機(jī)電一體化在工程機(jī)械上的應(yīng)用與發(fā)展

王健 王玉

摘 要：機(jī)械一體化又被人們稱之為機(jī)械電子學(xué)，它是一種綜合技術(shù)，包括機(jī)械技術(shù)，電工電子技術(shù)，微電子技術(shù)，傳感器技術(shù)等眾多技術(shù)。它已經(jīng)越來(lái)越多的應(yīng)用在了工程機(jī)械中，在這個(gè)領(lǐng)域已經(jīng)取得了一定的成就。機(jī)械一體化不僅能夠使工程機(jī)械的效率提高，而且能夠節(jié)省大量的人力勞動(dòng)。在未來(lái)世界中，機(jī)電一體化將會(huì)有著更為廣闊的發(fā)展空間。 本文主要探討了機(jī)電一體化在工程機(jī)械上的應(yīng)用與發(fā)展。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；工程機(jī)械；應(yīng)用；發(fā)展

機(jī)電一體化在工程機(jī)械的應(yīng)用中，電子控制系統(tǒng)尤為重要，相關(guān)工作人員對(duì)電子控制系統(tǒng)的使用是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化應(yīng)用的關(guān)鍵，對(duì)工程機(jī)械的施工質(zhì)量和施工進(jìn)度有著較大的影響，就目前來(lái)看，機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)成為工程機(jī)械工作人員必須掌握的技術(shù)之一。

一、機(jī)電一體化在工程機(jī)械中的應(yīng)用與作用

（一）電子監(jiān)控中的應(yīng)用

工程機(jī)械中電子監(jiān)控的主要作用是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、工作裝置等的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行全面的監(jiān)控，給維修人員及時(shí)的傳遞各系統(tǒng)的運(yùn)行情況和信息，以便于其及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，解決故障，確保各項(xiàng)設(shè)備、各系統(tǒng)的正常運(yùn)行，如果監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題，一旦發(fā)生故障，工作人員很難及時(shí)發(fā)現(xiàn)，這會(huì)對(duì)整個(gè)工程機(jī)械的運(yùn)行造成極大影響，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致整個(gè)運(yùn)行系統(tǒng)的癱瘓，從而帶來(lái)不可估量的經(jīng)濟(jì)損失。

（二）節(jié)能作用

傳統(tǒng)的工程機(jī)械設(shè)備對(duì)能量的利用率比較低，這就造成了能源的極大浪費(fèi)，不符合可持續(xù)發(fā)展的原則，例如液壓式挖掘機(jī)的能量利用率僅為30%，機(jī)電一體化技術(shù)能夠借助電子節(jié)能控制器提高大型設(shè)備的能量利用率，這對(duì)工程機(jī)械的節(jié)能有著重要作用，由于操作簡(jiǎn)單，電子節(jié)能控制器能夠減少設(shè)備的磨損，變相提高了設(shè)備的使用年限，對(duì)提高工作效率也有著積極意義。

（三）精確稱量

如何精確稱量一直是工程機(jī)械中的一個(gè)重要問(wèn)題，機(jī)電一體化技術(shù)中的電子控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)稱量的微機(jī)控制，將整個(gè)稱量過(guò)程自動(dòng)化，這就大大減少了人為誤差對(duì)稱量結(jié)果的影響，同時(shí)提高了測(cè)量結(jié)果的精確度，此外，這種自動(dòng)化的稱量程序減少了人力的使用，對(duì)節(jié)省人力資源也有著重要的意義，符合現(xiàn)代施工高效、快捷的原則要求。

（四）降低勞動(dòng)強(qiáng)度

傳統(tǒng)的工程機(jī)械施工操作中對(duì)工作人員的要求十分高，這是由于其工作強(qiáng)度大、工作量大的原因，機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)工程機(jī)械的自動(dòng)化、半自動(dòng)化，許多之前需要大量人力的工作都由機(jī)電技術(shù)中的控制系統(tǒng)代替，這就大大降低了工程機(jī)械施工過(guò)程中的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)人力操作會(huì)由于工作人員自身的原因?qū)κ┕べ|(zhì)量造成一定影響，而機(jī)電一體化的應(yīng)用能夠避免這一現(xiàn)象的發(fā)生，對(duì)提高工作準(zhǔn)確度也有著重要意義。

（五）其他應(yīng)用

傳統(tǒng)的裝載機(jī)、推土機(jī)等大型設(shè)備并不會(huì)根據(jù)實(shí)際的負(fù)載量調(diào)整自身的傳動(dòng)，例如一些很少的工作量，設(shè)備不會(huì)智能調(diào)小其傳動(dòng)，這在一定程度上浪費(fèi)了能源，機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用能夠在這些大型設(shè)備上增加電子控制的自動(dòng)化變速器，這些設(shè)備可以根據(jù)實(shí)際的負(fù)載量來(lái)調(diào)整傳動(dòng)，實(shí)現(xiàn)利用最小的傳動(dòng)完成工作，這樣能夠節(jié)省能源，從而節(jié)省經(jīng)濟(jì)成本，同時(shí)這種電子控制的自動(dòng)化變速器能夠?qū)崿F(xiàn)大型設(shè)備的半自動(dòng)化，降低了設(shè)備的操作難度，為工作人員減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度。

二、機(jī)電一體化在工程機(jī)械領(lǐng)域應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)

