淺談機電一體化的發(fā)展及其在工程機械中的應(yīng)用

摘要：隨著計算機技術(shù)快速發(fā)展和被廣泛的應(yīng)用，機電一體化得到了前所未有的大發(fā)展，它已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于工程機械領(lǐng)域當中。機電一體化是一種復(fù)合的技術(shù)，是微電子技術(shù)、信息技術(shù)與機械技術(shù)相互滲透的產(chǎn)物，也是機電工業(yè)發(fā)展的趨勢。因為在現(xiàn)代的工程施工中，機械性能、自動化程度等等都是會直接影響施工工藝的，而機械的電子與電氣控制系統(tǒng)部分的質(zhì)量與性能也是會影響到機械的可靠性、經(jīng)濟性、動力性、生產(chǎn)效率、施工質(zhì)量和使用壽命的，所以其重要程度可想而知。本文就簡述了機電一體化的發(fā)展狀況與趨勢及其在工程機械中如何得到應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：機電一體化 發(fā)展 工程機械中的應(yīng)用

1.機電一體化的概述

我們所熟知的機電一體化技術(shù)就是將微電子技術(shù)、電工電子技術(shù)、機械技術(shù)、傳感器技術(shù)、接口技術(shù)、信息技術(shù)、信號變換技術(shù)等多種技術(shù)進行結(jié)合，并綜合應(yīng)用到實際中去的技術(shù)。它是將機械裝置、電子設(shè)計和軟件結(jié)合起來的系統(tǒng)總稱。所以是自動化生產(chǎn)設(shè)備幾乎就可以說成是機電一體化設(shè)備。

現(xiàn)代的工程機械正處于一個發(fā)展時期，引入機電一體化技術(shù)，使液壓、機械和電子控制等技術(shù)有機的結(jié)合，極大的提高了工程機械的各項性能。

2.機電一體化發(fā)展狀況和趨勢

2.1機電一體化發(fā)展狀況大致可分為3個階段

第一階段是初期階段，指在20世紀60年代以前，這一時期，人們利用電子技術(shù)來簡單的完善機械的產(chǎn)品和性能。特別是在第二次世界大戰(zhàn)，更加刺激了機械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合，軍用技術(shù)在戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為了民用，這對那時的經(jīng)濟恢復(fù)起到了很大的作用。因為，在那時機電結(jié)合多是自發(fā)的行為，尚未達到一定的水平，固其結(jié)合還不能夠得到廣泛而深入的發(fā)展。

第二階段是蓬勃發(fā)展的階段，指在20世紀70～80年代，這一時期，隨著計算機通信與控制技術(shù)的發(fā)展，為機電一體化奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。微型計算機和大規(guī)模的集成電路迅速發(fā)展起來，這就為我們今后的發(fā)展提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。

第三階段是向智能化邁進的新階段，指在20世紀90年代后期，在這一時期，通信與光學(xué)技術(shù)進入了機電一體化，細微的加工技術(shù)開始嶄露頭角，并出現(xiàn)了像微機電一體化和光電一體化這樣的新分支。同時，因為人工智能、光纖及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)取得很大程度上的進步，也為機電一體化開辟的廣闊的天地。通過對這些技術(shù)的研究，促使機電一體化逐步建立了完整的科學(xué)體系。

2.2機電一體化發(fā)展的趨勢

因為機電一體化是集電子、機械、光學(xué)、控制、信息、計算機等多學(xué)科的綜合體，它的發(fā)展與進步是與技術(shù)的不斷創(chuàng)新分不開的。所以，其主要發(fā)展方向如下：

①模塊化

模塊化是一項重要的工程。由于機電一體化產(chǎn)品的種類比較多，研發(fā)具有標準接口產(chǎn)品單元是非常復(fù)雜的工作。如研發(fā)智能調(diào)速、動力及控制單元、完成典型操作的機械裝置，可利用標準單元很快的開發(fā)出新產(chǎn)品，擴大生產(chǎn)規(guī)模。由于利益方面的沖突，很難制定國內(nèi)和國際之間的標準，但是可以通過組建一些比較大的企業(yè)來逐漸形成統(tǒng)一。可以肯定的是，模塊化將給機電一體化企業(yè)帶來美好的前景。

②智能化

作為21世紀技術(shù)重要發(fā)展方向，智能化得到了更多的重視，如數(shù)控機床和機器人就是智能化重要的應(yīng)用方面。我們使機電一體化產(chǎn)品能夠具備與人完全相同的智能幾乎是不大可能，但高性能的微處理器使產(chǎn)品賦有低級或人的部分智能，是完全可能且是生活生產(chǎn)中完全必要的。

③網(wǎng)絡(luò)化

20世紀90年代，為網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展做出突出貢獻的就是計算機技術(shù)。它不但給科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)帶來了發(fā)展，而且給政治、軍事、教育乃至日常生活帶來的巨大的變化。網(wǎng)絡(luò)化已經(jīng)將全球經(jīng)濟生產(chǎn)聯(lián)系到了一起，企業(yè)間的競爭與合作也將全球化。現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)作為家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成為大勢所趨，這樣就可以享受各種高科技帶來的便利。

