機(jī)械電子工程智能機(jī)器人技術(shù)的應(yīng)用

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摘要：近年來(lái)，國(guó)家越來(lái)越重視智能機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，同時(shí)機(jī)械類行業(yè)對(duì)智能化的需求也越來(lái)越強(qiáng)烈。將智能機(jī)器人技術(shù)融入機(jī)械電子工程中，對(duì)于推動(dòng)機(jī)械電子工程領(lǐng)域智能化、自動(dòng)化和信息化至關(guān)重要。文章介紹了智能機(jī)器人技術(shù)和機(jī)械電子工程的相關(guān)理論，在二者關(guān)系的基礎(chǔ)上，提出智能機(jī)器人技術(shù)對(duì)機(jī)械電子工程的效用，然后闡述了智能機(jī)器人技術(shù)在機(jī)械電子工程領(lǐng)域的應(yīng)用及趨勢(shì)，最后展望了未來(lái)發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：智能機(jī)器人技術(shù)；機(jī)械電子工程；應(yīng)用；效用

引言

智能機(jī)器人是人類社會(huì)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步和發(fā)展的必然產(chǎn)物，機(jī)器人的出現(xiàn)，極大地便利了人們的生活。而越來(lái)越多的研究成果表明[1-4]，智能機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械電子工程領(lǐng)域，既為機(jī)械電子工程領(lǐng)域注入新的活力，提升企業(yè)生產(chǎn)效率，推動(dòng)科技創(chuàng)新，又能進(jìn)一步促進(jìn)智能機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，拓寬智能機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域。因此，智能機(jī)器人技術(shù)在機(jī)械電子工程領(lǐng)域的應(yīng)用研究具有重要意義。

1智能機(jī)器人技術(shù)與機(jī)械電子工程

1.1智能機(jī)器人技術(shù)

作為人工智能中重要領(lǐng)域之一的智能機(jī)器人技術(shù)，綜合了計(jì)算機(jī)科學(xué)、語(yǔ)言學(xué)、信息論、心理學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)、控制論等多門學(xué)科。智能機(jī)器人可在感知、效應(yīng)、思維等方面全面模擬人并可以根據(jù)人們的需求為人們的生產(chǎn)和生活運(yùn)作，是人的機(jī)械智能化的智能機(jī)器。智能機(jī)器人由誕生之初的只能按照程序執(zhí)行命令到具有自己獨(dú)特的感知能力和自適應(yīng)能力再到可以自我學(xué)習(xí)、自我控制，真正地實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人技術(shù)的智能化。

1.2機(jī)械電子工程

機(jī)械電子工程以機(jī)械化工程為核心，將電子工程技術(shù)與信息技術(shù)結(jié)合一體，通過(guò)科學(xué)合理的設(shè)計(jì)使得各個(gè)模塊的優(yōu)點(diǎn)發(fā)揮到最大的一門學(xué)科。機(jī)械電子工程的綜合性較強(qiáng)，涵蓋了機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)、信息、控制、人工智能、管理等諸多理論體系，也被我國(guó)大多數(shù)學(xué)者稱為“機(jī)電一體化”。機(jī)械電子工程的發(fā)展史可大致分為3個(gè)階段：第一階段是人工階段，在第三次工業(yè)革命時(shí)期，新興的電子技術(shù)與傳統(tǒng)的機(jī)械技術(shù)實(shí)現(xiàn)了初步融合，然而融合度還比較低，基本上處于人工階段；在隨后的30～40年為第二階段的流水線階段，此時(shí)計(jì)算機(jī)和控制技術(shù)以及大規(guī)模集成電路等技術(shù)的出現(xiàn)，使得機(jī)械電子工程進(jìn)一步發(fā)展，并且在一定規(guī)模上應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域；第三階段是集成階段，主要指20世紀(jì)末以及21世紀(jì)初，此時(shí)機(jī)械電子工程與其他相關(guān)技術(shù)緊密結(jié)合，逐漸邁向智能化和機(jī)器人化。

