淺談機電一體化的發展及其在工程機械中的應用

摘要：隨著計算機技術快速發展和被廣泛的應用，機電一體化得到了前所未有的大發展，它已經被廣泛的應用于工程機械領域當中。機電一體化是一種復合的技術，是微電子技術、信息技術與機械技術相互滲透的產物，也是機電工業發展的趨勢。因為在現代的工程施工中，機械性能、自動化程度等等都是會直接影響施工工藝的，而機械的電子與電氣控制系統部分的質量與性能也是會影響到機械的可靠性、經濟性、動力性、生產效率、施工質量和使用壽命的，所以其重要程度可想而知。本文就簡述了機電一體化的發展狀況與趨勢及其在工程機械中如何得到應用。

關鍵詞：機電一體化 發展 工程機械中的應用

1.機電一體化的概述

我們所熟知的機電一體化技術就是將微電子技術、電工電子技術、機械技術、傳感器技術、接口技術、信息技術、信號變換技術等多種技術進行結合，并綜合應用到實際中去的技術。它是將機械裝置、電子設計和軟件結合起來的系統總稱。所以是自動化生產設備幾乎就可以說成是機電一體化設備。

現代的工程機械正處于一個發展時期，引入機電一體化技術，使液壓、機械和電子控制等技術有機的結合，極大的提高了工程機械的各項性能。

2.機電一體化發展狀況和趨勢

2.1機電一體化發展狀況大致可分為3個階段

第一階段是初期階段，指在20世紀60年代以前，這一時期，人們利用電子技術來簡單的完善機械的產品和性能。特別是在第二次世界大戰，更加刺激了機械產品與電子技術的結合，軍用技術在戰后轉為了民用，這對那時的經濟恢復起到了很大的作用。因為，在那時機電結合多是自發的行為，尚未達到一定的水平，固其結合還不能夠得到廣泛而深入的發展。

第二階段是蓬勃發展的階段，指在20世紀70～80年代，這一時期，隨著計算機通信與控制技術的發展，為機電一體化奠定了技術基礎。微型計算機和大規模的集成電路迅速發展起來，這就為我們今后的發展提供了物質基礎。

第三階段是向智能化邁進的新階段，指在20世紀90年代后期，在這一時期，通信與光學技術進入了機電一體化，細微的加工技術開始嶄露頭角，并出現了像微機電一體化和光電一體化這樣的新分支。同時，因為人工智能、光纖及神經網絡技術取得很大程度上的進步，也為機電一體化開辟的廣闊的天地。通過對這些技術的研究，促使機電一體化逐步建立了完整的科學體系。

2.2機電一體化發展的趨勢

因為機電一體化是集電子、機械、光學、控制、信息、計算機等多學科的綜合體，它的發展與進步是與技術的不斷創新分不開的。所以，其主要發展方向如下：

①模塊化

模塊化是一項重要的工程。由于機電一體化產品的種類比較多，研發具有標準接口產品單元是非常復雜的工作。如研發智能調速、動力及控制單元、完成典型操作的機械裝置，可利用標準單元很快的開發出新產品，擴大生產規模。由于利益方面的沖突，很難制定國內和國際之間的標準，但是可以通過組建一些比較大的企業來逐漸形成統一。可以肯定的是，模塊化將給機電一體化企業帶來美好的前景。

②智能化

作為21世紀技術重要發展方向，智能化得到了更多的重視，如數控機床和機器人就是智能化重要的應用方面。我們使機電一體化產品能夠具備與人完全相同的智能幾乎是不大可能，但高性能的微處理器使產品賦有低級或人的部分智能，是完全可能且是生活生產中完全必要的。

③網絡化

20世紀90年代，為網絡化的發展做出突出貢獻的就是計算機技術。它不但給科學技術、工業生產帶來了發展，而且給政治、軍事、教育乃至日常生活帶來的巨大的變化。網絡化已經將全球經濟生產聯系到了一起，企業間的競爭與合作也將全球化。現場總線和局域網技術作為家用電器網絡化已成為大勢所趨，這樣就可以享受各種高科技帶來的便利。

