以完成預定的主功能。動力系統(tǒng)包括電、液、氣等動力源。機電一體化產(chǎn)品以電能利用為主，包括電源、電動機及驅(qū)動電路等。
3.傳感與檢測系統(tǒng)。傳感器的作用是將機電一體化產(chǎn)品在運行過程中所需要的自身和外界環(huán)境的各種參數(shù)轉(zhuǎn)換成可以測定的物理量，同時利用檢測系統(tǒng)的功能對這些物理量進行測定，為機電一體化產(chǎn)品提供運行控制所需的各種信息。
4.信息處理及控制系統(tǒng)。根據(jù)機電一體化產(chǎn)品的功能和性能要求，信息處理及控制系統(tǒng)接收傳感與檢測系統(tǒng)反饋的信息，并對其進行相應的處理、運算和決策，以對產(chǎn)品的運行施以按照要求的控制，實現(xiàn)控制功能。機電一體化產(chǎn)品中，信息處理及控制系統(tǒng)主要是由計算機的軟件和硬件以及相應的接口所組成。
5.執(zhí)行機構(gòu)。執(zhí)行機構(gòu)在控制信息的作用下完成要求的動作，實現(xiàn)產(chǎn)品的主功能。機電一體化產(chǎn)品的執(zhí)行機構(gòu)一般是運動部件，常采用機械、電液、氣動等機構(gòu)。
三、機電一體化的發(fā)展趨勢
1.智能化趨勢。智能化是機電一體化技術(shù)發(fā)展的一個重要發(fā)展方向，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數(shù)學、心理學，生理學和混沌動力學等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。具體而言，一方面，光學、通信技術(shù)等進入了機電一體化，微細加工技術(shù)也在機電一體化中嶄露頭角，出現(xiàn)了光機電一體化和微機電一體化等新支。另一方面，對機電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計、分析和集成方法，機電一體化的學科體系和發(fā)展趨勢都進行了深入研究。同時，由于人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及光纖技術(shù)等領(lǐng)域取得的巨大進步，為機電一體化技術(shù)開辟了發(fā)展的廣闊天地，也為產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了堅實的基礎(chǔ)。
2. 模塊化趨勢。模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產(chǎn)品單元是一項十分復雜但又非常重要的事。如研制集減速、智能調(diào)速、電機于一體的動力單元，具有視覺、圈像處理、識別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機械裝置。這樣，可利用標準單元迅速開發(fā)出新產(chǎn)品，同時也可以擴大生產(chǎn)規(guī)模。這需要制定各項標準，以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突，近期很難制定國際或國內(nèi)這方面的標準，但可以通過組建一些大企業(yè)逐漸形成。顯然，從電氣產(chǎn)品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產(chǎn)標準機電一體化單元的企業(yè)還是對生產(chǎn)機電一體化產(chǎn)品的企業(yè)，規(guī)?；瘜⒔o機電一體化企業(yè)帶來美好的前程。
