机器人技术论文精选(九篇)

第1篇：机器人技术论文范文

工业机器人论文参考文献：

[1]任志刚.工业机器人的发展现状及发展趋势[J].装备制造技术，2015（3）：166-168.

[2]田涛，邓双城，杨朝岚.工业机器人的研究现状与发展趋势[J].新技术新工艺，2015（3）：92-94.

[3]陈韶辉.我国工业机器人发展问题分析及对策研究[J].科技创新与应用，2015（31）：81.

[4]黄兴，何文杰，符远翔.工业机器人精密减速器综述[J].机床与液压，2015，13（43）：1-6.

[5]韩鹏，刘建龙，冯强.工业机器人关节减速机润滑脂的研制及应用[J].石油商技，2015（6）：25-29.收稿日期：2016-07-15。

工业机器人论文参考文献：

[1]陈佩云.我国工业机器人现状与发展[J].机器人技术与应用，2013：1-6.

[2]李瑞峰.中国工业机器人产业化发展战略[J].航空制造技术，2010（09）：32-38.

[3]郭永涛，唐洪涛.职业院校工业机器人专业实训基地建设研究[J].科学中国人，2015.

[4]陈小艳，沈洁.高职工业机器人技术专业人才培养模式研究与实践[N].吉林工程技术师范学院学报，2014.

[5]刘彩琴.职业教育工学结合课程开发与实施[M].北京：北京师范大学出版社，2014.

[6]牛祥永.高职“工业机器人安装与调试”课程开发和实践[J].职业教育研究，2014，3：86-90.

[7]杨薇，叶晖，胡威.仿真教学应用在工业机器人技术课程教学中的必要性[J].科技视界，2014，32：18.

工业机器人论文参考文献：

[1]梁一新，刘凯.促进我国工业机器人产业化的战略思考[J].现代产业经济，2013：28-33

[2]国家统计局.《中国统计年鉴-2015》

[3]陈韶飞.我国工业机器人发展问题分析及对策研究.科技创新与应用，2015.

[4]朱步楼.新一轮产业与技术革命的特征、挑战及其对策.江苏科技信息，2013（3）.

第2篇：机器人技术论文范文

[关键词]移动机器人 导航技术 现状 展望

中图分类号：TP242 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）18-0147-01

移动机器人导航是利用其传感器，扫描、收集周围环境信息，确定路线规划并编辑程序使其移动。笔者认为，经过业内科研人员不懈努力，移动机器人导航技术不论在理论研究或应用实践均取得积极成效，但展望未来，理论研究有待补充，技术难题亟待解决。

1. 移动机器人的导航方式概述

移动机器人在利用导航技术获取周边环境信息以确定行走方向或所在位置时，需综合利用科学算法，得出数据模型并形成指令，方可规划最优路径。

1.1.电磁导航

电磁导航是最早被研发的导航技术。技术人员在机器人预设路线上设置多条电线，机器人在运行中通过接收电流频率，通过感应线圈感知行走指令[1]。经过多年尝试，科研人员认定该方法准确率高且运用简单，但前期铺设电线需消耗过多人力、物力，因此该方法的维护成本较高。

1.2.视觉导航

视觉导航是机器人常用导航技术，其特点是探测信号范围广、信息获取准度高。研究人员在移动机器人头部安装巡航影像系统，其内部含有传感器辨识系统、图像辨别系统和路径规划技术等。视觉导航采用电荷耦合器件图像传感器（简称CCD），它是集信息划分、整理、读取为一体的综合传感器，当机器人进行路径规划时，CCD传感器会将传输至系统原件的电荷转移至影像系统内的二维传感器进行合成，通过系统扫描对数据进行量化建模，形成指令[2]。

1.3.其他导航技术

光反射导航是在机器人接收外界光线频率以自主移动。该方法成本低廉、操作简单，也是国内机器人研发机构使用较广泛的方法。

声音导航技术是机器人利用内部声音识别系统辨识无规律、无方向的声音频率，尤其是在光线不充足环境中，机器人可通过声音精确定位；另外，味觉导航是应用于机器人内部高灵敏度的化学传感器，根据气味、气流方向检测气流浓度情况，便于机器人搜寻气源，确定行程路线。

2. 探讨移动机器人导航技术发展现状

笔者认为，移动机器人导航技术在精确定位、路径规划、信息融合等方面有较强优势，但仍需提升技术指标，校准误差，确保导航准确性。

2.1.导航定位

国内机器人导航技术一般采用相对定位法，通过筛选距离、测定方位、计算最优路径等步骤，确保机器人按预定路线移动。该方法收集数据速度较快，但长期精准较差。近些年，国内科研机构引进了惯性导航法，即利用陀螺仪测算机器人内部控件转速，利用加速计计算运动加速度，反复测量以求得累积测量值。惯性导航法提升了测算效率，但在计算过程中无法避免时间误差，若机器人移动距离较长，误差会逐渐增大，定位精准度下降。

国外机器人定位利用绝对定位法，即将机器人内部导航系统与太空卫星进行网络连接，卫星可向机器人导航系统传输全球定位信息，并对重点位置标记，便于技术人员更好地掌握路径环境数据。绝对定位法有助于机器人较精确地感知局部环境信息，进一步减少误差风险。

2.2.规划路径

路径规范技术是机器人内部搜索算法的实现，即确定目的地后，系统自动计算最优路线信息，主要是测定最佳距离及避免障碍物。当前，路径规划分为全局路径技术与局部路径技术，其中，全局路径技术采用直线搜索法，即直接测算从起始点到终点的最短距离与最少用时，将此为最优线路设计依据，而局部规划技术是处于运动中的机器人及时收集局部环境数据，并测算其加速度和检测内部性能，利用计算数值构造模型，以控制机器人运动不偏离预计方向。

2.3.传感器的信息融合

传感器是机器人应用导航技术的载体。为强化传感器信号输入的准确性与可靠性，国内外研发机构会在机器人顶部安置多位传感器，既促进对环境信息收集、分析和运算速度，提升了测算准确性，又使多部传感器发挥重组或互补优势，进一步完善系统数据计算的互补性，保证系统运行高速和准确性。另外，传感器技术是模仿生物神经系统处理信息模式，一般进行复杂环境下的信息描述和系统测算工作，用于筛选采集样本、辨识信息的正误，充分保证了多位传感器系统的高度统一性。

3. 浅谈移动机器人导航技术展望

目前，移动机器人导航领域的信息处理、精准定位等研究理论和技术改造不断提升，随着网络计算机技术日益发展，未来机器人导航技术会有更严格的标准和更困难的问题等待我们去探索、解决。

3.1.改进视觉导航技术

未来一段时间内，视觉导航技术需重点提升系统测算精度，扩充数据存储容量，提高图像处理速度。笔者认为，视觉导航的发展趋势是提高处理图像静态、动态的信息识别，使机器人时刻根据周边环境变化以改进路线，让导航系统探测范围更广、信息收集更完整及图像处理实时性更强。

3.2.提升传感器技术融合性

目前，机器人导航的多为传感器融合技术，进一步促进了信息的融合性。但该技术适用环境需严格限制，原因是部分传感器性能无法与视觉导航、电磁导航等技术充分融合，无法胜任高精度测算任务[3]。因此，未来需要进一步探究如何提升传感器与不同导航系统的融合性，并加以改进，让机器人将来可不受环境约束，加速信息的融合、处理，不断地获取高精度的数据。

3.3.提升机器人系统性能

通常，机器人系统处理信息效率越高，则导航结果越精确，机器人导航系统在收集外界信息后，将其分解、归类为基础信息并逐一处理[4]。未来，科研人员通过升级当前系统，开发模块信息平台，让不同信息同时列于平台上处理，提升系统运行效率。

日后，国内外的机器人研发机构还会加强多位机器人导航系统应用。设计连接程序，将不同机器人导航系统串联，使多个机器人利用空间通信法相互分享不同方位测定的数据，以此判定到达位置的最优路径，使机器人资源可最大化利用。

4. 结语

笔者认为，现阶段机器人导航技术的创新发现为将来更进一步实施技术改进打下了坚实的理论基础和积累了丰富的实践经验。今后，我们更需提高移动机器人导航技术的定位精确性、信息融合性等方面，进一步创新研发更优质性能的导航系统，并将网络发展的理念和技术逐渐渗入到机器人导航的研究领域，提高导航的人工智能性，使移动机器人更加造福于人类社会。

参考文献

[1] 林义闽.未知环境中智能机器人的视觉导航技术研究[D].北京邮电大学，2014.

[2] 蒋浩然，陈军，王虎，雷王利，袁池. 移动机器人自动导航技术研究进展[J].西北农林科技大学学报（自然科学版），2011，12：207-213.

