機電一體化在工程機械中的應用研究

張占福，于建立

（石家莊鐵道大學四方學院，河北　石家莊　051132）

工程技術

機電一體化在工程機械中的應用研究

張占福，于建立

（石家莊鐵道大學四方學院，河北石家莊051132）

就機電一體化在工程機械中的應用及其未來發展趨勢進行了詳細的闡述。同時機電一體化故障自診

工程機械；機電一體化；應用；發展趨勢

引言

當前，工程機械行業發展迅速，企業對機械設備的需求與日俱增，對機械設備運行效率、自動化水平、運行安全可靠性要求越來越高，傳統的機械自動化技術已無法滿足社會生產要求。若繼續采用傳統機電自動化，無疑會限制社會生產力的向前發展，且不符合節能生產要求，不滿足工程施工精度控制要求。因而必須采用自動化水平高的機電一體化技術。

1　機電一體化在工程機械中的應用

1.1工程機械節能施工中的機電一體化

傳統工程機械工作時機械運行效率低，往往需要消耗大量的能源，且能源利用率低，非常不符合經濟性原則。主要是因為傳統機械經常處于超載運行狀態之下，而沒有嚴格按照機械的額定功率來使用，導致工程機械做出大量無用功，能源過渡消耗［1］。而工程機械引入機電一體化之后，這一狀況就得到了很好的改善。在機電一體化的運行下，首先工程機械運行被很好的控制在額定功率范圍內，這就大大提高了機械做出的有用功；其次，根據工程機械實際工作情況與施工需要，還可以對機械功率進行靈活的調節，降低機械運轉對能源的消耗。因此，工程機械應用機電一體化有利于能源的節約。

1.2工程機械監控方面的機電一體化

機電一體化在工程機械中的應用，為其提供了故障自診技術、電子監控技術和自動報警技術。運用這些技術對工程機械運行狀態進行在線實時監控，傳動系統、制動系統、液壓系統和人機界面操作系統等所有系統都將處于有效的監控范圍之內［2］。當某一系統發生故障或異常時，在電子監控系統的有效監控下，自動報警系統會在第一時間內發出警報，同時故障自診技術對故障進行定位、診斷與分析，找出故障發生的具體位置與故障發生的原因，并作出故障處理決策，將故障隔絕起來，從而避免故障對系統繼續造成影響，保障系統持續正常運行。可見，機電一體化在工程機械中的應用有利于提高工程機械系統運行的可靠性，提高機械設備工作效率，改善人員工作環境。

1.3工程機械施工精度控制中的機電一體化

工程機械應用機電一體化所產生的有利改變不僅是實時監控和能源節約，還有工程施工精度的控制。機電一體化中的電子控制系統可以有效提高工程機械稱量過程的自動化水平，提高稱量的精度，減小由人工測量所帶來的誤差給工程施工造成的負面影響，從而可以很好的保證機械加工出成品的精度，提高工程機械制造產品合格率［3］。另外，電子自動測量技術在工程機械施工中的運用，也可以大大提高工程施工精度，降低產品加工誤差，而且該技術還可以在很大程度上減輕工作人員勞動強度，節省人力資源，提高工程機械自動化、現代化運作水平。

2　機電一體化未來發展趨勢

就機電一體化當前發展狀態與在工程機械等領域應用情況來看，其不但應用前景廣闊，而且發展態勢良好，且在當前取得成果基礎上未來還會向著更大的目標前進。整體而言，微型化、智能化和信息化是機電一體化未來發展的三個主要方向。

2.1微型化

不管是互聯網行業，科研領域、醫學領域還是機械制造行業，都在向著微型化方向發展。就機電一體化產品制造行業而言，其產品設計、加工與生產也在逐漸趨于微型化，許多機電制造商正積極致力于研發出微型機電一體化設備，在不影響各項功能正常使用的前提下實現設備體積與重量的減小［4］。在機電一體化微型化發展進程中，國外已研發出了一套電子機械系統設備，該設備尺寸大多不超過1cm3，處于國際領先水平，且逐漸向著納米級進攻。體積小、低能耗的微型機電一體化產品不僅適用于諸多領域，而且在各個領域中均占據明顯優勢地位，對推動全球機械行業快速發展具有重要意義。

