1、.1.1.1 定義：1.1.1定義：機(jī)電一體化(Mechatronics)強(qiáng)調(diào)的是機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)的結(jié)合。以機(jī)械為主體，以計(jì)算機(jī)控制，特別是以智能控制為核心，將工業(yè)產(chǎn)品和過程都作為一個(gè)完整的系統(tǒng)看待，強(qiáng)調(diào)各種技術(shù)的協(xié)同和融工是一種以產(chǎn)品和過程為基礎(chǔ)的技術(shù),一并貫穿于設(shè)計(jì)和制造的全過程中。機(jī)電一體化技術(shù)是機(jī)電技術(shù)、微電子技術(shù)及各相關(guān)技術(shù)相互融合的產(chǎn)物。機(jī)電液一體化系統(tǒng)，絕非僅為機(jī)械、液壓與電子電器的簡(jiǎn)單組合。否則，包括有這三個(gè)部分的工程機(jī)械都可稱已實(shí)現(xiàn) 機(jī)電液一體化了。機(jī)電液一體化為工程機(jī)械：裝上了感覺器官一一傳感器，布上了神經(jīng)系統(tǒng)一一傳輸線路，添上了信號(hào)處理單元一一單片機(jī)或微機(jī)，這三部分組成

2、的機(jī)電液一體化系統(tǒng)，使工程機(jī)械的性能發(fā)生了巨大的變化。1.1.3研究?jī)?nèi)容1、自動(dòng)換擋系統(tǒng)、挖掘機(jī)多動(dòng)作復(fù)合功能系統(tǒng)等；2、攤鋪機(jī)、平地機(jī)自動(dòng)找平和恒速控制系統(tǒng)，電腦導(dǎo)向臺(tái)車等。由于液壓與液力傳動(dòng)技術(shù)在工程機(jī)械技術(shù)構(gòu)成中所占比重越來越大，為突出這一特點(diǎn)，工程機(jī)械機(jī)電一體化又稱之為 工程機(jī)械機(jī)電液一體化。工程機(jī)械機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展工程機(jī)械的發(fā)展液壓技術(shù)：工程機(jī)械作業(yè)形式多種多樣，工作裝置的種類繁多，要求實(shí)現(xiàn)各種各樣的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)。一個(gè)動(dòng)力裝置要驅(qū)動(dòng)多種裝置，而且傳動(dòng)距離往往比較長(zhǎng)，20世紀(jì)50年代出現(xiàn)了液體傳動(dòng)，為工程機(jī)械提供了良好的傳動(dòng)裝置。液壓傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊，布置 簡(jiǎn)單方便，易實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)動(dòng)形式的轉(zhuǎn)

3、換，能滿足復(fù)雜的作業(yè)要求，具有許多優(yōu)良傳動(dòng)性能，如傳動(dòng)平穩(wěn)，自動(dòng)防止過載， 易實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速，操縱簡(jiǎn)單輕便，控制性能好等。由于工程機(jī)械找到了理想的傳動(dòng)裝置，推動(dòng)了工程機(jī)械的飛速發(fā)展，迎來了工程機(jī)械的多樣化時(shí)代，出現(xiàn)了形形色色完成各種施工作業(yè)的工程機(jī)械。電子技術(shù)高效節(jié)能：對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行控制，合理分配功率，使其處于最佳工況；減輕駕駛員勞動(dòng)強(qiáng)度和改善操縱性能：采用自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)工程機(jī)械自動(dòng)化。要完成高技能的作業(yè)，就需要智能化； 近年來工程機(jī)械的發(fā)展主要是操縱和控制機(jī)構(gòu)的改進(jìn)。提高安全性：進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視，故障自動(dòng)報(bào)警；隨著建設(shè)領(lǐng)域的擴(kuò)展，為了避免人員無法及不易接近的場(chǎng)所和作業(yè)環(huán)境十分惡劣的地方

