施工機(jī)械機(jī)電一體化及自動(dòng)化研究

摘 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，施工機(jī)械在現(xiàn)代社會(huì)中的整體發(fā)展勢頭越來越迅猛。施工機(jī)械無論是在結(jié)構(gòu)方面或者是在性能方面都有了明顯的提升，產(chǎn)品本身的綜合性技術(shù)水平也在不斷提高。因此，本文針對(duì)施工機(jī)械機(jī)電一體化的實(shí)際落實(shí)情況進(jìn)行分析，為施工機(jī)械自動(dòng)化的未來發(fā)展打下良好基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：施工機(jī)械；機(jī)電一體化；自動(dòng)化

中圖分類號(hào)：TU60 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）26-0275-02

科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，促使機(jī)電一體化技術(shù)在近年來得到了廣泛的應(yīng)用，其整體發(fā)展趨勢比較良好，在很多領(lǐng)域和機(jī)械產(chǎn)品當(dāng)中得到了廣泛應(yīng)用。機(jī)電一體化水平的不斷提升，對(duì)施工機(jī)械在實(shí)際應(yīng)用過程中的性能提出了一定要求，同時(shí)也可以將其作為施工機(jī)械性能衡量的標(biāo)準(zhǔn)。施工機(jī)械機(jī)電一體化在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)作業(yè)的精度控制，而且還能夠通過自動(dòng)調(diào)平控制裝置的合理使用，促使其滿足施工人員的施工要求。在保證推動(dòng)施工機(jī)械產(chǎn)品機(jī)電一體化進(jìn)程的同時(shí)，能夠促使施工機(jī)械自動(dòng)化的未來發(fā)展得到有效保證。

1 施工機(jī)械機(jī)電一體化必備的基本技術(shù)

1.1 傳感檢測技術(shù)

傳感檢測技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中，與人的感覺器官比較類似。該技術(shù)主要是通過相對(duì)應(yīng)的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)施工機(jī)械機(jī)電一體化的有效檢測，并且將檢測結(jié)果作為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的基礎(chǔ)部分。與此同時(shí)，將機(jī)械或者是構(gòu)件本身在功能方面能夠體現(xiàn)出的優(yōu)勢特點(diǎn)、或者是其他一些功能參數(shù)等，全部都真實(shí)有效的檢測出來。在針對(duì)檢測出來的這些信息數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時(shí)，可以直接將其傳送到信息處理部分。

1.2 信息處理技術(shù)

信息處理技術(shù)在應(yīng)用時(shí)，其主要的作用就是針對(duì)傳感檢測技術(shù)傳送過來的各種不同類型的參數(shù)、信息、數(shù)據(jù)進(jìn)行有效處理。信息處理其實(shí)就等同于人類的大腦，也可以看作是電子技術(shù)的一種應(yīng)用方式。現(xiàn)階段，在科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步和快速發(fā)展的背景下，信息處理技術(shù)在應(yīng)用時(shí)，可以逐漸將微處理器作為中心，同時(shí)，將軟件和硬件進(jìn)行有效結(jié)合，在這種狀態(tài)下呈現(xiàn)出的計(jì)算機(jī)技術(shù)，具有實(shí)質(zhì)性的應(yīng)用效果。信息處理技術(shù)可以直接將傳感器檢測出來的各種信息，進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的分類、分析、計(jì)算以及邏輯判斷等，同時(shí)與對(duì)應(yīng)的一些加工處理軟件進(jìn)行結(jié)合。這樣不僅能夠直接向執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出相對(duì)應(yīng)的控制命令，而且還能夠?qū)@些信息數(shù)據(jù)的真實(shí)性和有效性進(jìn)行判斷，并且實(shí)現(xiàn)對(duì)這些信息的有效記錄[1]。

1.3 執(zhí)行機(jī)構(gòu)技術(shù)

執(zhí)行機(jī)構(gòu)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，其可以被看作是人類的手腳。在具體使用時(shí)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)技術(shù)主要是根據(jù)信息處理技術(shù)當(dāng)中傳來的各種不同類型的指令，來完成相對(duì)應(yīng)的動(dòng)作和內(nèi)容。

1.4 信息輸入輸出接口技術(shù)

