工程機械機電一體化技術的應用與發展探究

楊洪亮

摘要：機電一體化技術包括電子技術、信息技術以及機械技術等，它是由多種相關現代科學技術交叉與融合構成的綜合性技術。近年來，隨著我國現代科學技術的快速發展和綜合國力的迅速提高，機電一體化技術在工程機械技術領域占據了重要地位，并經過不斷創新和應用實踐已趨于成熟。

關鍵詞：工程機械;機電一體化技術;應用;發展

1機電一體化技術相關概念

當前機電一體化技術被廣泛用于工程機械領域，涉及電子控制、機械控制、液壓控制等技術。工程機械與機電一體化技術的融合能夠優化生產操作，目前我國工程機械行業在利用機電一體化技術的過程中已經實現了對微處理器的改進，可以有效減少工業制造中存在的誤差，如今對機電一體化技術利用提出越來越高的要求。需要設計人員根據工程機械的特征創新思想，進一步促進電子技術與機械技術的融合。

2 機電一體化技術在工程機械中的應用

2.1 電液控制技術

電液控制技術是機電一體化技術的重要表現，這一技術在工程機械領域的應用可以提高作業的安全性。傳統的工程機械存在一定的功能局限性，應用時的效率低，危險系數高，機電一體化技術下的工程機械操作精度有所提升。比如，在一些領域的液壓挖掘機中，就應用了電液控制技術，該技術使得機械控制系統的功能更為全面，其中，傳感器、控制器和角度設定器作為重點部件，完全滿足了液壓挖掘機的平整加工、壓實整平需求。當前的技術發展條件下，自由控制、變結構控制和神經網絡控制都具有了一定的理論支持，但在具體應用時還存在著一些現實性的問題，控制算法的復雜性使得傳統的機械技術很難達成，只有現代化的控制理論方可實現。

2.2 節能控制技術

工程機械多為大型設備，在應用時的功率高，處于高強度的運行條件下，根據相關的數據調查，工程機械的能量利用率僅達到了20%，存在十分嚴重的能源浪費情況。機電一體化在當前工程機械中的應用還體現在節能控制技術的應用中，比如，功率單元電子控制器在一些機械設備中的應用，充分發揮了現代電子技術與節能控制技術的優勢，在微型電子計算機的參與條件下，根據需求來進行發動機速度和液壓泵輸出的靈活控制，機械運行中的燃油消耗量大大減少，實現了節能。與此同時，CPUC在機械設備的運行中，實時監測的發送機的速度、液壓壓力等參數，有效根據所獲得的這些數據和信息，確定最優的泵輸出，保持了發動機最為理想的運行狀態，在功率單元電子控制器下的發動機運行效率得以大大提升。

2.3 電子負荷傳感技術

在液壓挖掘機中，電子負荷傳感技術同樣凸顯了機電一體化技術的優勢，在這一技術支持下的液壓挖掘機集體結構得以大大優化，整個挖掘機作業的過程中，操作流程得以簡化，具有更高的機械運行效率。比如，日本著名的制造廠商在液壓挖掘機基礎上進行了系統優化和改進，形成了新的電子負荷傳感挖掘系統，該系統的存在提升了挖掘機的整體性能。GELL1系統是首創的電子計算機液壓挖掘機系統，在系統運行的過程中，傳感分布的動力和鏟斗的不同位置可以在機械運行的同時，將盒子數據實時傳輸給駕駛室，駕駛室接收到這些信息以后，就可以快速根據這些信息來進行發動機、液壓泵、控制閥的控制指令發送。機械在運行的過程中，其工作速度是由實際需求來決定的，電子負荷傳感系統下的控制精度有所保障，動力、斗桿、鏟斗等相關部件的操作更為平穩和精準。

2.4 遙控通信技術

工程機械現代化的發展過程中，遙控通信技術的應用范圍非常廣，在一些高難度的工程機械作業中，這一技術的優勢非常突出，比如，在核污染、火力或者水下項目中，遙控通信技術就是關鍵性的技術。隨著當前信息時代的到來，信息和通信已然成為了工程機械中不可忽視的重要方面，尤其是GPS定位系統在一些工程機械中的應用，大大提升了機械的整體性能。比如，美國在部門車輛中安裝了無人地面車輛系統，這一類型的車輛下，有效發揮了遙控通信技術的優勢，不同的車輛之間可以實現高效、便捷的通信。

