機械電子工程智能機器人技術的應用

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摘要：近年來，國家越來越重視智能機器人技術的發展，同時機械類行業對智能化的需求也越來越強烈。將智能機器人技術融入機械電子工程中，對于推動機械電子工程領域智能化、自動化和信息化至關重要。文章介紹了智能機器人技術和機械電子工程的相關理論，在二者關系的基礎上，提出智能機器人技術對機械電子工程的效用，然后闡述了智能機器人技術在機械電子工程領域的應用及趨勢，最后展望了未來發展前景。

關鍵詞：智能機器人技術；機械電子工程；應用；效用

引言

智能機器人是人類社會科學技術進步和發展的必然產物，機器人的出現，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]，智能機器人技術應用于機械電子工程領域，既為機械電子工程領域注入新的活力，提升企業生產效率，推動科技創新，又能進一步促進智能機器人技術的發展，拓寬智能機器人的應用領域。因此，智能機器人技術在機械電子工程領域的應用研究具有重要意義。

1智能機器人技術與機械電子工程

1.1智能機器人技術

作為人工智能中重要領域之一的智能機器人技術，綜合了計算機科學、語言學、信息論、心理學、神經生理學、控制論等多門學科。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習、自我控制，真正地實現了機器人技術的智能化。

1.2機械電子工程

機械電子工程以機械化工程為核心，將電子工程技術與信息技術結合一體，通過科學合理的設計使得各個模塊的優點發揮到最大的一門學科。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，也被我國大多數學者稱為“機電一體化”。機械電子工程的發展史可大致分為3個階段：第一階段是人工階段，在第三次工業革命時期，新興的電子技術與傳統的機械技術實現了初步融合，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階段，此時計算機和控制技術以及大規模集成電路等技術的出現，使得機械電子工程進一步發展，并且在一定規模上應用于工業領域；第三階段是集成階段，主要指20世紀末以及21世紀初，此時機械電子工程與其他相關技術緊密結合，逐漸邁向智能化和機器人化。

1.3智能機器人技術與機械電子工程的關系

機械電子產品的內部運轉機理比較復雜，但產品結構相對簡單，具備模塊化、集成化的特點，可以和管理技術以及制造技術等進行結合，有效控制產品體積，提高產品的綜合性能。然而電子系統有不穩定性和非線性，因此在不同程度上將智能機器人技術應用于機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，機械電子工程與智能機器人技術的結合是雙向的，機械電子工程為智能機器人技術提供了平臺，進一步促進了智能機器人技術的發展，為智能機器人開拓了巨大的發展空間；將智能機器人技術與機械電子工程領域相結合，會使機電系統和產品向著智能化、信息化和自動化發展，減少成本的投入，提高質量的同時提高企業經濟效益，給機械電子工程領域注入了新的活力，為生產制造業帶來了前所未有的崛起和發展。

2智能機器人技術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，自動化能力較低，很多工作需要相關人員的密切監督。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。智能機器人技術的加入，可以替代或減少相關人員的介入，對機械電子工程工作進行監督。工作人員只需輸入相關的指令，便可輕松實現智能機器人對機械電子工程工作的監督作用，極大地解放了勞動力。

2.2協調作用

機械電子工程是一個交叉學科，綜合了許多不同的學科，這些學科的工作特點又都不相同，因此如何使這些不同的學科在機械電子工程領域發揮的作用更大成為了一個重要問題。把智能機器人技術與機械電子工程相結合，就充分協調了這些不同的學科，并使其特點相互補充完善，發揮出更大的優勢。

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現長時間的工作，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工作中工作錯誤。因此智能機器人技術在機械電子工程中的應用，使之前的工業生產方案與生產形式得到了改變，不僅極大地提升了工業自動化控制設備的智能性和自動性、工業生產的效率以及質量，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智能機器人技術在機械電子工程領域的應用及趨勢

3.1神經網絡控制技術

神經網絡控制技術是一種關鍵性技術，將智能機器人技術應用于機械電子工程領域的過程中，這種關鍵技術必不可少。相比于自動化處理能力比較低、通常需要人工操作來實現的傳統的機械電子工程，通過統一的控制設備運行、調整系統參數流程后，神經網絡控制技術的應用有效地減少了人工介入，提高了自動化處理的能力。

3.2嵌入式系統技術

嵌入式系統是基于現代計算機技術為用戶提供特定需求的一種專用的計算機系統，它具有專用性強、體積小型化、實時性好、可靠性高等特點。將嵌入式系統應用于智能機器人的遠程控制方面，通過對機器遠程操控，不僅可以提高工廠的工作效率，還可以讓員工產生工作興趣，同時也保證了工作的安全性。

3.3快速診障技術

在機械電子設備的實際應用中難免會出現許多故障，因此要保證系統正常運行，就需要快速實現對各種機電故障的診斷與排除。智能機器人技術中的快速診障技術就可以對故障點進行精準快速的定位，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。快速診障技術通過系統的工作參數信息結合工作庫進行分析，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。快速診障技術在機械電子工程領域極大地提高了處理故障的效率。

3.4智能機器人技術在機械電子工程領域的發展趨勢

當今社會，智能化已經逐漸成為機械工程領域的主要趨勢。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認識功能，因而在越來越多的領域中，機械電子工程與智能化相聯系。智能機器人技術的使用，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用能力。通過協調機電系統各模塊的功能，提升整體的系統性能，“智能化”還可以完整的開發機電控制系統，智能機器人技術在機械電子工程領域的智能化發展，不僅完善了雙方單獨使用的缺陷，而且促進了自身新的發展，為便捷生產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越性。

4結束語

隨著科學技術的發展與進步，機械電子工程向智能化、信息化與自動化的方向發展越來越顯著，這也使智能機器人技術在機械電子工程領域發揮著舉足輕重的作用。智能機器人技術應用在機械電子工程領域，為生產效率以及生產關系等方面提供了新的方案，使生產生活更具靈活性和智能化，具有廣闊發展空間。

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作者：董海鈺 谷紅濤 單位：大連交通大學