4、去作業(yè)，需要采用遠(yuǎn)距離操 縱和無人駕駛技術(shù)。【例】動(dòng)力裝置：柴油機(jī)已采用微機(jī)控制電子噴射和電子調(diào)速器；挖掘機(jī)、推土機(jī)和裝載機(jī)都采用了發(fā)動(dòng)機(jī)工況控制，根 據(jù)作業(yè)情況通過電子控制，使發(fā)動(dòng)機(jī)輸出不同的功率。傳動(dòng)裝置：裝載機(jī)變速器采用了電操縱微機(jī)控制自動(dòng)換擋和換擋品質(zhì)控制等。工作裝置：推土機(jī)、平地機(jī)刀板自動(dòng)調(diào)節(jié)，攤鋪機(jī)自動(dòng)找平，挖掘機(jī)軌跡控制、自動(dòng)挖掘控制等。液壓系統(tǒng)：節(jié)能控制，全功率控制，泵閥和馬達(dá)聯(lián)合控制等。例:液壓挖掘機(jī)的動(dòng)作復(fù)雜，要求液壓系統(tǒng)：1、既能保證液壓挖掘機(jī)動(dòng)臂、斗桿和鏟斗各自的單獨(dú)動(dòng)作，又要使它們相互配合實(shí)現(xiàn)復(fù)合動(dòng)作；2、工作裝置動(dòng)作和轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)既能單獨(dú)進(jìn)行，又能實(shí)現(xiàn)復(fù)合動(dòng)作以提高挖掘

5、機(jī)的工作效率。傳統(tǒng)的液壓系統(tǒng)無論是定量泵還是變量泵，總有一部分液壓油經(jīng)溢流閥溢流，不僅浪費(fèi)了能量， 還會(huì)造成系統(tǒng)發(fā)熱。同時(shí)由于液壓挖掘機(jī)的作業(yè)對(duì)象及工況千變?nèi)f化，各工作裝置所受的負(fù)載和工作油壓也各不相同，因此，經(jīng)常出現(xiàn)輕載 荷的工作裝置“搶占”重載荷工作裝置的液壓油流量的現(xiàn)象，致使復(fù)合動(dòng)作難于實(shí)現(xiàn)，譬如挖掘機(jī)行走時(shí)由于左右履帶載荷不同而導(dǎo)致的拐彎打滑現(xiàn)象，不能實(shí)現(xiàn)直線行走，LUDV就是為解決這一難題而設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)。在負(fù)載傳感系統(tǒng)（Load Sensing）中，與負(fù)載壓力無關(guān)性是通過設(shè)在測(cè)量阻尼孔前的壓力補(bǔ)償閥來實(shí)現(xiàn)的。但當(dāng)通過 多個(gè)測(cè)量阻尼孔操縱多個(gè)執(zhí)行器時(shí)所需的流量大于泵所能提供的流量時(shí)，

6、壓力補(bǔ)償閥的壓差調(diào)節(jié)將失效，結(jié)果是流量流 向具有最低負(fù)載壓力的執(zhí)行器，而具有高負(fù)載壓力的執(zhí)行器降低其速度直至停止運(yùn)行。LUD源統(tǒng)，即負(fù)載獨(dú)立流量分配（Load Independent Flow Distribution） 系統(tǒng)，是以執(zhí)行器最高負(fù)載壓力控制泵和壓力補(bǔ)償?shù)呢?fù)載獨(dú)立流量分配系統(tǒng)，當(dāng)執(zhí)行器所需流量大于泵的流量時(shí)，系統(tǒng)會(huì)按比例將流量分配給各執(zhí)行器，而不是 流向輕負(fù)載的執(zhí)行器。負(fù)載獨(dú)立流量分配系統(tǒng)（LUDVJ目前廣泛應(yīng)用于各類挖掘機(jī)的液壓系統(tǒng)，系統(tǒng)只采用一個(gè)變量泵，省掉了復(fù)雜的合 流控制系統(tǒng)，減小了系統(tǒng)的安裝尺寸，使系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)變得更簡(jiǎn)單。它既具有傳統(tǒng)負(fù)荷傳感控制系統(tǒng)節(jié)能增效的優(yōu)點(diǎn)，又 通過

