機電一體化在工程機械上的應(yīng)用與發(fā)展

劉 寧

(秦皇島市辰星房地產(chǎn)開發(fā)有限公司，河北省 066004)

在當(dāng)代機電一體化在工程機械中的應(yīng)用主要是通過電子控制系統(tǒng)來加以實現(xiàn)和應(yīng)用的。隨著電子控制系統(tǒng)在機械工程中的利用的比例越來越大發(fā)揮的作用也越來越明顯，工程機械中的電子控制系統(tǒng)使用的好壞直接影響到了工程機械施工的質(zhì)量和進度?？刂葡到y(tǒng)在工程機械中作用的不斷提升，給相關(guān)人員和維修技術(shù)人員提出更高的要求。

一、機電一體化概述

機電一體化就是指將微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)和機械技術(shù)結(jié)合在一起的一種新的綜合性技術(shù)。進入21世紀(jì)以來，我國的國民經(jīng)濟水平得到極大的提升，各種先進科技不斷發(fā)展，才促使了機電一體化的快速發(fā)展。尤其是在信息技術(shù)的大力發(fā)展推動下，更是給機電一體化提供了核心技術(shù)，為工程機械性能的完善提供了重要的技術(shù)支持。

1、機電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀。目前，工程機械正處于一個發(fā)展的關(guān)鍵階段，隨著機電一體化的引入，工程機械技術(shù)逐步實現(xiàn)了以機械、液壓、電子控制技術(shù)等多個環(huán)節(jié)綜合的技術(shù)模式，這種技術(shù)模式的應(yīng)用極大的提高和促進了工程機械的性能，也促使了工程機械在使用總更加的經(jīng)濟、安全和可靠。目前的工程機械制造系統(tǒng)中，采用機電一體化技術(shù)通常都是以微電子處理器為核心的工作模式，是在工程項目中通過對于各種系統(tǒng)裝置進行優(yōu)化和全面處理與總結(jié)的過程。在目前的社會發(fā)展中，隨著國民經(jīng)濟和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國工程機械應(yīng)用逐漸普及，這也為智能化與一體化發(fā)展提供了科學(xué)的指導(dǎo)方向。

2、工程機械的性能問題。要想研究機電一體化在工程機械中的應(yīng)用，不可避免的就要對工程機械的性能問題進行研究探討。在現(xiàn)代社會的發(fā)展進程中，工程項目中逐漸實現(xiàn)了機械化施工，這就在很大程度上提高了工程的建設(shè)效率，也節(jié)省了大量的勞動力成本。為了能夠進一步的提高工程機械的性能，使其運行效率得到較大程度的提高，人們逐漸開始研究如何實現(xiàn)機械的智能化、自動化。并且在電子控制系統(tǒng)的研發(fā)應(yīng)用推動下，現(xiàn)代機械的智能化、自動化在一定程度上得到了實現(xiàn)，這也是機電一體化發(fā)展的基礎(chǔ)。

二、機電一體化技術(shù)在工程機械中發(fā)揮的作用和應(yīng)用

1、監(jiān)控中的運用

工程機械中的電子監(jiān)控可以對工程機械的發(fā)電機、傳動系統(tǒng)、工作裝置等的運行狀態(tài)進行全面的監(jiān)控，自動發(fā)現(xiàn)問題，給維修人員提供一定的信息，幫助維修人員和機械使用員及時的發(fā)現(xiàn)問題和故障，并對設(shè)備進行檢查和維修，保證機械的正常運行，極大地提高了工作效率，降低了維修費用，減少不必要的損失，也可以避免重大故障的發(fā)生。

2、節(jié)能功能

在傳統(tǒng)的工程機械使用中能量的利用率比較低，比如說液壓挖掘機的能量利用率僅僅只有 30%左右，工程機械中電子節(jié)能控制器的運用，大幅度提高挖掘機等大型工程機械設(shè)備的能量利用率，一定程度上發(fā)揮到了節(jié)能的作用。電子節(jié)能控制器操作比較簡單，對機械的磨損也相對減少，從而提高了工作的效率。