3. 網(wǎng)絡(luò)化趨勢。20 世紀 90 年代，計算機技術(shù)的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給科學技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育等日常生活都帶來了巨大的變革。機電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來，只要其功能獨到、質(zhì)量可靠，很快就會暢銷全球。而且由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠程控制的終端設(shè)備本身就是機電一體化產(chǎn)品?，F(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)的應用使家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢，利用家庭網(wǎng)絡(luò)將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統(tǒng)，能使人們呆在家里就可分享各種高技術(shù)帶來的便利與快樂。因此，機電一體化產(chǎn)品無疑將朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。
4. 環(huán)保趨勢。工業(yè)的發(fā)達給人們生活帶來巨大變化。一方面，物質(zhì)豐富，生活舒適； 另一方面，資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴重污染。于是，人們呼吁保護環(huán)境資源，回歸自然。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應運而生，這是時代的趨勢。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環(huán)境保護和人類健康的要求，對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，資源利用率極高。設(shè)計綠色的機電一體化產(chǎn)品，具有遠大的發(fā)展前景。
結(jié)語：機電一體化的發(fā)展推動了我國制造技術(shù)的迅速更新?lián)Q代，使冰冷冷的機器有了人性化并且更加智能，機電一體化的出現(xiàn)不是偶然的，是社會進步的體現(xiàn)，是生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求，是科學技術(shù)的結(jié)晶。隨著我國數(shù)字化的信息技術(shù)革命以及多元信息化步伐的加快，機電一體化技術(shù)必將朝著智能化、網(wǎng)絡(luò)化、綠色化等方向邁進，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益與社會效益，給我們的生活帶來巨大的變革。
參考資料
我國的煤炭工業(yè)從早期的手工勞作到現(xiàn)在的高科技采煤技術(shù)，期間經(jīng)歷了多個發(fā)展階段，由于我國煤礦工業(yè)開采技術(shù)的進步，對于我國的其他各項事業(yè)都起到了很好的推動作用。在歷史發(fā)展的今天，我們要求對煤炭工業(yè)提出更高的要求，并且煤炭工業(yè)技術(shù)也出現(xiàn)了多次大的轉(zhuǎn)折。作為重要能源的煤炭必須大幅度地提高產(chǎn)量和提高勞動生產(chǎn)率，應用現(xiàn)代科技成果，努力提高綜合機械化和自動化水平。作為煤炭工業(yè)重要內(nèi)涵之一的機電一體化技術(shù)尤為突出。
1我國煤炭企業(yè)機電一體化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
煤礦機電一體化技術(shù)的應用隨著國內(nèi)進口采掘機械的不斷引進和部分國產(chǎn)化，煤礦機電一體化水平不斷增高，并且取得了一定的成效。隨著煤礦生產(chǎn)不斷向高水平發(fā)展，對控制水平和規(guī)模的要求也越來越高，從而又加速了機電一體化技術(shù)的發(fā)展和進步，但是我國煤炭系統(tǒng)中自動化水平相對發(fā)達國家而言還有一定距離。