第3篇：机器人技术论文范文

一、高级维修电工知识技能特点

分析新的高级维修电工鉴定考核大纲，我们可以发现，其相对中级维修电工增加了电力半导体、特种电机、自动控制原理、微机原理、可编程控制器（PLC）、变频器、数字机床控制系统、电梯控制系统及部分新的机械知识。这些新增的知识都是最近几年迅速发展并且已经得到广泛应用的技术，满足和适应了当前企业维修电工的实际需要，代表了我们今后维修电工培养的方向。

从新增的知识看，主要集中在先进控制技术方面，这些知识技能具有以下特点：属于新技术；更新速度快，每月可能都有新的技术得到应用；多学科综合应用，每种产品/系统、技能都可能涉及多种新技术；电力电子技术、微机控制技术、自动控制理论等得到了广泛应用。

二、高级维修电工知识技能结构分析

虽然高级维修电工新增知识给我们带来了挑战，迫使我们补课――进行多种先进控制技术学习，但是高级维修电工新增知识并非杂乱无章。它是电力电子技术、微机控制技术、自动控制理论的结合和应用：

第一，可编程控制器（PLC）的核心是微机控制技术，就是运用微机加上电路设计制造的一个简单易用的、用户可二次编程开发的电器产品。而数控系统、电梯控制系统则是以可编程控制器为核心实现的、适用相应场合的控制系统。

第二，变频器的核心也是微机控制技术，就是运用微机+电力半导体器件+脉宽调制控制理论设计制造的一个简单易用的调速电器。此外，数控系统中的伺服控制器同样是用微机+电力半导体器件+脉宽调制控制+闭环控制理论设计制造的一个简单易用的调速控制电器，与变频器知识是相通的，一些厂家的部分变频器就具有伺服控制器的一些功能。可以说，新的调速产品、调速系统，与变频器、伺服控制器一样，都是电力电子技术的具体应用。

第三，高级维修电工新增知识中的变频器、伺服控制器、可编程控制器、调速系统等都需要开环、闭环控制理论的指导，如果没有自动控制理论的指导，不仅设计不出，而且面对变频器五十个以上、伺服控制器一百五十个以上的产品参数将无从下手，面对数控系统、电梯控制系统更是无所适从。

此外，电机原理也是电机控制系统的基础。

因此，高级维修电工新增知识的理论基础就是电力电子技术、微机控制技术、自动控制理论、电机学。具体关系可以用图1表示。

三、高级维修电工知识技能的学习

正确认识了高级维修电工新增知识的理论基础和相互关系，有助于我们对高级维修电工新增知识技能的学习和把握。

在高级维修电工教学中必须强化电力电子技术、微机控制技术、自动控制理论、电机学基础知识的地位，但是以上课程理论知识普遍较难学，因此除了采用一体化教学外，还应积极地探索有效的教学教法，如多媒体教学和行为导向法等。

要注重电力电子技术、微机控制技术、自动控制理论、电机学课程的综合应用， 变频器、伺服控制器、可编程控制器、调速系统等均是以上技术的综合应用，为了理解他们，我们在学习这些基础课程时，一定要偏重于以上技术的联系和综合应用，把握基本概念、典型电路，主要掌握问题是如何提出的、如何解决的、又是如何应用的，不能割裂地讲述单科知识。

从图1看出PLC是控制器中的代表、变频器是调速中的代表，因此，在高级维修电工教学中必须强化PLC、变频器原理的学习，强化PLC、变频器典型电路的技能的训练。相信，只要PLC、变频器学透，就不难理解其他先进控制技术和系统。

总之，相对中级维修电工来说，高级维修电工新增的知识主要集中在先进控制技术方面，这就要求学校教师要主动加强自我学习，熟悉和跟踪先进控制技术的发展。

第4篇：机器人技术论文范文

[关键词]纳米电子器件；纳米电子技术；纳米电子器件分类；纳米电子设备加工技术

中图分类号：TN405 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）02-0074-01

引言

根据摩尔定律，当价格恒定时，集成电路上的元器件数目，每经过18到24个月便会增加一倍，性能也会提升一倍。但是在未来的几十年内，在继续提高计算器的运算能力和存储能力等方面将面临严峻的挑战，这其中既有技术性的工艺限制，也有原理性的理论限制。主要有：（1）当电子器件的大小尺寸处于微米级别时，电子主要表现为粒子性，而当大小尺寸为纳米级别时，电子主要表现的却是波动性，此时的电子器件将在完全不同的原理下工作；（2）当器件尺寸减小到纳米级别时，该系统产生的热起伏将会限制电子器件的性能，致使其无法正常运行。

纳米电子技术和电子器件的出现及发展有望打破这种困局，同时也为微电子技术的发展提供了新的思路和转机。本文将阐述纳米电子技术和纳米电子器件的分类及指出在纳米电子领域中所面临的和亟待解决的问题。

1 纳米电子技术与纳米电子器件

纳米电子技术是指在纳米尺寸级别内构建纳米和电子器件，进而完成量子计算机和量子通信系统之间的信息计算及传导与处理的相关技术，纳米电子技术发展的核心是纳米电子器件。纳米电子技术正处于高速发展时期，其最终目标是为了利用最前沿的物理理论和工艺手段，打破原有的大小尺寸及技术极限，依照全新的设计理念制造纳米电子器件，构建电子系统，使得该系统的信息存储和处理能力走上新的台阶，实现革命性的突破。

纳米电子器件指使用纳米级别的加工和制造技术（如光刻工艺、外延、细微加工、自组装生长和分子合成技术等），设计并制备而成的具有纳米级别的尺度和某些特定性能的电子器件。当前人们通过纳米电子材料和纳米光刻技术，已设计出多种纳米电子器件，例如电子共振隧穿器件、金属基、单电子晶体管、半导体、单电子静电计存储器及逻辑电路、金属基单电子晶体管存储器、通过硅纳米晶体制造的存储器、聚合体电子器件、纳米硅微晶薄膜器件和纳米级浮栅存储器等

2 纳米电子器件的分类

国内外对纳米电子器件分类有着不同的看法。根据目前纳米电子技术的发展和对未来发展前景的估测，有一种看法将纳米电子器件从广义分成8类：（1）纳米CMOS混合电路，有纳米CMOS电路及半导体共振隧道效应混合电路，单电子纳米开关电路和纳米CMOS电路，还有碳纳米管电路和纳米CMOS电路，人造原子电路和纳米CMOS电路，DNA电路和纳米CMOS电路；（2）纳米存储器，例如隧道型静态随机存储器、单电子存储器、超高容量纳米存储器和单电子量子存储器等；（3）纳米集成电路，有纳米光电电路及纳米电子集成电路；（4）纳米传感器，例如量子级别的隧道传感器；（5）单分子器件，例如单电子开关、分子线、电化学分子电子器件、单原子点接触器件、量子效应分子电子器件等；（6）单电子器件，例如电容耦合和电阻耦合单电子晶体管、单电子泵、单电子箱、单电子陷阱、单电子泵和单电子结阵列等等；（7）量子效应器件，例如量子点器件、谐振隧道器件和量子干涉器件等等；（8）纳米级别的CMOS器件，例如异质结MOSFET、双极MOSFET、绝缘层上硅MOSFET、和低温MOSFET等等。以上分类中，纳米传感器、存储器、纳米集成电路、纳米级CMOS器件和纳米CMOS混合型电路等均作为一种完全独立的器件类型。但是否应该将这些纳米级别的CMOS器件、传感器或者纳米集成电路纳入纳米器件的范畴，当前还未有定论。

3 纳米结构制备和加工技术

无论是研究纳米电子技术，还是制作纳米电子器件都是非常复杂的。本文仅对纳米电子器件的制备进行简单的探索，提供一些思路和建议。

3.1 光刻技术

电子束光刻、光学光刻与离子束光刻统称为三束光刻技术，机理是通过曝光掩模、刻线等物理化学工艺将设计的器件图形结构传递到介质或单晶表面上，形成功能图形的加工技术。目前，随着光刻技术线宽的不断缩减，电子束光、刻光学光刻与离子束光刻等技术已在纳米CMOS器件、纳米CMOS混合集成电路、纳米集成电路等加工领域去的较好应用效果，并逐渐在纳米电子器件加工方面获得了应用。

3.2 外延技术

原子层外延、分子束外延金属、有机化学汽相淀积与化学束外延技术统称为外延技术，是一种在基体上生长纳米薄膜的纳米制造技术，可用于纳米集成电路上的硅基半导体材料和纳米半导体结构，均用于器件的加工与制备。

3.3 分子自组装合成技术

自组装是依靠分子间非共价键力自发将无序状态结合成稳定的聚集体的过程，可以发生在不同的尺度上。自从80年代有人提出分子器件的概念至今，人们已从当年的LB技术发展到了如今的分子自组装技术，同时从双液态隔膜技术发展到了SBLM技术，现已在加工具有特定功能的分子聚集体、分子组装有序分子薄膜等方面取得了丰硕的成果。目前，国际上已开始研究超分子自组装合成技术。

3.4 SPM技术

自从1982年第一台扫描隧道显微镜（STM）诞生，以及后来各种扫描探针显微镜发明以来，人类对微观纳米世界的认识翻开了新的一页。现今的扫描探针显微镜（SPM）的横向分辨率可达0.1nm，纵向分辨率可达0.01nm，不仅可以进行观测高分辨率的三维成像，还可对材料表面结构的不同性质进行研究。因此，这已不仅是一种简单的微观测量和分析的工具，更是一种非常重要的微观操纵与加工工具。

3.5 特种超微细加工技术

还有另外一些特殊的超微细加工技术，可用于制备和加工纳米电子器件：包括纳米碳管构建FET；通过机械控制裂隙连接电极技术制备Au原子线；以介孔材料、纳米碳管、DNA分子为模板，电火花加工、制备量子线、电化学加工及超精密复合加工、电解射流加工等技术等。

4 展望

纳米技术目前的发展现状是非常可观的，具有一定的社会意义。其作为一项具有应用性、高性能和巨大潜力的科技成果，在一定程度上对人们的生活起到重要的作用。纳米电子技术是以许多现代自然科学技术为基础的科学，研究涉及混沌物理、量子力学、基础化学、分子生物学等现代科学和计算机技术、核分析技术、扫描隧道显微镜技术和微电子等多种现代技术，并与机械学、生物学、认知科学等学科相互融合，这种融合发展必然会引发各行业各领域的科学技术发展，对于人类而言，不仅可以改善生存环境，提高生活水平，并且还将从根本上造福全人类。

参考文献：

[1] 王敏，简述纳米电子器件与纳米电子技术研究分析，中国科技投资，2013（36）：P221.

