淺析工程機械機電一體化技術的應用與發展

石永海

【摘要】隨著經濟的發展，機電一體化技術也得到了快速發展，而機電一體化在工程機械中的應用與發展也促進了工程機械的不斷進步。本文主要對機電一體化技術以及其在工程機械中的應用與發展進行了分析研究。

【關鍵詞】工程機械 機電一體化技術 應用 發展

隨著科學技術的飛速發展，機械化設備不斷的發生著變革，人工智能的技術手段提高了工作效率，解放了生產力，為人們的生活帶來方便。機電一體化就是在計算機技術不斷地發展背景下產生的，是機械和微電子技術結合的產物，現在社會中使用的大部分自動化生產設備都是機電一體化設備，它已經深入了人們的生產和生活，可以說現代信息化生活中人們已經離不開機電一體化設備了。

一、機電一體化技術的概述

機電一體化又稱機械電子學，是結合電子技術、機械技術、微電子技術、信號變換技術、傳感器技術、接口技術等多種技術為一體的高新技術，并在實際的生活中得到充分利用的技術，現代化的自動生產設備幾乎可以說都是機電一體化的設備，比如：數控機床、工業機器人、辦公自動化、視覺傳感式變量噴藥系統、汽車電噴系統、生產流水線、全自動洗衣機、打印機復印機、電梯等，均與人們的生活息息相關。

機電一體化在工作中的運用，整體上來說是解放了人，它不僅減少人的體力工作，而且與人工操作、手工進行相比，結果會更精準、效果會更好。

二、工程機械機電一體化技術的應用

機電一體化技術具有廣闊的發展前景和極高的應用價值，尤其是在工程機械中的應用更具廣泛性和有效性，機電一體化技術在工程機械中的應用主要表現在以下幾個方面：

1、機電一體化技術的在工程機械提高生產效率、節能降耗方面的應用

在傳統的工程機械中，能量的充分利用率和使用率比較低。比如說，液壓挖掘機其燃料的充分利用率僅僅占了30%，剩下的70%左右的能量都被浪費了。在能源資源高度緊張的今天，迫使機械工程的發展必須向著“節能降耗”的方向發展。比如說，小松公司生產的挖掘機能夠很好地達到節能降耗的目的，大約可以節省23%的燃料，最主要的原因就是新型的控制節能器的采用。日立公司生產的挖掘機，采用了“卡特電子效率”節能控制體系，通過對泵以及發動機的綜合、全面控制，大大提高了利用率，其能量利用率能夠達到98%左右，生產率也相應地得到了大幅度的提升。所以說工程機械中電子節能控制器的運用，大幅度提高挖掘機等大型工程機械設備的能量利用率，一定程度上發揮到了節能的作用。電子節能控制器操作比較簡單，對機械的磨損也相對減少，從而提高了工作的效率。

2、在自動化以及半自動化的作業全過程中的應用

工程機械全面地實現作業自動化以及半自動化水平，可以有效地降低操作人員的勞動強度，有效地提高生產效率，大大減少了因為操作人員的經驗不足或技術不到位對于操作精度的影響。比如說，三菱公司設計生產的挖掘機，有控制挖掘機軌跡系統的功能，相關的操作人員在控制板上將鏟斗的運動形狀和運動軌跡設定好之后，相應的微機操作系統就會根據不同角度的傳感器發出的信號，對動臂、鏟刀和斗桿的運動進行自動的控制，從而實現多種特定斷面溝槽、開口和斜坡的精準挖掘，有效地實現了挖掘操作的自動化水平。

3、在控制柴油機上的應用

要想進一步深入發展柴油機技術，應該要解決發動機排放質量與最低油耗間的矛盾。在電子技術發展十分迅速的今天，采用電子節能液壓泵系統能夠有效減小能耗，還能自動控制冷風扇的轉速隨溫度的變化，這樣的條件下，電子控制自動變速，還包括根據負荷條件自動調節柴油機油門等內容都能得以實現，能夠使得在各種變工況下的柴油機，在滿足經濟指標和排放指標的最佳噴油時間的同時，能夠實現凈化排氣、節約能源、提高效率。

4、機械操作的自動化能夠降低勞動強度

在工程機械施工操作中引入機電一體化實現操作的自動化或者半自動化，這樣大大降低了勞動強度，提高了工作效率，并且大大減少了因為操作者工作經驗不足而造成的作業精度的影響。

5、在工程作業精確度方面的應用

在工程機械設備中使用電子控制系統可以將稱量的過程自動化，對稱量系統實現微機控制，使得稱量更加精確。自動找平裝置的應用，大大提高了混凝土瀝青攤鋪機的工作效率和施工質量。自動供料系統（超聲波技術）的應用，完美地完成了混凝土瀝青攤鋪機對于供料的自動調節，全面提升了攤鋪的效果和質量。與此同時，鏟運機鏟斗刀、平地機刮刀以及推土機鏟刀的電子化操作控制，減少了誤差，提高了工作效率，同時還節約了人力，降低了施工人員的工作強度，高效、快捷，符合現代工程施工的要求。

6、電子監控、故障自診以及自動報警

電子監控、故障自診以及自動報警，也就是說對于工程機械的工作裝置，傳動系統、發動機、液壓系統以及制動系統進行全面的監控，一旦在運行的過程中發生異常情況，就會自動地找出故障的位置并自動進行報警提示。機電一體化的發展和應用，大大地改善了操作人員的現實工作條件，全面提高了機械設備的工作效率。

三、工程機械機電一體化技術的發展

1、傳感技術的融合

目前，傳感器技術在現代工程機械上應用較為廣泛，比如，發動機可以通過機油壓力傳感器、冷卻水溫度傳感器等來進行發動機的運轉狀態的檢測和控制;瀝青攤鋪機上的傳感器能夠實現攤鋪機在工作時實現自動找平且行走速度不變的特點，還能滿足攤鋪出來預定的平整度、坡度和厚度的路面的要求。在感器技術的迅猛發展的今天，精度要求越來越高，可靠性和穩定性也能不斷提高，越來越廣的采集信息范圍也超著集成、多功能化和智能化方向發展，所以，未來在工程機械上將應用越來越多種類的傳感器。

2、工程機械機電一體化趨于計算機與信息處理技術的應用

計算機是實現信息處理的主體，信息處理技術包括范圍應用比較廣，主要包括信息的輸入、識別、運算、變換、存儲及輸出等等方面。計算機技術范圍涉及到網絡與通信技術、硬件和軟件技術、數據庫技術等等方面。要想工程機械機電一體化技術發展不斷進步，應該大力發展計算機應用及信息處理技術。

3、電子控制理論的指導性增強

工程機械現代化的重要標志就是以微電子為核心的高新技術，通過其應用和推廣，在相關控制理論指導下，能夠滿足系統智能化設計的要求，完成相關的設計后的系統仿真等等。

結束語

綜上所述，機電一體化在工程機械中的應用發展是當前機械工業發展必然的趨勢，也是振興和發展機械工業的必經之路。隨著科學技術的不斷發展，工程機械機電一體化還會有著更多的創新與發展，未來工程機械機電一體化技術的應用將會融合機、電、光以及磁的綜合性能，更好地促進工程機械的發展。