1.1煤礦設(shè)備的一體化和程序化
目前，煤礦的機械設(shè)備部分應用了先進的機電一體化技術(shù)，但還沒有形成系統(tǒng)化態(tài)勢。國有新建大中型煤礦應用情況較好，傳統(tǒng)的中小煤礦應用則較差。我國的煤機企業(yè)在煤礦機械生產(chǎn)中，需要由零散的技術(shù)手段向系統(tǒng)化配套方面轉(zhuǎn)化。機電一體化產(chǎn)品在程序化應用，特別是煤炭企業(yè)的機械裝備上，與國際同行業(yè)相比還有很大的差距。程序化是煤礦企業(yè)機械機電一體化發(fā)展的必然。
1.2我國煤礦的井下智能設(shè)備
井下機器人、智能化作業(yè)設(shè)備是煤礦機電一體化技術(shù)提供的完整的獨立設(shè)備，是對采煤行業(yè)的一種巨大的貢獻。我國大型礦山設(shè)備，特別是井下機電設(shè)備，由于設(shè)備能力、可靠性和檢測智能控制水平不高，嚴重影響機器的工作可靠性和安全生產(chǎn)。為了徹底改變這一落后的局面，在采煤機械方面提出的目標是，實現(xiàn)采煤、掘進、運輸和支護設(shè)備的機電一體化。
1.3礦井安全生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)
礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)是最能體現(xiàn)煤礦機電一體化的技術(shù)之一。目前，我國大多數(shù)煤礦都安裝了監(jiān)控系統(tǒng)，大大提高了井下安全，雖然國內(nèi)安全監(jiān)控系統(tǒng)基本能滿足煤礦要求，但由于相應配套的傳感器存在種類少、壽命短、維護工作量大等不足，導致在許多監(jiān)控系統(tǒng)工作可靠性不高，系統(tǒng)利用率低。
1.4礦井運輸提升設(shè)備
帶式輸送機不僅能滿足長距離的連續(xù)輸送，而且具有輸送量大、運行可靠、效率高和自動化等特點，已成為我國煤礦井主要的運輸裝置。所以，其已成為當今機電一體化技術(shù)的研究重點。我國已自行生產(chǎn)制造了多個品種和多種類型的帶式輸送機。
2我國煤炭企業(yè)機電一體化技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新
煤炭行業(yè)的發(fā)展歷經(jīng)艱辛，之所以取得如此輝煌的現(xiàn)代化成果，與煤炭機電技術(shù)進步是密不可分的。隨著煤礦現(xiàn)代化進程的加快和安全技術(shù)的高速發(fā)展，井下各種監(jiān)測、監(jiān)控系統(tǒng)逐漸增多，如果這些監(jiān)測、監(jiān)控系統(tǒng)處于相互獨立的狀態(tài)，各種系統(tǒng)自成體系，各自為政，信息不能互通，勢必造成通信線路重復投資，重復建設(shè)，系統(tǒng)維護量增大，整體可靠性差，維修、維護困難，信息不能綜合利用等缺陷，計算機控制技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在煤礦的廣泛應用很好地解決了這些問題。
現(xiàn)在，計算機控制和網(wǎng)絡(luò)可以覆蓋到煤礦井下現(xiàn)場、覆蓋到單臺設(shè)備、單個數(shù)據(jù)測量點，在地面的任一網(wǎng)的計算機經(jīng)授權(quán)均能直接查閱有關(guān)的信息，或向井下發(fā)送有關(guān)的信息，各級管理者可以在車間、區(qū)隊、礦井、企業(yè)乃至世界各地實現(xiàn)統(tǒng)一的調(diào)度、控制和管理。這些網(wǎng)絡(luò)、控制系統(tǒng)都改變著傳統(tǒng)煤炭行業(yè)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，給現(xiàn)代化礦井的優(yōu)化調(diào)度、科學管理等帶來革命性變化。煤礦機電技術(shù)及裝備的主要發(fā)展趨向應當是：跟蹤產(chǎn)業(yè)科技前沿，開發(fā)有自主知識產(chǎn)權(quán)的以煤礦開采技術(shù)及配套裝備為主導的核心技術(shù)，以其高適應性、大型化、大功率化、遙控和自動化占領(lǐng)技術(shù)制高點；開發(fā)以微處理器和微機為基礎(chǔ)的礦井設(shè)備工況和健康監(jiān)測以及微處理器、計算機和專家系統(tǒng)的應用等，將逐步成為現(xiàn)代化煤礦機電技術(shù)發(fā)展的重要標志。
