工程機械中機電一體化的應用發展研究

趙偉

【摘 ?要】機電一體化的出現不是孤立的，它是許 多科學技術發展的結晶，是社會生產力發展 到一定階段的必然要求。當前，我國機電一 體化在工程機械應用與國外發達國家相比還 存在一定的差距，需要進一步做好機電一體 化的發展，整合相關高新技術和能力，推動 機電一體化產業發展，更好地推動工程機械 的智能化水平，提高工作和生產效率。

【關鍵詞】機電一體化;現代工程機械;實際運用

一、引言

機電一體化在現代工程機械中具有十分 重要的應用價值，推動著現代工程機械的快 速發展。一方面，機電一體化在現代工程機 械中的應用可以有效提升機械的安全性，通 過對現代機械中各部分零件的檢測系統，監 控系統、傳感器的統一，可以有效對現代機 械中的各種零部件進行分析，特別是易疲勞 部件工作狀態的分析，有效避免了零部件在 工作中發生故障。此外發生故障以后，通過 機電一體化也可以很好地對故障部位進行定 位，實現快速檢修的目的。另一方面，機電 一體化在現代工程機械中的應用可以提高機 械的工作效率。機電一體化的應用代替了傳 統以人工為主的操作方法，實現了自動化和 智能化的控制，采用數字儀表代替了傳統儀 器，有利于工程機械的養護和調試，減少人 工干預的影響，可以更好地提高機械的工作 效率。

二、工程機械中應用機電一體化技術 研究

（一）機電一體化技術中的自動化

機電一體化技術在工程機械中的應用，主要體現為自動化技術的應用。自動化技術 水平是衡量工業機械發展水平的重要指標，我國工業機械自動化發展雖然起步晚，但發 展速度快，在工業機械中應用非常廣泛，對 提高工作效率具有十分重要的作用?，F代工 業機械中，機械的生產非常注重精密性，傳 統的工業機械中精密性的操作與工人的能力 有很大關系，主要是依靠長期積累的經驗才 能實現，在產量和速度方面不高，而采用機 電一體化技術，工業機械通過直接設定參數 就可以實現自動化生產，不需要人為的干預，而且生產的產品精密度比較高，在產量和速 度方面均具有明顯優勢，可以提高良品率。機電一體化的自動化發展解放了機械必須要 依靠人工操作的歷史，在發展的過程中提高 了機械生產的效率和安全性，而且自動化可 以有效整合多種生產工序，包括生產、監測、檢測等，可以有效提高機械生產中的產品質 量，及時剔除不良產品，而且還可以通過監 測系統發現機械生產中的問題，及時進行自 動糾正和調整。

（二）機電一體化技術中的監控系統

機電一體化技術在現代工程機械中的監 控系統地應用可以有效做好工程機械各部分 的監測，對主要系統工作情況進行監測，確 保各工作系統地運行穩定，防止出現機械設 備問題?，F代工程機械的設備組成復雜，主 要分為傳統系統、制動系統工作裝置和液壓 系統等，各設備在工作中密切配合，實現了 機械的正常運轉，一旦局部設備工作狀態不 穩定很容易導致機械運轉失敗。機電一體化 技術在工程機械監控系統中的應用可以實現 自動監控的效果和功能，在機械運行過程中，通過遠程監控系統就可以及時掌握工程機械 各系統地工作狀態，自動記錄并分析運行數 據，一旦出現異常數據系統會自動備份并分 析，自動診斷異常原因并嘗試修復，如果自 動修復不成功，監控系統會將分析結果會直 接傳輸到監控室和界面，同時根據異常情況 進行報警，機械維修人員可以根據監控系統 提供的報警信息、報警數據進行分析，可以 準確掌握事故發生部位，對相關設備進行維 修和更換，確保工程機械的正常運行。

（三）分布式控制系統

機電一體化技術在工程機械中的應用還 體現為一對多的分布式控制系統。分布式 控制系統與傳統集中式控制相比，控制效果 更加理想，控制能力更強，而且也保證了機 械控制的安全性。目前，分布式控制系統在 工程機械中已經成為了機電一體化的主流技 術，實現了實施調度，在線最優化等工程，逐漸發展為測、控、管一體化的綜合性系 統。從目前來看，分布式控制系統主要分 為三級和二級，部分工程機械存在更多級的 情況。