3、使得稱量變得更加的精確

在工程機械設(shè)備中使用電子控制系統(tǒng)可以將稱量的過程自動化，對稱量系統(tǒng)實現(xiàn)微機控制，使得稱量更加精確，減少了誤差，提高了工作效率，同時采用自動化稱量系統(tǒng)還節(jié)約了人力，降低了施工人員的工作強度，高效、快捷，符合現(xiàn)代工程施工的要求。

4、機械操作的自動化能夠降低勞動強度

在工程機械施工操作中引入機電一體化實現(xiàn)操作的自動化或者半自動化，這樣大大降低了勞動強度，提高了工作效率，并且大大減少了因為操作者工作經(jīng)驗不足而造成的作業(yè)精度的影響。

5、其他應(yīng)用

現(xiàn)在一些電子控制的自動化變速器在推土機、裝載機等工程機械上的使用，能夠根據(jù)實際的施工要求來改變傳動系統(tǒng)的傳動化，這不僅能夠提高工作的效率，一定程度上還提高了燃料的經(jīng)濟性，簡化了人工的操作過程，降低了勞動的強度。比如在推土機、裝載機上面加上電子控制的自動變速器，它就能根據(jù)負(fù)荷的變化情況來自動改變傳動系統(tǒng)的傳動比，這不僅僅提高了發(fā)動機的工作效率，同時也提高了燃油的經(jīng)濟性，而且也降低了工作難度，減輕了勞動強度。

三、機電一體化在工程機械領(lǐng)域應(yīng)用的發(fā)展趨勢

機電一體化的發(fā)展依賴于電子、控制、光學(xué)、計算機信息等多種技術(shù)和學(xué)科的發(fā)展，其在工程機械領(lǐng)域的應(yīng)用趨勢可概括為以下幾點：

1、智能化

作為新世紀(jì)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。從目前看來，人工智能方面的研究越來越多，數(shù)控機床與機器人的智能化應(yīng)用就是其中的重要表現(xiàn)。我們通常所說的智能化是指在相關(guān)控制理論的基礎(chǔ)上，通過對運籌學(xué)、人工智能、模糊數(shù)學(xué)、計算機科學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)等新思想、新方法在工程機械上的分析和應(yīng)用，使工程機械的行為能夠具有判斷推理、邏輯思維及自主決策等能力，以滿足機電一體化的更高要求。雖然想使工程機械具有等同或接近人的智能是不可能的，但工程機械的智能化仍是是時代發(fā)展的大勢所趨。

2、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(biāo)準(zhǔn)化，這雖然比較復(fù)雜但卻至關(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。

3、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(yuǎn)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?？傊?，機電一體化將逐漸趨向網(wǎng)絡(luò)化和信息化。

4、環(huán)保化

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(yán)重的破壞，導(dǎo)致了自然資源的大量浪費。21世紀(jì)以來，社會對環(huán)保的關(guān)注和投入越來越多，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)計制造已經(jīng)成為新形勢下的必然趨勢。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。

5、系統(tǒng)化

系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征主要有 2點：一是工程機械系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)將進一步采用開放式和模式化的總體結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進行任意剪裁和組合，同時尋求實現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理；二是機械的通信功能將得到極大的提高。

結(jié)束語

機電一體化在工程機械上的應(yīng)用實踐表明，其的確可以在提高機械使用質(zhì)量，運行效益和人員配置效率方面發(fā)揮著積極作用，如何更好的將融入到工程機械領(lǐng)域中去，是未來發(fā)展規(guī)劃方案中的重要議題，這也是毋庸置疑的。強化機電一體化理論研究和探索，積極學(xué)習(xí)先進國家的技術(shù)理論，為進行機電一體化技術(shù)的實踐打下夯實的理論基礎(chǔ)；注重機電一體化技術(shù)人才的培養(yǎng)，使得其能夠適應(yīng)機電一體化的生產(chǎn)要求，做好機電設(shè)備的保養(yǎng)和維護，使得其處于良好的運轉(zhuǎn)狀態(tài)。

［1］臧秋聲。談機電一體化在工程機械中的應(yīng)用［J］。民營科技，2013

［2］鄧培彬。在工程機械中機電一體化技術(shù)的應(yīng)用［J］。低碳世界，2013