2.1加強機電一體化方面的管理
加強機電一體化方面的管理首先要抓好設(shè)備的技術(shù)管理；其次要抓好機電設(shè)備的現(xiàn)場管理，發(fā)揮機電、安全生產(chǎn)管理的雙重職能；再次，搞好機電設(shè)備的管理，要敢于大膽革新，對設(shè)備進行技術(shù)改造。而具體到實際的生產(chǎn)工作現(xiàn)場，就設(shè)備而言，我們應根據(jù)生產(chǎn)實際，結(jié)合維修、維護中存在的問題，對設(shè)備進行合理的技術(shù)改造，使其為我所用，更好地發(fā)揮設(shè)備的效能。
2.2煤礦企業(yè)機電一體化智能控制
采掘作業(yè)是在非結(jié)構(gòu)環(huán)境下進行的，這種環(huán)境不僅難以建模，而且具有很強的不確定性，礦井安全及災害的預測與控制帶有更大的不確定性，因此智能控制在煤炭領(lǐng)域的開發(fā)與應用有其重要的現(xiàn)實意義和巨大的潛力。
2.3煤礦企業(yè)機電一體化的電力電子學及電氣傳動自動化
近年來，我國在煤礦電氣傳動及其自動化方面進行了交流調(diào)速與數(shù)字化直流調(diào)速系統(tǒng)的應用研究工作并取得了很好的進展，與此同時，還引進了國外先進的采用現(xiàn)代交流調(diào)速的礦井提升機與采煤機，顯然，這對提高我國煤礦電氣傳動及其自動化的水平，并爭取盡快趕上世界先進水平將起到積極的推動作用。
2.4努力加強礦井質(zhì)量標準化管理
2.4.1礦井必須制定切實可行的設(shè)備管理制度、防爆設(shè)備入井檢驗制度、設(shè)備包機制度、設(shè)備定期檢查制度、各種安全裝置定期試驗制度和停電檢修掛牌制度。
2.4.2認真貫徹執(zhí)行設(shè)備使用與維修相結(jié)合的原則。設(shè)備誰使用、誰管理、誰維護，負責安全直接責任并實行專責制，主要設(shè)備實行包機制。做到定人、定機、憑上崗證操作，嚴格執(zhí)行崗位責任制和設(shè)備操作規(guī)程，對多班制生產(chǎn)的設(shè)備，操作工人必須執(zhí)行設(shè)備交接班制度，大型設(shè)備均有運行記錄。
關(guān)鍵詞 機電一體化 接口技術(shù) 人機接口 機電接口
機電一體化系統(tǒng)是由機械和微電子系統(tǒng)兩部分組成,各部分連接須具備一定條件,這個聯(lián)系條件通常稱為接口。各分系統(tǒng)又由各子系統(tǒng)組成。本文以機電一體化控制系統(tǒng)(微電子系統(tǒng))為例,將淺談接口分為人機與機電接口。
一、機電接口
由于機械系統(tǒng)與微電子系統(tǒng)在性質(zhì)上有很大差別,兩者間的聯(lián)系又須通過機電接口進行調(diào)整、匹配、緩沖,因此機電接口起著至關(guān)重要作用:①行電平轉(zhuǎn)換和功率放大。一般微機的I/O芯片都是TTL電平,而控制設(shè)備則不定,因此必須進行電平轉(zhuǎn)換。另外,在大負載時還需要進行功率放大。②抗干擾隔離。為防止干擾信號串入,可以使用光電耦合器、脈沖變壓器或繼電器等把微機系統(tǒng)和控制設(shè)備在電器上加以隔離。③進行A/D或D/A轉(zhuǎn)換。當被控對象的檢測和控制信號為模擬量時,必須在微機系統(tǒng)和被控對象之間設(shè)置A/D和D/A轉(zhuǎn)換電路,以保證微機所處理的數(shù)字量與被控的模擬量之間匹配。
1、模擬信號輸入接口
