淺談汽車機電一體之人機交互

王少卿

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

【Keywords】automobile；mechatronics； human-computer interaction

【中圖分類號】U46 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）06-0061-02

1 引言

所謂的機電一體化，就是指電子計算機應(yīng)用與實踐，使得計算機技術(shù)與機電進行有機的融合，從而產(chǎn)生一門新型的學科，即機電一體化，這門學科具有一定的交叉性，并在實踐中得到各行各業(yè)的一致好評，在機械行業(yè)的發(fā)展中起到關(guān)鍵性作用。機電一體化的發(fā)展，提高了生產(chǎn)效率和機械的質(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。尤其是人機交互中車載的多媒體影音娛樂、GPS導航、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 汽車機電一體化的發(fā)展概括

汽車發(fā)展機電一體化的起步階段是上世紀六七十年代，那時候的汽車作為代步工具，給人們的生活帶來了極大的便利，這一時期的汽車主要是以機械為主，電子技術(shù)發(fā)展相對較緩慢。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。到了上世紀的八九十年代，汽車的機電一體化逐漸走向成熟，在這個階段中電子競技在不斷的成長，機電一體化的應(yīng)用也逐漸增多。例如，這個時間段出現(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。上世紀九十年代，是汽車技術(shù)重要的發(fā)展階段，這個時期的電子技術(shù)已經(jīng)成熟，從原來的發(fā)展階段進入創(chuàng)新階段，隨著新電子技術(shù)的不斷出現(xiàn)，電子技術(shù)的價錢也不再昂貴，可以廣泛應(yīng)用于汽車領(lǐng)域。例如，自動駕駛技術(shù)等。

3 汽車機電一體化的主要內(nèi)容及特點

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

3.1 汽車機電一體化的內(nèi)容

汽車機電一體化的內(nèi)容主要分為五個部分：第一，應(yīng)用在精密的技術(shù)上：在汽車實現(xiàn)機電一體化過程中，機械技術(shù)只是一門基礎(chǔ)，將原來千千萬萬個由機械技術(shù)控制的功能轉(zhuǎn)化成電子技術(shù)，相較于原來的機械技術(shù)，電子技術(shù)的數(shù)字與信號都更加精準及可控；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)對這些信息實行數(shù)字化的管理，從而達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，并且有信號檢測器測量，最后將信息融入相應(yīng)的處理裝置；第四，應(yīng)用于自動控制技術(shù)：該技術(shù)可以提高車輛的工作效率，主要作用機理是通過狀態(tài)的自動調(diào)試、精確定位以及能耗的補償來實現(xiàn)的；第五，應(yīng)用驅(qū)動技術(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)行機構(gòu)，與此同時，將執(zhí)行效果回傳給控制系統(tǒng)[1]。整個內(nèi)容的回傳，都是通過機電一體化進行的。

3.2 汽車機電一體化的特點

汽車機電一體化的特點有很多，具有代表性的是以下四點：

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

第二，具有生產(chǎn)性高的特點，在機械的加工精度方面，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機械的使用功能進行提升；

第四，應(yīng)用廣泛：機電一體化在智能功能、補償功能、保護功能以及監(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，適用性也得到普及[2]。

4 機電一體化在汽車系統(tǒng)中的應(yīng)用

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

第一，實現(xiàn)變速器的自動化。主要的應(yīng)用原理是通過電子傳感器對信號進行接收，通過監(jiān)測系統(tǒng)的處理，按照速度檔次進行分析，通過液壓系統(tǒng)來進行自動化的換擋。變速器應(yīng)用自動化，提高了系統(tǒng)效率的同時，減少了能量的損失。

第二，促進制動設(shè)備的發(fā)展。對于一輛汽車來說，如果沒有制動設(shè)備，駕駛員連基礎(chǔ)的安全保障都沒有，一旦制動系統(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，后輪上的制動系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足人們的需求，而且，伴隨著后輪制動系統(tǒng)出現(xiàn)的安全隱患，將前輪也加入制動系統(tǒng)已經(jīng)是必然的趨勢。汽車制動系統(tǒng)中應(yīng)用機電一體化主要分為三個模塊，分別是中央控制單元、車輪制動模塊以及電子踏板[3]。

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

5 人機交互在汽車機電一體化中的應(yīng)用

人機交互系統(tǒng)，顧名思義，就是研究人與計算機之間通過相互通信，使計算機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，從而達到計算機成為人們工作和學習中的助手，這是一門技術(shù)科學。人機交互系統(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，在汽車的機電一體化中實現(xiàn)人機交互已經(jīng)是科技發(fā)展中必然要走的路。人機交互系統(tǒng)可以通過旋鈕或多功能按鍵等方式來進行操作，從汽車的顯示屏上了解車輛的信息，并對這些信息加以管理，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、導航等。在汽車機電一體化中應(yīng)用人機交互主要的優(yōu)點就是能輕松方便的查看有關(guān)車輛的信息，并對汽車的各項功能操作進行設(shè)置。

6 人機交互的技術(shù)原理

人機交互的技術(shù)原理為通信、車輛導航、移動辦公、遠程故障診斷、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被新的車載信息系統(tǒng)代替，這個新系統(tǒng)主要包括車載的多媒體影音娛樂、GPS導航、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，尤其是對未來的車載信息平臺而言，將會是環(huán)境、車與人的充分交互，集所有的高端技術(shù)為一體，形成綜合性較強的信息顯示系統(tǒng)。

7 結(jié)語

綜上所述，隨著機電一體化的發(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，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)人機交互，這不僅使汽車的功能得到完善，更加推動著機電一體的發(fā)展。

【參考文獻】

【1】解丹婷.試分析智能控制及其在機電一體化系統(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”機電一體化工畢業(yè)考試對專業(yè)課程實施的借鑒意義[J].黑龍江科技信息，2016（34）：98.

【3】戚海永.理實一體模式下高職機電一體化技術(shù)專業(yè)實踐教學體系的研究[J].職業(yè)技術(shù)，2015（02）：39-41.