1.3智能機(jī)器人技術(shù)與機(jī)械電子工程的關(guān)系

機(jī)械電子產(chǎn)品的內(nèi)部運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)理比較復(fù)雜，但產(chǎn)品結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，具備模塊化、集成化的特點(diǎn)，可以和管理技術(shù)以及制造技術(shù)等進(jìn)行結(jié)合，有效控制產(chǎn)品體積，提高產(chǎn)品的綜合性能。然而電子系統(tǒng)有不穩(wěn)定性和非線性，因此在不同程度上將智能機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械電子工程成為了解決這種問(wèn)題的有效途徑。從廣義角度來(lái)看，機(jī)械電子工程與智能機(jī)器人技術(shù)的結(jié)合是雙向的，機(jī)械電子工程為智能機(jī)器人技術(shù)提供了平臺(tái)，進(jìn)一步促進(jìn)了智能機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，為智能機(jī)器人開(kāi)拓了巨大的發(fā)展空間；將智能機(jī)器人技術(shù)與機(jī)械電子工程領(lǐng)域相結(jié)合，會(huì)使機(jī)電系統(tǒng)和產(chǎn)品向著智能化、信息化和自動(dòng)化發(fā)展，減少成本的投入，提高質(zhì)量的同時(shí)提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，給機(jī)械電子工程領(lǐng)域注入了新的活力，為生產(chǎn)制造業(yè)帶來(lái)了前所未有的崛起和發(fā)展。

2智能機(jī)器人技術(shù)對(duì)機(jī)械電子工程的效用

2.1監(jiān)督作用

在傳統(tǒng)的機(jī)械電子工程中，自動(dòng)化能力較低，很多工作需要相關(guān)人員的密切監(jiān)督。而人類會(huì)受到生理心理等方面的限制，不可能長(zhǎng)時(shí)間做工，也不可能做到精確無(wú)誤。智能機(jī)器人技術(shù)的加入，可以替代或減少相關(guān)人員的介入，對(duì)機(jī)械電子工程工作進(jìn)行監(jiān)督。工作人員只需輸入相關(guān)的指令，便可輕松實(shí)現(xiàn)智能機(jī)器人對(duì)機(jī)械電子工程工作的監(jiān)督作用，極大地解放了勞動(dòng)力。

2.2協(xié)調(diào)作用

機(jī)械電子工程是一個(gè)交叉學(xué)科，綜合了許多不同的學(xué)科，這些學(xué)科的工作特點(diǎn)又都不相同，因此如何使這些不同的學(xué)科在機(jī)械電子工程領(lǐng)域發(fā)揮的作用更大成為了一個(gè)重要問(wèn)題。把智能機(jī)器人技術(shù)與機(jī)械電子工程相結(jié)合，就充分協(xié)調(diào)了這些不同的學(xué)科，并使其特點(diǎn)相互補(bǔ)充完善，發(fā)揮出更大的優(yōu)勢(shì)。

2.3提高效率智能

機(jī)器人是機(jī)器做工，只要保證有足夠的運(yùn)行能源和機(jī)器的良好運(yùn)行，智能機(jī)器人就可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間的工作，減少甚至消除了工作人員因大腦以及身體疲勞時(shí)可能在生產(chǎn)工作中工作錯(cuò)誤。因此智能機(jī)器人技術(shù)在機(jī)械電子工程中的應(yīng)用，使之前的工業(yè)生產(chǎn)方案與生產(chǎn)形式得到了改變，不僅極大地提升了工業(yè)自動(dòng)化控制設(shè)備的智能性和自動(dòng)性、工業(yè)生產(chǎn)的效率以及質(zhì)量，同時(shí)還有效降低了人工勞動(dòng)力投入量，并提升了工作安全度。

3智能機(jī)器人技術(shù)在機(jī)械電子工程領(lǐng)域的應(yīng)用及趨勢(shì)

