机电一体化在工程机械上的应用与发展

王健 王玉

摘 要：机械一体化又被人们称之为机械电子学，它是一种综合技术，包括机械技术，电工电子技术，微电子技术，传感器技术等众多技术。它已经越来越多的应用在了工程机械中，在这个领域已经取得了一定的成就。机械一体化不仅能够使工程机械的效率提高，而且能够节省大量的人力劳动。在未来世界中，机电一体化将会有着更为广阔的发展空间。 本文主要探讨了机电一体化在工程机械上的应用与发展。

关键词：机电一体化；工程机械；应用；发展

机电一体化在工程机械的应用中，电子控制系统尤为重要，相关工作人员对电子控制系统的使用是实现机电一体化应用的关键，对工程机械的施工质量和施工进度有着较大的影响，就目前来看，机电一体化技术已经成为工程机械工作人员必须掌握的技术之一。

一、机电一体化在工程机械中的应用与作用

（一）电子监控中的应用

工程机械中电子监控的主要作用是对发动机、传动系统、工作装置等的运行状态进行全面的监控，给维修人员及时的传递各系统的运行情况和信息，以便于其及时发现故障，解决故障，确保各项设备、各系统的正常运行，如果监控系统出现问题，一旦发生故障，工作人员很难及时发现，这会对整个工程机械的运行造成极大影响，严重时会导致整个运行系统的瘫痪，从而带来不可估量的经济损失。

（二）节能作用

传统的工程机械设备对能量的利用率比较低，这就造成了能源的极大浪费，不符合可持续发展的原则，例如液压式挖掘机的能量利用率仅为30%，机电一体化技术能够借助电子节能控制器提高大型设备的能量利用率，这对工程机械的节能有着重要作用，由于操作简单，电子节能控制器能够减少设备的磨损，变相提高了设备的使用年限，对提高工作效率也有着积极意义。

（三）精确称量

如何精确称量一直是工程机械中的一个重要问题，机电一体化技术中的电子控制系统能够实现称量的微机控制，将整个称量过程自动化，这就大大减少了人为误差对称量结果的影响，同时提高了测量结果的精确度，此外，这种自动化的称量程序减少了人力的使用，对节省人力资源也有着重要的意义，符合现代施工高效、快捷的原则要求。

（四）降低劳动强度

传统的工程机械施工操作中对工作人员的要求十分高，这是由于其工作强度大、工作量大的原因，机电一体化技术的应用能够实现工程机械的自动化、半自动化，许多之前需要大量人力的工作都由机电技术中的控制系统代替，这就大大降低了工程机械施工过程中的劳动强度，同时人力操作会由于工作人员自身的原因对施工质量造成一定影响，而机电一体化的应用能够避免这一现象的发生，对提高工作准确度也有着重要意义。

（五）其他应用

传统的装载机、推土机等大型设备并不会根据实际的负载量调整自身的传动，例如一些很少的工作量，设备不会智能调小其传动，这在一定程度上浪费了能源，机电一体化技术的应用能够在这些大型设备上增加电子控制的自动化变速器，这些设备可以根据实际的负载量来调整传动，实现利用最小的传动完成工作，这样能够节省能源，从而节省经济成本，同时这种电子控制的自动化变速器能够实现大型设备的半自动化，降低了设备的操作难度，为工作人员减轻了劳动强度。

二、机电一体化在工程机械领域应用的发展趋势

（一） 智能化

作为机电一体化的重要发展方向，在工程机械领域，智能化的应用趋势将更加明显。目前，现代工程机械上传感器得到广泛应用，发动机应用冷却水温度传感器、机油压力传感器等来检测和控制发动机的运转状态；沥青摊铺机上角位移、倾角等传感器的应用使摊铺机在工作时实现自动找平且行走速度不变，摊铺出来预定的平整度、坡度和厚度的路面。随着传感器技术的迅猛发展，可靠性与稳定性不断提高，精度越来越高，采集信息的范围越来越广，并将向集成、多功能化和智能化方向发展，未来越来越多种类的传感器将应用到工程机械上。

（二）模块化

随着科技的进步和社会分工的不断深入，机电一体化产品的种类和数量也越来越多，因此，机械产品的电气接口、动力接口和机械接口等的生产一定要实现标准化，这虽然比较复杂却至关重要，所以说，模块化是工程机械机电一体化发展的一项长期而又艰巨的任务。模块化有利于各部件或单元之间的匹配，例如研制集智能调速、减速于一体的动力单元，或具备图像处理、视觉、识别等功能的控制单元等。唯有如此，才能促进社会的进一步分工，加快新产品的研发速度，扩大工程机械的生产规模。模块化必将进一步促进机电一体化在工程机械中的应用。

（三）信息化

计算机网络技术的迅速发展也必将促进机电一体化在工程机械中的应用。新型的机电一体化产品只要质量可靠、功能强大，具有很好的经济价值和社会价值，就会在最短的时间内借助网络迅速畅销。此外，远程控制技术和监视技术将会在工程机械中得到越来越多的应用。总之，机电一体化将逐渐趋向网络化和信息化。

（四）电子控制理论

随着以微电子为核心的高新技术推动了自动控制技术在工程机械上应用和推广，成为工程机械现代化的重要标志。在控制理论的指导下，进行系统设计，设计后的系统仿真等。自动控制技术可应用于工程机械作业的控制和操纵，比如摊铺机应用基于 CAN 總线的工程检测系统，实现自动找平、行驶速度和车辆转速控制。目前，最优控制方法和自适度、模糊控制方法被国内外工程机械行业广泛采用。

（五）环保化方向发展

近年来，公众的环保意识也在不断加强，绿色产品的概念和设计制造已成为新形势下的必然趋势。工业化进程的不断深入虽然在很大程度上改善了人类的生活质量，但也对我们的生存环境造成了严重的破坏，导致了自然资源的大量浪费。工程机械产品在其设计、制造、使用和销毁的每个环节，都要适应环保的要求，满足人类对健康的需求，提高资源的利用效率。所以，绿色机电一体化产品将会在工程机械中占据优势。

三、结论

机电一体化已形成了一种独立的新型科学体系，随着技术的不断创新，其内容也会不断更新发展。从而实现高质量、多功能、低能耗的价值和功能。机电一体化技术在工程机械中的应用将越来越广泛，地位也越来越重要。为了能够早日将机电一体化技术的优势大放光彩，还需要在研究方面加大力度，使机电一体化水平得到提高，以得到长足发展。

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