[2] 肖蓉，纳米技术在电子器件上的应用与发展，建筑遗产，2013（7）.

第5篇：机器人技术论文范文

关键词 传感器技术；机电技术；不足；作用；应用

中图分类号 TU85 文献标识码 A 文章编号 2095-6363（2017）06-0072-01

传感器技术的应用很广，其在机电技术中具有不可或缺的作用，是实现机电设备的自动化的关键。传感器的技术水平越高，所能实现的机电设备的自动化水平也就越高。随着我国社会对科学技术的大力倡导和支持，我国的各行各业都在开始朝着自动化方向发展，大大提高了社会生产效率和人民的生活质量水平，同时在现阶段，以传感器为关键技术核心的现代化自动化技术已经渗透到和应用到社会的各个行业，从机械制造领域、医疗卫生领域、化工等到环境监测系统以及航空航天领域等，到处都离不开传感器技术，传感器技术的快速发展是未来的人工智能技术的福音，为其发展提供了有利的条件。如果在社会各行业中没有传感器技术的存在，那么机电系统的许多必要功能将无法快速准确的实现。本文就传感器技术在机电一体化技术中的应用展开简单的分析和介绍。

1 国内传感器技术的不足

我国的研究院所是我国研究先进技术的集中场所，因此也是我国传感器技术研究集中的场所，我国的传感器技术与国外先进的技术在模拟和设计方法上有一定的差距，另外，在高端的制造设备以及微细精微加工技术上同样也存在差距。这两方面不足严重阻碍了我国高端传感器的研究和生产，因此，我们需要认清楚我们与外国存在的差距，了解到我们存在的不足，坚持不懈攻克难题，突破高精尖技术，促进我国的传感器技术更进一步的发展，为将来的人工智能技术打下深厚的基础。

2 机电设备中传感器技术的应用

传感器技术的出现和发展并且运用到机电技术中，使得机电技术的发展迈进一个新的台阶，促进了机电自动化和一体化的快速发展。一方面提高了机电技术的可靠性，还很大程度上提升了机电技术的灵敏度和精确度，从而使得光学技术、通信技术能够渗入到机电技术中去，促进机电一体化和自动化的实现。在精细加工技术中，由于传感器技术具有很高的可靠性，使得加工^程中的抗干扰能力得到了较大的提升；另一方面，传感器技术应用在机电技术中能让非接触型检测在一定程度上得以实现，由于传感器技术能够将人工智能、神经网络技术以及光学技术这3种先进的技术融合到传感器原件中，直接促进了微电子技术的进步和信息化设备的快速出现。传感器技术为现代化的机电技术注入了新的活力，为机电技术的发展开拓了视野，因此，为实现人工智能化和机械设备的使用自动化，我们需要坚持提升传感器技术的可靠性和准确真实性，从而在最大程度上保证信息的接收和输出稳定可靠，并通过相关科研单位深入研究解决在实际运用过程中出现的干扰等问题。

3 传感器技术在机电技术中的应用

3.1 传感器技术在机器人中的应用

机器人之所以能够实现准确无误的操作，就是因为机器人的内部充满了各种系统的传感器原件，这些传感器原件保证了机器人能够感知自身动作、感知操作对象以及感知工作环境等，这些都需要有机器人内部的传感器来获取相应的位置、移动、速度等，从而实现对自身动作、操作对象以及工作环境的感知从而反馈出来，指导机器人做出正确、准确无误的动作。

3.2 传感器技术在机械加工过程中的应用

1）在机械加工的切削过程和机床运行过程中传感器技术占据着非常重要的地位，在机械加工的切削过程中因为加入传感器技术使得其能够实现加工生产效率和工业制造成本的最大优化，从而帮助我们来选择最为合适的材料去除率，同时，传感器技术还能够帮助机械加工的切削力度、状态以及厚度等，从而方便我们进行机器控制。在机械加工的机床运行过程中，传感器技术为轴承回转体系、动力系统、工作环境以及安全的运行过程提供信息监测，从而保障机床运行的停留时间、被加工材料的表面光洁程度、加工精密度在合理科学的标准范围之内。

2）在机械加工的工件过程中传感器依然发挥着不可或缺的作用。在机械加工的实际操作工作当中，工件所需要做的传感器监测工作是最多的，因为机械加工的切削和机床运行中传感器监测相比，机械加工过程的工件传感器监测的主要是要通过传感器监测来保证工件加工过程的质量可靠，确保加工出来的工件符合使用标准。传感器技术在工件监测中的运用使得加工工序和零件加工标准更加配套，监测和分辨工件是否是将要加工的工件。同时传感器技术在机械加工的工件监测过程中还能够是被处工件的安装和加工完成之后的工件的表面是否和规定以及是否还有加工余地。这些传感器技术发挥出来的作用是在机械加工的工件加工过程中不可或缺的，能够帮助我们实现更为准确、科学合理的加工程序。

3）传感器技术在机电自动化中的应用。传感器技术的出现极大地促进了机电自动化的实现，是机电自动化进程中一项不可或缺的技术。众所周知，汽车已经步入我们千家万户，汽车的驾驶过程也越来越安全，这些都是传感器技术在发挥着重要作用。汽车内部的机电自动化和一体化需要智能控制系统来实现，而不是传统的机械控制，汽车性能的不断增强、汽车的人机工程和人性化的不断进步、汽车的燃油消耗控制系统、汽车的尾气排放控制系统、安全驾驶系统、汽车安全驾驶辅助系统等系统都需要传感器技术的支持。正是因为传感器技术的支持，才使得这些我们对汽车最为关注的几个方面不断的进步，不断的人性化、智能化、自动化。

4 结论

传感器技术在机电技术中的应用大大促进了机电的一体化和自动化，为我们的生产生活提供了巨大的便利。同时，传感器技术一定会成为一项火热的研究项目，其发展的方向和趋势会向着先进的计算方法、高端精微加工技术、先进封装技术以及可靠性研究等方面发展，传感器技术一定会成为机械、机电加工过程、人工智能过程以及社会各个生产过程的一项不可或缺的技术。我们的研究院所的不断研究和探索，一定会使其向着我们人民生活更加便利的方向发展。

参考文献

[1]彭宇鹏.探讨机电技术中传感器技术的应用[J].城市建设理论研究：电子版，2014（36）.

第6篇：机器人技术论文范文

摘 要：随着我国现代化科学技术的进步，学科间的渗透和交叉日益增多。尤其在工程领域，计算机技术、微电子技术、光电技术和机械工业技术的融合形成了光机电一体化技术，使机械工业得到了巨大的发展。而将嵌入式控制技术引入光机电一体化设备中，将更能促进光机电一体化技术的快速发展。本文主要对嵌入式控制技术在光机电一体化设备中的应用进行了探讨和研究。

关键词：嵌入式;光机电一体化;工业控制;分布控制

1 前言

机电一体化是计算机技术、微电子技术、光电技术和机械工业技术融合成的一种新兴的综合技术，光机电一体化技术不仅极大推动了社会、经济的发展，还改变了人们对工业控制技术的传统观念。现代化的光机电一体化技术正在朝着微型化、网络化、智能化方向发展，因此，在光机电一体化设备中引入嵌入式技术正迎合了这种需求。将嵌入式控制技术引入光机电一体化设备中，将更能促进光机电一体化技术的快速发展，这是满足机械对象网络化、智能化和复杂化控制要求的需求，机器人技术、办公自动化、智能玩具和数控机床都是嵌入式光机电一体化技术的代表。本文主要对嵌入式控制技术在光机电一体化设备中的应用进行了探讨和研究。

2 传统光机电一体化技术融入嵌入式技术的必要性

传统的光机电一体化技术主要以机械工业技术和电子技术的结合为主要特征，随着经济的发展和人们对自动化控制技术要求的提高，这种技术已经无法适应现代工业对设备可靠性和性能的要求：