（一） 智能化

作為機(jī)電一體化的重要發(fā)展方向，在工程機(jī)械領(lǐng)域，智能化的應(yīng)用趨勢(shì)將更加明顯。目前，現(xiàn)代工程機(jī)械上傳感器得到廣泛應(yīng)用，發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用冷卻水溫度傳感器、機(jī)油壓力傳感器等來(lái)檢測(cè)和控制發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)；瀝青攤鋪機(jī)上角位移、傾角等傳感器的應(yīng)用使攤鋪機(jī)在工作時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)找平且行走速度不變，攤鋪出來(lái)預(yù)定的平整度、坡度和厚度的路面。隨著傳感器技術(shù)的迅猛發(fā)展，可靠性與穩(wěn)定性不斷提高，精度越來(lái)越高，采集信息的范圍越來(lái)越廣，并將向集成、多功能化和智能化方向發(fā)展，未來(lái)越來(lái)越多種類的傳感器將應(yīng)用到工程機(jī)械上。

（二）模塊化

隨著科技的進(jìn)步和社會(huì)分工的不斷深入，機(jī)電一體化產(chǎn)品的種類和數(shù)量也越來(lái)越多，因此，機(jī)械產(chǎn)品的電氣接口、動(dòng)力接口和機(jī)械接口等的生產(chǎn)一定要實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，這雖然比較復(fù)雜卻至關(guān)重要，所以說(shuō)，模塊化是工程機(jī)械機(jī)電一體化發(fā)展的一項(xiàng)長(zhǎng)期而又艱巨的任務(wù)。模塊化有利于各部件或單元之間的匹配，例如研制集智能調(diào)速、減速于一體的動(dòng)力單元，或具備圖像處理、視覺(jué)、識(shí)別等功能的控制單元等。唯有如此，才能促進(jìn)社會(huì)的進(jìn)一步分工，加快新產(chǎn)品的研發(fā)速度，擴(kuò)大工程機(jī)械的生產(chǎn)規(guī)模。模塊化必將進(jìn)一步促進(jìn)機(jī)電一體化在工程機(jī)械中的應(yīng)用。

（三）信息化

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展也必將促進(jìn)機(jī)電一體化在工程機(jī)械中的應(yīng)用。新型的機(jī)電一體化產(chǎn)品只要質(zhì)量可靠、功能強(qiáng)大，具有很好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值，就會(huì)在最短的時(shí)間內(nèi)借助網(wǎng)絡(luò)迅速暢銷(xiāo)。此外，遠(yuǎn)程控制技術(shù)和監(jiān)視技術(shù)將會(huì)在工程機(jī)械中得到越來(lái)越多的應(yīng)用?？傊?，機(jī)電一體化將逐漸趨向網(wǎng)絡(luò)化和信息化。

（四）電子控制理論

隨著以微電子為核心的高新技術(shù)推動(dòng)了自動(dòng)控制技術(shù)在工程機(jī)械上應(yīng)用和推廣，成為工程機(jī)械現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。在控制理論的指導(dǎo)下，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)后的系統(tǒng)仿真等。自動(dòng)控制技術(shù)可應(yīng)用于工程機(jī)械作業(yè)的控制和操縱，比如攤鋪機(jī)應(yīng)用基于 CAN 總線的工程檢測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)找平、行駛速度和車(chē)輛轉(zhuǎn)速控制。目前，最優(yōu)控制方法和自適度、模糊控制方法被國(guó)內(nèi)外工程機(jī)械行業(yè)廣泛采用。

（五）環(huán)?；较虬l(fā)展

近年來(lái)，公眾的環(huán)保意識(shí)也在不斷加強(qiáng)，綠色產(chǎn)品的概念和設(shè)計(jì)制造已成為新形勢(shì)下的必然趨勢(shì)。工業(yè)化進(jìn)程的不斷深入雖然在很大程度上改善了人類的生活質(zhì)量，但也對(duì)我們的生存環(huán)境造成了嚴(yán)重的破壞，導(dǎo)致了自然資源的大量浪費(fèi)。工程機(jī)械產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷(xiāo)毀的每個(gè)環(huán)節(jié)，都要適應(yīng)環(huán)保的要求，滿足人類對(duì)健康的需求，提高資源的利用效率。所以，綠色機(jī)電一體化產(chǎn)品將會(huì)在工程機(jī)械中占據(jù)優(yōu)勢(shì)。

三、結(jié)論

機(jī)電一體化已形成了一種獨(dú)立的新型科學(xué)體系，隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新，其內(nèi)容也會(huì)不斷更新發(fā)展。從而實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、多功能、低能耗的價(jià)值和功能。機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械中的應(yīng)用將越來(lái)越廣泛，地位也越來(lái)越重要。為了能夠早日將機(jī)電一體化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)大放光彩，還需要在研究方面加大力度，使機(jī)電一體化水平得到提高，以得到長(zhǎng)足發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]張新杰.淺析機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)[J].機(jī)械與電子，2009，（11）.

[2]宋帥.機(jī)電一體化在工程機(jī)械上的應(yīng)用與發(fā)展[J].科技風(fēng)，2014，（19）：122-122.

[3]謝晶晟.機(jī)電一體化在工程機(jī)械上的應(yīng)用與發(fā)展[J].電源技術(shù)應(yīng)用，2014，（3）：197-197.

[4]張彬.論機(jī)電一體化技術(shù)在現(xiàn)代工程機(jī)械中的應(yīng)用與發(fā)展[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2012，24