機電一體化在工程機械上的應用與發展

王健 王玉

摘 要：機械一體化又被人們稱之為機械電子學，它是一種綜合技術，包括機械技術，電工電子技術，微電子技術，傳感器技術等眾多技術。它已經越來越多的應用在了工程機械中，在這個領域已經取得了一定的成就。機械一體化不僅能夠使工程機械的效率提高，而且能夠節省大量的人力勞動。在未來世界中，機電一體化將會有著更為廣闊的發展空間。 本文主要探討了機電一體化在工程機械上的應用與發展。

關鍵詞：機電一體化；工程機械；應用；發展

機電一體化在工程機械的應用中，電子控制系統尤為重要，相關工作人員對電子控制系統的使用是實現機電一體化應用的關鍵，對工程機械的施工質量和施工進度有著較大的影響，就目前來看，機電一體化技術已經成為工程機械工作人員必須掌握的技術之一。

一、機電一體化在工程機械中的應用與作用

（一）電子監控中的應用

工程機械中電子監控的主要作用是對發動機、傳動系統、工作裝置等的運行狀態進行全面的監控，給維修人員及時的傳遞各系統的運行情況和信息，以便于其及時發現故障，解決故障，確保各項設備、各系統的正常運行，如果監控系統出現問題，一旦發生故障，工作人員很難及時發現，這會對整個工程機械的運行造成極大影響，嚴重時會導致整個運行系統的癱瘓，從而帶來不可估量的經濟損失。

（二）節能作用

傳統的工程機械設備對能量的利用率比較低，這就造成了能源的極大浪費，不符合可持續發展的原則，例如液壓式挖掘機的能量利用率僅為30%，機電一體化技術能夠借助電子節能控制器提高大型設備的能量利用率，這對工程機械的節能有著重要作用，由于操作簡單，電子節能控制器能夠減少設備的磨損，變相提高了設備的使用年限，對提高工作效率也有著積極意義。

（三）精確稱量

如何精確稱量一直是工程機械中的一個重要問題，機電一體化技術中的電子控制系統能夠實現稱量的微機控制，將整個稱量過程自動化，這就大大減少了人為誤差對稱量結果的影響，同時提高了測量結果的精確度，此外，這種自動化的稱量程序減少了人力的使用，對節省人力資源也有著重要的意義，符合現代施工高效、快捷的原則要求。

（四）降低勞動強度

傳統的工程機械施工操作中對工作人員的要求十分高，這是由于其工作強度大、工作量大的原因，機電一體化技術的應用能夠實現工程機械的自動化、半自動化，許多之前需要大量人力的工作都由機電技術中的控制系統代替，這就大大降低了工程機械施工過程中的勞動強度，同時人力操作會由于工作人員自身的原因對施工質量造成一定影響，而機電一體化的應用能夠避免這一現象的發生，對提高工作準確度也有著重要意義。

（五）其他應用

傳統的裝載機、推土機等大型設備并不會根據實際的負載量調整自身的傳動，例如一些很少的工作量，設備不會智能調小其傳動，這在一定程度上浪費了能源，機電一體化技術的應用能夠在這些大型設備上增加電子控制的自動化變速器，這些設備可以根據實際的負載量來調整傳動，實現利用最小的傳動完成工作，這樣能夠節省能源，從而節省經濟成本，同時這種電子控制的自動化變速器能夠實現大型設備的半自動化，降低了設備的操作難度，為工作人員減輕了勞動強度。

二、機電一體化在工程機械領域應用的發展趨勢

（一） 智能化

作為機電一體化的重要發展方向，在工程機械領域，智能化的應用趨勢將更加明顯。目前，現代工程機械上傳感器得到廣泛應用，發動機應用冷卻水溫度傳感器、機油壓力傳感器等來檢測和控制發動機的運轉狀態；瀝青攤鋪機上角位移、傾角等傳感器的應用使攤鋪機在工作時實現自動找平且行走速度不變，攤鋪出來預定的平整度、坡度和厚度的路面。隨著傳感器技術的迅猛發展，可靠性與穩定性不斷提高，精度越來越高，采集信息的范圍越來越廣，并將向集成、多功能化和智能化方向發展，未來越來越多種類的傳感器將應用到工程機械上。

（二）模塊化

隨著科技的進步和社會分工的不斷深入，機電一體化產品的種類和數量也越來越多，因此，機械產品的電氣接口、動力接口和機械接口等的生產一定要實現標準化，這雖然比較復雜卻至關重要，所以說，模塊化是工程機械機電一體化發展的一項長期而又艱巨的任務。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。唯有如此，才能促進社會的進一步分工，加快新產品的研發速度，擴大工程機械的生產規模。模塊化必將進一步促進機電一體化在工程機械中的應用。

（三）信息化

計算機網絡技術的迅速發展也必將促進機電一體化在工程機械中的應用。新型的機電一體化產品只要質量可靠、功能強大，具有很好的經濟價值和社會價值，就會在最短的時間內借助網絡迅速暢銷。此外，遠程控制技術和監視技術將會在工程機械中得到越來越多的應用。總之，機電一體化將逐漸趨向網絡化和信息化。

（四）電子控制理論

隨著以微電子為核心的高新技術推動了自動控制技術在工程機械上應用和推廣，成為工程機械現代化的重要標志。在控制理論的指導下，進行系統設計，設計后的系統仿真等。自動控制技術可應用于工程機械作業的控制和操縱，比如攤鋪機應用基于 CAN 總線的工程檢測系統，實現自動找平、行駛速度和車輛轉速控制。目前，最優控制方法和自適度、模糊控制方法被國內外工程機械行業廣泛采用。

（五）環保化方向發展

近年來，公眾的環保意識也在不斷加強，綠色產品的概念和設計制造已成為新形勢下的必然趨勢。工業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量，但也對我們的生存環境造成了嚴重的破壞，導致了自然資源的大量浪費。工程機械產品在其設計、制造、使用和銷毀的每個環節，都要適應環保的要求，滿足人類對健康的需求，提高資源的利用效率。所以，綠色機電一體化產品將會在工程機械中占據優勢。

三、結論

機電一體化已形成了一種獨立的新型科學體系，隨著技術的不斷創新，其內容也會不斷更新發展。從而實現高質量、多功能、低能耗的價值和功能。機電一體化技術在工程機械中的應用將越來越廣泛，地位也越來越重要。為了能夠早日將機電一體化技術的優勢大放光彩，還需要在研究方面加大力度，使機電一體化水平得到提高，以得到長足發展。

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