7、后置壓力補(bǔ)償閥解決了在工作系統(tǒng)要求的流量大于泵的極限流量時(shí)的各工作裝置實(shí)現(xiàn)復(fù)合動(dòng)作的問題。操縱系統(tǒng)：從先導(dǎo)操縱到先導(dǎo)比例操縱，最近正在向電操縱桿方向發(fā)展。推土機(jī)、裝載機(jī)等操縱桿數(shù)正在減少，操 縱功率大大下降，操縱越來越方便。有的裝載機(jī)轉(zhuǎn)向操縱已從方向盤改為操縱桿式轉(zhuǎn)向。當(dāng)前工程機(jī)械的先進(jìn)技術(shù)大部分集中在操縱與控制上。要解決控制問題，只從機(jī)械和液壓角度來考慮很難使產(chǎn)品有 質(zhì)的飛躍，必須引入具有良好控制性能和信息處理能力的電子技術(shù)、傳感器技術(shù)和電液轉(zhuǎn)換技術(shù)等。工程機(jī)械機(jī)電一體化的發(fā)展從1970年算起，工程機(jī)械的機(jī)電液一體化系統(tǒng)實(shí)際上已走過了30年發(fā)展史，目前仍在世界范圍內(nèi)蓬勃發(fā)展，其效益顯著，功能

8、也逐漸完善。1、國(guó)外發(fā)展概況60年代，美國(guó)首先發(fā)展一體化技術(shù)，如第一臺(tái)機(jī)器人、數(shù)控車床、內(nèi)燃機(jī)電子燃油噴射裝置等，而工程機(jī)械在機(jī)電液一體化技術(shù)方面的開發(fā)，甚至比汽車行業(yè)還早。如 60年代末，日本小松制作所研制的7m水深的無線電遙控水陸兩用推土機(jī)就投入了運(yùn)行（以今天的眼光來看，這只能稱為機(jī)電一體化的雛形），并于1971年在天津參加了建設(shè)機(jī)械展覽會(huì)。此間，日本日立建機(jī)制造所也研制出了無線電遙控水陸兩用推土機(jī)，其工作裝置采用了仿形自動(dòng)控制。與此同時(shí)，美國(guó)卡特彼勒公司將其生產(chǎn)的激光自動(dòng)調(diào)平推土機(jī)也推向市場(chǎng)，并于1972年在天津工程機(jī)械研究所樣機(jī)試驗(yàn)場(chǎng)，舉辦的獨(dú)家首屆展示會(huì)上向中國(guó)用戶亮相。日本在工程機(jī)

9、械上采用現(xiàn)代機(jī)電液一體化技術(shù)雖然比美國(guó)晚幾年，但不同的是，美國(guó)工程機(jī)械運(yùn)用的這一技術(shù)，主要由生產(chǎn)控制裝置的專業(yè)廠家開發(fā)，而日本直接由工程機(jī)械制造廠自行開發(fā)或與有關(guān)公司合作開發(fā)。由于針對(duì)性強(qiáng)，日 本使工程機(jī)械上與機(jī)電液一體化技術(shù)結(jié)合較緊密，發(fā)展較為迅速。最近20年來，隨著超大規(guī)模集成電路、微型電子計(jì)算機(jī)、電液控制技術(shù)的迅速發(fā)展，日本和歐美各國(guó)都十分重視將其應(yīng)用于工程機(jī)械，并開發(fā)出適用于各類工程機(jī)械使用的機(jī)電液一體化系統(tǒng)。如美國(guó)卡特彼勒公司自1973年第一次將電子監(jiān)控系統(tǒng)（EMS系統(tǒng)）用于工程機(jī)械以來，至今已發(fā)展成系列產(chǎn)品，其生產(chǎn)的工程機(jī)械產(chǎn)品中，60%以上均設(shè)置了不同功能的監(jiān)控系統(tǒng)。2、國(guó)內(nèi)發(fā)展

