工程機械中機電一體化技術(shù)的應用研究

尹曉偉

寧夏紅墩子煤業(yè)有限公司 寧夏銀川 750000

機電一體化結(jié)合了電子技術(shù)、信息技術(shù)等多種先進科技，其在工程機械中的應用提高了國內(nèi)工程機械智能化與自動化水平。機電一體化技術(shù)最為顯著的特點是它通過電子控制系統(tǒng)能夠?qū)こ虣C械進行控制，對工程機械運行質(zhì)量與安全有非常重要的影響。有效應用機電一體化技術(shù)，能夠不斷推動工程機械領域發(fā)展進程，是目前工程機械相關企業(yè)高度關注的一門技術(shù)[1]。

1 機電一體化概述

機電一體化專業(yè)技術(shù)是將機械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、傳感技術(shù)等多項技術(shù)進行有機結(jié)合的一種技術(shù)，將這種技術(shù)應用到實際當中去，能夠提高生產(chǎn)力，降低生產(chǎn)耗能，同時還能改善機械各方面的性能，提高操作的舒適度。機電一體化又稱機電電子學，在技術(shù)方面有很多的優(yōu)點，如安全性能比較高，機電一體化的產(chǎn)品在監(jiān)控、報警和自動保護等領域都有較強的功能。

機電一體化系統(tǒng)硬件部分主要包括傳感器、基本單元、信息處理單元以及信息驅(qū)動單元等。傳感器將變量傳輸給信息處理單元，而當前傳感器技術(shù)更新速度較快，一般情況下其變量都是呈數(shù)字化形式的；信息處理單元集中存儲數(shù)據(jù)，主要包括外部輸入命令和傳感器檢測信息。在處理結(jié)果基礎上，機電一體化系統(tǒng)根據(jù)相關程序進行特定指令發(fā)送，對整體系統(tǒng)運行進行有效控制。從這里可以看出，信息處理單元主要由不同控制功能構(gòu)成，機電一體化系統(tǒng)執(zhí)行結(jié)構(gòu)接收信息處理單元發(fā)送的控制信息和指令，并據(jù)此執(zhí)行相應動作，屬于運動功能部件，通常利用電磁機構(gòu)或機械機構(gòu)來實現(xiàn)[2]。

2 機電一體化在工程機械中的應用

2.1 在電子監(jiān)控中的應用

液壓系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)還有制動系統(tǒng)都是機電一體化的技術(shù)結(jié)構(gòu)，通過對這些結(jié)構(gòu)的利用，就能夠?qū)崿F(xiàn)對工程機械的監(jiān)控的作用。如果在工作的過程中發(fā)生一些問題，機電一體化的產(chǎn)品能夠啟動自動保護的模式，使得產(chǎn)品的安全性能大大提高，降低設備和人的損害，同時能夠及時通過相關的機制向工作人員進行預警。隨著科技技術(shù)快速發(fā)展，機電一體化技術(shù)在不斷進步，其在電子監(jiān)控中的應用已經(jīng)成為了工程建設的一種保障，不僅能提高設備的自動防護功能，同時還實現(xiàn)了設備的自動修復和防護的功能，提高了機械的運作效果，促進了工程井然有序展開[3]。

2.2 在耗能控制中的應用

現(xiàn)代工程機械的發(fā)展規(guī)模越來越大，能源的消耗數(shù)量也在不斷地上升。在現(xiàn)代機械工程發(fā)展的過程中，耗能控制對于工程機械的發(fā)展顯得越來越重要，在以往的工程機械能源運用過程中，耗能控制方面確實存在一些缺陷，但隨著技術(shù)不斷進步，在一些發(fā)達國家，他們的挖掘機都已經(jīng)開始采用新型的節(jié)能控制器，效果非常好。

2.3 在柴油機自動控制中的應用

由于工程機械的動力核心的機械功率的要求，在機器運行過程中，人們一般會采用柴油機作為發(fā)動機。機電一體化技術(shù)在應用之前，人們的目標一般都是放在如何降低柴油機的污染程度和降低柴油機的燃油消耗率上，將柴油機的性能不斷優(yōu)化。機電一體化技術(shù)應用之后，有效降低了廢氣的排放量，同時能夠提高柴油機經(jīng)濟效益。并且能夠自動的控制油門和調(diào)速器，根據(jù)工程機械的運作狀態(tài)來自行控制，同時做到在滿足工程機械的功率需求時提升柴油機的經(jīng)濟效益，降低排放指數(shù)。

3 機電一體化的發(fā)展趨勢

3.1 智能化

智能化趨勢是新時代以來技術(shù)發(fā)展的一個重要方向。人工智能在機電一體化的研究中逐漸得到更多重視。如現(xiàn)在的機器人與數(shù)控機床，就是一個很重要的應用體現(xiàn)。智能化是現(xiàn)代機械工程和傳統(tǒng)機械最大的區(qū)別，智能化也是機電一體化新技術(shù)最突出的優(yōu)點。正是由于機電一體化朝著智能化的方向發(fā)展，機電一體化技術(shù)才能實現(xiàn)自動報警、自動修復等一些比較先進的功能。相信隨著時代發(fā)展和技術(shù)進步，機電一體化的智能化水平還會不斷地提升。

3.2 微型化

微型化趨勢指的是機電一體化朝著微型機器和微觀領域發(fā)展的一種趨勢。微型化主要指的是不超過1cm3的機電一體化產(chǎn)品，并且向著更小的微米和納米邁進。由于這些產(chǎn)品自身的優(yōu)勢，體積小且耗能少，在很多的領域都能夠靈活運用，有著其他產(chǎn)品不可比的優(yōu)勢。

3.3 網(wǎng)絡化

由于網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展，經(jīng)濟和信息全球化的影響，一旦有新的機電一體化產(chǎn)品投入使用，如果其自身有著較強的質(zhì)量和功能，很快就能夠廣泛的應用到世界各地，網(wǎng)絡的一些遠程控制和終端設備的本身也利用了機電一體化技術(shù)。

3.4 基于機電一體化技術(shù)的人工智能發(fā)展

目前，人工智能效率與便捷程度非常高，最為顯著的例子就是智能手機的廣泛應用。而機電一體化技術(shù)在工程機械中的進一步發(fā)展更離不開人工智能技術(shù)的支持，基于機電一體化技術(shù)的人工智能更全面、合理地將機械工程與計算機技術(shù)進行融合，使工程機械實現(xiàn)全自動化控制效果，技術(shù)人員只需下達各種操作指令，相關設備就能取代人工進行作業(yè)。

4 結(jié)語

在機械工程中，機電一體化技術(shù)的應用優(yōu)勢已經(jīng)越發(fā)明顯，應用范圍也越來越廣泛。由于自身的技術(shù)優(yōu)勢得到了更多企業(yè)和人們的重視，發(fā)展趨勢也越來越好，因此，應該順應其發(fā)展趨勢，了解和掌握機電一體化技術(shù)，更好地參與到現(xiàn)代化的工程建設中去，以促進現(xiàn)代化工程機械建設蓬勃發(fā)展，機電一體化作為一種能夠融合計算機、機械和自動控制技術(shù)的新興技術(shù)，具有提高產(chǎn)品制造水平和性能等優(yōu)點，和傳統(tǒng)的工程機械相比，更加安全和方便。在機械生產(chǎn)中，機電一體化在工程機械中的應用在技術(shù)上取得了較大突破，極大地提高了工程施工的質(zhì)量和效率。