摘要:近年來,國家越來越重視智能機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展,同時機(jī)械類行業(yè)對智能化的需求也越來越強烈。將智能機(jī)器人技術(shù)融入機(jī)械電子工程中,對于推動機(jī)械電子工程領(lǐng)域智能化、自動化和信息化至關(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,最后展望了未來發(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),綜合了計算機(jī)科學(xué)、語言學(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,通過科學(xué)合理的設(shè)計使得各個模塊的優(yōu)點發(fā)揮到最大的一門學(xué)科。機(jī)械電子工程的綜合性較強,涵蓋了機(jī)械、電子、計算機(jī)、信息、控制、人工智能、管理等諸多理論體系,也被我國大多數(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個階段:第一階段是人工階段,在第三次工業(yè)革命時期,新興的電子技術(shù)與傳統(tǒng)的機(jī)械技術(shù)實現(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,此時計算機(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)部運轉(zhuǎn)機(jī)理比較復(fù)雜,但產(chǎn)品結(jié)構(gòu)相對簡單,具備模塊化、集成化的特點,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題的有效途徑。從廣義角度來看,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,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,會使機(jī)電系統(tǒng)和產(chǎn)品向著智能化、信息化和自動化發(fā)展,減少成本的投入,提高質(zhì)量的同時提高企業(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)帶來了前所未有的崛起和發(fā)展。
2智能機(jī)器人技術(shù)對機(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。而人類會受到生理心理等方面的限制,不可能長時間做工,也不可能做到精確無誤。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,便可輕松實現(xiàn)智能機(jī)器人對機(jī)械電子工程工作的監(jiān)督作用,極大地解放了勞動力。
2.2協(xié)調(diào)作用
機(jī)械電子工程是一個交叉學(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重要問題。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,并使其特點相互補充完善,發(fā)揮出更大的優(yōu)勢。
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行能源和機(jī)器的良好運行,智能機(jī)器人就可以實現(xiàn)長時間的工作,減少甚至消除了工作人員因大腦以及身體疲勞時可能在生產(chǎn)工作中工作錯誤。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)自動化控制設(shè)備的智能性和自動性、工業(yè)生產(chǎn)的效率以及質(zhì)量,同時還有效降低了人工勞動力投入量,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
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)域的過程中,這種關(guān)鍵技術(shù)必不可少。相比于自動化處理能力比較低、通常需要人工操作來實現(xiàn)的傳統(tǒng)的機(jī)械電子工程,通過統(tǒng)一的控制設(shè)備運行、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)代計算機(jī)技術(shù)為用戶提供特定需求的一種專用的計算機(jī)系統(tǒng),它具有專用性強、體積小型化、實時性好、可靠性高等特點。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,通過對機(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)備的實際應(yīng)用中難免會出現(xiàn)許多故障,因此要保證系統(tǒng)正常運行,就需要快速實現(xiàn)對各種機(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)就可以對故障點進(jìn)行精準(zhǔn)快速的定位,幫助工作人員及時找到故障并展開維修。這極大的減少了檢修的時間和成本,還可以避免因人為診斷錯誤造成更大損失?焖僭\障技術(shù)通過系統(tǒng)的工作參數(shù)信息結(jié)合工作庫進(jìn)行分析,得到判斷結(jié)構(gòu),案例庫根據(jù)信息找到與之相似的案例并對此次故障提出解決方案?焖僭\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
當(dāng)今社會,智能化已經(jīng)逐漸成為機(jī)械工程領(lǐng)域的主要趨勢。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認(rèn)識功能,因而在越來越多的領(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)便有了強大的實用能力。通過協(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
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、信息化與自動化的方向發(fā)展越來越顯著,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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