機電一體化技術在工程機械中的應用

孫明照

摘 要：機電一體化技術是一個能夠將微電子和機械技術完美融合在一起的新興技術，機械的人性化、自動化和智能化等要求能夠得到實現，這也是提升機械設備工作效率和自動化水平的重要手段，滿足了人們安全性、可靠性和經濟性的要求。下面本文首先簡單分析一下機電一體化在工程機械中的應用現狀。

關鍵詞：機電一體化技術 工程機械 應用

1、工程機械機電一體化技術概述

1.1工程機械現狀分析

從本質上來說，如果我們想要有效的提高工程機械的應用效率，把機電一體化技術引入其中，就必須要對工程機械的使用性能有一個充分的了解，才能對工程機械中的機電一體化進行系統的探究。隨著社會經濟的不斷發展，工程項目中的人力作用已經在逐漸的消退，取而代之的是機械化施工，機械化在工程中的施工可以很大程度上減少施工中的人力成本，還可大大提高工程的運行效率。要想使施工進程的工作效率最大化，就要逐步對機械性能進行更新，電子信息系統的應用與探索在不斷促進機電一體化的發展進程，所以現階段的工程機械所面臨的要求就是要把機電一體化應用到工程機械當中。

1.2機電一體化的概述

就針對于目前的實際情況來看，我國的工程機械依然處于關鍵的發展時期，所以將機電一體化應用到工程機械當中成為現階段發展階段的必然要求，機電一體化的應用可以促進工程機械的發展，并且使得機械工程逐步地向綜合且系統的趨勢發展，這樣會大大提高工程機械的運行效率，而且也會對工程機械的投入使用效果進行改善，提升經濟性以及可靠性。在現階段的工程機械的制造過程中對機電一體化的使用主要體現在微電子處理器方面，以此來實現綜合的處理以及優化、總結項目中的系統設備。隨著當前經濟水平的不斷提升，隨之而來的工程機械的發展在不斷為機電一體化引導發展方向。在現階段的工程項目發展過程中，電子設備的應用依舊是運行的主體，并且相關的技術也在工程機械的運行過程中被大范圍的引用，比如工程中設備運行過程中的自主故障消除與檢測以及實時動態檢測等，而且電子控制設備也在安全、高效以及經濟的應用至大型的工程機械當中。根據可靠的調查數據顯示，我國對工程機械的進口數量在不斷提升，這也是當前機械工程在發展中面臨的重要問題。

2、機電一體化在工程機械中的應用技術

自工程機械應用步入機電一體化時代以后，圍繞新體系的技術環節也在不斷增多。文章介紹幾種機電一體化在工程機械中的常用應用技術，希望為工程機械應用領域發展提供更多有效參考。

2.1傳感器檢測技術

傳感器檢測技術能夠將非電量轉換為電量，它是基于電信號轉換的功能塊，在工程機械中，它實現了最佳數據的現實與控制過程。現代傳感器檢測技術基于信息技術與計算機技術體系之上，在工程機械中采用傳感器能夠提高機械設備本身的抗干擾性、靈敏性與穩定性，同時確保設備具有一定的抗沖擊能力與氣候適應能力。考慮到工程機械的主要作業特點，它對傳感器的密封、耐磨要求較高。工程機械中車用傳感器的溫控精度要控制在40～130℃，且保證其變化幅度小于1%。可考慮利用高度發達的電子器件來將微控制器作用于固態傳感器配套部件之中，用以實現對工程機械的溫度補償標準化與線性化。

2.2信號處理I/O接口技術

現代工程機械設備越來越講求對信號的多元化表現形式，例如在機械設備中加入微處理器來結合I/O接口技術實現對信息信號的有效處理過程，再配合傳感器檢測機械設備中的各種信息，對它們進行必要的邏輯分析、判斷、轉換，最后綜合執行機構控制指令。另外，工程機械設備也加入了自診斷功能，基于I/O接口技術來實現信息優化，通過系統顯示、應答與可靠傳輸來完成人機交互過程。利用單片機實現數據采集、傳遞與處理也是目前工程機械設備的重要技術環節，它對電信號變換與電平轉換電子線路進行了相應改造，基本實現了I/O接口電路的有效構建過程。

2.3工程機械故障診斷技術

融入了機電一體化系統的新型工程機械其運行噪聲、燃料成本更低，減輕技術操作人員的工作壓力，也提高生產效率。但工程機械由于涉及諸多技術環節，其發生故障是在所難免的。機電一體化系統中的安全容錯體系就能幫助工程機械規避風險。它的故障自診斷功能模塊可以服務于工程機械的各個部位，借助電子檢測控制系統來發現設備異常，再根據特定算法判斷具體故障位置，第一時間實現對設備的有效定位及修復。從現有的電子故障診斷技術體系來看，主要包括發動機傳動系統及金屬微粒含量分析儀器、工程機械金屬磨耗原子光譜吸收儀、紅外線分光光度儀、超聲波探傷儀等。

3、機電一體化在工程機械中的技術應用

3.1機電一體化技術應用于柴油機的自動控制

工程機械的動力核心和機械功率有著很高的要求，所以通常采用柴油機。在機電一體化技術應用以前，人們的目光主要放在了降低柴油機污染物等級和提高柴油機的燃油耗率等方面去進行傳統的柴油機優化。而將其應用柴油機控制之后，這有效降低了柴油機排放的廢氣量，有效提升了柴油機的動力性能和經濟性。這樣柴油機還能夠以工程機械的運行狀態為依據恰當的調整其工作狀態，并能夠實現對才有機會油門和調速器的自動控制，進而實現了才有機會的自動升溫控制盒自動啟動停止控制等，在滿足工程機械的功率需求的基礎上有效提升了柴油機的經濟指標，達到降低排放指標的目的。

3.2工程機械中應用故障自動診斷、自動報警和電子監控技術

在工程機械的實際運行情況下，工程機械的液壓系統、制動系統、工作裝置、傳動系統和發動機等運行系統不論哪個出現故障，都會導致工程機械不能夠正常使用，如果不能快速判斷工程機械發生故障的部位，需要大量的物力人力對其進行維修。而將故障自動診斷、自動報警和電子監控技術應用到工程機械中去之后，工程機械在運行時不論哪一個部分出現了故障或者發揮不靈敏，電子系統都會自動的發出警報提醒工作人員，粗壯之外還訥訥夠準確的判斷出出現毛病的部位，進而提升了工程機械的工作效率，還能夠減低駕駛人員的工作緊迫感。

3.3實現工程作業的半自動化或自動化

其能夠實現工程作業的半自動化或自動化，有效提高了工程機械的自動化水平，減少了因人工失誤導致工程建設質量受到影響的情況發生，實現了工程建設精度的提高，提高了工作效率。比如很多國產的大型工程機械都配置了電子系統控制的自動變速箱，如推土機、挖掘機等大型工程機械，其能夠提高燃油的經濟性能，對發動機功率進行有效控制，并減少了人工的操作。

3.4與傳感器融合

將機油壓力傳感器等裝置轉配到發電機中去，可以先行對監控工作狀態的實時監控，實現可調控的工作狀態。將傳感器裝配到瀝青鋪路機上去，可以實現鋪路機的勻速前進，而且可以自動找平。根據目前集約化和多樣性的信息采集發展方向，可以預測未來傳感器必將蓬勃發展。

總之，機電一體化技術為工程機械應用所帶來的優化提升是全方位的，它的智能化、模塊化與綠色環保化都是當前人類所最為關注的領域。因此它也必將成為未來工業發展的焦點，為人們所廣泛利用和深入研究。

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