10、概況我國(guó)工程機(jī)械開始運(yùn)用電子技術(shù)的時(shí)間并不晚。如上世紀(jì)70年代初，天津工程機(jī)械研究所研制了我國(guó)第一臺(tái)3m水深無線電遙控水陸兩用推土機(jī)。該機(jī)采用全液壓、無線電操縱裝置。經(jīng)過長(zhǎng)期運(yùn)行考核，其主要技術(shù)性能接近當(dāng)時(shí)先進(jìn) 國(guó)家同類產(chǎn)品水平。到上世紀(jì)80年代后期，我國(guó)相繼開發(fā)了以電子監(jiān)控為主要內(nèi)容的多種機(jī)電液一體化系統(tǒng)。另外，工程機(jī)械智能化系統(tǒng)也在有關(guān)院所進(jìn)行研發(fā)。但由于一些原因，國(guó)內(nèi)工程機(jī)械生產(chǎn)廠家目前多采取引進(jìn)消化與自行開發(fā)的 方針。受引進(jìn)技術(shù)水平的限制，至今關(guān)鍵技術(shù)仍大大落后工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家。工程機(jī)械的發(fā)展趨勢(shì)向節(jié)能、高效、可靠和環(huán)保型發(fā)展為了降低發(fā)動(dòng)機(jī)能耗，廣泛采用負(fù)荷反饋電子控制裝置.使發(fā)動(dòng)機(jī)處于最

11、佳功率和耗油狀態(tài).以大大降低能耗。通 過有效利用液壓傳動(dòng)和電子控制，實(shí)現(xiàn)輸出功率和能耗的最佳匹配。改進(jìn)結(jié)構(gòu)和提高性能指標(biāo)也是措施之一。如機(jī)器上 安裝電子監(jiān)控系統(tǒng)、緊急制動(dòng)系統(tǒng)等，增加機(jī)器使用壽命。在制造質(zhì)量方面追求高可靠性，大型工程機(jī)械第一次大修間 隔期提高到了 1.52.0萬h。【例】液壓靜力壓樁機(jī)潛孔鉆機(jī)挖掘機(jī)向智能化方向發(fā)展 自動(dòng)作業(yè)技術(shù)【例】挖掘機(jī)的機(jī)電一體化及制造信息化，隧道鑿巖機(jī)器人。故障診斷技術(shù) 采用機(jī)電液一體化技術(shù)的新型工程機(jī)械，具有噪聲低，燃料費(fèi)用低，操縱人員疲勞度小，生產(chǎn)率高等優(yōu)點(diǎn)。但機(jī)器發(fā)生故障是難以預(yù)料的，而且機(jī)器結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，電氣、液壓控制部分越多，則由人工查明故障的過

12、程也就越困難。因此，解決機(jī)電液一體化系統(tǒng)的另一關(guān)鍵問題，是研制具有自我診斷功能的裝置。【例】目前，電子故障診斷裝置可用于診斷工程機(jī)械在工作現(xiàn)場(chǎng)是否有故障，性能是否降低等方面的數(shù)據(jù)，其中 包括對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)及液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的油液自動(dòng)進(jìn)行金屬微粒含量分析，檢測(cè)油液中添加劑的狀況以及油液污染變質(zhì)的程度， 判斷零部件磨損狀態(tài)及發(fā)展趨勢(shì)，探求故障和金屬磨耗產(chǎn)生原因。常用的檢測(cè)方法有光譜分析（原子吸收光譜儀、原子 發(fā)射光譜儀、X射線熒光光譜儀）和鐵譜分析（分析式、旋轉(zhuǎn)式、直讀式、在線是鐵譜儀）；用于檢測(cè)潤(rùn)滑油與液壓油品質(zhì)，從而確定油品更換期的紅外線分光光度儀；按規(guī)定的工作時(shí)間間隔或在異常狀態(tài)時(shí)自動(dòng)采集油品性能的儀