在機電一體化系統(tǒng)中,反映被控對象運行狀態(tài)信號是傳感器或變送器的輸出信號,通常這些輸出信號是模擬電壓或電流信號(位置檢測用的差動變壓器、溫度檢測用的熱偶電阻、溫敏電阻、轉(zhuǎn)速檢測用的測速發(fā)電機等)計算機要對被控對象進行控制,必須獲得反映系統(tǒng)運行的狀態(tài)信號,而計算機只能接受數(shù)字信號,要達到獲取信息的目的,就應將模擬電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的接口――模擬信號輸入接口。
2、模擬信號輸出接口
在機電一體化系統(tǒng)中,控制生產(chǎn)過程執(zhí)行器的信號通常是模擬電壓或電流信號,如交流電動機變頻調(diào)速、直流電動機調(diào)速器、滑差電動機調(diào)速器等。而計算機只能輸出數(shù)字信號,并通過運算產(chǎn)生控制信號,達到控制生產(chǎn)過程的目的,應有將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬電信號的接口――模擬信號輸出接口。任務是把計算機輸出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬電壓或電流信號,以便驅(qū)動相應的執(zhí)行器,達到控制對象的目的。模擬信號輸出接口一般由控制接口、數(shù)字模擬信號轉(zhuǎn)換器、多路模擬開關(guān)和功率放大器幾部分構(gòu)成。
3、開關(guān)信號通道接口
在機電一體化的控制系統(tǒng)中,需要經(jīng)常處理一類最基本的輸入/輸出信號,即數(shù)字量(開關(guān)量)信號包括:開關(guān)的閉合與斷開;指示燈的亮與滅;繼電器或接觸器的吸合與釋放；電動機的啟動與停止；閥門的開與閉等。這些信號的共同特征是以二進制的邏輯“1”和“0”出現(xiàn)的。在機電一體化控制系統(tǒng)中,對應二進制數(shù)碼的每一位都可以代表生產(chǎn)過程中的一個狀態(tài),此狀態(tài)作為控制依據(jù)。
(1)輸入通道接口。開關(guān)信號輸入通道接口的任務是將來自控制過程的開關(guān)信號、邏輯電平信號以及一些系統(tǒng)設(shè)置開關(guān)信號傳送給計算機。這些信號實質(zhì)是一種電平各異的數(shù)字信號,所以開關(guān)信號輸入通道又稱為數(shù)字輸入通道(DI)。由于開關(guān)信號只有兩種邏輯狀態(tài)“ON”和“OFF”或數(shù)字信號“1”和“0”,但是其電平一般與計算機的數(shù)字電平不相同,與計算機連接的接口只需考慮邏輯電平的變換以及過程噪聲隔離等設(shè)計問題,它主要由輸入緩沖器、電平隔離與轉(zhuǎn)換電路和地址譯碼電路等組成。
(2)輸出通道接口。開關(guān)信號輸出通道的作用是將計算機通過邏輯運算處理后的開關(guān)信號傳遞給開關(guān)執(zhí)行器(如繼電器或報警指示器)。它實質(zhì)是邏輯數(shù)字的輸出通道,又稱為數(shù)字輸出通道(DO)。DO通道接口設(shè)計主要考慮的是內(nèi)部與外部公共地隔離和驅(qū)動開關(guān)執(zhí)行器的功率。開關(guān)量輸出通道接口主要由輸出鎖存器、驅(qū)動器和輸出口地址譯碼電路等組成。
二、人機接口
人機接口是操作者與機電系統(tǒng)(主要是控制微機)之間進行信息交換的接口。按照信息的傳遞方向,可分輸入與輸出接口兩類。機電系統(tǒng)通過輸出接口向操作者顯示系統(tǒng)的各種狀態(tài)、運行參數(shù)及結(jié)果等信息；另一方面,操作者通過輸入接口向機電系統(tǒng)輸入各種控制命令,干預系統(tǒng)的運行狀態(tài),以實現(xiàn)所要求的功能。
1、輸入接口
(1)撥盤輸入接口。撥盤是機電一體化系統(tǒng)中常見的一種輸入設(shè)備,若系統(tǒng)需要輸入少量的參數(shù),如修正系數(shù)、控制目標等,采用撥盤較為方便,這種方式具有保持性。撥盤的種類很多,作為人機接口使用最方便的是十進制輸入、BCD碼輸出的BCD碼撥盤。BCD碼撥盤可直接與控制微機的并行口或擴展口相連,以 BCD碼形式輸入信息。
