在工程机械中机电一体化技术的应用

在工程机械中机电一体化技术的应用

王鹏

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摘要：机电一体化技术是将机械和微电子技术结合的一门新兴技术，机电一体化实现了机械的高度自动化、智能化和人性化，提升了机械设备的工作效率。机电一体化作为计算机技术在机械设备中应用的体现，是促进机械设备自动化水平提升的有效手段。因此，机电一体化在工程机械中的应用，不仅是未来工程机械现代化发展的必然趋势，也是人们对提升工程机械经济性、可靠性和安全性的需求。

关键词：机电一体化技术；工程机械；技术应用

一、概述

在现代社会的发展中，注重环保、节能、高效以及低成本；可以看出，要求提升工程机械的生产效率的呼声很高，但限制条件也非常多，所以，需要在技术创新的基础上，以自动化推动工程机械设备向更安全、更稳定、更精准、更耐用的方向发展，同时，也要求其能够达到时时监控、易于操作、故障警报等效果。因此，应该对传统的液压技术进行一些创新，并将机电一体化的课题向“电子控制技术”方面延伸。现代化的机电一体化系统如下图1所示。

从概念来看，机电一体化主要是对电工电子、微电子、机械技术、信息技术、信号变换技术等技术进行综合应用的一种技术，集自动化与机械工程于一身；以现代的眼光看，凡属于自动化生产的设备，几乎均可称作机电一体化设备。主要研究机械装置中的信息处理、控制功能等，其技术复杂、繁琐；另一方面，现代化的设备在外形设计方面有了很大的发展，但是，若能从内部控制方面的微电子控制方面着手，大力改善机电一体化内部构造，极大改变其产品功能，就可以很好的使工程机械的功能增加、精准度提升、操作更安全、使用更方便，并且通过柔性度的提升，更有助于其向人性化的方向发展，不但能够大大提升产品质量，也会使其工作效率提高、建设成本降低，为企业发展带来巨大利润。

二、机电一体化在工程机械领域应用的必要性

现代工程施工中，工程机械的性能、自动化程度及其经济性等可直接影响到施工工艺的好坏，而工程机械的电气与电子控制系统部分质量与性能的优劣又直接影响到工程机械的动力性，经济性，可靠性施工质量，生产效率及使用寿命等。电子控制系统已成为现代工程机械技术水平的一个重要依据。随着科学技术的不断发展及对产品性能要求不断提高，电子控制系统在工程机械中所占的比重将会越来越大，其功能将会越来越强，应用范围也将越来越广而且其复杂程度也随之提高。

三、工程机械中机电一体化技术的应用

1.高精度低强度

在工程机械中对机电一体化技术进行运用，在一定程度上促使了其在工作开展过程中逐渐向着高精度低强度的层次发展，从而使机器的运作效率以及工作效率得到进一步的提高。比如说，在现代沥青水泥混凝土相关的搅拌设备中对微机控制方面的电子称量系统进行应用的时候，可以促使其在实际生产的过程中对称重工作开展时的全程自动化。而且，如果其在实际运用的过程中还具有自动找平系统的话，还可以促使沥青混凝土摊铺机在实际施工工作开展的过程中得到更为客观的效果，从而使施工质量得到更加明显的提高。另外，如果在生产过程中对超声波技术进行运用，就可以促使生产过程中供料自动调节工作的实现，促使生产过程中相关产品质量以及生产效率都能够得到普遍的提高。因此，在工程机械中对机电一体化技术进行运用，可以促使生产效率以及生产效率的提高，而且在生产过程中机器的自动化发展，还在一定程度上对工作人员的工作强度进行了降低，从而使生产过程中投入的人力和物力得到了进一步的节省。

2.提高保养与维护效率

工程机械设备要定期进行保养维护，以此延长工程机械设备的使用寿命，并且避免在使用过程中发生故障。工程机械设备的保养和维护需要按照保养的标准及其说明书进行规范有针对性的保养维护，与相关技术人员进行技术交流，定期抽查并监督保养的落实状况。传统的机械设备只有在发生故障后工作人员才会察觉出异常，一旦机械设备出现故障就会严重影响作业进程。而应用了机电一体化技术的工程机械，在机械设备的各种部件里都安装了感应设备。例如，温度传感器，在发动机的温度超过界限值时，会自动发出报警，并借助显示器让施工人员了解发动机的工作状态，从而避免了问题的恶化。因此，

机电一体化技术在工程机械中的有效应用，能够显著提高机械设备使用性能，控制管理与维修成本。自动化报警体系能够精准的报出发生故障的部位，使工作人员对机械设备的维修、保养更加主动有针对性，从而保证了施工进程。

3.自动报警、电子监控和故障自检作用

在项目机械中，电子监控就是对其传动体系、工作配件、制动体系、发动机和液压体系等的工作状态实施监控，一旦在监控经过中发觉了异常情况，自动报警体系就会对产生故障的位置实施正确地定位，之后就可以有效改善工作人员的工作条件，快速提升机械设备的效率，还能够让设备的维护检修工作变得更加容易，减少停机维修的时间，让维修应用的费用降低，机械设备的应用寿命尽量延长。

四、机电一体化技术发展展望

1.智能化

智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。智能化是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。

2.微型化

微型化兴起于20世纪80年代末，指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统（MEMS），泛指几何尺寸不超过1立方厘米的机电一体化产品，并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活，在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术，微机电一体化产品的加工采用精细加工技术，即超精密技术，它包括光刻技术和蚀刻技术两类。

3.网络化趋势

网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育及人们的日常生活都带来了翻天覆地的变化。机电一体化新产品一经研制出来，只要其功能独到，质量可靠，很快就会畅销全球。由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术迅速发展起来，而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术是家用电器网络化已成大势，利用家庭网络将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统，使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐。这也使机电一体化技术朝着网络化方向发展成为必然趋势。

4.系统化

系统化的特点之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构，系统可以灵活组态，进行任意剪裁和组合，同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。系统化的特点之二是通信功能的大大加强，即未来的机电一体化更加注重产品与人的关系。机电一体化产品的最终使用对象是人，如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性显得越来越重要，特别是对家用机器人，其高层境界就是人机一体化。

结语：

随着机电一体化技术的不断进步，其在工程机械领域得到了广泛应用，工作优势越来越明显。在此基础上，机械一体化技术在应用中对于提高工程机械的安全性、节能性、准确性有着重要意义，是降低施工人员的劳动强度的主要途径。在未来社会发展中，机电一体化必然会得到进一步发展，形成智能化、微型化、系统化和网络化趋势要求，从而更好的为工程机械发展做贡献。

参考文献：

[1]周红亮.浅析煤矿机械的更新应用――机电一体化[J].科技风，2014，23（17）：245-246.

[2]王军.谈机电一体化在工程机械中的应用[J].黑龙江科技信息，2012（10）：106.

[3]徐妍妍，刘叶平.机电一体化在工程机械中的运用[J].现代经济信息，2012（08）.