13、器；預(yù)先 在計(jì)算機(jī)中貯存發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓泵或變速箱正常工作的振動(dòng)波形，對(duì)實(shí)測(cè)信號(hào)進(jìn)行比較并自動(dòng)判斷是否產(chǎn)生異常波形的振 動(dòng)分析儀，還有對(duì)機(jī)器結(jié)構(gòu)件進(jìn)行超聲波探傷的儀器等。這里要注意一點(diǎn)，就是機(jī)器自動(dòng)故障診斷系統(tǒng)越復(fù)雜，其造價(jià)也就越高，因此不能盲目追求這一功能。從我國(guó)國(guó)情出發(fā)，目前亦強(qiáng)調(diào)低成本自動(dòng)化（不一定每個(gè)功能全備），但要用于出口，這些功能還是應(yīng)盡量具備，以提高產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。向大型化和微型化發(fā)展大約在1974年，世界上首次出現(xiàn)工作重量超過150 t的超大型挖掘機(jī)。目前超大型液壓挖掘機(jī)的工作重量最大現(xiàn)已達(dá)800 t以上，斗容量突破50 m 3超大型挖掘機(jī)主要用于各種大規(guī)模露天礦山的開采及

14、大型基礎(chǔ)建設(shè)，同時(shí)還被用于填海造地工程及港灣河道疏通工程，其中正鏟式挖掘機(jī)占大部分。目前生產(chǎn)超大型挖掘機(jī)的廠商主要分布在美國(guó)、日本、德國(guó)，如卡特彼勒、小松、日立、德馬克、O&K等公司。最小的單斗挖掘機(jī)整機(jī)質(zhì)量?jī)H為90kg,斗容量?jī)H0.05m3。日本的小型挖掘機(jī)可更換100多種工作裝置。先進(jìn)的配套動(dòng)力技術(shù)先進(jìn)的冷卻技術(shù)在柴油機(jī)上的廣泛應(yīng)用。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究與應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)（VR-Virtual reality ）研究如何實(shí)現(xiàn)人與機(jī)器之間理想交互方式的技術(shù)，是 90年代為科學(xué)界和工程界所關(guān) 注的技術(shù)。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，計(jì)算機(jī)可以產(chǎn)生一個(gè)三維的、基于感知信息的臨場(chǎng)反應(yīng)，并為用戶的行為所控制。用戶 可

15、以進(jìn)入到計(jì)算機(jī)生成的環(huán)境中與機(jī)器進(jìn)行直觀的交流，實(shí)現(xiàn)逼真的遙控現(xiàn)場(chǎng)效果，達(dá)到復(fù)雜環(huán)境下的可視控制與操作。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的興起，為人機(jī)交互界面的發(fā)展開創(chuàng)了新的研究領(lǐng)域；為智能工程的應(yīng)用提供了新的界面工具；為各類工程的大規(guī)模的數(shù)據(jù)可視化提供了新的描述方法。這種技術(shù)的特點(diǎn)在于，計(jì)算機(jī)產(chǎn)生一種人為虛擬的環(huán)境，這種虛擬的環(huán)境是通過計(jì)算機(jī)圖形構(gòu)成的三度空間，或是把其它現(xiàn)實(shí)環(huán)境編制到計(jì)算機(jī)中去產(chǎn)生逼真的虛擬環(huán)境”，從而使得用戶在視覺上產(chǎn)生一種沉浸于虛擬環(huán)境的感覺。這種技術(shù)的應(yīng)用，改進(jìn)了人們利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行多工程數(shù)據(jù)處理的方式，尤 其在需要對(duì)大量抽象數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時(shí)；同時(shí)，它在許多不同領(lǐng)域的應(yīng)用，可以帶來巨大的經(jīng)濟(jì)

