王麗華，姚君霞，高小煥

試論機(jī)電一體化技術(shù)在汽車智能制造的應(yīng)用

王麗華，姚君霞，高小煥

（西安汽車職業(yè)大學(xué) 電子工程系，陜西 西安 710600）

以汽車智能制造工作為研究對(duì)象，對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)在其中的應(yīng)用條件進(jìn)行分析。在簡(jiǎn)要介紹機(jī)電一體化技術(shù)核心內(nèi)容的基礎(chǔ)上，對(duì)其在汽車制造領(lǐng)域中的適應(yīng)性優(yōu)勢(shì)展開論述，并具體在自動(dòng)變速器、制動(dòng)防抱死、激光雷達(dá)測(cè)距的技術(shù)內(nèi)容中，說(shuō)明其應(yīng)用條件，供相關(guān)技術(shù)研究參考。

機(jī)電一體化；汽車制造；智能技術(shù)；制動(dòng)防抱死技術(shù)

汽車制造技術(shù)，是一種典型的綜合化技術(shù)。在適應(yīng)時(shí)代化科技條件的前提下，此項(xiàng)技術(shù)與現(xiàn)代的智能化發(fā)展方向有著良好的切合度，不僅是自身科技成長(zhǎng)的客觀需要，也是市場(chǎng)化需求的表現(xiàn)內(nèi)容。而為了更好實(shí)現(xiàn)這一技術(shù)發(fā)展，需要在機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用研發(fā)與拓展中，提高制造工作中的科技化含量。

1 機(jī)電一體化技術(shù)概述

機(jī)電一體化技術(shù)，是一種綜合性的科技應(yīng)用條件，從學(xué)科角度出發(fā)，涉及到多領(lǐng)域技術(shù)，并涵蓋了電子電力、信息技術(shù)、機(jī)械工程、接口技術(shù)等多種科技化內(nèi)容。在機(jī)電一體化技術(shù)的生產(chǎn)應(yīng)用中，可以有效地提升電子產(chǎn)品的基礎(chǔ)品質(zhì)，完成科技內(nèi)容的實(shí)踐升級(jí)。

從未來(lái)科技的發(fā)展趨勢(shì)上，機(jī)電一體化技術(shù)條件下，形成了自主化、智能化、功能化、選擇多樣性、信息集成化等技術(shù)特征，并可以在自身系統(tǒng)中的成長(zhǎng)性特征條件中，拓展補(bǔ)充人工辨識(shí)系統(tǒng)等程序內(nèi)容，從而更好地滿足客觀技術(shù)需要，保證自身技術(shù)條件的成長(zhǎng)狀態(tài)[1]。而在工業(yè)制造中，此項(xiàng)技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用，不僅可以有效地提高汽車工業(yè)的發(fā)展創(chuàng)新水平，也可以在形成技術(shù)突破的同時(shí)，縮短技術(shù)更新?lián)Q代的成長(zhǎng)周期，并形成更加健康的技術(shù)環(huán)境。

2 機(jī)電一體化技術(shù)與汽車制造的適應(yīng)性

機(jī)電一體化技術(shù)中，帶有明顯的模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、微型化、綠色化、系統(tǒng)化特征。在這五點(diǎn)特征條件的影響作用下，可以使其技術(shù)條件在汽車制造領(lǐng)域中，表現(xiàn)出明顯的適應(yīng)性特征。在模塊化作用的指導(dǎo)下，可與汽車技術(shù)結(jié)構(gòu)形成完美的嫁接，并對(duì)汽車整體機(jī)械結(jié)構(gòu)與功能組成，形成一種統(tǒng)一性的模塊區(qū)分，在保證整體性的同時(shí)，使其各個(gè)模塊的獨(dú)立性得到重塑，更好地完成具體結(jié)構(gòu)的技術(shù)管理。在網(wǎng)絡(luò)化的技術(shù)條件中，通過(guò)車載網(wǎng)絡(luò)體系的升級(jí)，可以更好地將汽車引入網(wǎng)絡(luò)化環(huán)境內(nèi)。而這一條件也勢(shì)必會(huì)在5G技術(shù)逐漸成熟的技術(shù)空間中，呈現(xiàn)出更加典型的應(yīng)用價(jià)值。受微型化特征的影響，可以盡可能地節(jié)省系統(tǒng)空間，并在有限的車輛空間中，盡可能地提高駕駛與乘坐的舒適度，增加汽車制造的價(jià)值屬性。在綠色化特征中，基于機(jī)電工程技術(shù)的科技化條件，可以補(bǔ)充車輛系統(tǒng)中的智能化條件，并通過(guò)自身的綠色設(shè)計(jì)，與健康能源的汽車發(fā)展理念融為一體。在系統(tǒng)化的內(nèi)容中，可以將車輛作為一種獨(dú)立的設(shè)備系統(tǒng)，并在融入智能化內(nèi)容的基礎(chǔ)上，更好地完成多技術(shù)因素的控制，通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化，提高汽車智能服務(wù)能力，并在模仿生物機(jī)理的前提下，為車輛使用者提供更加便捷的服務(wù)與幫助。