④微型化

它興起于20世紀80年代末，是機電一體化向微觀領域發展的趨勢。微型機電一體化產品體積小、能耗少、運動靈活的特點將在生物醫藥、軍事等方面帶來巨大的變革

⑤綠色化

隨著人們意識的不斷提高，保護資源環境已經得到了越來越多的重視。綠色產品在設計、生產制造、使用和銷毀這一連串生命過程中，要符合特定的環境和健康要求。綠色化是具有很大的發展前途的。

⑥系統化

其表現特征就是系統體系進一步采用開放式和模式化的總線結構，還有就是通信功能加強。未來機電一體化產品會更加注重與人之間的關系。

3.機電一體化在工程機械中的應用

3.1機電一體化技術在旋挖鉆機上的運用

旋挖鉆機是我國近幾年來廣泛采用的一種重要工程機械，其主要集中在大型的樁基礎施工中。旋挖鉆機因為施工時工藝較為復雜，且過程中要求的精度相對較高，所以就要引進自動化控制功能以提高施工時的精度和整體效率。其最常見的有兩種功能：一種是鉆孔工程自動回位功能，一種是鉆桅自動調垂直功能。

3.2機電一體化中的遙控技術在工程機械上應用

隨著工程機械功能的不斷擴展，遙控技術被運用到了很多環境中。其很多時候是出于為了操作的便利和保護操作的人員。例如在水泥混凝土的泵車上就廣泛的采用遙控技術，還有一些小型多功能的產品上也有應用到。

3.3機電一體化在路基機械設備中的應用

現今，機械化施工已成為道路建設的行業趨勢，這就使我國道路修建事業向著現代化、專業化及規范化方向發展。路基工程機械化施工，就是通過合理選擇施工時的機械，科學合理的完成工程作業。對路基機械化的重點就是要對設備進行機電一體化，做到機械化，要做到以下幾點：第一，選用合適的設備充分發揮其效率，在施工時要確保技術和質量標準，做到配套機械和周圍環境要協調一致在滿足使用要求的同時減少人員工作的強度等等。第二，確保機械的養護和維修，提高機械的完整度，在設備的管理中要擁有保養和維修計劃，保證在機械生產期間能夠高效的使用。把設備生產使用中的運轉效率作為關注的重點，要使在設備故障出現時對機械的影響程度達到最小。在道路路基施工中要考慮到故障機械設備對整個工程的質量影響、維修費及其影響質量效果的程度比重。

以道路路基工程水泥混凝土攪拌設備為例，它就應用了先進的控制電子稱量的系統，這就使其稱量過程實現了現代化，出成品料的效率和精度得到了保證。在瀝青混凝土攤鋪機中應用了自動找平系統，這就使工程質量得到了很大程度上提高，同時在供料系統中引進超聲波技術等，這些都有效的提高了瀝青混凝土攤鋪機的作業質量。還有我們所熟知的鏟運機鏟斗刀刃、推土機鏟刀和平地機刮刀中都應用了電子控制系統，這樣就使作業的精度和效率得到提高，有效降低了勞動的強度。總之，機電一體化技術在道路路基機械設備中被廣泛的應用，它也將受到越來越多的重視，為道路建設做出應有的貢獻，而作為設備的使用者和管理者，要能夠順應發展，學習和掌握機電一體化技術，只有這樣才能參與到現代化工程建設中，為建設事業做出貢獻。

4.結束語

隨著機電一體化技術的不斷發展，各種產品和裝置中實現了機電一體化，這樣就有利于實現整體的優化，提高了產品本身的質量和生產效率，縮短開發產品的準備周期，也加速了成果向商品的轉化，這樣就有利于推動各產業發生變革，隨著對產品不斷的研發和高精密儀器設備的生產，要求新一代的機電一體化技術朝著智能化、系統化、微型化等方向發展，這樣就可以為國家帶來更大的經濟社會效益。

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