摘要:近年來(lái),國家越來(lái)越重視智能機器人技術(shù)的發(fā)展,同時(shí)機械類(lèi)行業(yè)對智能化的需求也越來(lái)越強烈。將智能機器人技術(shù)融入機械電子工程中,對于推動(dòng)機械電子工程領(lǐng)域智能化、自動(dòng)化和信息化至關(guān)重要。文章介紹了智能機器人技術(shù)和機械電子工程的相關(guān)理論,在二者關(guān)系的基礎上,提出智能機器人技術(shù)對機械電子工程的效用,然后闡述了智能機器人技術(shù)在機械電子工程領(lǐng)域的應用及趨勢,最后展望了未來(lái)發(fā)展前景。
關(guān)鍵詞:智能機器人技術(shù);機械電子工程;應用;效用
引言
智能機器人是人類(lèi)社會(huì )科學(xué)技術(shù)進(jìn)步和發(fā)展的必然產(chǎn)物,機器人的出現,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],智能機器人技術(shù)應用于機械電子工程領(lǐng)域,既為機械電子工程領(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)智能機器人技術(shù)的發(fā)展,拓寬智能機器人的應用領(lǐng)域。因此,智能機器人技術(shù)在機械電子工程領(lǐng)域的應用研究具有重要意義。
1智能機器人技術(shù)與機械電子工程
1.1智能機器人技術(shù)
作為人工智能中重要領(lǐng)域之一的智能機器人技術(shù),綜合了計算機科學(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(mén)學(xué)科。智能機器人可在感知、效應、思維等方面全面模擬人并可以根據人們的需求為人們的生產(chǎn)和生活運作,是人的機械智能化的智能機器。智能機器人由誕生之初的只能按照程序執行命令到具有自己獨特的感知能力和自適應能力再到可以自我學(xué)習、自我控制,真正地實(shí)現了機器人技術(shù)的智能化。
1.2機械電子工程
機械電子工程以機械化工程為核心,將電子工程技術(shù)與信息技術(shù)結合一體,通過(guò)科學(xué)合理的設計使得各個(gè)模塊的優(yōu)點(diǎn)發(fā)揮到最大的一門(mén)學(xué)科。機械電子工程的綜合性較強,涵蓋了機械、電子、計算機、信息、控制、人工智能、管理等諸多理論體系,也被我國大多數學(xué)者稱(chēng)為“機電一體化”。機械電子工程的發(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)與傳統的機械技術(shù)實(shí)現了初步融合,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(xiàn)階段,此時(shí)計算機和控制技術(shù)以及大規模集成電路等技術(shù)的出現,使得機械電子工程進(jìn)一步發(fā)展,并且在一定規模上應用于工業(yè)領(lǐng)域;第三階段是集成階段,主要指20世紀末以及21世紀初,此時(shí)機械電子工程與其他相關(guān)技術(shù)緊密結合,逐漸邁向智能化和機器人化。
1.3智能機器人技術(shù)與機械電子工程的關(guān)系
機械電子產(chǎn)品的內部運轉機理比較復雜,但產(chǎn)品結構相對簡(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。然而電子系統有不穩定性和非線(xiàn)性,因此在不同程度上將智能機器人技術(shù)應用于機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,機械電子工程與智能機器人技術(shù)的結合是雙向的,機械電子工程為智能機器人技術(shù)提供了平臺,進(jìn)一步促進(jìn)了智能機器人技術(shù)的發(fā)展,為智能機器人開(kāi)拓了巨大的發(fā)展空間;將智能機器人技術(shù)與機械電子工程領(lǐng)域相結合,會(huì )使機電系統和產(chǎn)品向著(zhù)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)濟效益,給機械電子工程領(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智能機器人技術(shù)對機械電子工程的效用
2.1監督作用
在傳統的機械電子工程中,自動(dòng)化能力較低,很多工作需要相關(guān)人員的密切監督。而人類(lèi)會(huì )受到生理心理等方面的限制,不可能長(cháng)時(shí)間做工,也不可能做到精確無(wú)誤。智能機器人技術(shù)的加入,可以替代或減少相關(guān)人員的介入,對機械電子工程工作進(jìn)行監督。工作人員只需輸入相關(guān)的指令,便可輕松實(shí)現智能機器人對機械電子工程工作的監督作用,極大地解放了勞動(dòng)力。
2.2協(xié)調作用
機械電子工程是一個(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。把智能機器人技術(shù)與機械電子工程相結合,就充分協(xié)調了這些不同的學(xué)科,并使其特點(diǎn)相互補充完善,發(fā)揮出更大的優(yōu)勢。
2.3提高效率智能
機器人是機器做工,只要保證有足夠的運行能源和機器的良好運行,智能機器人就可以實(shí)現長(cháng)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)工作中工作錯誤。因此智能機器人技術(shù)在機械電子工程中的應用,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智能機器人技術(shù)在機械電子工程領(lǐng)域的應用及趨勢
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),將智能機器人技術(shù)應用于機械電子工程領(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)現的傳統的機械電子工程,通過(guò)統一的控制設備運行、調整系統參數流程后,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )控制技術(shù)的應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嵌入式系統技術(shù)
嵌入式系統是基于現代計算機技術(shù)為用戶(hù)提供特定需求的一種專(zhuān)用的計算機系統,它具有專(zhuān)用性強、體積小型化、實(shí)時(shí)性好、可靠性高等特點(diǎn)。將嵌入式系統應用于智能機器人的遠程控制方面,通過(guò)對機器遠程操控,不僅可以提高工廠(chǎng)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)
在機械電子設備的實(shí)際應用中難免會(huì )出現許多故障,因此要保證系統正常運行,就需要快速實(shí)現對各種機電故障的診斷與排除。智能機器人技術(shù)中的快速診障技術(shù)就可以對故障點(diǎn)進(jìn)行精準快速的定位,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誤造成更大損失。快速診障技術(shù)通過(guò)系統的工作參數信息結合工作庫進(jìn)行分析,得到判斷結構,案例庫根據信息找到與之相似的案例并對此次故障提出解決方案。快速診障技術(shù)在機械電子工程領(lǐng)域極大地提高了處理故障的效率。
3.4智能機器人技術(shù)在機械電子工程領(lǐng)域的發(fā)展趨勢
當今社會(huì ),智能化已經(jīng)逐漸成為機械工程領(lǐng)域的主要趨勢。傳統的工程機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)認識功能,因而在越來(lái)越多的領(lǐng)域中,機械電子工程與智能化相聯(lián)系。智能機器人技術(shù)的使用,為設備和系統增添了控制中樞,它可以提高數據控制的穩定性并得到更高的精度,設備和系統便有了強大的實(shí)用能力。通過(guò)協(xié)調機電系統各模塊的功能,提升整體的系統性能,“智能化”還可以完整的開(kāi)發(fā)機電控制系統,智能機器人技術(shù)在機械電子工程領(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,這在根本上體現了智能化機械電子系統的優(yōu)越性。
4結束語(yǔ)
隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步,機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(zhù),這也使智能機器人技術(shù)在機械電子工程領(lǐng)域發(fā)揮著(zhù)舉足輕重的作用。智能機器人技術(shù)應用在機械電子工程領(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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