3 汽車智能制造中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用內(nèi)容

3.1 自動(dòng)變速器設(shè)置

機(jī)電一體化技術(shù)在汽車智能化系統(tǒng)中的應(yīng)用，可以在建設(shè)、補(bǔ)充、升級(jí)自動(dòng)變速器技術(shù)應(yīng)用條件的同時(shí)，優(yōu)化汽車的耗損率狀態(tài)，并使變速裝置的檔位變化水平得到設(shè)計(jì)升級(jí)，將汽車的控制水平提升到新的層次上。同時(shí)，通過(guò)此項(xiàng)技術(shù)內(nèi)容的應(yīng)用，也可以提高汽車設(shè)備的安全性狀態(tài)，并降低車輛駕駛者的操作難度，提高車輛控制的舒適度等級(jí)。

車輛發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)備處于工作狀態(tài)下時(shí)，可以通過(guò)傳感器設(shè)備，對(duì)其運(yùn)行過(guò)程中的工作狀態(tài)進(jìn)行檢查。以此，獲得車輛運(yùn)行控制過(guò)程中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)資料，完成車輛的實(shí)時(shí)檢查控制。在電子監(jiān)控設(shè)備的數(shù)字化數(shù)據(jù)信息支撐下，可對(duì)開關(guān)程序、開關(guān)自動(dòng)調(diào)和情況、系統(tǒng)換擋調(diào)整信息等內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)化選擇，并在變量液壓技術(shù)條件下，檔位的變換與車輛行進(jìn)速度、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速保持平衡狀態(tài)[2]。

另外，在機(jī)電一體化技術(shù)支撐下的自動(dòng)變速器設(shè)備中，可以對(duì)車輛進(jìn)行簡(jiǎn)易化自檢分析，并通過(guò)對(duì)汽車電子電路的狀態(tài)監(jiān)控，分析車輛的運(yùn)行條件，如果發(fā)現(xiàn)車輛發(fā)生熄火問(wèn)題，會(huì)在第一時(shí)間通過(guò)與警報(bào)系統(tǒng)的連接狀態(tài)，向駕駛?cè)藛T發(fā)出預(yù)警指示。值得注意的是，如果自動(dòng)變速器的設(shè)備系統(tǒng)發(fā)生故障問(wèn)題，就會(huì)使其設(shè)備轉(zhuǎn)化到非電控的工作狀態(tài)下，并仍然保持變速器的穩(wěn)定工作狀態(tài)。所以，汽車的智能化制造工程項(xiàng)目中，需要通過(guò)機(jī)電一體化技術(shù)條件，對(duì)其自動(dòng)變速器設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)。內(nèi)容上，此項(xiàng)技術(shù)條件的應(yīng)用開發(fā)，不僅可以強(qiáng)化自動(dòng)變速器的應(yīng)用功能條件，也能在技術(shù)拓展的內(nèi)容上，盡可能地提高現(xiàn)代汽車系統(tǒng)的智能化條件，完成市場(chǎng)化應(yīng)用成長(zhǎng)。

3.2 制動(dòng)防抱死技術(shù)

汽車智能制造的技術(shù)發(fā)展條件下，將機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用在汽車制動(dòng)的防抱死系統(tǒng)中，可以有效地控制車輛后輪的移動(dòng)條件，并在汽車制動(dòng)防抱死與汽車基礎(chǔ)配置的內(nèi)容中，形成完整的相互作用體系，以此補(bǔ)充車輛的控制水平。尤其在車速控制上，可以通過(guò)此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，快速降低車輛的行進(jìn)速度，在發(fā)生緊急交通情況的第一時(shí)間，完成對(duì)于車輛的控制，有效地提升車輛的安全性，使智能化汽車的價(jià)值優(yōu)勢(shì)充分展現(xiàn)出來(lái)。

傳統(tǒng)的車輛控制系統(tǒng)中，僅僅依靠單一的后輪制動(dòng)，很難達(dá)到動(dòng)力控制的客觀要求，也就無(wú)法保證車輛的控制狀態(tài)。加入制動(dòng)防抱死程序后，可以對(duì)車輛的歷史行進(jìn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并形成與車輛駕駛者相匹配的控制技術(shù)條件。而從車輛基礎(chǔ)機(jī)械條件的角度出發(fā)，通過(guò)這一系統(tǒng)的搭建，可以將這一結(jié)構(gòu)引入到車輛的前輪機(jī)械結(jié)構(gòu)中，從而進(jìn)一步優(yōu)化防抱死技術(shù)的安全性水平，實(shí)現(xiàn)整體技術(shù)的應(yīng)用升級(jí)。

