機電一體化技術(shù)在汽車設(shè)計中的應(yīng)用

呂東權(quán)

長春市宇創(chuàng)數(shù)字汽車科技有限責(zé)任公司 吉林長春 130000

1 何為機電一體化技術(shù)

機電一體化技術(shù)也被稱為機械電子技術(shù)，本質(zhì)上是集成機械、微電子、自動控制等技術(shù)的綜合技術(shù)產(chǎn)品。它也是許多高科技產(chǎn)業(yè)及其設(shè)施中最重要的技術(shù)基礎(chǔ)。在汽車設(shè)計工作過程中，主要是將機電一體化技術(shù)應(yīng)用于發(fā)動機的中心控制、智能檢測和控制（如ABS 系統(tǒng)、無人駕駛等）。在機電一體化技術(shù)的幫助下，可以進(jìn)一步提高自己汽車產(chǎn)品本身的性價比和性能，使企業(yè)在激烈的市場競爭中占據(jù)一席之地[1]。

2 機電一體化技術(shù)在汽車設(shè)計中的作用

在機械一體化系統(tǒng)中，機械技術(shù)是系統(tǒng)的基礎(chǔ)。在汽車設(shè)計中，主要利用機電一體化系統(tǒng)的高技術(shù)水平和新技術(shù)水平，幫助制造商改變汽車的傳統(tǒng)概念，在汽車結(jié)構(gòu)、材料、性能等方面實現(xiàn)汽車的提高，以滿足生產(chǎn)過程的要求。機電一體化系統(tǒng)的自動化控制技術(shù)是其中最普遍的技術(shù)。根據(jù)理論知識的指導(dǎo)，汽車系統(tǒng)設(shè)計、仿真系統(tǒng)設(shè)計和仿真現(xiàn)場調(diào)試可以有效提高汽車自適應(yīng)控制能力、精度位置控制水平、速度控制水平、自我診斷校正能力、補償、再現(xiàn)和檢索標(biāo)準(zhǔn)。

3 機電一體化技術(shù)在汽車設(shè)計中的應(yīng)用

3.1 電子制動系統(tǒng)

就一體化機電技術(shù)來說，在將其應(yīng)用到汽車行業(yè)時，可促進(jìn)BBW 系統(tǒng)的應(yīng)用，這一技術(shù)可改善傳統(tǒng)機械制動結(jié)構(gòu)，將其剎車和腳踏板之間的信號進(jìn)行傳遞，改善傳統(tǒng)液壓信號，實現(xiàn)電信號傳輸，從而提高傳輸速度，加強制動可靠性。就BBW 系統(tǒng)來說，其構(gòu)成主要包括三個方面，分別為電子踏板模塊、ECM 控制模塊和制動模塊，在對其展開具體應(yīng)用時，駕駛員踩到剎車板，此時的點踏板模塊便會進(jìn)行電信號的傳輸，將信號傳遞到ECM 控制模塊，隨后向制動模塊發(fā)出相關(guān)信號，對制動電機進(jìn)行啟動，在對制動器的活塞制動片進(jìn)行按壓后，制動盤上的制動效果。同時，在駕駛員將剎車板松開時，其電子踏板模塊會促進(jìn)電信號的轉(zhuǎn)換，促進(jìn)信號通過ECM 控制模塊進(jìn)行轉(zhuǎn)換，此時的控制模板會對駕駛員的情況進(jìn)行判斷，控制制動電機的反轉(zhuǎn)，從而促使活塞壓力得到釋放，汽車恢復(fù)的正常駕駛[2]。

3.2 設(shè)計理念上的應(yīng)用

汽車的設(shè)計理念中使用機電一體化技術(shù)可以歸納為兩個方面：一是在機電一體化技術(shù)相關(guān)的理論基礎(chǔ)上進(jìn)行汽車產(chǎn)品的設(shè)計工作時，實現(xiàn)其中微電子技術(shù)與設(shè)計的有效結(jié)合。其次，在設(shè)計工作過程中，從汽車的全面設(shè)計出發(fā)，構(gòu)建設(shè)計工作所需的框架即可，框架內(nèi)更細(xì)致的部分要交給機電一體化技術(shù)。（威廉·莎士比亞、斯圖爾特）目前在設(shè)計理念上的發(fā)展主要是精密機械技術(shù)，該理念主要應(yīng)用于汽車傳統(tǒng)系統(tǒng)的設(shè)計，努力提高其精準(zhǔn)度和準(zhǔn)確度。