3.1神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)是一種關(guān)鍵性技術(shù)，將智能機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械電子工程領(lǐng)域的過(guò)程中，這種關(guān)鍵技術(shù)必不可少。相比于自動(dòng)化處理能力比較低、通常需要人工操作來(lái)實(shí)現(xiàn)的傳統(tǒng)的機(jī)械電子工程，通過(guò)統(tǒng)一的控制設(shè)備運(yùn)行、調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)流程后，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的應(yīng)用有效地減少了人工介入，提高了自動(dòng)化處理的能力。

3.2嵌入式系統(tǒng)技術(shù)

嵌入式系統(tǒng)是基于現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)為用戶提供特定需求的一種專用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它具有專用性強(qiáng)、體積小型化、實(shí)時(shí)性好、可靠性高等特點(diǎn)。將嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用于智能機(jī)器人的遠(yuǎn)程控制方面，通過(guò)對(duì)機(jī)器遠(yuǎn)程操控，不僅可以提高工廠的工作效率，還可以讓員工產(chǎn)生工作興趣，同時(shí)也保證了工作的安全性。

3.3快速診障技術(shù)

在機(jī)械電子設(shè)備的實(shí)際應(yīng)用中難免會(huì)出現(xiàn)許多故障，因此要保證系統(tǒng)正常運(yùn)行，就需要快速實(shí)現(xiàn)對(duì)各種機(jī)電故障的診斷與排除。智能機(jī)器人技術(shù)中的快速診障技術(shù)就可以對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行精準(zhǔn)快速的定位，幫助工作人員及時(shí)找到故障并展開(kāi)維修。這極大的減少了檢修的時(shí)間和成本，還可以避免因人為診斷錯(cuò)誤造成更大損失?？焖僭\障技術(shù)通過(guò)系統(tǒng)的工作參數(shù)信息結(jié)合工作庫(kù)進(jìn)行分析，得到判斷結(jié)構(gòu)，案例庫(kù)根據(jù)信息找到與之相似的案例并對(duì)此次故障提出解決方案。快速診障技術(shù)在機(jī)械電子工程領(lǐng)域極大地提高了處理故障的效率。

3.4智能機(jī)器人技術(shù)在機(jī)械電子工程領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)

當(dāng)今社會(huì)，智能化已經(jīng)逐漸成為機(jī)械工程領(lǐng)域的主要趨勢(shì)。傳統(tǒng)的工程機(jī)電在操縱和控制方面并不具備較好的信息處理能力和感覺(jué)認(rèn)識(shí)功能，因而在越來(lái)越多的領(lǐng)域中，機(jī)械電子工程與智能化相聯(lián)系。智能機(jī)器人技術(shù)的使用，為設(shè)備和系統(tǒng)增添了控制中樞，它可以提高數(shù)據(jù)控制的穩(wěn)定性并得到更高的精度，設(shè)備和系統(tǒng)便有了強(qiáng)大的實(shí)用能力。通過(guò)協(xié)調(diào)機(jī)電系統(tǒng)各模塊的功能，提升整體的系統(tǒng)性能，“智能化”還可以完整的開(kāi)發(fā)機(jī)電控制系統(tǒng)，智能機(jī)器人技術(shù)在機(jī)械電子工程領(lǐng)域的智能化發(fā)展，不僅完善了雙方單獨(dú)使用的缺陷，而且促進(jìn)了自身新的發(fā)展，為便捷生產(chǎn)生活提供了新的契機(jī)，這在根本上體現(xiàn)了智能化機(jī)械電子系統(tǒng)的優(yōu)越性。

4結(jié)束語(yǔ)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，機(jī)械電子工程向智能化、信息化與自動(dòng)化的方向發(fā)展越來(lái)越顯著，這也使智能機(jī)器人技術(shù)在機(jī)械電子工程領(lǐng)域發(fā)揮著舉足輕重的作用。智能機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用在機(jī)械電子工程領(lǐng)域，為生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)關(guān)系等方面提供了新的方案，使生產(chǎn)生活更具靈活性和智能化，具有廣闊發(fā)展空間。

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作者：董海鈺 谷紅濤 單位：大連交通大學(xué)