传感器技术在机电一体化系统中的应用研究

传感器技术在机电一体化系统中的应用研究

李强

山东省显通安装有限公司 山东肥城

摘要：机电一体化系统中使用了大量的传感器来感知周围的情况,保证对系统的运行作出精确的控制。因此,传感器技术的提升能够推动机电一体化系统的各项工作水平的提升,对提升系统的工作质量和效率有着十分重要的意义。

关键词：传感器技术；机电一体化系统；应用

1传感器技术的现状与发展历程

伴随着技术的不断发展，传感器也在技术手段的支持下，逐渐发展进步，其不仅仅局限于单一的某一方面，而是促进种类、速度以及信息处理的多面发展，并且逐渐完善和强化，因此，其在机电一体化中的应用也越来越普遍，范围也在逐渐扩大。伴随着传感器技术的发展，其在上世纪八十年代达到了关键性的发展阶段，在科技领域的现代化发展占据了十分重要的位置，各个国家在这样的时代背景下，对传感器技术的研究和投入都在逐渐增加，致力于其研发工作，因此，传感器技术逐渐发展成了一种新兴的行业领域。现阶段，传感器技术的使用已经越来越广泛，并且成为了我国的重点开发项目，传感器技术在机电一体化中的实际应用效果也成为了业内人士普遍关心的问题。

2传感器应用在机电一体化系统当中的具体表现

2.1将传感检测技术应用在挖泥船

挖泥船的主要工作项目就是完成水下的土石方施工的任务，日常的工作就是需要进行挖深以及清理现有的一些航道或者是港口。也包括去开发一些新的航道或者是运河。如果水下耙吸管比较大，那么耙吸式挖泥船就很难再挖掘时具体的了解到水下的情况。并且也很难把握耙头的位置以及挖泥的深度。我们必须要一套优秀的操作显示装置来进行辅助。可以通过辅助装置来对耙吸管的工作情况进行实时的监测。而我们通常将倾角传感器应用在整个耙吸管工作的过程当中。在倾角传感器的作用下，我们就可以测量出两侧的排气管的水平以及其水下的深度，包括船舶的倾斜方向。能够进一步的得出具体的船体吃水的深度的数据。如果船体的倾斜度超过了限制值的话，那么，能够及时的输出报警信号，让工作人员了解到具体的情况。

2.2传感器技术在机械加工机电一体化系统中的应用

在机械加工机床和机械加工生产过程中，传感器技术都发挥着重要的作用。如，在数控加工机床中导入传感器设备，其能够完成对整个数控机床各个部件的工作情况的测量，比如，对于数控机床的振动部件的频率参数进行数据接收和管理，将这些数据反馈到数控机床的控制中心，由此展开对数控机床的各部件的监控管理。同时，数控机床的控制中心也可以将加工方案传输给每一个传感器设备，由传感器来进行数控机床各个零部件的智能化操作，比如，对机床的速度、刀具的位移情况等参数进行全面把握，由此极大程度地提升数控机床加工的精度。

2.3数控机床领域的传感器技术

数控机床是进行机械生产、机械加工的重要技术设备,也是目前机电一体化系统应用的主要方向。由于传感器技术在数控机床中逐渐普及,数控机床的性能相比过去有了明显提升,并且满足了很多全新的技术要求。在数控机床中,通过使用传感器可以让技术人员能选择最合适的控制策略,确保数控机床的运行精度。而且数控机床也因为传感器的发展朝着小体积、高精度的方向发展,可以对批量生产时刻保持检测,让零件的生产效率和质量都得到了极大幅度的提升。由于数控机床在工作中必然会释放大量的热能,导致周围的温度发生转变,即便是比较微小的温度变化,都会导致较大的精度变化。所以,在机床工作过程中需要用传感器时刻监控周围的温度,并利用温度数据确定温度控制策略,降低周围温度的起伏,确保零件加工的总体质量。另一方面,数控机床在加工过程中需要对零部件夹紧,但是如果施加的力过大会导致零部件损坏,力度过小则会导致零件在加工时发生位移,导致零件报废,降低零件加工的效率和水平;同时,不合理的力度控制也会导致数控机床的磨损,导致机床使用寿命缩短。因此,必须要有传感器时刻分析零部件的受力情况,并依靠智能技术来对加紧力度进行控制和调整,从而有效地控制加工精度。通过使用这种方法,可以保证机床零件加工的质量稳定性,防止加工过程中出现误差,而且可以选择到最合适的切削角度和力度,维持机床工作的最佳功率。例如根据零件受力的变化,来对切削的扭矩作出调整,就能获得最合理的切削质量和效率。

