按功能分，接口有两种：输入/输出接口 和变换、调整接口
具有变换调整功能的接口（4种）
1、零接口：不进行任何变换和调整，本子 系统的输出即为另一子系统的输入，这种 接口只起到连接的作用。如插头、座，输 送管线，传动轴等。
2、无源接口：只用无源要素进行变换、调 整的接口。如变速箱、变压器、可变电阻、 透镜等。
强度
高
低
精度
Hale Waihona Puke 高低机电一体化系统的评价内容
机电一体化系统 主功能
计测功能 动力功能 构造功能 控制功能
高附加值化 高性能化 低价格化 高可靠性化 智能化 省能化 轻薄短小化 网络化
1.3 机电一体化与其他技术的区别
不是机、电的简单叠加 与机电学的区别 与并行工程的区别 与自动控制的区别 与计算机应用的区别
机电一体化是机械的主功能，动力功能， 信息功能和控制功能上引进微电子技术， 并将机械装置与电子装置用相关软件有机 结合而构成系统的总称。
1.2机电一体化系统的基本构成
1.2.1 机电一体化系统的构成 通常认为由五个部分组成：
机械系统（机构） 电子信息处理系统（电子计算机） 动力系统（动力源） 传感检测系统（传感器） 执行元件系统（电动机等）
1.2.4 机电一体化系统的评价
系统内部功能 主功能
动力功能 控制功能 构造功能 计测功能
系统的内部功能与系统的价值
评价参数
系统价值
高
低
系统误差
小
大
抗干扰能力 废物输出
强
弱
少
多
变换效率
高
低
输入能量 能源
少 内装
多 外设
控制输入/输出口个数 手动操作 网络功能 尺寸、重量
多 少 强 小、轻
少 多 弱 大、重
机电一体化系统要素与人体要素的比较
机电一体化系统要素 控制器（计算机） 网络 检测、传感器
执行元件
动力源 机构
功能
控制（信息存储、处理、传 送）
信息传递
人体要素 头脑
神经
计测（信息收集与变换） 感官
驱动（操作）
肌肉
提供动力（能量） 构造
内脏 骨骼
1.2.3机电一体化系统构成要素的联接
为实现各子系统或要素之间物质、能量或 信息交换而进行的连接就是接口。
五个部分组成的机电一体化系统可以分为： 半闭环、闭环两种控制方式。
闭环：对最终执行元件进行直接控制。
半闭环：对中间元件进行控制，从而推算 出最终元件的状态。
1.2.2 机电一体化系统的功能构成
构成功能的目的：处理工业三大要素 信息、能量、物质 功能构成
1、变换（加工、处理）功能 2、传递（移动、输送）功能 3、储存（保持、积蓄、记录）功能
机电一体化系统设计
本课程的特点 1、涉及的知识面广，大多为新知识 2、机电结合，综合应用 3、部分内容与其它课程有交叉
参考书目
1、《机电一体化技术概览》 万遇良 北京工业大学出版社 2、《现代控制与驱动技术》谢少荣 蒋蓁 罗均 林中华
化学工业出版社 3、《现场总线控制》 周明 中国电力出版社 4、《电磁干扰排查及故障解决的电磁兼容技术》
（3）
2.2机电一体化系统设计与现代设计方法
设计程序 ①明确设计思想 ②分析综合要求 ③划分功能模块 ④决定性能参数 ⑤调研类似产品 ⑥拟定总体方案 ⑦方案对比定型 ⑧编写总体设计论证书
总体设计中应注意：
（1）以机电互补原则进行功能划分，即明确哪 的功能由机械设计实现，哪些功能由电子技术的 硬、软件实现，这样能发挥机电所长，简化结构、 充分体现机电一体化效果。
（法）米切尔.麦迪安 著 刘萍 魏东兴 等译 中国电力出版社
5、《电磁兼容原理与应用》（加拿大）大卫A.韦斯顿 著 杨自佑 王守三 译 机械工业出版社
答疑时间
每周五 14：00—15：00
第1章 机电一体化技术概述
1.1 机电一体化含义 机电一体化:MECHATRONICS MECHANICS+ELECTRONICS
2、物理接口：受通过接口的物质、能量、 信息的具体形态和物理条件约束的接口。 如受电流、电压、电容、扭矩、频率、气 压等约束的接口。
3、信息接口：受规格、标准、法律、语言、 符号等逻辑、软件约束的接口。如RS232， GB，ISO，ASCII，FORTRAN，C++等
4、环境接口：对周围环境条件（温度、湿 度、磁场、振动、水、气、灰、火、放射） 有保护作用的接口。如防尘接头，防水开 关等
要求、快速响应性与定位精度要求等
2.1.2 设计准则
在保证目的功能要求与适当寿命的前提下 不断降低成本
降低成本一方面是从用户需求出发降低成 本，二是从制造厂的立场出发降低成本。
平均故障间隔MTBF(Mean Time Between Failures --到产品发生故障止，或从一个故障被排 除后到下一个故障发生时的平均时间。
（1）机电互补法（取代法） （2）结合法（融合法） （3）组合法 4、机器装置轻型、小型化
2.2 机械传动设计方面 1、通常采用分离驱动源的传动方式，传动
链不是全刚性结合
信息处理功能的分离
传动参数
2、信息处理功能的分离
例：要完成工作部分不同的转速要求可以 采用的方法有：
（1）
（2）
3、有源接口：含有有源要素，可以主动进 行匹配的接口。如电磁离合器、放大器、 光电耦合器等
4、智能接口：带有微处理器，可以进行程 序编制或可适应性地改变接口条件。如自 动变速装置、通用输入/输出集成电路， STD总线等
根据输入/输出功能有如下接口形式
1、机械接口：由输入/输出部位的形状、尺 寸、精度、配合、规格等进行机械联接的 接口。如联轴器，管接头，法兰盘等。
（2）用图表说明功能要求与动作顺序要求 （3）分析产品专用性与批量 （4）重点明确产品的简要特性 （5）分析产品的自动化程度及其适用性
（6）环境条件要求 （7）动力源特性分析 （8）机、电、液传动的最佳匹配 （9）可靠性分析 （10）结构尺寸及空间布置分析 （11）特殊功能分析、低速稳定性、抖动
第2章 机电一体化产品的设计
2.1 机电一体化设计的特点 2.1.1 机电一体化方案设计方面 1、“柔性”自动化方案的应用 机电一体化水平的不断发展，使得产品的
“柔性”化程度不断提高 四种方案比较：
方案1
方案2
方案3
方案4
2、高性能电子化器件与微电子器件的采用 3、机电一体化系统设计的考虑方法