（1）设备结构的复杂和控制精密性逐渐提高。计算机技术、网络技术的发展以及产品性能要求的提高，光机电一体化设备的输入输出通道快速增加，使得设备结构更加复杂，进而带来很多不可测的干扰因素，因此要求控制系统进一步提高其抗干扰能力。另外，传统机电一体化设备的实时性要求较高，在一定程度上降低了产品的精密型，而现代机电设备则要求时间和空间上控制系统都能做到精确、快速的控制。这些方面只有依靠嵌入式技术才能找到很好的解决方案;（2）机电一体化设备对网络化的需求不断上升。现代化的控制设备要求控制系统具有网络化特点，即能够通过远程控制、状态报告等对控制系统进行远程监控，这样能够显著提高系统控制的实时性、安全性、智能性和便利性要求，而这一需求是无法通过传统的机电一体化系统实现的;（3）市场的竞争要求降低产品的开发周期，因此对光机电一体化设备提出了新要求。传统的光机电一体化系统中，产品的设计开发周期能够满足当时社会的需求，但是，随着经济的发展和技术的进步，现代化市场的竞争需求要求光机电一体化系统不断改进产品设计和研发方式，以适应现代化产品的要求。另外，机械系统的寿命要比软、硬件系统长，而后期维护工作都是由软件升级完成的。这就需要系统在设计初期就对系统的软件可维护性和可移植性进行考虑。

为了解决上述问题，人们将嵌入式技术融入到机电一体化技术中。具体来说，就是将嵌入式数据的设计和开发理念、相关技术和基础理论融入到机电一体化系统的设计和开发过程中，建立一个以微处理器为核心的具有高可靠性、高性能的嵌入式控制系统，这样不仅满足了被控对象的复杂性控制要求，还具有网络化、智能化的控制特点。

3 嵌入式控制技术在光机电一体化设备中的应用

和其它领域相比，机电一体化设备是嵌入式技术应用最广泛、最典型的领域，在未来的光机电一体化设备发展中具有巨大的发展前景和应用市场。

3.1 工业化机器人技术

工业化机器人的发展从一开始就和嵌入式技术密不可分。机器人技术其实是上世纪50年代提出来的一种数控技术。由于当时的控制方法比较落后，没有达到要求的芯片水平，只是一种简单的逻辑电路系统。之后很长一段时间内，由于智能控制理论和处理器技术的限制，机器人技术没有得到足够的发展。从上世纪70年代开始，智能理论的发展促进了机器人技术的研究。而最近几年来嵌入式技术的高度发展，使得以光机电一体化设备为基础的机器人技术得到前所未有的发展趋势。其中，火星探测车就是一个非常典型的例子。火星探测车价值近10亿美元，是一种高新技术密集型的先进机器人系统，能够不依靠地球的控制进行自主工作。这种机器人由于加入了嵌入式系统，可靠性较高，对完成地面的工作要求起到了非常重要的作用。

3.2 工业控制设备技术

工业控制设备是嵌入式技术应用最为广泛的一类。现在的工业控制设备中，工控机的应用最为广泛，这些工控机通常使用工业级处理器和处理设备，工控要求较高，除了需要对设备进行实时控制以外，还要将设备的状态信息显示到显示器上，这些都对工控机的硬件和软件提出了更高的要求。传统的PCI04总线系统稳定性较强，体积小，因此得到了广泛的推广，但是由于这些系统大多使用Windows系统，因此不属于纯粹的嵌入式系统。另外，工控机和设备控制器是嵌入式处理器应用最为广泛的领域，这些控制处理器占据控制器的核心位置，为控制器提供了丰富的总线接口，因而能够实现数据收集、数据处理、数据通信和数据显示的功能。

3.3 分布式控制技术

分布式控制技术是嵌入式系统应用最早，范围最为广泛的领域之一。目前，世界上已经有数十家公司涉及到分布式控制领域。在工业领域普遍使用分布式控制技术的主要原因包括如下几个方面：

（1）被控对象的种类较多，数量较大，且分布范围较广，因此需要分布式的控制技术;（2）除了生产过程控制外，还希望在管理方面实现控制的自动化。

由于嵌入式系统的小型化、专用化和嵌入式特点，使其非常适合分布式系统的应用，随着近年来分布式系统的发展，嵌入式技术在光机电一体化设备中的应用也越来越广。

4 结论

本文首先对嵌入式技术在光机电一体化技术中的相关应用和理论知识进行了分析，并对嵌入式技术在光机电一体化技术中的应用现状进行了介绍。可以预见，嵌入式技术与光机电一体化技术的融合是未来工业自动化控制领域的发展方向，因此，需要加强嵌入式技术与光机电技术的研究，为光机电一体化系统的发展和完善奠定良好的理论基础和实践基础。

参考文献：

[1]张昭瑜.嵌入式操作系统在机电一体化设备控制过程中的应用[D].四川大学，2005.

第7篇：机器人技术论文范文

【关键词】单片机开发 仿真技术 Proteus仿真软件 应用

随着电能路径技术在单片机开发技术中的应用，仿真技术水平在我国的贸易、科技领域发展较为迅速。单片机仿真技术的开发原理是依托于集中解决机器和多类I/O暂停系统的技术原理，集合集中解决机器和多类I/O暂停系统的硅片，将仿真技术的数据存放在硅片上，进而建立一个系统化、全面化、层次化的仿真开发技术系统。作为集中电能路径的重要组成部分之一的单片机，SCM、SOC、MCU是控制单片机仿真技术电能路径的三个主要环节。其特点使耗电容量少、在集中解决机器和多类I/O暂停系统可以灵活延伸、制造工序简单易懂、使用效率比较高。

1 单片机仿真技术概述

随着我国计算机水平和通讯技术水平的日益成熟，单片机仿真技术成为现代教育领域的一门教学课程。作为单片机的智能化体系主要组成部分之一的微小解决机器，其不仅承担着控制和检测复刻电能路径的责任，还要在电能路径受到电容量压力过大时调节电阻力，扮演调节角色。因此，对单片机仿真技术研究的核心内容是合理控制电阻力对微小解决机器的影响、调节电能路径，避免出现电阻容量过大或者电能路径受阻的情况。据算计技术和数字技术理论的日趋成熟促使了单片机发掘技术的发展，也为仿真技术模拟体系提供了理论基础。专家们在对单片机发掘技术理论进行研究的过程中，要运用任意存放机器设备的协调技术，保证仿真技术模拟技术在模拟平面得以正常施展，调节电能路径。模拟仿真技术的应用不当可以减少单片机的成本，节约研发费用和时间成本，还可以减低生产单片机的设定风险。因此，模拟仿真技术不仅为单片机的大量生产提供了成长舞台，还促进了单片机仿真技术的不断发展。

2 Proteus仿真软件的引入

计算机水平和通讯技术水平的不断提升，促使各类模仿体系的产生。各类模仿体系的产生一方面为技术人员研发单片机仿真软件节约了大量的人力、物力、财力，另一方面促使单片机仿真技术的诞生。Proteus仿真软件作为单片机仿真模拟体系中的一员，是集虚拟电能路径、数据电能能路径为一体化的仿真软件，不仅可以有效地将电能路径于模拟体系得到结合，还可以在计算机仿真技术中对电能路径的结构、单片机数据编码、电能路径理论模型进行虚拟制定和演练操作，把模拟仿真技术理论图表成功实践到单片机Proteus仿真软件中，依托与单片机编码的调节作用，从而生成PCB检测体系。

目前，Proteus单片机仿真软件与课堂教学试验融为一体，不仅提升了课堂教学的质量，将仿真技术与计算机合成技术得到有效整合，还能够降低软件开发过程中的费用成本支出。我国的Proteus仿真软件开发技术主要是结合设备设定生产、现代计算机开发技术、数字化研发技术的相关理论基础，利用模拟模仿研发范围，使Proteus仿真软件再工程软件开发领域、商品研发领域、服装贸易研发领域得到广泛应用，促进我国工程、服装贸易行业的快速发展。另外，工程的兼容研发和商品的循环研发时间是有严格标准的，即不能够超过模拟模仿研发环节的期末时间，确保商品的初始状态在模拟模仿氛围中得以真实展现。比如安装Proteus仿真软件系统中的LabView和Soliworks软件在器材上，不仅可以保障机械运用元素在仿真技术三维空间中正常应用，避免出现三维度运作操作出现失误或者失灵的现象。

3 单片机开发中仿真技术的应用

3.1 性能要求

设定多向研发应用设备的前提是遵循单片机仿真技术原理，研发适合克服需求的单片机模仿机器。技术研究人员在开发多向研发应用装备的同时，要考虑特殊客户对单片机仿真机器的性能要求，实现小组共享多向研发应用器材的目的。研发小组共享机器设备不仅可以帮助提升单片机器材的使用效率，还可以避免单片机器材在研发过程中出现反复投资器材的现象，为形成和谐的研发模拟模仿提供良好的条件。

3.2 多路开发器整体结构

多向研发运用板是多路开发器设定的条件之一，不仅可以为单片机完成仿真技术提供原理，还可以帮助多路开发器在模拟模仿计算机体系中达到仿真技术标准。仿真多路开发器的原理可以看出，技术研究人员在开发仿真多路开发器时，在模拟模仿软件系统中设置多个开发用户的目的是为了提升仿真技术的使用效益。其中，多路控制器控制着多个开发用户、多路请求电路、多路状态指示，单片机开发板在仿真多路开发器中居于核心位置，其存在的作用就是实现单片机仿真技术目标的标准化。

