機(jī)電一體化在工程機(jī)械上的應(yīng)用與發(fā)展

劉 寧

(秦皇島市辰星房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)有限公司，河北省 066004)

在當(dāng)代機(jī)電一體化在工程機(jī)械中的應(yīng)用主要是通過(guò)電子控制系統(tǒng)來(lái)加以實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用的。隨著電子控制系統(tǒng)在機(jī)械工程中的利用的比例越來(lái)越大發(fā)揮的作用也越來(lái)越明顯，工程機(jī)械中的電子控制系統(tǒng)使用的好壞直接影響到了工程機(jī)械施工的質(zhì)量和進(jìn)度?？刂葡到y(tǒng)在工程機(jī)械中作用的不斷提升，給相關(guān)人員和維修技術(shù)人員提出更高的要求。

一、機(jī)電一體化概述

機(jī)電一體化就是指將微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)和機(jī)械技術(shù)結(jié)合在一起的一種新的綜合性技術(shù)。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平得到極大的提升，各種先進(jìn)科技不斷發(fā)展，才促使了機(jī)電一體化的快速發(fā)展。尤其是在信息技術(shù)的大力發(fā)展推動(dòng)下，更是給機(jī)電一體化提供了核心技術(shù)，為工程機(jī)械性能的完善提供了重要的技術(shù)支持。

1、機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀。目前，工程機(jī)械正處于一個(gè)發(fā)展的關(guān)鍵階段，隨著機(jī)電一體化的引入，工程機(jī)械技術(shù)逐步實(shí)現(xiàn)了以機(jī)械、液壓、電子控制技術(shù)等多個(gè)環(huán)節(jié)綜合的技術(shù)模式，這種技術(shù)模式的應(yīng)用極大的提高和促進(jìn)了工程機(jī)械的性能，也促使了工程機(jī)械在使用總更加的經(jīng)濟(jì)、安全和可靠。目前的工程機(jī)械制造系統(tǒng)中，采用機(jī)電一體化技術(shù)通常都是以微電子處理器為核心的工作模式，是在工程項(xiàng)目中通過(guò)對(duì)于各種系統(tǒng)裝置進(jìn)行優(yōu)化和全面處理與總結(jié)的過(guò)程。在目前的社會(huì)發(fā)展中，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)工程機(jī)械應(yīng)用逐漸普及，這也為智能化與一體化發(fā)展提供了科學(xué)的指導(dǎo)方向。

2、工程機(jī)械的性能問(wèn)題。要想研究機(jī)電一體化在工程機(jī)械中的應(yīng)用，不可避免的就要對(duì)工程機(jī)械的性能問(wèn)題進(jìn)行研究探討。在現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展進(jìn)程中，工程項(xiàng)目中逐漸實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化施工，這就在很大程度上提高了工程的建設(shè)效率，也節(jié)省了大量的勞動(dòng)力成本。為了能夠進(jìn)一步的提高工程機(jī)械的性能，使其運(yùn)行效率得到較大程度的提高，人們逐漸開(kāi)始研究如何實(shí)現(xiàn)機(jī)械的智能化、自動(dòng)化。并且在電子控制系統(tǒng)的研發(fā)應(yīng)用推動(dòng)下，現(xiàn)代機(jī)械的智能化、自動(dòng)化在一定程度上得到了實(shí)現(xiàn)，這也是機(jī)電一體化發(fā)展的基礎(chǔ)。

二、機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械中發(fā)揮的作用和應(yīng)用

1、監(jiān)控中的運(yùn)用

工程機(jī)械中的電子監(jiān)控可以對(duì)工程機(jī)械的發(fā)電機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、工作裝置等的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行全面的監(jiān)控，自動(dòng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，給維修人員提供一定的信息，幫助維修人員和機(jī)械使用員及時(shí)的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和故障，并對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查和維修，保證機(jī)械的正常運(yùn)行，極大地提高了工作效率，降低了維修費(fèi)用，減少不必要的損失，也可以避免重大故障的發(fā)生。