④微型化

它興起于20世紀80年代末，是機電一體化向微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。微型機電一體化產(chǎn)品體積小、能耗少、運動靈活的特點將在生物醫(yī)藥、軍事等方面帶來巨大的變革

⑤綠色化

隨著人們意識的不斷提高，保護資源環(huán)境已經(jīng)得到了越來越多的重視。綠色產(chǎn)品在設(shè)計、生產(chǎn)制造、使用和銷毀這一連串生命過程中，要符合特定的環(huán)境和健康要求。綠色化是具有很大的發(fā)展前途的。

⑥系統(tǒng)化

其表現(xiàn)特征就是系統(tǒng)體系進一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)，還有就是通信功能加強。未來機電一體化產(chǎn)品會更加注重與人之間的關(guān)系。

3.機電一體化在工程機械中的應(yīng)用

3.1機電一體化技術(shù)在旋挖鉆機上的運用

旋挖鉆機是我國近幾年來廣泛采用的一種重要工程機械，其主要集中在大型的樁基礎(chǔ)施工中。旋挖鉆機因為施工時工藝較為復(fù)雜，且過程中要求的精度相對較高，所以就要引進自動化控制功能以提高施工時的精度和整體效率。其最常見的有兩種功能：一種是鉆孔工程自動回位功能，一種是鉆桅自動調(diào)垂直功能。

3.2機電一體化中的遙控技術(shù)在工程機械上應(yīng)用

隨著工程機械功能的不斷擴展，遙控技術(shù)被運用到了很多環(huán)境中。其很多時候是出于為了操作的便利和保護操作的人員。例如在水泥混凝土的泵車上就廣泛的采用遙控技術(shù)，還有一些小型多功能的產(chǎn)品上也有應(yīng)用到。

3.3機電一體化在路基機械設(shè)備中的應(yīng)用

現(xiàn)今，機械化施工已成為道路建設(shè)的行業(yè)趨勢，這就使我國道路修建事業(yè)向著現(xiàn)代化、專業(yè)化及規(guī)范化方向發(fā)展。路基工程機械化施工，就是通過合理選擇施工時的機械，科學(xué)合理的完成工程作業(yè)。對路基機械化的重點就是要對設(shè)備進行機電一體化，做到機械化，要做到以下幾點：第一，選用合適的設(shè)備充分發(fā)揮其效率，在施工時要確保技術(shù)和質(zhì)量標準，做到配套機械和周圍環(huán)境要協(xié)調(diào)一致在滿足使用要求的同時減少人員工作的強度等等。第二，確保機械的養(yǎng)護和維修，提高機械的完整度，在設(shè)備的管理中要擁有保養(yǎng)和維修計劃，保證在機械生產(chǎn)期間能夠高效的使用。把設(shè)備生產(chǎn)使用中的運轉(zhuǎn)效率作為關(guān)注的重點，要使在設(shè)備故障出現(xiàn)時對機械的影響程度達到最小。在道路路基施工中要考慮到故障機械設(shè)備對整個工程的質(zhì)量影響、維修費及其影響質(zhì)量效果的程度比重。

以道路路基工程水泥混凝土攪拌設(shè)備為例，它就應(yīng)用了先進的控制電子稱量的系統(tǒng)，這就使其稱量過程實現(xiàn)了現(xiàn)代化，出成品料的效率和精度得到了保證。在瀝青混凝土攤鋪機中應(yīng)用了自動找平系統(tǒng)，這就使工程質(zhì)量得到了很大程度上提高，同時在供料系統(tǒng)中引進超聲波技術(shù)等，這些都有效的提高了瀝青混凝土攤鋪機的作業(yè)質(zhì)量。還有我們所熟知的鏟運機鏟斗刀刃、推土機鏟刀和平地機刮刀中都應(yīng)用了電子控制系統(tǒng)，這樣就使作業(yè)的精度和效率得到提高，有效降低了勞動的強度。總之，機電一體化技術(shù)在道路路基機械設(shè)備中被廣泛的應(yīng)用，它也將受到越來越多的重視，為道路建設(shè)做出應(yīng)有的貢獻，而作為設(shè)備的使用者和管理者，要能夠順應(yīng)發(fā)展，學(xué)習(xí)和掌握機電一體化技術(shù)，只有這樣才能參與到現(xiàn)代化工程建設(shè)中，為建設(shè)事業(yè)做出貢獻。

4.結(jié)束語

隨著機電一體化技術(shù)的不斷發(fā)展，各種產(chǎn)品和裝置中實現(xiàn)了機電一體化，這樣就有利于實現(xiàn)整體的優(yōu)化，提高了產(chǎn)品本身的質(zhì)量和生產(chǎn)效率，縮短開發(fā)產(chǎn)品的準備周期，也加速了成果向商品的轉(zhuǎn)化，這樣就有利于推動各產(chǎn)業(yè)發(fā)生變革，隨著對產(chǎn)品不斷的研發(fā)和高精密儀器設(shè)備的生產(chǎn)，要求新一代的機電一體化技術(shù)朝著智能化、系統(tǒng)化、微型化等方向發(fā)展，這樣就可以為國家?guī)砀蟮慕?jīng)濟社會效益。

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