3.3 多路开发器电路设计

仿真多路开发器研究原理可以得出结论，多路控制器控制者多类客户主体机器，多类客户主体机器在受到多路控制器的严格控制下，根据单片机开发板的相关规定进行远程操控，以“多对一”或者“一对一”的形式开展模仿应用任务。所谓“多对一”形式就是多类客户对应一个单机片开发板，“一对一”就是一个客户对应一个单片机开发板。多路开发器电路设计的主要元素是电磁继电器和74LSO4反相器，作为构建一类单片机远程控制电能的数字化通讯设备，从而共同完成“多对一”或者“一对一”的模仿应用任务。

4 结束语

随着计算机处理水平和通讯技术水平的不断提升，以及Proteus仿真软件的引入，仿真技术在单片机开发中的应用越来越广泛。仿真技术在多路开发器电路中运转还比较顺利，不仅完成了“多对一”或者“一对一”的模仿应用任务，还提升了电能器材的使用效率。

参考文献

第8篇：机器人技术论文范文

法国年鉴历史学派布罗代尔等人曾提出“中世纪技术革命”的观点，认为在英国工业革命之前的所谓的“黑暗的中世纪”时期，曾经有过一场影响深远的技术革命，正是这场技术革命为工业革命做好了基础。几乎是在年鉴历史学派在法国诞生和发展的同时，美国人文学者芒福德（Lewis Mumford，1895－1990）在他的《技术与文明》、《机器的神话》等著作通过技术史的考察，重新认识工业革命的历史地位，展示了在工业革命之前、甚至在古希腊时期人类就有着多种多样的技术发明和创造。芒福德以技术史的研究为基础，从而提炼出了自己的技术观。

一．

在人类技术的发展史上，铁的发现和应用无疑是里程碑式的事件。人类最早发现和使用的铁，是天空中落下来的陨石。冶铁技术的发明，标志着技术史上新阶段的来临。芒福德在《机器的神话（Ⅰ）：技术与人类发展》中认为，自从铁器出现后，它的优势是显而易见的。铁器减轻了劳动的负担，提高了生产的效率，这首先体现在农业中。铁锄头可以使农民耕种各种土壤，而铁斧可以使人们轻易地砍伐树木。这不仅提高了生产率，同时也提高了劳动阶级的生活和工作条件。对于铁的重要作用，摩尔根在《古代社会》中曾说，“铁一旦成为生产中最重要的原料，这意味着人类进化史上发生了最重大的事件。”[1]

但是，由于技术条件和采矿业的落后，铁的使用受到了一定的限制，对此，法国年鉴历史学派的代表人物布罗代尔认为，“在十八世纪或十九世纪前的欧洲（欧洲以外的地区自然更是如此），铁的生产和使用在物质文明中尚未达到举足轻重的地位。”[2]正是因为这个原因，传统的技术史强调工业革命在历史上的重要作用，认为从铁器的发明到十八世纪工业革命前，技术上的发明与进步很少，大量的发明和创造是在工业革命期间及其以后完成的。但是芒福德对此却提出了异议，他认为，“当历史学家将这一段长时期的整个发明与自十八世纪在西欧所发生的一切相比较时，他们不由得四处寻找对他们来说所谓的奇怪的技术落后的解释，这使得他们问：是什么阻止了发明？在这样做时，他们封闭了一条研究的路线，而我正要通过问‘发明实际上被阻止了吗？’来有意开启这条研究路线。”[3]

芒福德从两方面对这种观点进行了反驳的。首先，他反驳了那些认为技术在长时间中被阻止了的人所持的理由。一般技术史家的观点认为，从公元前100年到公元1500年，铁器的使用逐渐普及。铁器的技术虽然有了长足的发展，但是技术活动却进入了萧条时期。对于这一现象，有两种解释。一种解释是将原因归咎于奴隶制。持这一观点的人认为，由于奴隶制可以提供大量的人力，从而也就去除了发明和使用节约劳动的机器的动力。芒福德对这种解释持怀疑态度，为此他举了个例子。他认为，正是轧棉机这一节约劳动的机器的广泛使用，才提高了南美产棉地区对奴隶的需求。另一种解释认为，上述问题是由于上层阶级脱离手工劳动所造成的。因为古代人认为，自由的头脑只应从事理论研究。例如，阿基米德虽然发明了各种机巧的设施，但是他认为自己的主要贡献在于对数学理论的研究。芒福德认为这种解释也站不住脚，因为贵族对劳动的轻视并不是绝对的，而且这也不能阻止自由的工人和小作坊主发明他们所感兴趣的机器。实际上，在任何情况下都有工程师和工匠用来发明和创造的足够空间。

其次，芒福德认为，之所以会有上述错误的判断，是由两个原因造成的。第一个原因是认为“古代世界的最伟大的技术成就的范围在静力学，而不在动力学；在文明，而不在机械制造；在建筑，而不在机器。”[4]这样做的结果就是以现在所认同的动力机器和自动化机械作为技术进步的主要标准，来衡量早期文明的技术发明，从而导致认为过去的历史中技术发明被阻止的观点，同时也就将一些古代的发明归结为工业革命的成就。第二个原因是第一个原因的逻辑推演，那就是由上述原因所导致的“现代观察者倾向于低估古代世界的生产力。”[5]芒福德认为，在古代，除了在农业领域以外，许多部门必然有大量的剩余生产力，这样才能应付经常发生的代价昂贵的战争和大规模的城市破坏，而许多剩余生产力都是机械发明的结果。因此，在古代，必然有大量的机械发明，而不是像一些人想当然认为的那样，大量的机械发明是在十八世纪以后才出现的。

二.

但是，芒福德也承认，历史上有些技术发明确实曾被延迟，而造成这种状况的一个重要原因就是战争，而这一点经常被技术史所忽视。由于古代的手工劳动者文化水平不高以及行业秘密的限制等原因，工艺知识都是口头相传。一旦战争爆发，损害的不仅仅是外在的建筑，更重要的是使大量的工艺传统、行业秘密、新的发明丢失。因此，芒福德认为，“忽视了战争作为一般技术延迟的原因而将这归咎于战争的副产品——奴隶制和统治阶级轻视实用技术——是本末倒置的做法。”[6]

造成技术延迟的另一个重要原因就是古代人的主要兴趣转向了其他的领域，例如宗教仪式、巫术、文学、造型和绘画艺术，如芒福德所说的，“一旦基础的工艺和简单的机器被建立，技术领域中的进一步发展就来自于提高技艺、形式的完善和细节的调整。为了增加产量或加快生产过程而牺牲有审美感的发明和功能的‘贴切’，这对于前机械化文明的整个系统还说是陌生的。”[7]

对于技术与艺术的关系，芒福德认为，“发明的最大领域在艺术中。”[8]当人类从动物中脱离出来，他们的努力主要倾注在表达和交流的艺术中，因此这才是发明的主要领域，而制造和工程的领域仅是次要的。芒福德否认“人是制造和使用工具的动物”的传统观点，认为对意义的追求才是人区别与其他动物并得以进一步发展的根本所在。从早期的巫术、图腾崇拜、宗教仪式等原始文化，到金字塔、神庙、教堂等大型建筑，都体现了人类对意义的追求。在《技术与文明》、《机器的神话》等著作中，芒福德一直在论证这一点。他认为“这些著作最独创的贡献就是将技术作为人类最高文化整体的组成部分，同时勇敢地否认人类脱离动物状态和持续的发展仅依赖工具使用和工具制造的倾向上。更进一步，在否定当代的教条中，不认为科学的发现和技术的发明是人类存在的单一目标；因为我将生活本身作为主要的现象，将创造性而不是‘对自然的征服’作为人的生物进化和文明成就的最终标准。”[9]

芒福德认为，有审美感的发明不仅建立了意义的世界，而且还是技术发展的主要动因。例如，水磨和蒸汽在用于矿井抽水之前，是用来带动管风琴；小提琴这一看似简单乐器，包括了70多个部件，工艺复杂，结构精巧，它的发明和完善必然促进了多种技术和工艺的发展。所以，芒福德认为，“不仅有审美感的发明，而且为了获得或完善纯粹审美的或符号的结果的机械发明，占据了前自动化生产的大部分领域。”[10]

但是，随着自动机械和机器的引入，特别是在工业革命之后，技术与艺术相分离，技术被降低为单纯的对时间、空间、能量的征服。在这种条件下，生产量虽然空前增加，但技术却失去了美感，人的创造性失去了，降低为依附于机器的生产部件。在芒福德看来，“否认发明是主观形式的创作性的表达，就是否认有机体本身和人类个性特征的统一”[11]，而这样做的结果就是“根据今天的标准，到我们今天为止的所有过去的文化确实没有发明才能了。”[12]

三.

