機電一體化在工程機械上的應(yīng)用與發(fā)展

王健 王玉

摘 要：機械一體化又被人們稱之為機械電子學，它是一種綜合技術(shù)，包括機械技術(shù)，電工電子技術(shù)，微電子技術(shù)，傳感器技術(shù)等眾多技術(shù)。它已經(jīng)越來越多的應(yīng)用在了工程機械中，在這個領(lǐng)域已經(jīng)取得了一定的成就。機械一體化不僅能夠使工程機械的效率提高，而且能夠節(jié)省大量的人力勞動。在未來世界中，機電一體化將會有著更為廣闊的發(fā)展空間。 本文主要探討了機電一體化在工程機械上的應(yīng)用與發(fā)展。

關(guān)鍵詞：機電一體化；工程機械；應(yīng)用；發(fā)展

機電一體化在工程機械的應(yīng)用中，電子控制系統(tǒng)尤為重要，相關(guān)工作人員對電子控制系統(tǒng)的使用是實現(xiàn)機電一體化應(yīng)用的關(guān)鍵，對工程機械的施工質(zhì)量和施工進度有著較大的影響，就目前來看，機電一體化技術(shù)已經(jīng)成為工程機械工作人員必須掌握的技術(shù)之一。

一、機電一體化在工程機械中的應(yīng)用與作用

（一）電子監(jiān)控中的應(yīng)用

工程機械中電子監(jiān)控的主要作用是對發(fā)動機、傳動系統(tǒng)、工作裝置等的運行狀態(tài)進行全面的監(jiān)控，給維修人員及時的傳遞各系統(tǒng)的運行情況和信息，以便于其及時發(fā)現(xiàn)故障，解決故障，確保各項設(shè)備、各系統(tǒng)的正常運行，如果監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)問題，一旦發(fā)生故障，工作人員很難及時發(fā)現(xiàn)，這會對整個工程機械的運行造成極大影響，嚴重時會導致整個運行系統(tǒng)的癱瘓，從而帶來不可估量的經(jīng)濟損失。

（二）節(jié)能作用

傳統(tǒng)的工程機械設(shè)備對能量的利用率比較低，這就造成了能源的極大浪費，不符合可持續(xù)發(fā)展的原則，例如液壓式挖掘機的能量利用率僅為30%，機電一體化技術(shù)能夠借助電子節(jié)能控制器提高大型設(shè)備的能量利用率，這對工程機械的節(jié)能有著重要作用，由于操作簡單，電子節(jié)能控制器能夠減少設(shè)備的磨損，變相提高了設(shè)備的使用年限，對提高工作效率也有著積極意義。

（三）精確稱量

如何精確稱量一直是工程機械中的一個重要問題，機電一體化技術(shù)中的電子控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)稱量的微機控制，將整個稱量過程自動化，這就大大減少了人為誤差對稱量結(jié)果的影響，同時提高了測量結(jié)果的精確度，此外，這種自動化的稱量程序減少了人力的使用，對節(jié)省人力資源也有著重要的意義，符合現(xiàn)代施工高效、快捷的原則要求。

（四）降低勞動強度

傳統(tǒng)的工程機械施工操作中對工作人員的要求十分高，這是由于其工作強度大、工作量大的原因，機電一體化技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)工程機械的自動化、半自動化，許多之前需要大量人力的工作都由機電技術(shù)中的控制系統(tǒng)代替，這就大大降低了工程機械施工過程中的勞動強度，同時人力操作會由于工作人員自身的原因?qū)κ┕べ|(zhì)量造成一定影響，而機電一體化的應(yīng)用能夠避免這一現(xiàn)象的發(fā)生，對提高工作準確度也有著重要意義。

（五）其他應(yīng)用

傳統(tǒng)的裝載機、推土機等大型設(shè)備并不會根據(jù)實際的負載量調(diào)整自身的傳動，例如一些很少的工作量，設(shè)備不會智能調(diào)小其傳動，這在一定程度上浪費了能源，機電一體化技術(shù)的應(yīng)用能夠在這些大型設(shè)備上增加電子控制的自動化變速器，這些設(shè)備可以根據(jù)實際的負載量來調(diào)整傳動，實現(xiàn)利用最小的傳動完成工作，這樣能夠節(jié)省能源，從而節(jié)省經(jīng)濟成本，同時這種電子控制的自動化變速器能夠?qū)崿F(xiàn)大型設(shè)備的半自動化，降低了設(shè)備的操作難度，為工作人員減輕了勞動強度。

