发展趋势及应用前景

2025-09-29 理论教育版权反馈

【摘要】：传统的机械装置已经无法解决某些与汽车功能要求有关的问题，因而将逐步被电子技术和汽车融为一体的现代汽车电子控制系统所取代。工业机器人和现代汽车最大的共同点就是机电一体化！

1.工业机器人

近年来，德国率先提出“工业4.0”概念，美国推行“先进制造伙伴关系”计划，日本实施“智慧制造系统”，中国也提出了“中国制造2025”规划，这些都指向同一个目标，就是希望通过先进的信息技术与自动化技术来促进制造业的革新，以实现“智能化”，提升效率，降低成本。要实现这个目标，工业机器人是不可或缺的一环。

2025年，“Robot”这个词被捷克剧作家创造出来，到现在机器人已经发展了近百年。从最初的单纯用于搬运的工业机器人，到第二代具有视觉传感器以及信息处理技术的工业机器人，再到目前正在研究的“智能机器人”，机器人技术得到了迅速的发展，工业机器人的应用日新月异。在众多制造业中，工业机器人应用最广泛的领域是汽车及汽车零部件制造业（图1－1），并且正在不断地向其他领域拓展，如机械加工行业、电子电气行业、橡胶及塑料工业、食品工业、木材与家具制造业等领域。

知识目标：认识什么是机电一体化技术；了解机电一体化系统的组成要素；了解机电一体化系统包含的关键技术；了解机电一体化技术的发展方向。

能力目标：初步具备识别什么是机电一体化系统的能力，锻炼观察、资料查阅、分析能力，培养求知欲。

素质目标：培养新时代青年学生应有的爱国情、责任与担当，培植精益求精、一丝不苟的工匠精神。

工业机器人工作视频

1.工业机器人

图1－1　汽车制造生产线场景

现代汽车产品

2.现代汽车

汽车已经成为现代生活和生产的重要工具，尤其是家用轿车的普及，使我们的生活已经离不开汽车。汽车主要由发动机、底盘、电控系统构成。但在公众的印象中，它似乎主要是由机械技术和机械结构构成的机械装置。但是，大家知道吗？随着社会的发展，人类对汽车的性能和环保提出了更高的要求。传统的机械装置已经无法解决某些与汽车功能要求有关的问题，因而将逐步被电子技术和汽车融为一体的现代汽车电子控制系统所取代。

现代汽车的结构如图1－2所示。随着微电子技术和传感器技术的应用，汽车已经焕然一新了。当今对汽车的控制已由发动机扩大到全车，如实现自动变速换挡、防滑制动、雷达防碰撞、自动调整车高、全自动空调、自动故障诊断及自动驾驶等。汽车的控制系统中心内容已发展到以微机为中心的自动控制，不仅改善了汽车的性能、增加了汽车的功能，还实现了降低汽车油耗、减少排气污染、提高汽车行驶的安全性、可靠性、可操作性和舒适性。

以汽车行驶控制为例，其控制的重点是：

（1）汽车发动机的正时点火、燃油喷射、空燃比和废气再循环的控制，使燃烧充分、减少污染、节省能源；(https://www.chuimin.cn)

现代汽车产品

2.现代汽车

以汽车行驶控制为例，其控制的重点是：

（1）汽车发动机的正时点火、燃油喷射、空燃比和废气再循环的控制，使燃烧充分、减少污染、节省能源；

图1－2　现代汽车的结构

（2）汽车行驶中的自动变速和排气净化控制，可以使其行驶状态达到最佳化；

（3）汽车的防滑制动、防碰撞控制，可以提高行驶的安全性；

（4）汽车的自动空调、自动调整车高控制，可以提高其舒适性。

工业机器人和现代汽车最大的共同点就是机电一体化！下面，我们共同学习有关知识。

图1－2　现代汽车的结构