范鳴

湖北城市職業(yè)學(xué)校

機(jī)電液一體化技術(shù)在工業(yè)機(jī)器人中的應(yīng)用

范鳴

湖北城市職業(yè)學(xué)校

機(jī)電液一體化技術(shù)在工業(yè)機(jī)器人中有著重要應(yīng)用，文章對(duì)機(jī)電液一體化的概念及其包括的內(nèi)容進(jìn)行了闡述，并分析了機(jī)電液一體化技術(shù)在工業(yè)機(jī)器人中的應(yīng)用與發(fā)展。

機(jī)電液一體化技術(shù) 機(jī)器人 應(yīng)用

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展，在工業(yè)機(jī)械中逐漸開(kāi)始使用了電子控制技術(shù)以及液壓傳動(dòng)技術(shù)，工程機(jī)械向著自動(dòng)化、智能化發(fā)展，機(jī)電液一體化技術(shù)在工業(yè)機(jī)器人中的應(yīng)用促進(jìn)了工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

1 機(jī)電液一體化概述

1.1 機(jī)電液一體化在工程機(jī)械中的概念

隨著科技的進(jìn)步，電子技術(shù)、微電子技術(shù)以及集成電路得到了很大的發(fā)展，而融入了這些技術(shù)的機(jī)械產(chǎn)品就屬于機(jī)電一體化產(chǎn)品，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)在工程機(jī)械中是常用的系統(tǒng)，在很多機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中，經(jīng)常會(huì)把液壓傳動(dòng)系統(tǒng)和電子器件相結(jié)合，于是就形成一種機(jī)械、液壓、電子器件相結(jié)合的系統(tǒng)，被稱(chēng)為機(jī)械液一體化系統(tǒng)。在工程上機(jī)械液系統(tǒng)主要包括液壓部分、傳感部分、驅(qū)動(dòng)部分等，但并不是所有包含機(jī)械、液壓、電子元件的系統(tǒng)都是機(jī)電液一體化系統(tǒng)，機(jī)電液一體化并不是這些部分的簡(jiǎn)單組合，機(jī)電液一體化系統(tǒng)必須具備三個(gè)功能。首選是檢測(cè)識(shí)別功能，也就是在工作中對(duì)工作對(duì)象能夠進(jìn)行準(zhǔn)確，快速的識(shí)別，對(duì)工作條件進(jìn)行檢測(cè)。第二是決策功能，系統(tǒng)可以根據(jù)檢測(cè)結(jié)果自動(dòng)作出判斷。第三是伺服系統(tǒng)，一個(gè)完整的機(jī)電液系統(tǒng)必須擁有有效執(zhí)行決策的伺服機(jī)構(gòu)。

1.2 機(jī)電液一體化包含的內(nèi)容

機(jī)電液一體化技術(shù)所包含的技術(shù)包括很多，涉及到電子、液壓、機(jī)械等多種技術(shù)。機(jī)電液一體化技術(shù)主要體現(xiàn)在四個(gè)方面：（1）整機(jī)的電子控制。電子控制技術(shù)的發(fā)展迅速，各種控制系統(tǒng)被得到應(yīng)用，其中以微機(jī)器為核心控制系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)明顯，其優(yōu)勢(shì)是操作方便，可靠性高。（2）發(fā)動(dòng)機(jī)的電子控制。機(jī)械的動(dòng)力來(lái)源就是發(fā)動(dòng)機(jī)，目前性環(huán)保能較好的電噴法發(fā)動(dòng)機(jī)的應(yīng)用較為普遍，實(shí)現(xiàn)了能源的節(jié)約，還可以對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行柔性控制。（3）行走系統(tǒng)的電子控制。行走電子系統(tǒng)的應(yīng)用對(duì)提高機(jī)械系統(tǒng)的靈活性有著重要幫助，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)調(diào)速、恒速控制等功能。（4）工作裝置的電子控制。例如一些工程機(jī)械已經(jīng)具備了自動(dòng)找平衡功能、自動(dòng)調(diào)頻功能以及自動(dòng)裝卸功能。

