智能机器人在机械电子工程领域的应用

智能机器人在机械电子工程领域的应用

李凯亮

新疆库尔勒中泰纺织科技有限公司 新疆 库尔勒841000

摘要：智能机器人技术与机械电子工程领域的发展前景十分契合，通过智能机器人的使用，机械电子工程在保障生产效率的同时，能够进一步解放劳动力，实现生产精度的进一步提升，同时拥有全新的发展方向，为以后的技术进步提供新的思路和方向。

关键词：智能机器人；机械电子；领域应用

1智能机器人技术与机械电子工程领域的关系

1.1智能机器人技术

智能机器人属于仿生学领域，作为人工智能领域中最为尖端的技术，智能机器人综合了计算机科学、语言学、计算机视觉、心理学、神经生理学、人体学等多个学科，可以在思维以及环境感知方面模仿人类的行为，并通过自我学习来不断实现自我升级。智能机器人的最终目标是可以脱离人类的行为干预而形成一个独立的个体，虽然这一目标还十分遥远，但相信随着科学技术的进步，智能机器人所能承担的生产责任会越来越多，能够真正地实现机器人技术的智能化。

1.2机械电子工程

机械电子工程是以机械化工程为核心，在学术领域又被称为“机电一体化”，其基本构成如图1所示。从其发展来看，机械电子工程大致可以分为3个阶段，第1个阶段是人工，这一阶段人工对于机械设备的干预度比较高，通常就是通过人工控制机械设备的方式来进行加工生产，只是由机械设备代替一部分人力，但是整个过程的控制与关键步骤都需要由人工来完成。在第三次工业革命之后，一部分机械技术与电子工程进行了初步的融合，这也是机械电子工程的初期阶段。第二阶段是流水线，即能够拥有一条完整的可以进行生产加工的流水线，通过计算机技术等来控制流水线上机械设备的运行，进一步提高了生产加工的效率。第三阶段为集成化，此时已经将信息技术、电子技术和机械技术进行了充分的融合，能够通过数字控制中心来完成整个生产加工过程，并且向着更加智能化和机器人化的方向发展。

图1　机电一体化的基本构成

1.3二者之间的关系

智能机器人技术属于人工智能的范畴，相比于传统意义上的电子技术更加智能化，能够解决电子系统不稳定和非线性的问题。对于生产加工来说，整个流程肯定会越智能越优秀，将智能机器人技术应用于机械电子工程不但可以给机械电子工程带来更加可靠的控制技术，还能为智能机器人的发展提供一个更加广阔的平台，给智能机器人开拓巨大的发展空间。将智能机器人技术与机械电子工程领域相结合，能够让机械电子技术全面的向着智能化和自动化信息化的方向发展，通过技术的进步来减少成本支出，以提升工业生产的利润空间。智能机器人取代的人工成本能够让机械电子工程领域有更多的时间和资金投入到智能机器人的研发之中，形成技术进步上的良性闭环，为生产制造业带来前所未有的发展。

2智能机器人在机械电子工程领域的具体应用

2.1自动化故障诊断

自动化的故障诊断是智能机器人在机械电子工程领域最重要的实际应用之一，大型生产设备在长期运转的过程中难免会出现各种各样的故障问题。目前，针对这一问题的解决方案是通过专业的工程师定期对设备进行检修和故障排除，以达到保证机械设备生产使用的目的。智能机器人故障诊断方面的应用主要有以下2种：①通过智能机器人对设备运行状态数据的不断收集和分析，提前判断出存在的故障隐患并向工作人员发出检测预警。在大量的数据样品面前，智能机器人能够快速地根据样本学习找出与故障相关的特征数据，并根据智能算法的计算判断出故障发生的概率，这种自动化的故障诊断手段目前已经被广泛应用到实际生产中。②通过实时数据监测和收集，在机械设备出现故障时快速给出故障排除策略，部分故障也可能由智能机器人自动排除，将故障的检测维修时间成本控制在最低水平，给出的故障判断结果将成为维修人员快速处理的重要依据之一。

2.2神经网络控制

神经网络技术是一种类神经技术，如图2所示，通过模拟高等动物神经系统的运作原理而提出的智能机器算法。在人工智能技术的智能机器人领域中，神经网络是非常重要的一个概念，通过神经网络算法能够让智能机器人依据大量的数据样本实现自我训练和自我学习，不断改进自身的算法水平。

图2　神经网络技术

在智能机器人应用到机械电子工程领域的过程中，神经网络控制技术起到了关键作用，能够更好地解决自动化控制技术人工干预过多的问题。目前，制约传统机械电子工程发展的主要问题仍然集中于智能化水平不足这一点，流程的变化需要实时的程序改变来完成，工作人员仍然需要通过对实际生产需求的变化来决定自动化机械设备的行为控制。

2.3嵌入式系统

在机械电子工程领域，重要机械设备及其零部件都需要由主控制芯片来控制机械行为。如果植入完整的计算机系统不仅会增加制造成本和制造难度，还会造成大量的空间浪费和资源浪费，而微型化的嵌入式系统则能够很好地解决这一问题。由于其专用性强、定制化程度高、可靠性高、功耗低等各方面的优点，使其成为机械电子工程领域十分重要的技术之一。在智能机器人的构造中，主控制单元需要具备十分强大的计算能力，同时也需要充分的稳定性，以支撑智能机器人长时间运转，将嵌入式系统应用于智能机器人的远程控制，可以实现通过远程监控、远程操作等方式控制智能机器人的工作行为，提升工厂的生产效率。

3机械电子工程领域中智能机器人技术的发展趋势

智能化技术的出现是对于机械电子技术的大胆创新，理想的智能机器人就像科幻影片中所描绘的那样，不仅拥有完全的行动能力，同时还具备一定的思考能力，能够轻易理解人们给出的肢体信号和情感信号，具备强大的外界环境感知能力。在航空航天领域，智能机器人更是作为代替人类进行探索的关键工具，可以通过远程控制和先进的智能化控制手段，操作机器人去完成对未来太空领域的全面探索。可以说，人工智能在未来科技领域占据着举足轻重的地位，而机械电子工程中智能机器人的应用也会更加全面。

首先，在整体生产过程中，未来的智能机器人需要完成大部分生产任务，除了传统的监督管理和故障处理之外，还要包括对整个生产流程的智能控制，完全取代现阶段仍然需要人工来完成的工作内容。其次，随着智能化水平的提高，智能机器人所能涉及的工作领域会更加开阔，通过智能机器人协调作用，机电系统的各模块功能能够更好地实现协同运作，减少机械生产故障发生的可能性，降低不可控事件的发生概率。

4结语

在机械电子工程领域，智能机器人的使用尤为广泛，很多人工难以完成的工作任务会交由智能机器人来完成。智能机器人在机械电子工程领域的应用，既可以增添领域的新活力，又可以加速生产，降低了企业的生产成本，推动了科学技术的创新。对于智能机器人的研究已经成为机械电子工程领域的重中之重，对领域的进一步发展有着非常重要的意义。

参考文献

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[2]杨阳,张诚.机械电子工程领域智能机器人技术的应用前景[J].造纸装备及材料,2021,50(03):100-102.

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