3.3 機電一體化設(shè)備更新

在汽車設(shè)計過程中，機電一體化設(shè)計技術(shù)設(shè)備要正確利用計算機應(yīng)用，更加依賴實施設(shè)計的方案，利用利用汽車的數(shù)字控制系統(tǒng)的制造技術(shù)，才能提高汽車運行的整體功能。技術(shù)人員旨在通過熟練的技術(shù)實現(xiàn)汽車電子系統(tǒng)和機電操作系統(tǒng)的完美結(jié)合。順應(yīng)機電一體化的發(fā)展需求是對機電設(shè)備的全面更新。將機電一體化技術(shù)應(yīng)用于各種項目，進(jìn)入汽車領(lǐng)域已經(jīng)晚了。原因是，我國汽車產(chǎn)業(yè)本身的發(fā)展相對發(fā)展后，短期內(nèi)沒有迅速發(fā)展。因此，目前機電一體化與汽車產(chǎn)業(yè)的融合仍處于一種磨合期，超越磨合期的最好方法是在強大的物質(zhì)基礎(chǔ)設(shè)施中不斷嘗試和創(chuàng)新。在目前的汽車領(lǐng)域，為了機電一體化的運用和發(fā)展，需要準(zhǔn)備高質(zhì)量的設(shè)備和更新設(shè)備。所謂好話要備好鞍，只有方便的組織才能在汽車領(lǐng)域全面運用機器一體化。

3.4 車身模型

從當(dāng)前發(fā)展情況來看，對車身進(jìn)行1：1 加工，通常需要數(shù)控加工方法進(jìn)行應(yīng)用，在具體實施過程中，其需要在CAM 模型的基礎(chǔ)上或是此系統(tǒng)中對CAD數(shù)學(xué)模型機進(jìn)行處理，并將CAM 進(jìn)行應(yīng)用，對加工刀具進(jìn)行有效選擇，對加工軌跡進(jìn)行確定，完善前期處理。隨后將CAM 模塊自動生成數(shù)控加工技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，將其生成的程序代碼輸入數(shù)控加工設(shè)備中，同時對實體模型進(jìn)行加工。在應(yīng)用此方法時，其技術(shù)發(fā)展較好且實施精度較高，在汽車行業(yè)發(fā)展中得到廣泛認(rèn)可；但是此技術(shù)也存在一定的問題，就是加工設(shè)備的成本較高，使得其應(yīng)用范圍受到限制。

3.5 ABS 系統(tǒng)和無人駕駛

ABS（反搖滾）系統(tǒng)是通過機電一體化技術(shù)的微電子和自動控制技術(shù)應(yīng)用。在實際情況下，可以調(diào)整剎車的動力距離大小，最大限度地減少車輪上出現(xiàn)現(xiàn)象的概率。汽車本身的柔性動能有了很大的提高。（威廉·莎士比亞、模板）另外，在目前研究熱門的無人駕駛中，機電一體化技術(shù)也得到很好的利用，最重要的應(yīng)用是使用閉環(huán)伺服系統(tǒng)取代現(xiàn)有性質(zhì)的開環(huán)校準(zhǔn)系統(tǒng)。這樣就可以通過電子反饋傳輸控制信號[3]。

3.6 提高設(shè)計師的整體素質(zhì)

機電一體化技術(shù)的核心在于機械技術(shù)，總體上是多門技術(shù)的綜合體。在汽車設(shè)計領(lǐng)域，機電一體化的運用對從業(yè)人員的技術(shù)熟練程度等有更好的要求。要有扎實的理論基礎(chǔ)和專業(yè)的態(tài)度。機電一體化是一項綜合性的技術(shù)，其綜合性要求從業(yè)者了解更全面的理論內(nèi)容，加強技術(shù)人員的審查和學(xué)習(xí)是必然的。汽車設(shè)計在機電一體化下智能化、柔性、功能化趨勢越來越明顯，這要求從業(yè)者具備更專業(yè)的技術(shù)學(xué)習(xí)和比較全面的素質(zhì)，以行業(yè)服務(wù)為根本，真正了解市長/ 市場需求等。《機械集成》（約翰·肯尼迪，Northern Exposure（美國電視電視?。?，《機械集成》以信息技術(shù)為背景，要求從業(yè)人員真正順應(yīng)發(fā)展趨勢，尋找發(fā)展路徑，以網(wǎng)絡(luò)信息時代的消息促進(jìn)自身發(fā)展。

4 結(jié)語

機電一體化技術(shù)是科技發(fā)展的產(chǎn)物，對高效工作具有重要的意義，其在未來的應(yīng)用會更加廣泛，規(guī)模也會越來越大。雖然目前機電一體化技術(shù)在使用中還存在一些缺陷，但是通過智能化的發(fā)展，逐漸解決問題，可以使之更適應(yīng)周圍環(huán)境。機電一體化技術(shù)在加汽車設(shè)計以及汽車設(shè)計的發(fā)展中具有更好的發(fā)展空間，應(yīng)該注重機電一體化問題調(diào)控工藝研發(fā)和創(chuàng)新，提高機電一體化技術(shù)的水平。