基于机电一体化的嵌入式设计技术.pdfVIP

技术纵横 TECHNICAL FEATURE 图1，Adlink的 PCI-8174是一款 市面有售的步进与伺服控制器，用于 多轴时间运动序列。 当新设计组合了电子电路、机械传动装置以及微处理器软 件时，越来越多的嵌入式开发冠上了最近重新流行的“机 电一体化”名字。 基于机电一体化的 嵌入式设计技术 作者：Warren Webb，EDN技术编辑 互动产品现在成了标准，机械控制电路已逐步成为嵌入系统设 计的一个组成部分。尽管在电子业的早期设计者就已经会用电 全磁控制电路来激励电机、继电器、螺线管和扬声器，不过今天 “更智能”的运动控制元件已用微控制器电路代替了传统的机械 部件，以提高精度并协调动作。这一趋势使传统的嵌入系统设计更接近了一 种新方法，它是一个新出现的词“机电一体化”（mechatronics），包含了机械、 电子、控制系统与嵌入软件设计。 日本安川 （Yaskawa）公司的工 算机辅助机械设计、数字控制系统， 程师几乎在 40年前就构想出了“机 以及实时计算机软件。这种新的关注 电一体化”这个术语，而直到不久前 已促使一些领先的大学开设了相关课 还很少有人使用它。虽然一种简单的 程，甚至设立了有关机电一体化方法 机电电路可能也能满足对机电一体化 的工程学位。例如，北卡罗来纳州立 的最宽泛定义，但支持者们还是更愿 大学与北卡罗来纳大学就提供一种联 意将这个术语用于需要更高层次学科 合课程，可以授予机电一体化的工程 组合的项目，包括电子电路设计、计 学士学位。 56 2008.01 www .EDNC hina .co m 技术纵横 TECHNICAL FEATURE 机电一体化为系统设计提供了一 更难使用，因为缺乏触觉反馈。虽然 要点 种系统级的方案，它通过使用仿真、 设计者采用了音、视频提示，但只靠 计算机辅助设计、虚拟原型以及设计 为了提供与用户更实际的互动， 这些提示并不符合一只机械开关的主 工具集成，减少了产品开发时间与风 嵌入系统设计者正在自己的产品中增 动性感受。Immersion用其 加受控机械运动。 险。机电一体化技术使设计者能够在 TouchSense系统提供了一种新的替代 设计过程的早期，准确模拟一台机器 正在兴起的机电一体化工具集有 方法，它能将普通的被动式触摸屏转 的性能，以确保该机器能满足要求和 望将电子、机械、控制与嵌入软件要 化为主动显示器，其图形化按钮的按 客户的期望。与传统机电系统开发不 求等整合在一起。 下和释放感觉都像按键一样。 同，机电一体化工具的虚拟仿真目标 TouchSense系统提供与声音与图像变 机电一体化工具使设计者能够在 为机械、电子与软件单元的同步开发