从上述分析中我们可以看出，芒福德认为，在十八世纪之前，技术发明并没有停止，而是得到了长足的发展，问题是我们长期以来忽视了对技术史的研究，才得出错误的结论。虽然自从人类脱离动物状态就进入一个技术的社会，但是长久以来，技术并没有进入人类的思想领域，正如B.吉尔所说的，“技术是思想史的重要组成部分，但人们在很长一段时间内却忽视了这一点。”[13] 现在出版的大部分以“科学技术史”为主题的著作，内容基本上是在讲科学的历史，对技术的历史很少涉及。即使提到技术，也只是将技术作为是对科学的补充和说明，从没有将技术独立出来。人们对越熟悉的东西，就越缺乏了解。对技术的这种熟视无睹的态度，必然导致不能及时找到消除技术弊端的有效途径，而芒福德认为，理解技术“不仅仅是调整我们文明的第一步；它也是理解社会和我们自身的方法。” [14] 另一方面，如果仅仅以现代机械和自动化机器作为标准来衡量技术成就，必然会将许多技术发明排斥在技术的范围之外，将许多古代技术的发明归结为现代的发明，从而误导技术史的研究方向。造成这种误解的原因除了观念上的错误外，另外还有两个原因。其一，是由于古代的许多技术没有记载在文献中，或者没有作为遗迹保存下来；其二，由于是人们虽然生活在技术和机器的时代，但是很少人能对技术、机器的起源有明晰的概念，对技术的发展没有远见，这主要还是由于技术还远远未进入人类思考的视野。

从芒福德对技术的认识和考察技术史的方法上，我们看到了他的观点与法国年鉴历史学派的相似之处。在历史观上，法国年鉴历史学派持有一种“全面的（或整体的）历史观”，即扩大历史的研究对象，摒弃了狭隘的政治史、人物史，代之以包括地理、生态、经济、社会、政治、科学、文化在内的人类全部活动的历史。对于技术，法国年鉴历史学派的创始人吕西安费布弗尔在1935年就曾说过，“技术：未编进历史的众多词汇之一。”[15]布罗代尔也非常重视技术和技术史在人类发展史上的重要作用，努力廓清人们对技术和技术史的误解。他认为，“几千年来，农业始终是人类的主要‘产业’，但人们却往往把技术史当作工业革命的史前史来研究，机械、冶金和能源总是排在前列，从不看到农业技术的因循守旧和变化不快（变化缓慢毕竟也是变化）带来的重要后果。”[16]他认为，对技术的认识不应局限在对工业革命的认识上，技术的范围应该非常广阔：“清理林地是一门技术，开垦长期荒芜的土地又是另一门技术扩大耕地面积，也就是说，砍树（不论是否刨掉树根）、烧荒、围林，或者排水、筑堤、灌溉，都需要技术。”[17]

对于技术应该包括哪些范围，芒福德与布罗代尔持有相似的看法。他认为，由于现时代对于机器的迷恋，也就不能将蔬菜和水果的培育方法、酿酒技术和通过用盐腌、熏烤等方法保存食物的方法与机械的发明放在同样重要的位置上。这些技术都是古代世界的人们的发明，而且有些方法我们至今还保留着，与我们的日常生活息息相关。与此相应，由于我们只关注技术的工业应用，也就忘记了古代人在其他领域中的技术发明。例如，古罗马已经制造出非常专业化的外科手术设备，然而这并未引起后人的过多关注。希罗多德的书中曾有使用麻醉剂来做子宫切除手术的记载，但这种方法是作为职业秘密来保存，所以并没有流传下来。

在芒福德看来，“也许在认识重要的技术成就中最大的失败在于家居艺术的领域中：发展缓慢但却不断进步的、服务于家居便利和增加舒适的器具和设备。”[18]在这里，芒福德主要是指从纺织品、餐具到椅子、床这些范围内的发明。这些发明都不是机器，只能算作工具和器具。但这样说并不是否定它们的重要性，如芒福德所说的，在崇尚机械和自动化的时代，“我们忽视了这样一个事实：没有稳定的容器，生活将四分五裂。”[19]另外，城市以及城市中的公共浴室、健身房、剧院、公园等设施都是真正的发明，只是因为它们都在机械范围以外，我们虽然生活在其中，但却从未意识到它们也是人类文明的发明，从而“这些发明和它们应用的实际生产力被低估了，因为现在的西方人束缚于工具和机器上。”[20]

四.

从芒福德对于各种技术的分析中，我们可以看出，他的技术观是一种视野非常广阔的历史观。他从人类的生活出发，将涉及人类生活的方方面面都包括了进来。那么，对于芒福德来说，哪些技术是最重要的呢？

芒福德认为，“尽管在蒸气机普遍使用之前的几个世纪，水磨和风磨在中世纪的革新使十八世纪的巨大进步成为可能，但是任何一方面都依赖的主要发明却在十六世纪之前的欧洲全部完成了；这些发明深入地变更了文明世界的空间－时间构架——并且改变了外在环境和人的内在特征。”[21]芒福德在这里所说的主要发明主要是指印刷机、玻璃和钟表。

印刷机的完善是一系列发明的结果：从古代中国的印刷术经波斯和土耳其，最终由德国的古登堡等人的铸造活字印刷技术所完成。印刷机是“通过铸造成型，利用标准化、互换、可替代的部件，将大量生产应用于动力过程的第一个例子。印刷机在其自己的历史中代表了从工人的机械化到工作过程本身的机械化的转变。”[22]印刷机的重要作用不仅仅体现在它对其后机器的发明的影响上，它的更重要的社会影响体现在通过书本的廉价和快速的生产，打破了古代社会对知识的垄断，这使得穷人和非专业的人士也可以了解和学习一些非常专门的数学、物理知识，在社会上普及了科学知识，使知识民主化，最终使更多有才能的人加入了科学研究的行列，加速了科学发现和机械发明的步伐。 随着光学知识的增加，人们利用玻璃制造了眼镜、望远镜和显微镜。眼镜矫正了近视眼，延长和丰富了人类的智力年限，而在十七世纪，物理科学借助望远镜和显微镜的发明改变了世界的范围，人们可以看得更远和更细微，这就为人类开拓了一个比哥伦布和麦哲伦所发现的新大陆更广阔的世界。玻璃不仅改变了外在的世界，同时也改变了内在世界，改变了自我的概念，对人性的发展有深远的影响。例如，从16世纪开始，通过在用玻璃的背面涂上一层水银而制成的清晰的镜子开始变的普遍。人们第一次看到了真实的自我形象，建立了自我的新形象。随之而来的就是自我意识、内省意识的觉醒，这一时期诗人和画家的创作主题就是对孤独灵魂和抽象个性的探寻。由科学观察到的外在世界和由画家、诗人揭示的内在世界都是借助玻璃来完成的，玻璃实际上是个窥视洞，由此人们看到了一个新世界。芒福德认为，正因为这样，我们才不会奇怪，17世纪在日常生活、政治、伦理、科学、宗教等方面最深刻的哲学家是斯宾诺沙：他不仅是荷兰人，而且是磨镜工。[23]

如果说放大镜和显微镜改变了人们的空间观念，那么钟表则改变了人们的时间观念。从十四世纪机械钟表出现以后，钟表就不再仅仅是计时的设备，它开始用一个共同的标准来调节和控制人类的生产活动和生活起居。马克思曾将钟表作为以后所有机器的原型，他认为，“钟表提供了生产中采用的自动机和自动运动的原理”。[24]但是芒福德认为，钟表的影响远远超出了工厂的范围。马克思把钟表看成是一种劳动量的外在标准，而芒福德则将钟表看成是一种精神生活的内在标准。芒福德认为，钟表在社会生活中取得主导地位，其影响是深远的。这不仅改变了人们的生活节奏，而且也改变了人们的时间观念。1345年左右，一小时划分为60秒、一秒划分为60分开始变的普遍。这种划分变成了人们行动和思想的参考点。记录时间变成了计算时间和分配时间。从14世纪开始，时间的运动变成了指针的空间运动，时间也就具有了封闭空间的特征。它可以被划分，可以被充满，可以被延长，可以被缩短。时间成了一个独立的、机械的、可计量的世界，成了一种抽象时间，成了“第二自然”，完全与生命的自身规律和人类的行为相分离。“抽象时间变成为了生存的新媒体。有机功能本身被它所调节：一个人吃饭不是因为饿了，而是到时间了；一个人睡觉不是因为累了，而是因为到时间了”[25]，而在此之前，“牧羊人是从母羊的分娩来计量时间；农夫是从播种或期待收获来计量时间。”[26]人们的时间观念彻底被时钟改变了！新技术改变的不仅仅是人类使用的工具，更重要的是改变了人类的生存方式。正是在这个意义上，芒福德才说，“是钟表，而不是蒸汽机，是近代工业的主导机器。”[27]

芒福德认为，十二到十六世纪之间，放大镜、印刷机和机械钟等这些关键技术的发明，为以后技术的发展奠定了基础。其后的技术进展虽然在种类和动力上不同于这些早期的工业文明，但却是依靠这些技术发展起来的。在这些主要技术的基础上，新机器的整个秩序被建立了。

五.

