淺析工程施工機械中的機電一體化實踐

麻京民

摘要：工程施工機械中的機電一體化利用較為廣泛，有點較為突出。本文以機電一體化技術為切入點，分析其包含計算機與信息技術、機械技術、自動控制技術、傳感檢測技術、系統技術等，以此為研究基礎，提出工程施工機械應用情況，分析技術發展趨勢，從而為相關工作者提供參考。

關鍵詞：工程;施工機械;機電一體化

近年來隨著科技發展和經濟水平提高，建筑工程技術取得迅速發展，在建筑工程領域人們對于工程施工機械也提出了更高要求。為此，研究出了機電一體化技術，施工中通過應用該技術，可減少冗余復雜的施工環境及操作步驟，以提高施工效率，便于人員施工，降低人為操作失誤幾率。但是，在機電一體化應用中，該技術具有較強系統性與綜合性，需應用不同工種、學科知識，實現技術與知識的密切配合。所以，應當加強對工程施工機械機電一體化分析，從而推動工程機械實現專業化發展。

一、機電一體化技術

機電一體化技術集成傳感檢測技術、計算機科學技術、機械技術、系統技術、信息處理技術等，通過綜合利用以實現設備自動化生產。具體如下

1.計算機與信息技術。該技術為機電一體化實現提供了“大腦”，機械設備應用該技術不僅能夠執行工作，還能通過信息傳遞、處理及運算的方式，通過邏輯運算實現智能自動化設備運行。

2.機械技術。該技術作為機電一體化基礎，也是實現其他概念的載體，過去機械技術材料、結構、性能均與機電一體化要求有所不符，所以需加快機械技術更新，確保及時迭代更新理論，從性能、材料結構等方面出發，利用人工智能、計算機輔助等技術，以推動其實現體積變小、性能改善和精度提高[1]。

3.自動控制技術。該技術包含遠程控制、速度控制、自我調整、定位控制等，可從控制方法進行劃分，分為開環控制與閉環控制，前者是指根據預先設定程序發出信號進行設備控制，后者則是基于反饋技術的前提下控制設備。

4.傳感檢測技術。該技術主要作為“感受器官”，通過檢測周圍環境溫濕度、設備各項性能參數等實現自我控制、調節與檢測，技術質量可決定機械自動化程度，兩者互相影響[2]。在現代工程中，對于傳感器獲取信息精度與速度提出了更高要求，且要求其能夠在嚴酷環境內工作，如海水浸泡、高濕、高溫等，已經成為檢驗機電一體化系統的參數之一。

5.系統技術。通過將上述技術融合以實現機電一體化，不是簡單堆砌，需要利用系統技術，在設計之初以全局發展層面出發，通過整體概念應用技術，實現單元間系統互通，聯系密切，利用接口技術實現單元功能的高度匹配。

二、工程施工機械中的機電一體化技術應用

1.GPS技術應用

在地里信息體系發展下，施工機械中已經廣泛應用GPS技術，對工程發展具有深遠影響。

（1）長度保護及信息辦理。在施工機械中應用該技術，可采集GPS長途信號將其上傳至服務器，通過網絡通信技術對機械工作加以監控，記錄機械信息。而在GPS定位中，僅能實現短距離定位，精確度不足，我國諸多施工單位已經應用定位技術，卻仍需要加強研究，提高技術精度。

（2）高精度GPS。在應用該技術中，主要是將超聲波、激光與定位技術相聯系，全面控制軟件界面，可在界面中呈現工程機械圖，便于人員操作[3]。該技術具有較高精度，可用于大型施工場所和混合多重機械場所，以提高工作效率。

2.發掘機應用

在工程施工中，可將機電一體化用于發掘機，即液壓先導式發掘機，實現手柄自動化工作，代替以往自動化手柄，特備是電手柄控制信號實現控制其計算，即可核算控制參數，借助傳感器傳輸參數，主動控制挖掘機。并且，還能提高發掘機輔助效果，在機械上安裝傳感器，以了解其運行情況，程序中擬定挖掘機挖掘軌道，操作人員可在施工的平臺上畫出工作情況，可控制挖掘機根據步驟參數，完成預定輔導形狀。雜亂形狀操作也能夠借助該系統，配以激光機能實現精確度提高，進而節省人力資源。對于大型發掘機，則需要選擇較高辨識度液晶顯示屏，屏幕上可根據要求轉換視角，掌握整體挖掘機情況，調查局部運作，界面操作較為簡單，標識簡單易懂。

