工程機械機電一體化技術的應用與發(fā)展

（合肥恒大江海泵業(yè)股份有限公司，安徽 合肥 231131）

引言

隨著電子技術水平的日新月異，工程機械設備也得到電子技術帶來的很大的便利，工程機械設備的性能得到了很大的提升。工程機械機電一體化技術的使用有效避開了人工測量隨機誤差偏大的缺點；而且可以將過去單一的機械式操縱系統(tǒng)很難實現(xiàn)的精細操縱自動化技術實現(xiàn)，使復雜的又需要高度熟練操縱的人工操縱作業(yè)變得簡單化，降低了一些職業(yè)的門檻，最終達到了提高成品的作業(yè)精度的目的。比如，當我們在推土機上添加激光導向和電液伺服控制技術后，鏟刀切土的深度會得到自動的控制，推土機的工作效率將會大幅的提升，需要的工時會相應的減少，有助于減少施工成本和節(jié)省施工時間，而且還降低了施工人員的工作強度。在過去傳統(tǒng)的工程機械使用中，燃料的能量利用率很低，大概在20%左右，在地球能源的日漸枯竭的背景下，人們迫切需要提高能量利用率，這已經(jīng)成為現(xiàn)代工程機械的一個新趨勢。

一、電子監(jiān)控及故障自診

在平時的機械設備使用中，各種故障不可避免地會出現(xiàn)，它們的出現(xiàn)不僅僅影響了工作效率，更嚴重的是埋下了極大的施工安全隱患。為了能夠避免或減少故障的發(fā)生，保護作業(yè)人員和設備的安全，我們可以采用電子監(jiān)控技術對工程機械的發(fā)動機、傳動系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)等的運行狀態(tài)進行監(jiān)視，通過各種類型的傳感器可以將這種理念實現(xiàn)。當外界的施工環(huán)境或機械自身發(fā)生故障時，監(jiān)控設備就會立即停止運行設備，到達及時保護人員和維修設備的目的。目前，由于種種原因電子監(jiān)控技術只在推土機、挖土機、裝載機等這類工程機械中使用。此外，塔式起重機和輪式起重機大多裝有微機控制的力矩限制器，一旦超負荷立即發(fā)出警報。從而可以防止翻車和斷臂事故，提高了作業(yè)安全性。在一些危險地區(qū)（放射性物質污染地區(qū)和高溫或水下等）工作的設備，電子監(jiān)控及故障自診可以減少由設備問題引發(fā)的事故，保證工作人員的安全。

二、工程機械中機電一體化技術的發(fā)展

（一）傳感器技術

雖然國內(nèi)的工程機械中機電一體化技術還有較大的提升空間，但是我們不能忽略的事實是，我國的工業(yè)技術越來越全面。比如傳感器技術日益發(fā)展成熟，可以為我國的一體化技術發(fā)展所用。傳感器將檢測物狀態(tài)改變的實時分析，轉化為有一定規(guī)律的信號，進行輸出。因為這個工作原理，傳感器在機械設備中得到了用武之處。比如，工業(yè)電子秤利用力學傳感器檢測被測物質壓力的改變，來進行重物稱量工作；發(fā)動機可以使用機油壓力傳感器或者冷卻水溫度傳感器來進行發(fā)動機運轉狀態(tài)的檢測和控制；瀝青攤鋪機上使用的傳感器，可以有效的解決攤鋪機在工作時難以自動找平和行走速度不穩(wěn)定的問題，還可以使得攤鋪出來預定的平整度、坡度和厚度的路面符合相關的技術要求。此外，雖然傳感技術水平隨著信息技術的發(fā)展得到了顯著地提升，而且使用市場越來越廣闊，但是在實現(xiàn)多樣化與智能化發(fā)展的方向上還有很長的路需要走，希望傳感技術可以發(fā)展的越來越好，從而進一步推動我國工程化的建設發(fā)展。

（二）電子控制理論

隨著電子控制理論的日益完善，很多領域都出現(xiàn)了它的影子，其在工程機械方面同樣可以有所作為。自動技術在機械設備上的應用以及推廣，受到了微電子技術的飛速發(fā)展的促進影響，而且該項技術漸漸成為研究領域的熱點問題。此外，系統(tǒng)智能化的發(fā)展也受到電子理論的影響，如在它的指導下進行的相關系統(tǒng)設計，設計后的系統(tǒng)仿真等。自動控制技術在工程機械作業(yè)的控制和操縱方面得到廣泛的應用，例如：攤鋪機應用基于CAN 總線的工程檢測系統(tǒng)，實現(xiàn)自動找平、行駛速度和車輛轉速控制?，F(xiàn)在，這種系統(tǒng)控制方法和自適度、模糊控制方法，在一些西方發(fā)達國家的工程機械行業(yè)已經(jīng)得到了大面積的使用。

三、計算機與信息處理技術

展望未來，計算機和信息處理技術是發(fā)展當仁不讓的助力。計算機是現(xiàn)代化中發(fā)展必不可少的設備，是信息社會中必不可少的工具。社會數(shù)字信息化水平越來越高，人工智能技術應運而生，給人們的生活帶來了便利。在人們的研究中發(fā)現(xiàn)，人工智能與工程機械機電一體化十分的契合，如果這種結合得到了很好的發(fā)展，那么未來的機械設備將具備一定的思維、判斷能力，將會顛覆傳統(tǒng)的生產(chǎn)理念，整個施工作業(yè)的過程會變得簡單高效，最主要的是大大減少了人力的投入。

另外計算機處理技術在對信息輸入、識別、變換、運算、存儲及輸出等等方面有很大的幫助，對機械設備工作中產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)可以有效地進行采集整理，方便以后對設備的調(diào)整維護，也有助于機械設備的高效運行。但是，不得不讓人注意的是，這個領域的很多研究尚且不夠成熟，比如人機接口銜接的智能化，可控編程的標準化技術等。希望有關科研人員可以攻克技術難題，創(chuàng)造帶來更好的發(fā)展前景。

綜合種種情況來看的話，機械設備工作效率的提高和改進問題已經(jīng)擺在我們面前，需要廣大科研工作者努力解決。此外我們也應該清楚的認識到，我國的工程機械機電一體化技術還有待提高，同西方發(fā)達國家還有一些差距，但是筆者堅信隨著中國科學技術水平的繼續(xù)提高，這一技術必將取得突破性的進展。