2.5 自動化技術

自動化技術是機電一體化技術中的核心技術，隨著互聯網時代的到來，自動化技術不僅僅被應用在工程機械領域，更是在很多方面都有著良好的應用，工程機械的自動化技術下，機械設備的故障診斷、狀態監測和實時數據采集都可以由自動化模塊來實現，使得機械設備可以保持在最佳的運行狀態下。因為工程機械處于高強度的運轉狀態下，再加上運行環境復雜，使得工程機械設備可能會面臨著一定的故障威脅，而自動化模塊的故障識別、判斷和診斷能力非常強，完全可以保持設備的高效運轉，滿足生產的需求。現階段很多生產領域工程機械的應用不僅加大了各種自動化技術的投入和研發，更注重對新型智能化技術的應用，有效推進了工程機械中相關資源、數據的整合。

3機電一體化系統在機械工程中運用的未來展望

3.1柔性化

在機電一體化技術的應用過程中，柔性制造系統主要指的是信息系統和物質儲存系統。柔性化制造是建立在現有技術基礎上，柔性化制造系統模式可以變換加工對象，在實際應用中確定具體機械制造過程，對加工設備和物料進行合理選擇。柔性化制造系統在我國機械工程應用范圍不斷擴大，在實際應用中也起到了重要的作用。機電一體化系統柔性化制造模式可以滿足多批次不同產品的需求，有效的結合市場的實際需求進行調整，確保人力資源和設備資源得到合理的應用。

3.2智能化

工業數字化、智能化發展的環境下，越來越多的信息化設備開始和機電工程融合，促進了機械工程事業的發展。機電一體化系統在機械工程中的應用，能夠實現工程項目的智能化、全程化管控。在未來機械工程發展的過程中，還將整合人工智能、計算機工程科學、心理學等多學科內容，更好的為機械工程發展服務。基于機械工程建設的需求不斷創新發展，持續提升機械工程生產的質量及效率，強化管理效果，降低能源消耗量。

3.3微型化

近年來我國機械工程技術水平不斷提升，技術研究的重視程度增強，且機電一體化系統逐漸趨向于微型化的方向發展。當前機電一體化系統技術的標準，一般電子機械的體積和尺寸均低于1cm3，在未來的發展過程中，還會趨向于更小的微型化目標、方向發展。微機電一體化技術，能夠將機電技術融合為一體，且通過更小的體積，更低的能源消耗量及靈活的應用能力等，在機械工程中全面得到應用。超精密加工技術的研究質量，能夠直接影響微機電一體化產品生產的效率，故而需要加強研究與創造，為機械工程行業的發展奠定良好基礎。

3.4網絡化

機電一體化產品的應用，能夠發揮遠程控制的作用。將機電一體化系統與網絡連接，實現網絡化的遠程監管，自動化控制。比如可以通過現場監控總線、移動局域網監控技術等，為機械工程工作的開展創設便利條件。在網絡化的管理模式下，還能夠實時與相關部門、技術人員溝通等，合理應用各類資源，加強信息溝通及技術研究。

結束語：在現代工程機械中創新應用機電一體化技術，可大大提升現代工程機械設備的性能指標，大幅提高現代工程機械制造企業與使用單位的經濟效益，提升現代工程機械的自動化與智能化水平，有效推進工程機械行業的轉型升級，促進我國經濟穩步發展。

參考文獻：

[1]秘建萍.機電一體化技術在機械工程中的應用研究[J].磚瓦世界，2020，11（10）：282.

[2]張斯其，徐茂林，張科.關于機電一體化技術在工程機械中的應用研究[J].內燃機與配件，2020，15（6）：247-249.

[3]李昭穆.論機電一體化技術在建筑工程機械中的應用[J].建筑與裝飾，2020，33（24）：174.

[4]呂石磊，曹其新，李想，等.機電一體化機器人關節及其驅控系統硬件設計[J].重慶郵電大學學報（自然科學版），2021，33（01）：111-117.