芒福德曾将技术分为两类，一种是民主的和分散的技术，另一种是极权的和集中的技术。民主的技术是在生活实践的基础上，从小农庄、小作坊中产生的技术。这种技术往往都是因地制宜，以便于社区的共同发展。在这种条件下，社区成员之间面对面地交流，平等地劳作，生活的每一部分都是工作。极权主义的技术是指“巨机器”产生的“巨技术”。所谓的“巨机器”的说法，来源于芒福德对于机器种类的划分。他认为，“即使当机器作为彻底完整的整体来起作用时，因为机器的组成部分在空间上是必然分离的，出于特定的目的，我称这种机器为‘无形的机器’；当用来执行高度有组织的组合计划时，我称这种机器为‘劳动的机器’；当用于集体的高压统治和破坏的行动时——这一名称在今天依然适用——称为‘军事的机器’。但是，包括了政治的和经济的、军事的、官僚主义的和皇家的这些所有的组成成分时，我指的是‘巨机器’（megamachine）：用更通俗的话说，是大型机器。起源于这种巨机器的技术设备就成了‘巨技术’，以区别于更简朴的和多样性的技术，后者有时借助于动力机器，直到今天仍继续在作坊和农场完成绝大部分的日常工作。” [28]当民主技术的社区逐渐扩大，人口逐步增加，强迫劳动出现时，极权主义的技术也就出现了。在这种技术的统治下，劳动与生活相分离，工作不再是一种生活的需要，而是成了一种被迫的劳动，是一种苦工和诅咒，失去了生活的乐趣。劳动的分工则加强了这种诅咒。人逐渐被机械化，成了机械化系统的一部分。芒福德之所以对技术、机器做出如此的划分，是因为他认为，“理解机器的起源和它的血统家世，就是要重新看待我们现在的过渡机械化的文化与现代人的命运和结局。”[29]

从芒福德对技术的划分中，我们可以看出，他并不认为技术本身是一个独立的系统，技术的产生和发展要受到各种社会条件的制约和影响，如他本人所说的，“不管技术是怎样完全依赖于科学的客观过程，技术不能像宇宙一样形成一个独立的系统。机器本身没有任何要求，不做任何承诺。是人类的精神在要求和承诺。”[30]因此，技术并不像卢梭所诅咒的那样，是一种恶魔。技术所产生的罪恶，归根到底还是人的罪恶。我们对技术不能一味地进行批判，因为要批判的正是人本身。只有通过调整人本身、调整人的社会和文化才能消除技术产生的罪恶。历史上每一发展阶段的技术虽然都促进了生产力的发展，提高了人类的生活质量，但是也相应的产生了一些问题。工业时代的技术产生的最大社会问题就是环境的污染和破坏，因此，芒福德在二十世纪三十年代就曾预言，未来的生物技术将取代工业技术，给人类带来新的福祉。但是，在二十一世纪前后，当我们迎来了以克隆技术和转基因技术为开端的生物技术的世纪时，我们却惊奇地发现，克隆技术从一出现就对人类的伦理道德提出了挑战，而转基因技术所造成的生态系统的破坏也许比工业技术的负面影响有更大的灾难性。技术造成的问题如果仅仅以更新的技术来解决，只会造成恶的循环。这里的关键问题是“将技术产生的问题完全在技术领域中寻求答案将是一个巨大的错误。”[31]我们不能从工程师、企业家那里寻求答案，因为他们从实用主义的观点出发，只强调机器的效率，认为一切艺术等机械以外的因素都是效率的障碍；我们也不能从卢梭那样的浪漫主义者那里寻求答案，因为他们在没有完全理解技术的情况下，就抛弃了技术，逃避到自我想象的领域中去了。

芒福德认为，自近代以来，技术发展突飞猛进，但人类的文化却发展缓慢。技术之所以造成诸多的问题，就是因为没有更好的文化来整合技术。人类的物质财富、生活水平虽然提高了，但是人类的审美情趣、艺术创作才能却枯萎了，缺少了对更高精神的追求。“机器在西方文明中达到如此无法抵抗的规模，部分原因是它起源于一个破碎的、单面的文化，然而它可以帮助扩大文化自身的领域，并由此建立一种更大的综合：这样的话，它将给自身的毒药提供解毒剂。因此，让我们将机器更紧密的作为一种文化的成分来考察，在最近的世纪里，研究我们已经开始了的、吸收它的方法。”[32] 芒福德所设想的新文化中，环境、工业和农业、人口这三个领域，将达到动态的平衡。对此，芒福德曾做了一个生动的比喻。他将人类的历史比作一部乐章，技术在其中扮演乐器的角色。在早期，除了人的声音，还只有一些非常简单的乐器。随着历史的发展，乐器中的新成员逐渐加入。十七世纪，小提琴和木制管乐器加入；十八世纪，铜管乐器加入。乐曲的音响效果虽然增强了，但人的声音却失落了。十九世纪，人的声音虽一度再兴起，但与整个乐队显得不协调。这样所演奏的乐曲是显然不是一部完整的作品。现在我们要做的是降低铜管乐器和定音鼓的强度，让人的声音做主导。为此，我们甚至要重写乐谱、改换乐队的指挥和组合。这样做虽然任务艰巨，困难重重，但却是我们的唯一出路。“不管科学和技术离它们的内在可能性有多远，它们至少给了人类一个教训：没有什么是不能的。”[33] 芒福德怀着一个人文主义者的深切关怀，对于人类的未来充满了信心。

六.

通过上述分析我们可以看出，芒福德对技术的研究是通过历史考察的方法，在研究各种技术的产生和发展、技术对人类社会的影响以及技术与原始文化、宗教、艺术、科学等领域相互影响、相互作用、相互牵制的关系中来认识技术和理解技术，并由此提出他对技术的独特见解。芒福德所作的工作也就是胡塞尔所说的将“大钞票”兑换成“小钞票”甚至是“更小的钞票”的工作。这类工作比较琐碎，也许费力不讨好，所以很多人不愿意做。但是，唯有这样的工作才是更高级理论的基础，而且只有在这些工作的基础上才能提出有建设性的观点和理论。技术哲学的产生在我国还刚刚起步，我们所急需要做的是吸收国外已有的研究成果，做好自己的兑换“小钞票”的工作。尽管我们可以不同意芒福德的结论，但我们一定要重视芒福德分析技术的方法，芒福德的著作在今天对发展和完善我国的技术哲学有着很大的启发性。

对于芒福德的“思想主线”，我们可以归结为“一点两阶”：以人和人的生存作为中心点，以社会和文化作为整合技术的支柱。不管芒福德是在研究技术时，还是在研究城市的发展时，他始终将人作为所有问题的中心，关注人的生存与发展，所以芒福德在美国被成为“公众知识分子”，而弗洛姆则认为芒福德是我们这个时代最伟大的人文主义者。对于技术问题的解决，芒福德认为除了要用文化来整合技术外，他还试图将技术民主化，使技术成为人人共享的技术。当技术真正与我们自身息息相关时，技术也就不会在人的手中产生罪恶。芒福德构想了一个小社区的共产主义社会来达到这一目的。他的这一想法过于理想化，是时代的局限造成的，但这毕竟指出了一条方向。

芒福德试图用文化还“整合”技术的思想，不仅使我们想起了海德格尔用“艺术克服技术”的思想。芒福德和海德格尔这两位二十世纪的哲人，几乎是在同一时期，分别在美国和欧洲大陆思考着技术问题，而且得出了近乎相似的结论，他们都想用更加丰富的人性来克服技术的缺陷和局限。但芒福德和海德格尔的理路还是有差别的。首先，芒福德是积极的乐观主义者，对未来充满了信心，认为更高级的技术会克服现有技术的缺陷，而更重要的是可以用文化还“整合”技术，将技术作为文化的一部分，而海德格尔则认为是个宿命论者，认为技术是无法逃脱的天命。其次，芒福德的技术观是以研究技术史为基础的，他的代表作《技术与文明》的前半部分可以看作一部相当深刻的技术史的著作，这无疑对他的技术观提供了有利的支持。而海德格尔对技术史则可以说没有多少研究，因此他在后期《技术的追问》中所提出的思想并不像在我国一样受到重视，而且常常被当代的哲学家像伊德（Don Ihde）和罗蒂（Richard Rorty）等人指责为浪漫主义和怀乡病，他们认为海德格尔对技术哲学的最大贡献是在《存在与时间》中对工具的现象学的分析，这一点不仅在理论上产生了重要的后果，而且在实践上也发挥了积极的作用。据说美国斯坦福大学的计算机教授也为计算机系的学生讲授海德格尔的这方面思想。芒福德和海德格尔的差别既是一种学理上的差别，同时也反应了美国思想和欧洲大陆思想的差距。

至于芒福德认为要使技术脱离政治的控制，这又体现了芒福德思想中的浪漫主义的一面。在这个问题上，美国当代哲学家芬伯格（Andrew Feenberg）的观点似乎更可取一些。芬伯格认为，如果像海德格尔说的那样退回到手工劳动，这只能在局部地区部分地实现，因为要是完全退回到手工技术，则是对启蒙运动和现代性所实现的成就、特别是对人的解放的否定。他在《技术批判理论》中写道：“所有现代工业社会在今天都处于十字路口上，面临着两种不同的技术发展道路。它们或者加强对自然和人类的剥削，或者转向支持解放的应用的技术综合趋势的新道路。这种选择本质上是政治性的。”［34］因此，对技术问题的解决不能脱离政治的作用。芬伯格认为，要真正解决技术产生的问题，就不能把人的全面发展的需求和自然环境的保护作为外在性的因素来考虑，而是要将它们融会到技术的设计中，使这些考虑成为技术的内在因素。比较芬伯格和芒福德、海德格尔的观点，我们可以看出当代技术哲学家和经典的技术哲学家（如芒福德、海德格尔等）的差异：当代的技术哲学家试图在技术的设计和发展过程中就来影响技术和消除技术有可能产生的弊端，而不仅仅是像经典的技术哲学家那样只是在技术问题产生后来做一些“清理工作”。

［参考文献］

[1] [2] [16] [17]布罗代尔.15至18世纪的物质文明、经济和资本主义（1）［M］.北京：三联书店，1992.440，441－443，508，508.

