淺談汽車機(jī)電一體之人機(jī)交互

王少卿

【摘 要】隨著汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，機(jī)電一體化經(jīng)過不斷的發(fā)展和創(chuàng)新，在推動(dòng)汽車行業(yè)發(fā)展的同時(shí)，也推動(dòng)著電子行業(yè)的發(fā)展，尤其是人機(jī)交互的應(yīng)用。論文通過汽車機(jī)電一體化的發(fā)展概括，汽車機(jī)電一體化的主要內(nèi)容及特點(diǎn)，機(jī)電一體化在汽車系統(tǒng)中的應(yīng)用，人機(jī)交互在汽車機(jī)電一體化中的應(yīng)用以及人機(jī)交互的技術(shù)原理五個(gè)方面具體闡述，希望對(duì)未來汽車行業(yè)的發(fā)展提供可參考性意見。

【Abstract】With the continuous development of the automotive industry， through continuous development and innovation，mechatronics has promoted the development of the automotive industry，and promoted the development of the electronics industry at the same time， especially the application of human-computer interaction.This paper elaborates on the following five aspects：the development of automobile electromechanical integration， the main contents and characteristics of the automobile electromechanical integration， application of mechatronics in automotive systems， human-computer interaction in automotive applications in electromechanical integration technology and the principle of human-computer interaction， hoping to provide some reference opinions for the future development of the automobile industry.

【關(guān)鍵詞】汽車；機(jī)電一體化；人機(jī)交互

【Keywords】automobile；mechatronics； human-computer interaction

【中圖分類號(hào)】U46 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2017）06-0061-02

1 引言

所謂的機(jī)電一體化，就是指電子計(jì)算機(jī)應(yīng)用與實(shí)踐，使得計(jì)算機(jī)技術(shù)與機(jī)電進(jìn)行有機(jī)的融合，從而產(chǎn)生一門新型的學(xué)科，即機(jī)電一體化，這門學(xué)科具有一定的交叉性，并在實(shí)踐中得到各行各業(yè)的一致好評(píng)，在機(jī)械行業(yè)的發(fā)展中起到關(guān)鍵性作用。機(jī)電一體化的發(fā)展，提高了生產(chǎn)效率和機(jī)械的質(zhì)量水平，在汽車上的應(yīng)用使得汽車越來越智能化，汽車的質(zhì)量也越來越好。尤其是人機(jī)交互中車載的多媒體影音娛樂、GPS導(dǎo)航、全圖形化的數(shù)字儀表盤、無線通信等技術(shù)的應(yīng)用，既可以從顯示屏中了解到車輛的信息，還能控制汽車的配置。

2 汽車機(jī)電一體化的發(fā)展概括

汽車發(fā)展機(jī)電一體化的起步階段是上世紀(jì)六七十年代，那時(shí)候的汽車作為代步工具，給人們的生活帶來了極大的便利，這一時(shí)期的汽車主要是以機(jī)械為主，電子技術(shù)發(fā)展相對(duì)較緩慢。隨著科技的發(fā)展，電子技術(shù)也在不斷的發(fā)展中，其技術(shù)逐漸應(yīng)用于汽車。到了上世紀(jì)的八九十年代，汽車的機(jī)電一體化逐漸走向成熟，在這個(gè)階段中電子競(jìng)技在不斷的成長，機(jī)電一體化的應(yīng)用也逐漸增多。例如，這個(gè)時(shí)間段出現(xiàn)的汽車安全理念與節(jié)能理念，還出現(xiàn)了照明系統(tǒng)和變速裝置等。再例如，防滑系統(tǒng)的應(yīng)用，大大降低了雨天駕駛的意外發(fā)生，這都是電子技術(shù)在不斷發(fā)展經(jīng)過的歷程。上世紀(jì)九十年代，是汽車技術(shù)重要的發(fā)展階段，這個(gè)時(shí)期的電子技術(shù)已經(jīng)成熟，從原來的發(fā)展階段進(jìn)入創(chuàng)新階段，隨著新電子技術(shù)的不斷出現(xiàn)，電子技術(shù)的價(jià)錢也不再昂貴，可以廣泛應(yīng)用于汽車領(lǐng)域。例如，自動(dòng)駕駛技術(shù)等。

3 汽車機(jī)電一體化的主要內(nèi)容及特點(diǎn)

