机电一体化在工程机械中的应用研究

张占福，于建立

（石家庄铁道大学四方学院，河北　石家庄　051132）

工程技术

机电一体化在工程机械中的应用研究

张占福，于建立

（石家庄铁道大学四方学院，河北石家庄051132）

就机电一体化在工程机械中的应用及其未来发展趋势进行了详细的阐述。同时机电一体化故障自诊

工程机械；机电一体化；应用；发展趋势

引言

当前，工程机械行业发展迅速，企业对机械设备的需求与日俱增，对机械设备运行效率、自动化水平、运行安全可靠性要求越来越高，传统的机械自动化技术已无法满足社会生产要求。若继续采用传统机电自动化，无疑会限制社会生产力的向前发展，且不符合节能生产要求，不满足工程施工精度控制要求。因而必须采用自动化水平高的机电一体化技术。

1　机电一体化在工程机械中的应用

1.1工程机械节能施工中的机电一体化

传统工程机械工作时机械运行效率低，往往需要消耗大量的能源，且能源利用率低，非常不符合经济性原则。主要是因为传统机械经常处于超载运行状态之下，而没有严格按照机械的额定功率来使用，导致工程机械做出大量无用功，能源过渡消耗［1］。而工程机械引入机电一体化之后，这一状况就得到了很好的改善。在机电一体化的运行下，首先工程机械运行被很好的控制在额定功率范围内，这就大大提高了机械做出的有用功；其次，根据工程机械实际工作情况与施工需要，还可以对机械功率进行灵活的调节，降低机械运转对能源的消耗。因此，工程机械应用机电一体化有利于能源的节约。

1.2工程机械监控方面的机电一体化

机电一体化在工程机械中的应用，为其提供了故障自诊技术、电子监控技术和自动报警技术。运用这些技术对工程机械运行状态进行在线实时监控，传动系统、制动系统、液压系统和人机界面操作系统等所有系统都将处于有效的监控范围之内［2］。当某一系统发生故障或异常时，在电子监控系统的有效监控下，自动报警系统会在第一时间内发出警报，同时故障自诊技术对故障进行定位、诊断与分析，找出故障发生的具体位置与故障发生的原因，并作出故障处理决策，将故障隔绝起来，从而避免故障对系统继续造成影响，保障系统持续正常运行。可见，机电一体化在工程机械中的应用有利于提高工程机械系统运行的可靠性，提高机械设备工作效率，改善人员工作环境。

1.3工程机械施工精度控制中的机电一体化

工程机械应用机电一体化所产生的有利改变不仅是实时监控和能源节约，还有工程施工精度的控制。机电一体化中的电子控制系统可以有效提高工程机械称量过程的自动化水平，提高称量的精度，减小由人工测量所带来的误差给工程施工造成的负面影响，从而可以很好的保证机械加工出成品的精度，提高工程机械制造产品合格率［3］。另外，电子自动测量技术在工程机械施工中的运用，也可以大大提高工程施工精度，降低产品加工误差，而且该技术还可以在很大程度上减轻工作人员劳动强度，节省人力资源，提高工程机械自动化、现代化运作水平。

2　机电一体化未来发展趋势

就机电一体化当前发展状态与在工程机械等领域应用情况来看，其不但应用前景广阔，而且发展态势良好，且在当前取得成果基础上未来还会向着更大的目标前进。整体而言，微型化、智能化和信息化是机电一体化未来发展的三个主要方向。

2.1微型化

不管是互联网行业，科研领域、医学领域还是机械制造行业，都在向着微型化方向发展。就机电一体化产品制造行业而言，其产品设计、加工与生产也在逐渐趋于微型化，许多机电制造商正积极致力于研发出微型机电一体化设备，在不影响各项功能正常使用的前提下实现设备体积与重量的减小［4］。在机电一体化微型化发展进程中，国外已研发出了一套电子机械系统设备，该设备尺寸大多不超过1cm3，处于国际领先水平，且逐渐向着纳米级进攻。体积小、低能耗的微型机电一体化产品不仅适用于诸多领域，而且在各个领域中均占据明显优势地位，对推动全球机械行业快速发展具有重要意义。

2.2信息化

所谓机电一体化就是指在综合运用多种技术下所设计出的一种设备。所以综合性、多功能性是机电一体化设备拥有的最突出、最基本特点。伴随网络信息技术在机电一体化中应用地不断深入与成熟，信息化将成为机电一体化未来发展的一大主流趋势。网络信息技术中的远程控制技术、监控技术、大数据处理技术等各种技术在机电一体化中的应用都有可能使机电一体化诞生出新的产品，设计出质量更可靠、设备性能更稳定、功能更强大的机电一体化产品［5］。实际上，远程控制终端就属于一种机电一体化设备。伴随网络在世界范围内的越来越普及以及信息技术发展的越来越成熟，机电一体化与网络信息技术之间的融合也将会越来越密切。

2.3智能化

根据其他领域和国外发达国家研究成果所受启发，目前已经有研究学者尝试将计算机科学、运筹学、动力学、人工智能等多种新理论方法与智能化技术融入到机电一体化当中，以实现对机电一体化技术水平的进一步增强和拓展，实现机电一体化的智能化运作。人工智能、计算机科学、心理学等技术在机电一体化中的引用可以赋予机电一体化产品一定的判断能力、自主决策能力与逻辑思维，从而促进机电一体化产品功能的有效提升。而将拥有智能化功能的机电一体化应用到工程机械当中，对人类的智能进行模拟，对机械设备行为进行描述，无疑会使机电一体化在工程机械中占据更大优势，使工程机械对机电一体化产生更强的依赖性。

3　结语

机电一体化本身发展及其在工程机械中的应用无疑具有重要的现实意义和价值。在现代化信息技术飞速发展的二十一世纪，我国应加强与发达国家之间的合作，引进国外先进机电一体化设备与生产技术，并加大机电一体化研究力度与深度，不断提高机电一体化水平，提高工程机械施工水平，努力使我国整体机械化水平、机电一体化水平提升到一个新的高度。

［1］陈伟洪.机电一体化技术在现代工程机械中的发展运用分析［J］.装备制造技术，2014（1）:77-78；89.

［2］赵耀辉.评析机电一体化技术在工程机械中的应用［J］.门窗，2014 （8）:114.

［3］郑媛.工程机械中机电一体化技术的应用研究［J］.中国高新技术企业，2015，19:54-55.

［4］邱富永.浅谈机电一体化技术在工程机械中的应用［J］.科技致富向导，2014，36:109.

［5］张彬.论机电一体化技术在现代工程机械中的应用与发展［J］.现代商贸工业，2012（5）:180.

（编辑：苗运平）

Application of Mechatronics Engineering Machinery

Zhang Zhanfu，Yu Jianli
（Shijiazhuang Railway Institute Quartet College，Shijiazhuang Hebei051132）

Electromechanical integration in the application of engineering machinery and its future development trend are detailed described.Fault self-diagnosis and mechanical and electrical integration technology to locate faultare analyzed to find out the location of the failure and the cause of the failure，and fault handling is indicated so as to avoid failure ofmechatronics system continue to affect and safeguard system continues to run normally.

mechatronics；application；trend of construction；machinery

TU60

A

2095-0748（2016）11-0038-02

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.11.16

2016-04-25

张占福（1978—），男，天津人，本科，助理工程师，研究方向：机械工程及自动化。

技术对故障进行定位、诊断与分析，找出了故障发生的具体位置与故障发生的原因，并做出故障处理决策，从而避免故障机电一体化系统继续造成影响，保障系统持续正常运行。