2 機(jī)電液一體化在工業(yè)機(jī)器人中的應(yīng)用與發(fā)展

2.1 液壓系統(tǒng)向高壓化發(fā)展

工程機(jī)械中的液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)就是輸出力矩和功率大，因此，液壓系統(tǒng)在大型工程機(jī)械中的應(yīng)用比較普遍，在不斷的發(fā)展中，液壓系統(tǒng)向高壓化發(fā)展的趨勢(shì)十分明顯，液壓系統(tǒng)壓力升高雖然使工程機(jī)械的功能更加強(qiáng)大，工作效率提高，但也降低了工作的安全性以及部件的壽命。例如，在高壓下，一些物質(zhì)顆粒會(huì)對(duì)部件內(nèi)造成更大的磨損；液體以及氣體泄漏的概率升高等。

2.2 電子器件向靈敏化與智能化發(fā)展

工業(yè)機(jī)器向智能化和靈敏化發(fā)展是必然的趨勢(shì)，也是工業(yè)生產(chǎn)建設(shè)的需求。高度的靈敏化和智能化可以讓工程機(jī)械具有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力，反應(yīng)能力提高。高速微處理、傳感器等都是機(jī)械智能化和靈敏化趨勢(shì)下的產(chǎn)物，對(duì)整機(jī)的動(dòng)態(tài)性能的提高也有很大的幫助，機(jī)器的判斷更加準(zhǔn)確、反應(yīng)動(dòng)作更加迅速。例如，激光傳感器、語(yǔ)音傳感器的應(yīng)用提高了機(jī)械的機(jī)器人化程度。

2.3 高效節(jié)能

目前能源問(wèn)題是全世界都存在的問(wèn)題。因此，在工程機(jī)械設(shè)計(jì)中也要融入節(jié)能的元素。目前在機(jī)械上所采用的節(jié)能措施主要是采用電噴發(fā)動(dòng)機(jī)，使用電噴發(fā)電機(jī)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)燃油和功率的自動(dòng)控制，另外，也可以通過(guò)使用高新材料來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)材料，來(lái)提高工程機(jī)械的工作效率。

2.4 軟件發(fā)揮更大作用

一些先進(jìn)的裝置如微處理器、傳感器等都需要軟件的輔助才能發(fā)揮其作用。軟件的作用是連接多種部件之間，使之進(jìn)行協(xié)調(diào)配合。具有多種功能的軟件也為機(jī)械設(shè)計(jì)提供了更多的選擇，功能齊全的軟件為工程機(jī)械的的高效工作提供了有利條件。其中軟件開(kāi)發(fā)中的控制算法是非常重要的，行業(yè)中主要使用專(zhuān)家系統(tǒng)建立合理的控制算法。

2.5 智能化機(jī)群的協(xié)同作業(yè)

現(xiàn)代工業(yè)中對(duì)作業(yè)質(zhì)量和作業(yè)進(jìn)度的要求有了很大提高，這就要求機(jī)器提高作業(yè)效率。因此，需要機(jī)群協(xié)同作業(yè)的方式來(lái)加快進(jìn)度，同時(shí)為保證施工質(zhì)量，也需要機(jī)群擁有高度的智能化，智能化協(xié)同作業(yè)也成為工業(yè)發(fā)展的一大趨勢(shì)。機(jī)群的協(xié)同作業(yè)需要智能化的單機(jī)、現(xiàn)代化通訊設(shè)備、遙控設(shè)備和以及科學(xué)的施工工藝相結(jié)合，也為機(jī)電液一體化的應(yīng)用提供了更大發(fā)展空間。

2.6 電流變流體技術(shù)

電流變流體技術(shù)也在液壓系統(tǒng)中得到了應(yīng)用，主要在液壓系統(tǒng)的閥、以及傳動(dòng)裝置方面，電流變流體技術(shù)有著降低能耗、延長(zhǎng)壽命、優(yōu)化設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)，是液壓技術(shù)未來(lái)發(fā)展的重點(diǎn)。

總之，機(jī)電液一體化技術(shù)主要包括到電子、液壓、機(jī)械等技術(shù)，目前機(jī)電液一體化在工業(yè)機(jī)器人中得到了廣泛應(yīng)用，其發(fā)展主要體現(xiàn)在液壓系統(tǒng)逐漸高壓化，電子器件逐漸靈敏化與智能化，更加節(jié)能，軟件功能更加強(qiáng)大，實(shí)現(xiàn)了智能化機(jī)群的協(xié)同作業(yè)等，可見(jiàn)，機(jī)電液一體化技術(shù)應(yīng)用對(duì)工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展具有重要的意義。

[1]龍瑋潔.液壓四足機(jī)器人的對(duì)角步態(tài)規(guī)劃及其運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)研究[D].南京航空航天大學(xué), 2013

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