3.診斷機械故障

在工程項目中，設備性能情況，是否需要替換修補均十分重要，機電一體化可診斷設備故障，用于分析現場機械是否功能下降、故障、零件磨損等，以免擴大損耗，降低修補費用，提高設備出勤率。在機械故障診斷中，包含：剖析液壓傳動體系、發動機油液金屬為例頷聯，分析故障與金屬損耗原因;分析油質確定油替換時間;根據規定時間主動采油;預算變速箱或儲存液正常振動波形，對比設備運行中振動波形，判斷是否存在異常現象;結構件超聲波探傷儀診斷微型核算機與電子設備。

4.保障設備安全

施工設備中需保證其操作安全性，以免損害人員身體健康，可在設備上安裝傳感器等設備，對其狀況進行檢查，如若出現危及設備與人身的嚴重事故，則報警器將會及時報警停機。如，輪式起重機與塔式起重機上安裝微機控制力拒限制器，以免發生斷臂或翻車的情況。施工區域較為狹窄，部分起重機還會安裝動臂轉角與轉臺轉角限位設置，以免操作中磕碰附近，部分起重機安裝臨近高壓電線報警設備，可減少觸電事故。

另外，在設備運行中，也可安裝電子主動記載器，記錄機械工作量、工作時間、潤滑油、燃料及消耗量、機械牽引力與車速、發動機轉矩轉速、變速箱運用各檔情況、車體振動情況、制動器情況等。通過以上數據的記錄分析，以此明確施工、工作及機械情況，制定合理的機械更新、修補與保養周期，核算應用機械成本等。

三、工程施工機械機電一體化發展趨勢

在機電一體化中包含機械、微電子等諸多學科，通過個學科的相互輔助、融合以實現一體化。在未來發展中，主要趨勢如下：

1.智能化。機械智能化控制主要是利用計算機技術，為達到理想的自動化控制效果，則要求機器能夠模擬人類大腦，以此為智能化指標，自動收集、處理及分析環境、參數等信息，做出對應行為[4]。如機器人具有良好智能化特點，研究中需與數控技術、計算機課程等相結合，通過對上述學科的有效整合，提高機械效率，減少人力資源浪費。

2.迷你化。在科學發展下人們對于微型電路愈發關注，減小了處理芯片體系，工程中多應用迷你芯片，不僅可節省空間，方便攜帶，還能降低能源消耗。通過機械技術與迷你芯片結合，可提高工程操作效率，地下施工中應用迷你芯片，提高精確度，實時掌握工程進度。

3.區域性。在科技發展下，各區域指標也不斷創新健全，自動化機械使得工程更為高效便捷，應用了新的接口設備，匹配配件，促進機械系統的發展。

4.環保化。在科技發展下，人們生活獲得更多便利的同時，也加大了環境污染，在研究機電一體化技術中，不僅需保證工程安全性，還應當提高環保效果，融入環保理念，推動該技術實現可持續發展。

總結：

綜上所述，在經濟發展下，人們對于工程建筑提出了更高要求，可應用機電一體化建筑，通過GPS技術應用、挖掘機應用等方式，保障設備安全，實現故障診斷。研究人員今后也應當向智能化、迷你化、區域化及環保化方向發展，進而提高機電一體化效率。

參考文獻：

[1]邱干綱，沈纓，趙翠，梁浩棟.機電一體化在工程機械中的應用分析[J].建材發展導向，2020，18（08）：67-69.

[2]李穌，林艷萍，周慧芳，李寅煒，宋雪霏.基于遠心機構的手術機器人系統設計與精度測量[J].機電一體化，2019，25（06）：34-40+47.

[3]馬國，賈華東，盧長煜，陳理想，張貴芝，張立平，楊超.磁粉檢測與滲透檢測在工程機械結構件無損檢測中的應用[J].無損檢測，2019，41（02）：62-64.