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[9] Lewis Mumford. The Myth of Machine：The Pentagon of Power［M］.New York: Harcourt Brace Jovanovich，Publishers，1970.Preface.

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[15]雅科米.技术史［M］.北京：北京大学出版社，2000.1.

第9篇：机器人技术论文范文

关键词：变频器，控制技术，应用

 

电力电子技术诞生至今已近50年,他对人类的文明起了巨大的作用.近10年来,随着电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展,电气传动技术面临着一场历史革命,即交流调速取代直流调速和计算机数字控制技术取代模拟控制技术已成为发展趋势。交流电机变频调速技术是当今节电、改善工艺流程以提高产品质量和改善环境、推动技术进步的一种主要手段。变频调速以其有益的

调速和起制动性能、高效率、高功率因数的节电效果、适用范围广等优点,而被国内外公认为最有发展前途的调速方式。

1.变频调速技术的现状

电气传动控制系统通常由电动机、控制装置和信息装置三部分组成。电气传动可分为调速和不调速两大类,调速又分为交流调速和直流调速两种方式。不调速电动机直接由电网供电。但是,随着电力电子技术的发展,原本不调速的机械越来越多地改用调速传动以节约电能,改善产品质量,提高产量。以我国为例,60%的发电量是通过电动机消耗的。因此,调速传动有着巨大的节能潜力,变频调速是交流调速的基础和主干内容,变频调速技术的出现使频率变为可以充分利用的资源。近年来。变频调速技术已成为交流调速中最活跃、发展最快的技术。

1.1国外现状

采用变频的方法,实现对电机转速的控制,大约已有40年的历史,但变频调速技术的高速发展,则是近十年的事情,主要是由下面几个因素决定:

1.1.1市场有大量需求

随着工业自动化程度的不断提高和能源全球性短缺,变频器越来越广泛地应用在冶金、机械、石油、化工、纺织、造纸、食品等各个行业以及风机、水泵等节能场合,并取得了显著的经济效益。

1.1.2功率器件发展迅速

变频调速技术是建立在电力电子技术基础之上的。近年来高电压、大电流的SCR,GTO,IGBT,IG-GT以及智能模块IPM(Intelligent Power Module)等器件的生产以及并联、串联技术的发展应用,使高电压、大功率变频器产品的生产及应用成为现实。在大功率交—交变频(循环交流器)调速技术方面,法国阿尔斯通已能提供单机容量达30000kW的电器传动设备用于船舶推进系统。在大功率无换向器电机变频调速技术方面,意大利ABB公司提供了单机容量为60000kW的设备用于抽水蓄能电站;在中功率变频调速技术方面,德国西门子公司Simovert A电流型晶闸管变频调速设备单机容量为10-2600kVA和Simovert PGTOPWM变频调速设备单机容量为100-900kVA,其控制系统已实现全数字化,用于电机风车,风机,水泵传动;在小功率变频调速技术方面,日本富士BJT变频器最大单机容量可达700kVA,IGBT变频器已形成系列产品,其控制系统也已实现全数字化。

IPM投入应用比IGBT约晚二年,由于IPM包含了1GBT芯片及的驱动和保护电路,有的甚至还把光耦也集成于一体,是一种更为适用的集成型功率器件。目前,在模块额定电流10-600A范围内,通用变频器均有采用IPM的趋向。IPM除了在工业变频器中被大量采用之外,经济型的IPM在近年内也开始在一些民用品,如家用空调变频器,冰箱变频器,洗衣机变频器中得到应用。IPM也在向更高的水平发展,日本三菱电机最近开发的专用智能模块ASIPM将不需要外接光耦,通过内部自举电路可单电源供电,并采用了低电感的封装技术,在实现系统小型化、专用化、高性能、低成本方面又推近了一步。

1.1.3控制理论和微电子技术的支持

在现代自动化控制领域中,以现代控制论为基础,融入模糊控制、专家控制、神经控制等新的控制理论,为高性能变频调速提供了理论基础;16位、32位高速微处理器以及信号处理器(DSP)和专用集成电路(ASIC)技术的快速发展,则为实现变频调速的高精度、多功能提供了硬件手段。

1.2国内现状

从整体上看我国电气传动系统制造技术水平较国际先进水平差距10-15年。在大功率交-交,无换向器电动机等变频技术方面,国内只有少数科研单位有能力制造,但在数字化及系统可靠性方面与国外还有相当差距。而这方面产品在诸如抽水蓄能电站机组启动及运行、大容量风机、压缩机和轧机传动、矿井卷扬机方面有很大需求。在中小频率技术方面,国内学者做了大量变频理论的基础研究。早在80年代,已成功引入矢量控制的理论,针对交流电机具有多变量、强耦合、非线性的特点,采用了线性解耦和非线性解耦的方法,探讨交流电机变频调速的控制策略。进入90年代,随着高性能单片机和数字信号处理的使用,国内学者紧跟国外最新控制策略,针对交流电机感应特点,采用高次谐波注入SPWM和空间磁通矢量PWM等方法,控制算法采用模糊控制,神经网络理论对感应电机转子电阻、磁链和转矩进行在线观测,在实现无速度传感器交流变频调速系统的研究上作了有益的基础研究。在新型电力电子器件应用方面,由于GTR,GTO,IGBT,IPM等全控制器件的使用,使得中小功率的变流主电路大大简化,大功率SCR,GTO,IG-BT,IGCT等器件的并联、串联技术应用,使高电压、大电流变频器产品的生产及应用成为现实。在控制器件方面,实现了从16位单片机到32位DSP的应用。国内学者一直致力于变频调速新型控制策略的研究,但由于半导体功率器件和DSP等器件依赖进口,使得变频器的制造成本较高,无法形成产业化,与国外的知名品牌相抗衡。国内几乎所有的产品都是普通的V/f控制,仅有少量的样机采用矢量控制,品种与质量还不能满足市场需要,每年需大量进口高性能的变频器。

因此,国内交流变频调速技术产业状况表现如下:(1)变频器控制策略的基础研究与国外差距不大。(2)变频器的整机技术落后,国内虽有很多单位投入了一定的人力、物力,但由于力量分散,并没形成一定的技术和生产规模。(3)变频器产品所用半导体功率器件的制造业几乎是空白。(4)相关配套产业及行业落后。(5)产销量少,可靠性及工艺水平不高。

2.变频调速技术未来发展的方向

变频调速技术主要向着两个方向发展:一是实现高功率因数、高效率、无谐波干扰,研制具有良好电磁兼容性能的“绿色电器”;二是向变频器应用的深度和广度发展。随着变流器应用领域深度和广度的不断开拓,变频调速技术将越来越清楚地展示它在一个国家国民经济中的重要性。可以预料,现代控制理论和人工智能技术在变频调速技术的应用和推广,将赋予它更强的生命力和更高的技术含量。其发展方向具有如下几项:(1)实现高水平的控制;(2)开发清洁电能的变流器;(3)缩小装置的尺寸;(4)高速度的数字控制;(5)模拟与计算机辅助设计(CAD)技术。。

3变频调速技术的应用

纵观我国变频调速技术的应用,总的说来走的是一个由试验到实用,由零星到大范围,由辅助系统到生产装置,由单纯考虑节能到全面改善工艺水平,由手动控制到自动控制,由低压中小容量到高压大容量,一句话,由低级到高级的过程。。我国是一个能耗大国,60%的发电量被电动机消耗掉,据有关资料统计,我国大约有风机、水泵、空气压缩机4200万台,装机容量约1.1亿万千瓦,然而实际工作效率只有40%-60%,损耗电能占总发电量的40%,已有经验表明,应用变频调速技术,节电率一般可达10%-30%,有的甚至高达40%,节能潜力巨大。

有关资料表明,我国火力发电厂有八种泵与风机配套电动机的总容量为12829MW,年总用电量为450。2亿千瓦小时。还有总容量约为3913MW的泵与风机需要进行节能改造,完成改造后,估计年节电量可达25。。69亿千瓦小时;冶金企业也是我国的能耗大户,单位产品能耗高出日本3倍,法国4。9倍,印度1。9倍,冶金企业使用的风机泵类非常多,实施变频改造,不仅可以大幅度节约电能,还可改善产品质量。

参考文献

[1]何庆华,陈道兵. 变频器常见故障的处理及日常维护[J]. 变频器世界, 2009, (04) .

[2]龙卓珉,罗雪莲. 矩阵式变频调速系统抗干扰设计[J]. 变频器世界, 2009, (04) .