二、機電一體化在工程機械領(lǐng)域應(yīng)用的發(fā)展趨勢

（一） 智能化

作為機電一體化的重要發(fā)展方向，在工程機械領(lǐng)域，智能化的應(yīng)用趨勢將更加明顯。目前，現(xiàn)代工程機械上傳感器得到廣泛應(yīng)用，發(fā)動機應(yīng)用冷卻水溫度傳感器、機油壓力傳感器等來檢測和控制發(fā)動機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)；瀝青攤鋪機上角位移、傾角等傳感器的應(yīng)用使攤鋪機在工作時實現(xiàn)自動找平且行走速度不變，攤鋪出來預(yù)定的平整度、坡度和厚度的路面。隨著傳感器技術(shù)的迅猛發(fā)展，可靠性與穩(wěn)定性不斷提高，精度越來越高，采集信息的范圍越來越廣，并將向集成、多功能化和智能化方向發(fā)展，未來越來越多種類的傳感器將應(yīng)用到工程機械上。

（二）模塊化

隨著科技的進步和社會分工的不斷深入，機電一體化產(chǎn)品的種類和數(shù)量也越來越多，因此，機械產(chǎn)品的電氣接口、動力接口和機械接口等的生產(chǎn)一定要實現(xiàn)標準化，這雖然比較復雜卻至關(guān)重要，所以說，模塊化是工程機械機電一體化發(fā)展的一項長期而又艱巨的任務(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、減速于一體的動力單元，或具備圖像處理、視覺、識別等功能的控制單元等。唯有如此，才能促進社會的進一步分工，加快新產(chǎn)品的研發(fā)速度，擴大工程機械的生產(chǎn)規(guī)模。模塊化必將進一步促進機電一體化在工程機械中的應(yīng)用。

（三）信息化

計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展也必將促進機電一體化在工程機械中的應(yīng)用。新型的機電一體化產(chǎn)品只要質(zhì)量可靠、功能強大，具有很好的經(jīng)濟價值和社會價值，就會在最短的時間內(nèi)借助網(wǎng)絡(luò)迅速暢銷。此外，遠程控制技術(shù)和監(jiān)視技術(shù)將會在工程機械中得到越來越多的應(yīng)用。總之，機電一體化將逐漸趨向網(wǎng)絡(luò)化和信息化。

（四）電子控制理論

隨著以微電子為核心的高新技術(shù)推動了自動控制技術(shù)在工程機械上應(yīng)用和推廣，成為工程機械現(xiàn)代化的重要標志。在控制理論的指導下，進行系統(tǒng)設(shè)計，設(shè)計后的系統(tǒng)仿真等。自動控制技術(shù)可應(yīng)用于工程機械作業(yè)的控制和操縱，比如攤鋪機應(yīng)用基于 CAN 總線的工程檢測系統(tǒng)，實現(xiàn)自動找平、行駛速度和車輛轉(zhuǎn)速控制。目前，最優(yōu)控制方法和自適度、模糊控制方法被國內(nèi)外工程機械行業(yè)廣泛采用。

（五）環(huán)保化方向發(fā)展

近年來，公眾的環(huán)保意識也在不斷加強，綠色產(chǎn)品的概念和設(shè)計制造已成為新形勢下的必然趨勢。工業(yè)化進程的不斷深入雖然在很大程度上改善了人類的生活質(zhì)量，但也對我們的生存環(huán)境造成了嚴重的破壞，導致了自然資源的大量浪費。工程機械產(chǎn)品在其設(shè)計、制造、使用和銷毀的每個環(huán)節(jié)，都要適應(yīng)環(huán)保的要求，滿足人類對健康的需求，提高資源的利用效率。所以，綠色機電一體化產(chǎn)品將會在工程機械中占據(jù)優(yōu)勢。

三、結(jié)論

機電一體化已形成了一種獨立的新型科學體系，隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新，其內(nèi)容也會不斷更新發(fā)展。從而實現(xiàn)高質(zhì)量、多功能、低能耗的價值和功能。機電一體化技術(shù)在工程機械中的應(yīng)用將越來越廣泛，地位也越來越重要。為了能夠早日將機電一體化技術(shù)的優(yōu)勢大放光彩，還需要在研究方面加大力度，使機電一體化水平得到提高，以得到長足發(fā)展。

參考文獻：

[1]張新杰.淺析機電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J].機械與電子，2009，（11）.

[2]宋帥.機電一體化在工程機械上的應(yīng)用與發(fā)展[J].科技風，2014，（19）：122-122.

[3]謝晶晟.機電一體化在工程機械上的應(yīng)用與發(fā)展[J].電源技術(shù)應(yīng)用，2014，（3）：197-197.

[4]張彬.論機電一體化技術(shù)在現(xiàn)代工程機械中的應(yīng)用與發(fā)展[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2012，24