2.4传感器技术在机器人研发制造中的创新应用

伴随着人工智能技术的不断发展，工业机器人的制造和应用成为社会重要的课题所在。与此同时工业机器人制造过程中，如何确保机器人行动指令的智能性和精确性更是研究重难点。利用传感器技术能够对机器人行动控制参数进行获取、分析，并且由此提高机器人的行为指令的精确性。比如，在机器人设计中应用外部传感器，对于机器人运行的外部环境进行有效的识别感知，确保机器人行动的安全性。在机器人内部结构设计中利用传感器技术，能够有效分散执行机器人各部位指令和自身协调指令，满足机器人的功能作用。可以说，要想提高工业机器人行动的个性化精确性安全性，必须要更好地开发和应用传感器技术。

2.5无人驾驶中的传感器应用

无人驾驶是目前机电一体化的重要发展方向,随着技术的发展,人类正在不断接近无人驾驶的目标。很多技术人员都在很早以前就开始了相关研究,而传感器技术一直都是无人驾驶技术实现的重要支撑。目前,特斯拉等汽车厂家已经推出了无人驾驶系统,有很高的实用价值,但是由于人工智能技术还不能满足使用要求,以及无人驾驶的舒适性也存在不足,导致目前在车流和人流较多的位置,无人驾驶技术还并不能达到安全驾驶要求。为了增加无人驾驶技术的应用场景,就需要升级无人驾驶车辆的传感器,使其能够对周围的情况做出精准的感知,然后依靠智能技术,推动无人驾驶技术的人性化。在汽车的倒车系统当中,就利用了声波传感器对车辆后方的情况作出识别,可以对车辆后方物体和车辆的距离进行测量,并且将其报告给车主,以及在危急时刻自动完成制动,有效提升车辆操作的安全性和准确性。传感器目前已经可以适应无人驾驶技术的要求,能够时刻判断车辆周围的情况,对快速靠近的物体、行人作出识别,可以保证车辆规避操作的有效性,全面提升车辆行驶安全。

3未来机电一体化系统中传感器技术的应用前景

结合我国的发展趋势及目前各项数据显示，传感器技术在机电一体化系统中未来的发展趋势有三方面：(1)提升光电子和微电子技术的应用，从而减少传感器检测过程中需要耗费的时间，促进传感器的稳定性与工作效率；(2)提升智能化、数字化传感器的发展，提高传感器技术在线监控过程中的效率和能力；(3)提升数学模型与数学计算方法的应用，增强传感器技术的精确度，避免传感器在运行中出现故障。

结论

综上所述，作为信息技术的三大支柱之一的传感器技术，其衡量着一个国家信息化程度，将传感器技术应用到各行业机电设备中更是推动社会信息化发展的重要尝试。与此同时机电一体化系统的不断发展更代表着我国机械化程度，对社会产业结构优化转型升级具有重要意义。当前将传感器技术应用到机电一体化系统中，有效推动机电一体化系统的智能化、微型化和人性化发展。在未来的机电一体化系统研究中，要求能够更好地实现传感器技术的深度研究，更好地实现传感器技术同机电一体化技术的有机整合发展。

参考文献：

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[2]何峰.机电一体化系统中传感器技术的应用研究[J].科技经济导刊，2019,27(35):77.

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[4]李楷.机电一体化系统中传感器技术的运用研究[J].山东工业技术，2019(12):145.