(2)鍵盤輸入接口。鍵盤是一組按鍵集合,向計算機提供被按鍵的代碼。常用的鍵盤有:①編碼鍵盤,自動提供被按鍵的編碼(如ASCII碼或二進制碼);②非編碼鍵盤,僅僅簡單地提供按鍵的通或斷(“0”或“1”電位),而按鍵的掃描和識別,則由設(shè)計的鍵盤程序來實現(xiàn)。前者使用方便,但結(jié)構(gòu)復雜,成本高；后者電路簡單,便于設(shè)計。
2、輸出接口
在機電一體化系統(tǒng)中,發(fā)光二極管顯示器(LED)是典型的輸出設(shè)備,由于LED顯示器結(jié)構(gòu)簡單、體積小、可靠性高、壽命長、價格便宜,因此使用廣泛。常用的LED顯示器有7段發(fā)光二極管和點陣式LED顯示器。7段LED顯示器原理很簡單,是同名管腳上所加電平高低來控制發(fā)光二極管是否點亮而顯示不同字形的。點陣式LED顯示器一般用來顯示復雜符號、字母及表格等,在大屏幕顯示及智能化儀器中有廣泛應用。
接口技術(shù)是使系統(tǒng)中信息和能量的傳遞和轉(zhuǎn)換更加順暢,各部分有機地結(jié)合在一起,從而完整統(tǒng)一。接口技術(shù)是在機電一體化技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,隨著機電一體化技術(shù)的發(fā)展而變得越來越重要；同時接口技術(shù)的研究也必然促進機電一體化的發(fā)展。從某種意義上講,機電一體化系統(tǒng)的設(shè)計,就是根據(jù)功能要求選擇了各部分后所進行的接口設(shè)計。接口的好與壞直接影響到機電一體化系統(tǒng)的控制性能,以及系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和可靠性,因此接口技術(shù)是機電一體化系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
參考文獻:
關(guān)鍵詞：機電一體化；接口技術(shù)；微電子；系統(tǒng)
一、機電一體化系統(tǒng)接口（簡稱機電接口）的功能
機電接口傳遞和轉(zhuǎn)換信息和能量，并將機電一體化各組成技術(shù)的特性融為一體。機電接口包括硬件和軟件，硬件主要在子系統(tǒng)之間或人與機電一體化系統(tǒng)之間建立連接，為信息和能量的輸入/輸出、傳遞和轉(zhuǎn)換提供物理通道。軟件主要是提供系統(tǒng)信息交互、轉(zhuǎn)換、調(diào)整的方法和過程，協(xié)調(diào)和綜合機電一體化組成技術(shù)，使各子系統(tǒng)集成并融合為一個整體，實現(xiàn)新的功能。
二、機電接口的分類
（一）人機接口人與機電一體化系統(tǒng)之間的接口，通過此接口，可以監(jiān)視系統(tǒng)的運行狀態(tài)，控制其運行過程，即通過人機接口能夠使系統(tǒng)按照人的意志進行工作。人機接口是雙向的，硬件包括輸入/輸出設(shè)備，主要有顯示屏、鍵盤、按鈕等。
（二）動力接口動力源連接到驅(qū)動系統(tǒng)的接口，為驅(qū)動系統(tǒng)提供相應的動力。根據(jù)系統(tǒng)所需的動力類型不同如直流電、交流電、氣動、液壓等，動力接口的形式也有很大的不同。但動力接口有一個共同的特點，能夠通過較大的功率。
（三）智能接口智能接口主要存在于三處，控制系統(tǒng)到驅(qū)動系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)到傳感器、傳感器到控制系統(tǒng)。智能接口的應用情況相對比較復雜，但可以得出它的一些共性：智能接口傳遞和轉(zhuǎn)換各種信息，按照不同技術(shù)的要求改變信息形式，使不同的子系統(tǒng)、不同的技術(shù)能夠集成在一起，形成完整的系統(tǒng)。通常，智能接口是軟件表現(xiàn)出的功能連接。
