机电一体化技术在工程机械中的应用

李立尧

摘 要：随着我国基础设施建设的快速发展，工程机械的需求不断增加，我国工程机械行业得到快速发展，装载机、挖掘机、轧路机等产量位居世界第一。但是，工程机械的自动化、安全可靠性需要进一步提升。机电一体化技术在工程机械中的运用可以明显提高生产效率，促进工程机械的改进和创新。本文主要分析了机电一体化技术在工程机械中的应用，以尽可能发挥机电一体化技术的优势，推动工程机械行业的进一步发展。

关键词：工程机械;机电一体化;应用

中图分类号：TU60文献标识码：A文章编号：1003-5168（2020）23-0057-03

Abstract： With the rapid development of China's infrastructure construction， the demand for construction machinery continues to increase， China's construction machinery industry has developed rapidly， and the output of loaders， excavators， road rollers， etc. ranks first in the world. However， the automation， safety and reliability of construction machinery need to be further improved. The application of mechatronics technology in construction machinery can significantly improve production efficiency and promote the improvement and innovation of construction machinery. This paper mainly analyzed the application of mechatronics technology in construction machinery to maximize the advantages of mechatronics technology and promote the further development of the construction machinery industry.

Keywords： construction machinery;mechatronics;application

机电一体化技术将机械技术和电子技术融为一体，将计算机与信息技术、自动控制技术、传感检测技术和伺服传动技术应用于机械系统中，提高了机械装备的自动化、智能化水平。现阶段，我国机电一体化技术在各个行业均有涉及，尤其是工程机械领域。新时代，人们需要深入研究机電一体化技术，借助机电一体化技术的优势，推动工程机械领域的不断创新和变革。

1 机电一体化技术概述

机电一体化技术广泛应用于工程机械行业，涉及内容较多，如机械控制技术、电子控制技术以及液压控制技术等。工程机械融入机电一体化技术，可以优化生产操作。现阶段，我国工程机械行业对机电一体化技术的应用主要体现在微处理器的改进上，改进后的微处理器电子控制装置的控制协调性更强，可以避免后续工程机械操作产生较大的误差。如今，我国工程机械不断发展，机电一体化技术要求越来越高，人们要积极创新和发展推动机电一体化技术。因此，设计人员需要结合工程机械运行特点和需求，创新机电一体化技术。

机电一体化技术可以将机械技术和电子技术有机结合，进一步优化控制模式。目前，机电一体化技术已经成为综合性的技术手段，计算机技术的融入更是展示出机电一体化技术的优势。我国对机电一体化技术的应用已经较为成熟，如数控机床技术、自动化制造技术等。机电一体化技术的发展极大地推动了我国工业领域的变革[1]。

2 机电一体化技术的应用优势

2.1 安全性高

工程机械应用机电一体化技术，可以确保产品生产安全，产品性能较高，功能更齐全。机电一体化技术可以丰富工程机械的功能，如监视功能、报警功能以及自动保护功能。如果工程机械在运行过程中出现异常情况，机电一体化技术可以提供自动化保护，确保操作人员和机械设备不会受到伤害，提高设备生产的安全性。

2.2 使用性能好

工程机械应用机电一体化技术，可进行数字化显示，而且机电一体化技术具备程序控制功能。工程机械操作人员不需要手动操作按钮或者手柄就可以完成设计任务，因此机电一体化技术可以明显简化操作流程。此外，机电一体化技术可以提升工程机械设备的先进性，自动选择所需程序，减低操作人员劳动强度，提高生产效率[2]。

2.3 生产能力强

工程机械采用机电一体化技术，可以自动处理相关信息，实现自动化控制，保障自动化控制精度，提高设备检测的灵敏性。一旦工程机械投入运行，自动化控制系统就会启动。工程机械可以按照系统设定完成规定动作。自动化控制系统的加入可以显著提高工程机械的生产效率，提升产品性能，发挥机电一体化技术的应用优势。

2.4 应用范围广

机电一体化技术属于复合技术，因此具备复合技术的优势。传统工程机械功能相对单一，应用领域较为局限。与传统工程机械相比，采用机电一体化技术的新型工程机械功能更加强大，应用领域更广，可以满足用户多样性的生产需求[3]。

3 工程机械中机电一体化技术的应用

3.1 电子监控方面的应用

机电一体化技术常应用于工程机械电子监控中，可以及时发现工程机械生产问题，实时监控各个环节的生产情况。在机电一体化技术的辅助下，管理人员可以借助电子监控系统及时发现设备运行故障，保证机械操作零失误。另外，电子监控系统纳入自动报警功能，一旦机械设备出现故障，可及时告知管理人员，缩短故障处理时间，将工程机械的安全隐患降到最小，实现对机械设备的定期维护和保养。