信息在輸入或者是輸出過程中，都需要相對(duì)應(yīng)的接口，這樣才能夠保證信息在傳遞過程中的有效性和真實(shí)性。接口也就是人機(jī)聯(lián)系技術(shù)的一種表現(xiàn)方式，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的有效傳輸，并且保證整個(gè)傳輸過程的穩(wěn)定和可靠。與此同時(shí)，還可以通過顯示系統(tǒng)的合理利用，促使其實(shí)現(xiàn)人機(jī)通訊的有效操作。

1.5 電源技術(shù)

電源技術(shù)對(duì)于人類而言，就等同于人們?nèi)粘Ｊ秤玫募Z食。也就意味著電源技術(shù)對(duì)施工機(jī)械機(jī)電一體化而言，具有非常重要的作用，如果電源技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)有效的工作，那么勢必會(huì)導(dǎo)致整個(gè)施工機(jī)械機(jī)電一體化都失去作用。施工機(jī)械在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，大多數(shù)都是由各種不同類型的發(fā)電機(jī)組合而成，這些發(fā)電機(jī)基本都需要電瓶的使用，來滿足自己對(duì)電能不同程度的消耗。針對(duì)這一現(xiàn)象，可以將其逐漸轉(zhuǎn)變成為適合電子電路使用的穩(wěn)定電壓，這樣對(duì)系統(tǒng)在工作過程中的穩(wěn)定性和可靠性而言，具有非常重要的影響[2]。

1.6 機(jī)械技術(shù)

如果將機(jī)電一體化看作是出發(fā)點(diǎn)，那么機(jī)械本身不僅要逐漸減輕自己的重量，而且還要降低能耗。通過一些新材料的合理利用，促使其在設(shè)計(jì)方法上也會(huì)有所改進(jìn)和優(yōu)化。除此之外，還可以通過CAD系統(tǒng)科學(xué)合理的利用，將標(biāo)準(zhǔn)化、系列化等作為其，促使裝配的整個(gè)效率和維修水平能夠在實(shí)踐中得到有效提升。這樣不僅能夠從根本上促使整個(gè)系統(tǒng)的可靠性得到強(qiáng)化，而且還能夠?yàn)槿粘５木S修和養(yǎng)護(hù)提供方便快捷的方式和條件。

機(jī)電一體化技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，由于新型機(jī)械本身的噪聲比較低，而且燃料費(fèi)也比較低。所以對(duì)于用戶而言，具有機(jī)電一體化技術(shù)特征的機(jī)械本身就具有一定的魅力特征。但是機(jī)器在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，不可避免會(huì)受到很多因素的影響，導(dǎo)致其出現(xiàn)一系列故障問題。一旦機(jī)械發(fā)生故障，要對(duì)其進(jìn)行有針對(duì)性的維修和檢測，如果機(jī)器本身的結(jié)構(gòu)具有一定的復(fù)雜性，同時(shí)電氣、液壓等需要控制的部分也比較多，所以很難對(duì)故障的具體原因進(jìn)行有效的查明。這一問題，也是迄今為止，對(duì)維修技術(shù)人員造成難題的重點(diǎn)問題之一。因此，針對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)行具體處理時(shí)，最重點(diǎn)的部分就是要通過一些具有自我診斷功能儀器的合理利用，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)的故障查找。

2 施工機(jī)械機(jī)電一體化及自動(dòng)化發(fā)展

2.1 監(jiān) 控

科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，促使越來越多的新型技術(shù)被廣泛應(yīng)用到施工機(jī)械機(jī)電一體化當(dāng)中，對(duì)其自動(dòng)化的發(fā)展而言，具有實(shí)質(zhì)性意義。通過微電子技術(shù)的合理利用，可以對(duì)機(jī)械子或者是其他一些外部情況進(jìn)行有效控制。通過監(jiān)控的合理利用，可以將機(jī)械的實(shí)際狀態(tài)，全部都顯示在對(duì)也的電子盤或者是數(shù)字盤當(dāng)中，在必要的時(shí)候，可以發(fā)出警示聲音或者是自動(dòng)讓機(jī)械停止運(yùn)作。這種控制裝置在現(xiàn)階段被廣泛應(yīng)用到很多機(jī)械設(shè)備當(dāng)中，比如推土機(jī)、挖掘機(jī)等，這些施工機(jī)械在使用時(shí)，可以通過這種裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)這些施工機(jī)械的動(dòng)態(tài)監(jiān)控。一旦在監(jiān)控過程中，發(fā)現(xiàn)這些施工機(jī)械存在問題，可以立即采取有針對(duì)性的措施，這樣才能夠避免施工機(jī)械出現(xiàn)更加嚴(yán)重的故障[3]。