對(duì)相關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，將車輛的制動(dòng)的防抱死系統(tǒng)，放置在車輛的后系統(tǒng)中，無(wú)法對(duì)車輛起到有效的控制效果，在出現(xiàn)緊急剎車情況時(shí)，仍然會(huì)出現(xiàn)失控的風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題。因此，從基礎(chǔ)安全性的角度出發(fā)，有必要將機(jī)電一體化技術(shù)引入到車輛的防抱死技術(shù)系統(tǒng)中，并使其技術(shù)設(shè)置位置轉(zhuǎn)移到前輪系統(tǒng)中，完成技術(shù)控制。當(dāng)車輛處于行進(jìn)狀態(tài)下，基于機(jī)電一體化的防抱死系統(tǒng)，也可對(duì)其行進(jìn)狀態(tài)進(jìn)行分析，并在計(jì)算最佳制動(dòng)時(shí)間的同時(shí)，保證智能系統(tǒng)對(duì)于設(shè)備程序的調(diào)控狀態(tài)，從而保證車輛穩(wěn)定性的應(yīng)用升級(jí)，從而真正意義上實(shí)現(xiàn)汽車的智能化行駛控制。

3.3 激光雷達(dá)測(cè)距系統(tǒng)

機(jī)電一體化技術(shù)系統(tǒng)中，可以開發(fā)出以激光設(shè)備與雷達(dá)系統(tǒng)為核心的測(cè)距功能。將其安置在車輛前端時(shí)，這一系統(tǒng)能夠?qū)囕v前方的障礙物進(jìn)行掃描與分析，并在檢查光束的作用下，分析障礙物與車輛之間的距離。

智能化車輛的行進(jìn)過(guò)程中，在確定其光束產(chǎn)生條件的基礎(chǔ)上，可以保證激光測(cè)距雷達(dá)系統(tǒng)對(duì)于光線方向障礙物的捕捉，并通過(guò)其后續(xù)的智能化自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，分析這一障礙物與車輛之間的距離條件。然后，在持續(xù)性最終障礙物的系統(tǒng)程序中，可以根據(jù)高密度的連續(xù)性數(shù)據(jù)，形成一種方向性信息，對(duì)障礙物的運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行分析，并以此形成與車輛之間的實(shí)時(shí)距離。

利用這種綜合性的位置數(shù)據(jù)資料，可以將其傳遞到車輛的機(jī)電一體化控制系統(tǒng)中，并向駕駛員發(fā)出相應(yīng)的信息警報(bào)，使其可以預(yù)先對(duì)此類內(nèi)容作出準(zhǔn)備與預(yù)警，完成車輛行駛速度與方向的調(diào)整，保證車輛行進(jìn)中的安全性狀態(tài)[3]。

激光測(cè)距雷達(dá)系統(tǒng)中，中央控制系統(tǒng)的處理器設(shè)備是完成相關(guān)信息分析的主要功能結(jié)構(gòu)，也是電氣一體化技術(shù)的核心。如果車輛在行進(jìn)過(guò)程中，與障礙物之間的距離逐漸縮短，就會(huì)以警報(bào)的形式向駕駛員提出預(yù)警，防止出現(xiàn)不必要的車禍問(wèn)題。而將基于機(jī)電一體化技術(shù)的系統(tǒng)程序引入到車輛制造中，勢(shì)必會(huì)提升汽車制造的智能化條件，在維護(hù)穩(wěn)定性與安全性的內(nèi)容上發(fā)揮價(jià)值優(yōu)勢(shì)。

4 總結(jié)

綜上，機(jī)電一體化技術(shù)，在汽車制造領(lǐng)域中的應(yīng)用，可以大大加快其智能化發(fā)展，并在落實(shí)技術(shù)升級(jí)需要的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了汽車制造領(lǐng)域的升級(jí)建設(shè)。內(nèi)容上，不僅補(bǔ)充了激光測(cè)距、防抱死、自動(dòng)變速等技術(shù)，也為未來(lái)的汽車智能化制造提供了開放化的空間，為整體技術(shù)應(yīng)用發(fā)展提供了科技保障。

［1］劉世豪，李斌勇.基于物聯(lián)網(wǎng)的汽車制造系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)云平臺(tái)［J］.華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2018，46（12）：84-92.

［2］姚錫凡，劉敏，張劍銘，等.人工智能視角下的智能制造前世今生與未來(lái)［J］.計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，2019，25（1）：19-34.

［3］劉檢華，孫清超，程暉，等.產(chǎn)品裝配技術(shù)的研究現(xiàn)狀、技術(shù)內(nèi)涵及發(fā)展趨勢(shì)［J］.機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2018，54（11）：2-28.

TH-39

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.17.074

2095－6835（2019）17－0158－02

王麗華（1986—），女，河南安陽(yáng)人，碩士，助教，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)軟件與理論。

〔編輯：嚴(yán)麗琴〕