16、效益。工程機(jī)械機(jī)電一體化系統(tǒng)的組成1、機(jī)械本體機(jī)械傳動(dòng)：齒輪傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)等機(jī)械結(jié)構(gòu)：殼體、機(jī)身、支座等支撐結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)機(jī)械本體的高性能，除了采用鋼鐵材料外，還必須采用復(fù)合材料或非金屬材料。機(jī)械結(jié)構(gòu)包括內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和外部造型。要求系統(tǒng)整體布局合理，使液壓管路、接頭、控制線束盡可能地減少，使用、操作方便，造型美觀。機(jī)械本體技術(shù)主要涉及機(jī)械整體的設(shè)計(jì)及制造和從整個(gè)系統(tǒng)研究的運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)特性。2、動(dòng)力系統(tǒng)動(dòng)力系統(tǒng)在控制信息作用下，提供動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成各種動(dòng)作和功能。機(jī)電液一體化系統(tǒng)一方面要求驅(qū)動(dòng)的高效率和快速響應(yīng)特性，同時(shí)要求對(duì)外部環(huán)境的適應(yīng)性和可靠性。由于電子與液壓技術(shù)的高度發(fā)展，高

17、性能電子液壓比例驅(qū)動(dòng)和電子液壓伺服驅(qū)動(dòng)已大量應(yīng)用于工程機(jī)械系統(tǒng)。按照系統(tǒng)控制要求，為系統(tǒng)提供能量和動(dòng)力使系統(tǒng)正常運(yùn)行。用盡可能小的動(dòng)力輸入獲得盡可能大的功能輸出，是 機(jī)電液一體化產(chǎn)品的顯著特征之一。3、檢測(cè)部分例：目前，車用傳感器精度要求在40125 c范圍內(nèi)變化低于 1%,而常用的傳感器如壓力傳感器，在上述溫度范圍，橋臂電阻變化達(dá) 8%9%,無法滿足要求。為此，一方面可以開發(fā)適應(yīng)這一溫度范圍的傳感器；另一方面，可充分利用高度發(fā)達(dá)的電子器件將微控制器用做固 態(tài)傳感器的配套部件，以實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償線性化和標(biāo)準(zhǔn)化。常用傳感器：壓力傳感器，編碼盤4、執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、液壓執(zhí)行

18、機(jī)構(gòu)及其配套的機(jī)械部分。工程機(jī)械上常用的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)有各種伺服電機(jī)（直流、交流、力矩馬達(dá)、低慣量電機(jī)等）、步進(jìn)電機(jī)、電磁閥、繼電器。氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)有氣缸、氣閥、氣動(dòng)馬達(dá)等。液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要油液壓缸、擺動(dòng)油缸、旋轉(zhuǎn)油缸和液壓馬達(dá)。5、控制和信息處理控制器和信息處理設(shè)備是機(jī)電液一體化系統(tǒng)的核心部分。它將來自各傳感器的檢測(cè)信息和外部輸入命令按預(yù)先編制的程序進(jìn)行儲(chǔ)存、分析、加工，根據(jù)信息處理結(jié)果，按照一定的程序和節(jié)奏發(fā)出相應(yīng)的指令控制整個(gè)系統(tǒng)。一般由工控機(jī)、單片機(jī)、各種控制器和可編程序控制器（PLC）、數(shù)控裝置以及邏輯電路、A/D （模/數(shù)）與D/A（數(shù)/模）轉(zhuǎn)換、I/0（輸入/輸出）接口和計(jì)算機(jī)外部設(shè)

19、備等組成。6、接口（驅(qū)動(dòng)部分）交換：傳輸?shù)沫h(huán)節(jié)之間，由于信號(hào)的模式不同（如數(shù)字量與模擬量、串行碼與并行碼、連續(xù)脈沖與序列脈沖等等），無法直接實(shí)現(xiàn)信息或能量的交流，通過接口完成信號(hào)或能量的統(tǒng)一。放大：接口把輸入的控制信號(hào)放大、變換（例如變換成氣壓或液壓信號(hào)），達(dá)到能量的匹配，然后推動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。傳遞：接口的作用使各要素或子系統(tǒng)聯(lián)接成為一個(gè)有機(jī)整體，使各個(gè)功能環(huán)節(jié)有目的地協(xié)調(diào)一致運(yùn)動(dòng)。因此，接口 是連接強(qiáng)電設(shè)備和弱點(diǎn)設(shè)備的紐帶。接口廣泛采用電工電子器件。例如晶閘管雙極型功率晶體管（ GTR）、功率常控晶體管（P-M0SFET）、絕緣柵極電力晶體管（GBT）等。信號(hào)處理和I/O接口技術(shù)電子技術(shù)和電子電

