浅析工程机械机电一体化技术的应用与发展

石永海

【摘要】随着经济的发展，机电一体化技术也得到了快速发展，而机电一体化在工程机械中的应用与发展也促进了工程机械的不断进步。本文主要对机电一体化技术以及其在工程机械中的应用与发展进行了分析研究。

【关键词】工程机械 机电一体化技术 应用 发展

随着科学技术的飞速发展，机械化设备不断的发生着变革，人工智能的技术手段提高了工作效率，解放了生产力，为人们的生活带来方便。机电一体化就是在计算机技术不断地发展背景下产生的，是机械和微电子技术结合的产物，现在社会中使用的大部分自动化生产设备都是机电一体化设备，它已經深入了人们的生产和生活，可以说现代信息化生活中人们已经离不开机电一体化设备了。

一、机电一体化技术的概述

机电一体化又称机械电子学，是结合电子技术、机械技术、微电子技术、信号变换技术、传感器技术、接口技术等多种技术为一体的高新技术，并在实际的生活中得到充分利用的技术，现代化的自动生产设备几乎可以说都是机电一体化的设备，比如：数控机床、工业机器人、办公自动化、视觉传感式变量喷药系统、汽车电喷系统、生产流水线、全自动洗衣机、打印机复印机、电梯等，均与人们的生活息息相关。

机电一体化在工作中的运用，整体上来说是解放了人，它不仅减少人的体力工作，而且与人工操作、手工进行相比，结果会更精准、效果会更好。

二、工程机械机电一体化技术的应用

机电一体化技术具有广阔的发展前景和极高的应用价值，尤其是在工程机械中的应用更具广泛性和有效性，机电一体化技术在工程机械中的应用主要表现在以下几个方面：

1、机电一体化技术的在工程机械提高生产效率、节能降耗方面的应用

在传统的工程机械中，能量的充分利用率和使用率比较低。比如说，液压挖掘机其燃料的充分利用率仅仅占了30%，剩下的70%左右的能量都被浪费了。在能源资源高度紧张的今天，迫使机械工程的发展必须向着“节能降耗”的方向发展。比如说，小松公司生产的挖掘机能够很好地达到节能降耗的目的，大约可以节省23%的燃料，最主要的原因就是新型的控制节能器的采用。日立公司生产的挖掘机，采用了“卡特电子效率”节能控制体系，通过对泵以及发动机的综合、全面控制，大大提高了利用率，其能量利用率能够达到98%左右，生产率也相应地得到了大幅度的提升。所以说工程机械中电子节能控制器的运用，大幅度提高挖掘机等大型工程机械设备的能量利用率，一定程度上发挥到了节能的作用。电子节能控制器操作比较简单，对机械的磨损也相对减少，从而提高了工作的效率。

2、在自动化以及半自动化的作业全过程中的应用

工程机械全面地实现作业自动化以及半自动化水平，可以有效地降低操作人员的劳动强度，有效地提高生产效率，大大减少了因为操作人员的经验不足或技术不到位对于操作精度的影响。比如说，三菱公司设计生产的挖掘机，有控制挖掘机轨迹系统的功能，相关的操作人员在控制板上将铲斗的运动形状和运动轨迹设定好之后，相应的微机操作系统就会根据不同角度的传感器发出的信号，对动臂、铲刀和斗杆的运动进行自动的控制，从而实现多种特定断面沟槽、开口和斜坡的精准挖掘，有效地实现了挖掘操作的自动化水平。

3、在控制柴油机上的应用

要想进一步深入发展柴油机技术，应该要解决发动机排放质量与最低油耗间的矛盾。在电子技术发展十分迅速的今天，采用电子节能液压泵系统能够有效减小能耗，还能自动控制冷风扇的转速随温度的变化，这样的条件下，电子控制自动变速，还包括根据负荷条件自动调节柴油机油门等内容都能得以实现，能够使得在各种变工况下的柴油机，在满足经济指标和排放指标的最佳喷油时间的同时，能够实现净化排气、节约能源、提高效率。

4、机械操作的自动化能够降低劳动强度

在工程机械施工操作中引入机电一体化实现操作的自动化或者半自动化，这样大大降低了劳动强度，提高了工作效率，并且大大减少了因为操作者工作经验不足而造成的作业精度的影响。

5、在工程作业精确度方面的应用

在工程机械设备中使用电子控制系统可以将称量的过程自动化，对称量系统实现微机控制，使得称量更加精确。自动找平装置的应用，大大提高了混凝土沥青摊铺机的工作效率和施工质量。自动供料系统（超声波技术）的应用，完美地完成了混凝土沥青摊铺机对于供料的自动调节，全面提升了摊铺的效果和质量。与此同时，铲运机铲斗刀、平地机刮刀以及推土机铲刀的电子化操作控制，减少了误差，提高了工作效率，同时还节约了人力，降低了施工人员的工作强度，高效、快捷，符合现代工程施工的要求。

6、电子监控、故障自诊以及自动报警

电子监控、故障自诊以及自动报警，也就是说对于工程机械的工作装置，传动系统、发动机、液压系统以及制动系统进行全面的监控，一旦在运行的过程中发生异常情况，就会自动地找出故障的位置并自动进行报警提示。机电一体化的发展和应用，大大地改善了操作人员的现实工作条件，全面提高了机械设备的工作效率。

三、工程机械机电一体化技术的发展

1、传感技术的融合

目前，传感器技术在现代工程机械上应用较为广泛，比如，发动机可以通过机油压力传感器、冷却水温度传感器等来进行发动机的运转状态的检测和控制;沥青摊铺机上的传感器能够实现摊铺机在工作时实现自动找平且行走速度不变的特点，还能满足摊铺出来预定的平整度、坡度和厚度的路面的要求。在感器技术的迅猛发展的今天，精度要求越来越高，可靠性和稳定性也能不断提高，越来越广的采集信息范围也超着集成、多功能化和智能化方向发展，所以，未来在工程机械上将应用越来越多种类的传感器。

2、工程机械机电一体化趋于计算机与信息处理技术的应用

计算机是实现信息处理的主体，信息处理技术包括范围应用比较广，主要包括信息的输入、识别、运算、变换、存储及输出等等方面。计算机技术范围涉及到网络与通信技术、硬件和软件技术、数据库技术等等方面。要想工程机械机电一体化技术发展不断进步，应该大力发展计算机应用及信息处理技术。

3、电子控制理论的指导性增强

工程机械现代化的重要标志就是以微电子为核心的高新技术，通过其应用和推广，在相关控制理论指导下，能够满足系统智能化设计的要求，完成相关的设计后的系统仿真等等。

结束语

综上所述，机电一体化在工程机械中的应用发展是当前机械工业发展必然的趋势，也是振兴和发展机械工业的必经之路。随着科学技术的不断发展，工程机械机电一体化还会有着更多的创新与发展，未来工程机械机电一体化技术的应用将会融合机、电、光以及磁的综合性能，更好地促进工程机械的发展。