機(jī)電一體化可以說是一門跨學(xué)科的技術(shù)，主要涉及的有計(jì)算機(jī)技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)以及液體氣壓技術(shù)等，這些學(xué)科的組合，構(gòu)成了一門綜合性較強(qiáng)的學(xué)科技術(shù)。以下主要介紹的是汽車機(jī)電一體化的主要內(nèi)容及特點(diǎn)：

3.1 汽車機(jī)電一體化的內(nèi)容

汽車機(jī)電一體化的內(nèi)容主要分為五個(gè)部分：第一，應(yīng)用在精密的技術(shù)上：在汽車實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化過程中，機(jī)械技術(shù)只是一門基礎(chǔ)，將原來千千萬萬個(gè)由機(jī)械技術(shù)控制的功能轉(zhuǎn)化成電子技術(shù)，相較于原來的機(jī)械技術(shù)，電子技術(shù)的數(shù)字與信號(hào)都更加精準(zhǔn)及可控；第二，應(yīng)用于信息的處理技術(shù)上：信息處理技術(shù)主要是將信息傳遞給處理器，然后利用控制系統(tǒng)對(duì)這些信息實(shí)行數(shù)字化的管理，從而達(dá)到管理具有的高效和高速的特性；第三，應(yīng)用在傳感器技術(shù)上：機(jī)電一體化的各種參數(shù)都是通過傳感器來接收的，并且有信號(hào)檢測(cè)器測(cè)量，最后將信息融入相應(yīng)的處理裝置；第四，應(yīng)用于自動(dòng)控制技術(shù)：該技術(shù)可以提高車輛的工作效率，主要作用機(jī)理是通過狀態(tài)的自動(dòng)調(diào)試、精確定位以及能耗的補(bǔ)償來實(shí)現(xiàn)的；第五，應(yīng)用驅(qū)動(dòng)技術(shù)：控制系統(tǒng)在將命令傳遞給執(zhí)行元件之后，執(zhí)行元件迅速傳遞給執(zhí)行機(jī)構(gòu)，與此同時(shí)，將執(zhí)行效果回傳給控制系統(tǒng)[1]。整個(gè)內(nèi)容的回傳，都是通過機(jī)電一體化進(jìn)行的。

3.2 汽車機(jī)電一體化的特點(diǎn)

汽車機(jī)電一體化的特點(diǎn)有很多，具有代表性的是以下四點(diǎn)：

第一，有著很高的安全性能，在設(shè)備的報(bào)警、保護(hù)和監(jiān)測(cè)方面有一定的應(yīng)用，可以在瞬間啟動(dòng)保護(hù)功能來防止事故的發(fā)生；

第二，具有生產(chǎn)性高的特點(diǎn)，在機(jī)械的加工精度方面，應(yīng)用數(shù)字化可以很好地得到提高；

第三，具有提升使用功能的作用：在這方面，可以用數(shù)字加工以及程序編輯的方式對(duì)機(jī)械的使用功能進(jìn)行提升；

第四，應(yīng)用廣泛：機(jī)電一體化在智能功能、補(bǔ)償功能、保護(hù)功能以及監(jiān)控功能等方面都有著廣泛的應(yīng)用，在適應(yīng)應(yīng)變的同時(shí)，適用性也得到普及[2]。

4 機(jī)電一體化在汽車系統(tǒng)中的應(yīng)用

機(jī)電一體化在汽車系統(tǒng)中的應(yīng)用相對(duì)較廣泛，但主要的應(yīng)用為以下三個(gè)部分：

第一，實(shí)現(xiàn)變速器的自動(dòng)化。主要的應(yīng)用原理是通過電子傳感器對(duì)信號(hào)進(jìn)行接收，通過監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的處理，按照速度檔次進(jìn)行分析，通過液壓系統(tǒng)來進(jìn)行自動(dòng)化的換擋。變速器應(yīng)用自動(dòng)化，提高了系統(tǒng)效率的同時(shí)，減少了能量的損失。