2、節(jié)能功能

在傳統(tǒng)的工程機(jī)械使用中能量的利用率比較低，比如說(shuō)液壓挖掘機(jī)的能量利用率僅僅只有 30%左右，工程機(jī)械中電子節(jié)能控制器的運(yùn)用，大幅度提高挖掘機(jī)等大型工程機(jī)械設(shè)備的能量利用率，一定程度上發(fā)揮到了節(jié)能的作用。電子節(jié)能控制器操作比較簡(jiǎn)單，對(duì)機(jī)械的磨損也相對(duì)減少，從而提高了工作的效率。

3、使得稱(chēng)量變得更加的精確

在工程機(jī)械設(shè)備中使用電子控制系統(tǒng)可以將稱(chēng)量的過(guò)程自動(dòng)化，對(duì)稱(chēng)量系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)微機(jī)控制，使得稱(chēng)量更加精確，減少了誤差，提高了工作效率，同時(shí)采用自動(dòng)化稱(chēng)量系統(tǒng)還節(jié)約了人力，降低了施工人員的工作強(qiáng)度，高效、快捷，符合現(xiàn)代工程施工的要求。

4、機(jī)械操作的自動(dòng)化能夠降低勞動(dòng)強(qiáng)度

在工程機(jī)械施工操作中引入機(jī)電一體化實(shí)現(xiàn)操作的自動(dòng)化或者半自動(dòng)化，這樣大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率，并且大大減少了因?yàn)椴僮髡吖ぷ鹘?jīng)驗(yàn)不足而造成的作業(yè)精度的影響。

5、其他應(yīng)用

現(xiàn)在一些電子控制的自動(dòng)化變速器在推土機(jī)、裝載機(jī)等工程機(jī)械上的使用，能夠根據(jù)實(shí)際的施工要求來(lái)改變傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)化，這不僅能夠提高工作的效率，一定程度上還提高了燃料的經(jīng)濟(jì)性，簡(jiǎn)化了人工的操作過(guò)程，降低了勞動(dòng)的強(qiáng)度。比如在推土機(jī)、裝載機(jī)上面加上電子控制的自動(dòng)變速器，它就能根據(jù)負(fù)荷的變化情況來(lái)自動(dòng)改變傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)比，這不僅僅提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率，同時(shí)也提高了燃油的經(jīng)濟(jì)性，而且也降低了工作難度，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度。

三、機(jī)電一體化在工程機(jī)械領(lǐng)域應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)

機(jī)電一體化的發(fā)展依賴(lài)于電子、控制、光學(xué)、計(jì)算機(jī)信息等多種技術(shù)和學(xué)科的發(fā)展，其在工程機(jī)械領(lǐng)域的應(yīng)用趨勢(shì)可概括為以下幾點(diǎn)：

1、智能化

作為新世紀(jì)機(jī)電一體化的重要發(fā)展方向，在工程機(jī)械領(lǐng)域，智能化的應(yīng)用趨勢(shì)將更加明顯。從目前看來(lái)，人工智能方面的研究越來(lái)越多，數(shù)控機(jī)床與機(jī)器人的智能化應(yīng)用就是其中的重要表現(xiàn)。我們通常所說(shuō)的智能化是指在相關(guān)控制理論的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)運(yùn)籌學(xué)、人工智能、模糊數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)等新思想、新方法在工程機(jī)械上的分析和應(yīng)用，使工程機(jī)械的行為能夠具有判斷推理、邏輯思維及自主決策等能力，以滿足機(jī)電一體化的更高要求。雖然想使工程機(jī)械具有等同或接近人的智能是不可能的，但工程機(jī)械的智能化仍是是時(shí)代發(fā)展的大勢(shì)所趨。