三、機電一體化在工程機械應用的發展 趨勢

（一）機電一體化在工程機械應用呈現 綠色化發展

機電一體化技術在工業機械的應用呈現 綠色化發展是時代發展的必然。長期以來，我國工業發展處于粗放型發展，投入產出比 較低，資源浪費嚴重，加之近些年環境污 染問題日益嚴重，因此無論是國家經濟發展 還是環境保護的需要，都決定了機電一體化 技術在發展過程中必須要注重綠色發展的態 勢，要生產綠色的產品，綠色化是時代的趨 勢。綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀 的生命過程中，符合特定的環境保護和人類 健康的要求，對生態環境無害或危害極少，資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產 品，具有遠大的發展前途。機電一體化產品 的綠色化主要是指，使用時不污染生態環境，報廢后能回收利用。

（二）機電一體化在工程機械應用呈現 微型化發展

機電一體化呈現微型化，業內稱為微電 子機械系統（MEMS），泛指幾何尺寸不超過 1 立方厘米的機電一體化產品，并向微米、納 米級發展。隨著網絡技術的不斷發展，機電一體化 技術發展過程中逐漸呈現微型化的發展態 勢，特別是納米技術的發展，進一步縮小了 機電一體化的產品體積，提高了技術的工作 效率，實現了小體積、高效率的目標。目前 機電一體化在發展過程中依托網絡技術的進 步和材料的進步，機電一體化發展已經呈現 出明顯的微型化特征，在與工程機械融合時，對工程機械的控制效果更加理想，系統靈活 性更強，而且產品的體積則明顯減少，對機 械發展的促進作用更加明顯。機電一體化微 型化發展，使產品體積小、耗能少、運動靈活，除了工程機械外，在生物醫療、軍事、信息 等方面具有不可比擬的優勢。

（三）機電一體化在工程機械應用的智 能化發展

智能化是未來工程機械發展的主要方 向。機電一體化技術在工程機械應用實現了 智能化的發展需求，從目前來看，機電一體 化技術在工程機械應用雖然已經實現了自動 化的發展，但在具體控制方面還需要大量的 人工配合，需要人工進行設定參數，而在未 來的發展過程中，工程機械要實現智能化發 展，不需要大量的人工配合，不需要人工對 機械逐一設定參數，而只需要“機器人 + 機 械”的方式就可以實現自動設置相關參數，自動運行的目的，通過機器人實現智能機械 操作，不需要人工進行二次檢查和維護就可 以實現機械的操作，可以更好地提高機械的 工作效率。機電一體化技術在未來發展過程 中，必然會注重 AI 技術、人工智能技術方 式進行處理，通過智能機器人和程序代替人 工操作，最大化地實現智能化的需要。機電 一體化的智能化發展也體現了模塊化和網絡化的發展趨勢，通過模塊化的發展可以實現 機電一體化各項標準的統一和成熟，實現機 電一體化的規?；l展，而網絡化是智能化 發展的前提，機電一體化發展發展中必須要 更加注重網絡化發展，注重現場總線和局域 網技術的整合，提高網絡控制的便利性，從 而為智能化發展提供必要基礎。

四、總結

機電一體化技術即結合應用機械技術和 電子技術于一體。隨著計算機技術迅猛發展 和廣泛應用，機電一體化技術獲得前所未有 的發展，成為一門綜合計算機與信息技術、自動控制技術、傳感檢測技術、伺服傳動技 術和機械技術等交叉的系統技術。機電一體 化的發展在現代工程機械中的應用取得了非 常好的應用效果，推動了現代工程機械的快 速發展。

參考文獻：

[1]張翼飛.機電一體化技術在現代 工程機械中的發展運用探析 [J].湖北農機 化，2019（1）：20-21.

[2]張衛衛.機電一體化技術在現代 工程機械中的發展運用分析[J].南方農 機，2018（21）：176-177.

[3]馬 偉.機 電 一 體 化 技 術 在 現 代 工程機械中的發展運用研究[J].南方農 機，2018（14）：55.

[4]徐 興 國，徐 興 印.機 電 一 體 化技術在現代工程機械中的發展應用 研 究 [J].中 國 石 油 和 化 工 標 準 與 質 量，2018（13）：191-192.