20、路技術(shù)已發(fā)展成為以微處理器為中心的硬、軟件相結(jié)合的計(jì)算機(jī)技術(shù)。可將傳感器檢測(cè)出來的各種信息存貯、運(yùn)算、邏輯分析、判斷、變換，進(jìn)而向執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出控制指令，若加入自診斷功能，便可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的智能化。I/O接口技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是現(xiàn)實(shí)信息全部、準(zhǔn)確、可靠地在系統(tǒng)中傳輸，同時(shí)還可通過顯示、應(yīng)答、音響等實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。工程機(jī)械機(jī)電液一體化產(chǎn)品，通過計(jì)算機(jī)（單片機(jī)）進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、傳遞和處理，其運(yùn)行速度極快，而外設(shè)如CRT、打印機(jī)等動(dòng)作較慢，這就要求有實(shí)現(xiàn)信號(hào)變換和電平轉(zhuǎn)換的電子線路，即接口電路。在信號(hào)處理中心，計(jì)算機(jī)或單片機(jī)，與外部芯片接口中應(yīng)有一定的連接形式。這是由于溫度傳感器的信號(hào)是模擬量，旋轉(zhuǎn)編 碼器的信號(hào)是二

21、進(jìn)制數(shù)字式，各類開關(guān)則是脈沖信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。數(shù)字信號(hào)和脈沖信號(hào)可直接傳遞給計(jì)算機(jī)，但需要將其電平轉(zhuǎn)換成TTL電平，有對(duì)應(yīng)的接口標(biāo)準(zhǔn)如RS232、CAN總線等。而模擬信號(hào)，需要經(jīng)A/0轉(zhuǎn)換后方可進(jìn)入計(jì)算機(jī)。由于各端口輸入的信號(hào)有交、直流電壓與電流的不同形式，為避免執(zhí)行器或放大器接口電路的干擾信號(hào)造成誤動(dòng)作，可 先用光電耦合器和繼電器在接口線路中將信號(hào)隔離。工程機(jī)械機(jī)電液一體化產(chǎn)品的特殊要求環(huán)境溫度工程機(jī)械廣泛應(yīng)用于市政、野外（平原、高山、水下、沙漠等）施工作業(yè)。為適應(yīng)多變的氣候條件（烈日暴曬或室 外嚴(yán)寒），工程機(jī)械除了有可靠的加熱、冷卻系統(tǒng)外，檢測(cè)設(shè)備的耐溫性能應(yīng)保證其能在-4085 c范圍內(nèi)可

22、靠運(yùn)行。目前，半導(dǎo)體集成電路 CMOS的工作溫度達(dá)到-40125 C,能完全滿足工程機(jī)械的使用條件，但作為系統(tǒng)組成部分的傳感 器和執(zhí)行元件的適應(yīng)性，還有待提高。2、密封性和抗振性工程機(jī)械是以泥、沙、石料為主要工作對(duì)象的野外作業(yè)機(jī)械，受泥沙的污染和雨水的沖蝕是不可避免的。因此，要 確保車載的一體化設(shè)備的密封性能，防止污物和水分的侵入。工程機(jī)械是一種行走式作業(yè)機(jī)械，除了地形造成的顛簸振動(dòng)外，還有發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓裝置運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)造成的機(jī)械振動(dòng)，以 及工作裝置作業(yè)時(shí)的隨機(jī)沖擊振動(dòng)等。這些都會(huì)對(duì)車載的一體化系統(tǒng)造成損害。工程機(jī)械的振動(dòng)是極其復(fù)雜的隨機(jī)量，其振動(dòng)頻率、振動(dòng)幅度和振動(dòng)加速度值變化范圍很大。因此，機(jī)電液一體化 產(chǎn)品的抗振性也同樣必須滿足這一工作環(huán)境的要求。否則，一體化裝置本身的故障會(huì)直接地影響工程機(jī)械性能的充分發(fā) 揮。3、抗干擾性能【例】