2.2 遙 控

如果施工機(jī)械在日常工作時(shí)，其處于非常惡劣的環(huán)境時(shí)，這些施工機(jī)械設(shè)備的司機(jī)，可以通過有線、無線等各種不同類型的遙控，對(duì)施工機(jī)械進(jìn)行有效的操控。

2.3 半自動(dòng)

不同施工機(jī)械在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，其所能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化的部位也具有明顯的差異性。有部分施工機(jī)械在自動(dòng)化操作時(shí)，其只是在壓力、或者是一些流量等方面的控制，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。而有一份施工機(jī)械可以在作業(yè)裝置方面，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的有效操作。自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)，主要目的是為了能夠給操作人員提供方便快捷的操作方式，并且能夠提高效率和質(zhì)量。因此，為了實(shí)現(xiàn)這一根本目的，要針對(duì)一些操縱技術(shù)要求比較高的部位，實(shí)施自動(dòng)化。

2.4 全自動(dòng)

全自動(dòng)其實(shí)主要是指施工機(jī)械設(shè)備的司機(jī)，在駕駛時(shí)，并不需要對(duì)這些施工機(jī)械進(jìn)行駕駛，而只是需要對(duì)相對(duì)應(yīng)的開關(guān)進(jìn)行操縱，就可以對(duì)施工機(jī)械的各個(gè)工作內(nèi)容進(jìn)行有效控制。同時(shí)，施工機(jī)械可以根據(jù)已經(jīng)設(shè)定好的內(nèi)容，或者是根據(jù)已經(jīng)給定的施工要求，實(shí)現(xiàn)自我的判斷和自行作業(yè)。但是迄今為止，還沒有開發(fā)出完全不需要人工操作的施工機(jī)械。

2.5 施工機(jī)械控制分類

在針對(duì)施工機(jī)械進(jìn)行控制時(shí)，一般都會(huì)通過電氣、電子、液壓等各種不同類型的方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)施工機(jī)械各個(gè)部位有效控制。在控制時(shí)，會(huì)對(duì)施工機(jī)械的動(dòng)力、行走等各個(gè)裝置進(jìn)行控制。這種控制方法的合理利用，其根本目的是為了保證施工機(jī)械在日常使用過程中的效率和質(zhì)量得到提升，同時(shí)還能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能、自動(dòng)的根本目的。

由于施工機(jī)械本身的種類比較多，在結(jié)構(gòu)以及功能性特征上也具有明顯的差異性。同時(shí)，在施工機(jī)械使用過程中，需要遵循的原則和流程標(biāo)準(zhǔn)也不一樣，所以在控制時(shí)，為了保證控制效果，要結(jié)合實(shí)際情況，利用符合實(shí)際情況的控制措施。

3 結(jié)束語

近年來，世界各國的施工機(jī)械發(fā)展速度都比較快，無論是在施工機(jī)械的結(jié)構(gòu)方面，或者是在施工機(jī)械的性能方面，都發(fā)生了很大的變化。施工機(jī)械的綜合技術(shù)水平也在不斷提升，為了實(shí)現(xiàn)施工機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展，需要強(qiáng)化施工機(jī)械產(chǎn)品機(jī)電一體化的研究進(jìn)程。在保證新型技術(shù)能夠被廣泛應(yīng)用到施工機(jī)械的同時(shí)，能夠保證施工機(jī)械的整體應(yīng)用效果。

參考文獻(xiàn)

[1]胡 輝.簡述機(jī)電一體化在工程機(jī)械中的應(yīng)用[J].黑龍江科技信息，2015（08）：85.

[2]王 丹.基于仿真和實(shí)驗(yàn)分析的管道施工機(jī)械手若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D].東北大學(xué)，2014.

[3]李國琳，孫永華，李希朝，薛珊珊，李繼財(cái).工程施工機(jī)械中的機(jī)電一體化探討[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2018（13）：244.

收稿日期：2018-8-9

作者簡介：黃雄新（1985-），男，漢族，廣西玉林北流人，助理工程師，本科，主要從事礦山機(jī)械設(shè)備管理工作。