（四）機電接口執(zhí)行機構(gòu)與驅(qū)動系統(tǒng)和傳感器之間的接口。將驅(qū)動信號轉(zhuǎn)換成執(zhí)行機構(gòu)所需的信號，或?qū)?zhí)行機構(gòu)的機械信號轉(zhuǎn)換成傳感器所需的信號。
三、機電一體化控制系統(tǒng)——微電子系統(tǒng)
（一）機電接口由于機械系統(tǒng)與微電子系統(tǒng)在性質(zhì)上有很大差別，兩者間的聯(lián)系須通過機電接口進行調(diào)整、匹配、緩沖，因此機電接口起著非常重要的作用
1.行電平轉(zhuǎn)換和功率放大。一般微機的I/O芯片都是TTL電平，而控制設(shè)備則不一定，因此必須進行電平轉(zhuǎn)換；另外，在大負載時還需要進行功率放大。
2.抗干擾隔離。為防止干擾信號的串入，可以使用光電耦合器、脈沖變壓器或繼電器等把微機系統(tǒng)和控制設(shè)備在電器上加以隔離。
3.進行A/D或D/A轉(zhuǎn)換。當被控對象的檢測和控制信號為模擬量時，必須在微機系統(tǒng)和被控對象之間設(shè)置A/D和D/A轉(zhuǎn)換電路，以保證微機所處理的數(shù)字量與被控的模擬量之間的匹配。
（1）模擬信號輸入接口。在機電一體化系統(tǒng)中，反映被控對象運行狀態(tài)信號是傳感器或變送器的輸出信號，通常這些輸出信號是模擬電壓或電流信號計算機要對被控對象進行控制，必須獲得反映系統(tǒng)運行的狀態(tài)信號，而計算機只能接受數(shù)字信號，要達到獲取信息的目的，就應將模擬電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的接口——模擬信號輸入接口。
（2）模擬信號輸出接口。在機電一體化系統(tǒng)中，控制生產(chǎn)過程執(zhí)行器的信號通常是模擬電壓或電流信號，如交流電動機變頻調(diào)速、直流電動機調(diào)速器、滑差電動機調(diào)速器等。而計算機只能輸出數(shù)字信號，并通過運算產(chǎn)生控制信號，達到控制生產(chǎn)過程的目的，應有將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬電信號的接口——模擬信號輸出接口。任務是把計算機輸出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬電壓或電流信號，以便驅(qū)動相應的執(zhí)行器，達到控制對象的目的。
（3）開關(guān)信號通道接口。機電一體化系統(tǒng)的控制系統(tǒng)中，需要經(jīng)常處理一類最基本的輸入/輸出信號，即數(shù)字量（開關(guān)量）信號包括開關(guān)的閉合與斷開；指示燈的亮與滅；繼電器或接觸器的吸合與釋放；電動機的啟動與停止；閥門的打開與關(guān)閉等。這些信號的共同特征是以二進制的邏輯“1”和“0”出現(xiàn)的。在機電一體化控制系統(tǒng)中，對應二進制數(shù)碼的每一位都可以代表生產(chǎn)過程中的一個狀態(tài)，此狀態(tài)作為控制依據(jù)。
（二）人機接口
1.撥盤輸入接口
撥盤是機電一體化系統(tǒng)中常見的一種輸入設(shè)備，若系統(tǒng)需要輸入少量的參數(shù)，如修正系數(shù)、控制目標等，采用撥盤較為方便，這種方式具有保持性。撥盤的種類很多，作為人機接口使用最方便的是十進制輸入、BCD碼輸出的BCD碼撥盤。BCD碼撥盤可直接與控制微機的并行口或擴展口相連，以BCD碼形式輸入信息。
2.鍵盤輸入接口鍵盤是一組按鍵集合，向計算機提供被按鍵的代碼。常用的鍵盤：編碼鍵盤，自動提供被按鍵的編碼（如ASCII碼或二進制碼）；
編碼鍵盤，僅僅簡單地提供按鍵的通或斷（“0”或“1”電位），而按鍵的掃描和識別，則由設(shè)計的鍵盤程序來實現(xiàn)。前者使用方便，但結(jié)構(gòu)復雜，成本高；后者電路簡單，便于設(shè)計。