第二，促進(jìn)制動(dòng)設(shè)備的發(fā)展。對(duì)于一輛汽車來說，如果沒有制動(dòng)設(shè)備，駕駛員連基礎(chǔ)的安全保障都沒有，一旦制動(dòng)系統(tǒng)發(fā)生故障，帶給駕駛員的傷害則是巨大的。因此，制動(dòng)系統(tǒng)的安全性是車輛駕駛員安全的保障，必須受到重視。汽車的制動(dòng)裝置最開始是放在汽車的后輪上，隨著科技的不斷發(fā)展，后輪上的制動(dòng)系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足人們的需求，而且，伴隨著后輪制動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)的安全隱患，將前輪也加入制動(dòng)系統(tǒng)已經(jīng)是必然的趨勢(shì)。汽車制動(dòng)系統(tǒng)中應(yīng)用機(jī)電一體化主要分為三個(gè)模塊，分別是中央控制單元、車輪制動(dòng)模塊以及電子踏板[3]。

第三，在汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)中應(yīng)用機(jī)電一體化。機(jī)電一體化在發(fā)動(dòng)機(jī)中的應(yīng)用可以說意義巨大，發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的核心部件，主要對(duì)于機(jī)電一體化的應(yīng)用是在點(diǎn)火方面進(jìn)行控制，通過改變噴射量來控制發(fā)動(dòng)機(jī)，在將這些信息傳送給信號(hào)模擬系統(tǒng)時(shí)，該系統(tǒng)做出相應(yīng)的反應(yīng)，并轉(zhuǎn)化為數(shù)字進(jìn)行對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的控制。

5 人機(jī)交互在汽車機(jī)電一體化中的應(yīng)用

人機(jī)交互系統(tǒng)，顧名思義，就是研究人與計(jì)算機(jī)之間通過相互通信，使計(jì)算機(jī)在最大程度上完成人們交給的信息管理，服務(wù)和處理等功能，從而達(dá)到計(jì)算機(jī)成為人們工作和學(xué)習(xí)中的助手，這是一門技術(shù)科學(xué)。人機(jī)交互系統(tǒng)在很多領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用，尤其是現(xiàn)如今汽車行業(yè)正處在飛速發(fā)展的階段，在汽車的機(jī)電一體化中實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互已經(jīng)是科技發(fā)展中必然要走的路。人機(jī)交互系統(tǒng)可以通過旋鈕或多功能按鍵等方式來進(jìn)行操作，從汽車的顯示屏上了解車輛的信息，并對(duì)這些信息加以管理，以此來控制汽車的各種配置功能。例如，查看油耗、調(diào)整懸掛，設(shè)置音響、續(xù)航里程、導(dǎo)航等。在汽車機(jī)電一體化中應(yīng)用人機(jī)交互主要的優(yōu)點(diǎn)就是能輕松方便的查看有關(guān)車輛的信息，并對(duì)汽車的各項(xiàng)功能操作進(jìn)行設(shè)置。

6 人機(jī)交互的技術(shù)原理

人機(jī)交互的技術(shù)原理為通信、車輛導(dǎo)航、移動(dòng)辦公、遠(yuǎn)程故障診斷、安防輔助駕駛和多媒體娛樂等功能[3]。這些電子系統(tǒng)可以通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)形成車載的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，傳統(tǒng)的汽車儀表功能將會(huì)被新的車載信息系統(tǒng)代替，這個(gè)新系統(tǒng)主要包括車載的多媒體影音娛樂、GPS導(dǎo)航、全圖形化的數(shù)字儀表盤、無線通信、智能交通、整車狀態(tài)顯示等，尤其是對(duì)未來的車載信息平臺(tái)而言，將會(huì)是環(huán)境、車與人的充分交互，集所有的高端技術(shù)為一體，形成綜合性較強(qiáng)的信息顯示系統(tǒng)。

7 結(jié)語

綜上所述，隨著機(jī)電一體化的發(fā)展以及在汽車領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，其主要的節(jié)能性、安全性以及智能性都在不斷地得到提升，與此同時(shí)，電子技術(shù)在汽車中的應(yīng)用也產(chǎn)生更多的分支系統(tǒng)，具有代表性的要數(shù)人機(jī)交互，這不僅使汽車的功能得到完善，更加推動(dòng)著機(jī)電一體的發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

【1】解丹婷.試分析智能控制及其在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].黑龍江科技信息，2017（09）：21.

【2】潘云忠，侯彥博.“雙元制”機(jī)電一體化工畢業(yè)考試對(duì)專業(yè)課程實(shí)施的借鑒意義[J].黑龍江科技信息，2016（34）：98.

【3】戚海永.理實(shí)一體模式下高職機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系的研究[J].職業(yè)技術(shù)，2015（02）：39-41.