2.2信息化

所謂機電一體化就是指在綜合運用多種技術下所設計出的一種設備。所以綜合性、多功能性是機電一體化設備擁有的最突出、最基本特點。伴隨網絡信息技術在機電一體化中應用地不斷深入與成熟，信息化將成為機電一體化未來發展的一大主流趨勢。網絡信息技術中的遠程控制技術、監控技術、大數據處理技術等各種技術在機電一體化中的應用都有可能使機電一體化誕生出新的產品，設計出質量更可靠、設備性能更穩定、功能更強大的機電一體化產品［5］。實際上，遠程控制終端就屬于一種機電一體化設備。伴隨網絡在世界范圍內的越來越普及以及信息技術發展的越來越成熟，機電一體化與網絡信息技術之間的融合也將會越來越密切。

2.3智能化

根據其他領域和國外發達國家研究成果所受啟發，目前已經有研究學者嘗試將計算機科學、運籌學、動力學、人工智能等多種新理論方法與智能化技術融入到機電一體化當中，以實現對機電一體化技術水平的進一步增強和拓展，實現機電一體化的智能化運作。人工智能、計算機科學、心理學等技術在機電一體化中的引用可以賦予機電一體化產品一定的判斷能力、自主決策能力與邏輯思維，從而促進機電一體化產品功能的有效提升。而將擁有智能化功能的機電一體化應用到工程機械當中，對人類的智能進行模擬，對機械設備行為進行描述，無疑會使機電一體化在工程機械中占據更大優勢，使工程機械對機電一體化產生更強的依賴性。

3　結語

機電一體化本身發展及其在工程機械中的應用無疑具有重要的現實意義和價值。在現代化信息技術飛速發展的二十一世紀，我國應加強與發達國家之間的合作，引進國外先進機電一體化設備與生產技術，并加大機電一體化研究力度與深度，不斷提高機電一體化水平，提高工程機械施工水平，努力使我國整體機械化水平、機電一體化水平提升到一個新的高度。

［1］陳偉洪.機電一體化技術在現代工程機械中的發展運用分析［J］.裝備制造技術，2014（1）:77-78；89.

［2］趙耀輝.評析機電一體化技術在工程機械中的應用［J］.門窗，2014 （8）:114.

［3］鄭媛.工程機械中機電一體化技術的應用研究［J］.中國高新技術企業，2015，19:54-55.

［4］邱富永.淺談機電一體化技術在工程機械中的應用［J］.科技致富向導，2014，36:109.

［5］張彬.論機電一體化技術在現代工程機械中的應用與發展［J］.現代商貿工業，2012（5）:180.

（編輯：苗運平）

Application of Mechatronics Engineering Machinery

Zhang Zhanfu，Yu Jianli
（Shijiazhuang Railway Institute Quartet College，Shijiazhuang Hebei051132）

Electromechanical integration in the application of engineering machinery and its future development trend are detailed described.Fault self-diagnosis and mechanical and electrical integration technology to locate faultare analyzed to find out the location of the failure and the cause of the failure，and fault handling is indicated so as to avoid failure ofmechatronics system continue to affect and safeguard system continues to run normally.

mechatronics；application；trend of construction；machinery

TU60

A

2095-0748（2016）11-0038-02

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.11.16

2016-04-25

張占福（1978—），男，天津人，本科，助理工程師，研究方向：機械工程及自動化。

技術對故障進行定位、診斷與分析，找出了故障發生的具體位置與故障發生的原因，并做出故障處理決策，從而避免故障機電一體化系統繼續造成影響，保障系統持續正常運行。