2、模塊化

隨著科技的進(jìn)步和社會(huì)分工的不斷深入，機(jī)電一體化產(chǎn)品的種類(lèi)和數(shù)量也越來(lái)越多，因此機(jī)械產(chǎn)品的電氣接口、動(dòng)力接口和機(jī)械接口等的生產(chǎn)一定要實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，這雖然比較復(fù)雜但卻至關(guān)重要，所以說(shuō)模塊化是工程機(jī)械機(jī)電一體化發(fā)展的一項(xiàng)長(zhǎng)期而又艱巨的任務(wù)。模塊化有利于各部件或單元之間的匹配，例如研制集智能調(diào)速、減速于一體的動(dòng)力單元，或具備圖像處理、視覺(jué)、識(shí)別等功能的控制單元等等。唯有如此，才能促進(jìn)社會(huì)的進(jìn)一步分工，加快新產(chǎn)品的研發(fā)速度，擴(kuò)大工程機(jī)械的生產(chǎn)規(guī)模。模塊化必將進(jìn)一步促進(jìn)機(jī)電一體化在工程機(jī)械中的應(yīng)用。

3、信息化

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展也必將促進(jìn)機(jī)電一體化在工程機(jī)械中的應(yīng)用。新型的機(jī)電一體化產(chǎn)品只要質(zhì)量可靠、功能強(qiáng)大，具有很好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值，就會(huì)在最短的時(shí)間內(nèi)借助網(wǎng)絡(luò)迅速暢銷(xiāo)。此外，遠(yuǎn)程控制技術(shù)和監(jiān)視技術(shù)將會(huì)在工程機(jī)械中得到越來(lái)越多的應(yīng)用?？傊瑱C(jī)電一體化將逐漸趨向網(wǎng)絡(luò)化和信息化。

4、環(huán)?；?/h2>

工業(yè)化進(jìn)程的不斷深入雖然在很大程度上改善了人類(lèi)的生活質(zhì)量，但也對(duì)我們的生存環(huán)境造成了嚴(yán)重的破壞，導(dǎo)致了自然資源的大量浪費(fèi)。21世紀(jì)以來(lái)，社會(huì)對(duì)環(huán)保的關(guān)注和投入越來(lái)越多，公眾的環(huán)保意識(shí)也在不斷加強(qiáng)，綠色產(chǎn)品的概念和設(shè)計(jì)制造已經(jīng)成為新形勢(shì)下的必然趨勢(shì)。工程機(jī)械產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷(xiāo)毀的每個(gè)環(huán)節(jié)，都要適應(yīng)環(huán)保的要求，滿足人類(lèi)對(duì)健康的需求，提高資源的利用效率。所以，綠色機(jī)電一體化產(chǎn)品將會(huì)在工程機(jī)械中占據(jù)優(yōu)勢(shì)。

5、系統(tǒng)化

系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征主要有 2點(diǎn)：一是工程機(jī)械系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)將進(jìn)一步采用開(kāi)放式和模式化的總體結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進(jìn)行任意剪裁和組合，同時(shí)尋求實(shí)現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理；二是機(jī)械的通信功能將得到極大的提高。

結(jié)束語(yǔ)

機(jī)電一體化在工程機(jī)械上的應(yīng)用實(shí)踐表明，其的確可以在提高機(jī)械使用質(zhì)量，運(yùn)行效益和人員配置效率方面發(fā)揮著積極作用，如何更好的將融入到工程機(jī)械領(lǐng)域中去，是未來(lái)發(fā)展規(guī)劃方案中的重要議題，這也是毋庸置疑的。強(qiáng)化機(jī)電一體化理論研究和探索，積極學(xué)習(xí)先進(jìn)國(guó)家的技術(shù)理論，為進(jìn)行機(jī)電一體化技術(shù)的實(shí)踐打下夯實(shí)的理論基礎(chǔ)；注重機(jī)電一體化技術(shù)人才的培養(yǎng)，使得其能夠適應(yīng)機(jī)電一體化的生產(chǎn)要求，做好機(jī)電設(shè)備的保養(yǎng)和維護(hù)，使得其處于良好的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。

［1］臧秋聲。談機(jī)電一體化在工程機(jī)械中的應(yīng)用［J］。民營(yíng)科技，2013

［2］鄧培彬。在工程機(jī)械中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用［J］。低碳世界，2013