3.2 故障诊断方面的应用

机电一体化技术可以有效地应用在工程机械故障诊断中。一旦发现工程机械出现故障，就可以及时处理，这对机械设备使用寿命的延长具有重要作用。此外，机电一体化技术中的自动诊断技术可大大降低维修管理人员的工作负担，明显提升机械设备维修效率[4]。

3.3 作业精度提升方面的应用

对于工程机械生产制造来说，控制好成品精度是非常重要的。如果工程机械相关参数设计不合理，将直接影响产品精度，降低产品原有性能。工程机械有效借助机电一体化技术，可以强化对机械参数的控制，确保参数设计的科学性和合理性。例如，如果路面工程采用自动找平技术，可以确保路面的平整性;将微机控制电子称量技术应用在混凝土搅拌中，有助于精确称量各种原材料，将计量误差控制到最小;将超声波技术应用到自动供料系统中，有助于实现自动供料，保障摊铺质量[5]。

3.4 智能化和自动化作业方面的应用

智能化和自动化是未来工程机械的发展趋势。工程机械应用机电一体化技术，可以明显提升智能化和自动化生产水平，进一步优化机械操作流程，降低对劳动力的依赖，降低工作人员劳动强度，提高生产效率。部分生产流程存在安全隐患，如果采用机电一体化技术，就可以有效保障人员的生命安全。工程机械应用机电一体化技术，可以实现智能化和自动化作业，这就要求传感器性能良好和智能分析系统稳定。例如，日本三菱公司在挖掘机中纳入挖掘轨迹控制系统，该系统可以设定铲斗运动轨迹，在微机控制系统的辅助下自动控制铲刀和动臂杆的运动，实现挖掘机的精准作业。

3.5 节能降耗方面的应用

机电一体化技术应用于工程机械中，有助于节能降耗。传统工程机械能源利用率不高，比如，液压挖掘机的能源利用率不足20%。目前，我国对工程机械节能降耗有迫切需求，人们需要将机电一体化技术融入其中，借助机电一体化技术实现工程机械节能降耗的目标。例如，某公司将新型节能控制器应用在挖掘机上，在OLLS系统的支持下，挖掘机能源利用率明显提升，与传统挖掘机相比，可以节约25%的燃料[6]。

3.6 生产效率提升方面的应用

工程机械采用机电一体化技术，可以进一步提高生产效率[7]。机电一体化技术可以进一步优化工程机械运行流程，加强工程机械管理，提升企业生产效率，增加经济效益。

3.7 其他领域的应用

机电一体化技術广泛应用于工程机械中，除了上述方面以外，还应用于装载机生产、推土机生产以及铲运机生产等领域。机械生产采用自动变速器，可以结合外负荷情况，合理调整传动系的传动比，进一步提高发动机功率利用效率，由达到节能降耗的目的[8]。

4 未来工程机械中机电一体化技术的发展趋势

高性能、智能化以及微型化是未来工程机械中机电一体化技术的发展趋势，可以确保工程机械具有较高的生产精度、生产效率和生产可靠性。例如，CPU是CNC系统的主要结构，以多总线连接方式联系在一起。该系统具有高生产精度、高生产效率以及高可靠性的应用优势，可以提高工程机械生产能力和产品性能。微型化也是未来机电一体化技术的发展方向之一，其产品尺寸以纳米和微米来计算，小巧灵活。但是，无论工程机械中的机电一体化技术如何发展，都以控制理论为基础。控制理论是区别机电一体化技术和传统技术的主要标志[9]。

5 结语

机电一体化技术在工程机械行业中具有明显的应用优势，未来，我国机电一体化技术将朝智能化、自动化、微型化等方向发展。当前，人们要结合具体生产情况，将机电一体化技术有效地融入工程机械中，尽可能发挥机电一体化技术的优势，推动我国工程机械领域的变革。

参考文献：

[1]康爱伟，邢雯婷.机电一体化在工程机械中的技术应用分析[J].建筑工程技术与设计，2020（6）：429.

[2]李铁.机电一体化系统在机械工程中的应用分析[J].建筑工程技术与设计，2020（4）：631.

[3]夏聪.机电一体化系统在机械工程中的应用分析[J].建筑工程技术与设计，2020（1）：2577.

[4]方俊.机电一体化系统在机械工程中的应用分析[J].建筑工程技术与设计，2020（2）：565.

[5]郑洁.基于机电一体化系统在矿山机械工程中的应用分析[J].当代化工研究，2020（4）：82-83.

[6]姜仑.机电一体化系统在机械工程中的应用分析[J].建筑工程技术与设计，2019（33）：729.

[7]曹大成.机电一体化系统在机械工程中的应用分析[J].装饰装修天地，2019（22）：386.

[8]邵东磊，原英玲.机电一体化在工程机械中的技术应用分析[J].湖北农机化，2019（21）：63.

[9]李伟冬，安维雨.机电一体化技术在机械工程中的应用[J].建筑工程技术与设计，2020（5）：3186.