关于机电一体化在市政施工中的应用研究

唐东贤 王国荣

浙江良康园林绿化工程有限公司 浙江绍兴 312300

关于机电一体化在市政施工中的应用研究

唐东贤 王国荣

浙江良康园林绿化工程有限公司 浙江绍兴 312300

本文对机电一体化以及其应用前景和机电一体化技术在市政公路工程方面的应用加以分析，简要的介绍了机电一体化的发展趋势。

公路工程;机电一体化;应用

引言

现代科学技术的迅速发展推动了不同学科的交义和渗透，使得机电一体化技术的应用也越来越广泛。迄今为止，世界各国都在大力推广机电一体化技术。它在人们生活的各个领域尤其是在公路工程方面得到广泛的应用，并以蓬勃的生机向前发展，不仅深刻地影响着全球的科技、经济、社会和军事的发展，而且也深刻影响着机电一体化的发展趋势。

1、机电一体化概述

机电一体化又称机械电子学，运用领域十分宽广，主要是在信息技术、微电子技术向我们现在很需要发展的机械工业领域中的渗透和高速发展。发展的主要领域是系统的自动化和智能化两大方面，它是基于自动化技术、计算机技术、传感器技术等有机的融合和处理后的一种综合性的技术。

2、公路工程机电一体化

市政公路工程中的机电一体化实现的主要方式就是利用工程机械制造和电子控制系统相融合的思路，打造可在施工中自行作业、自行检测的智能化施工机械。从某个方面看，公路的机电一体化更像是对工程机械的自动化改造，并将某个施工工艺结合在一起，使之利用一组工程机械完成某些施工工艺。因此，公路的机电一体化技术的应用就是将工程机械的控制由原来的人工操作改为自动化控制，如给料、高度调整、铺设质量检测等都由计算机控制的终端设备进行自动化智能控制，这也是机电一体化对公路施工的最大贡献。同时随着控制模块、微处理器技术的提高，尤其是一些工程机械的控制方式的电子化智能化转变，推动了机电一体化在工程作业机械中的结合，使之成为适应公路施工的自动化，智能化机械，以此实现了施工的机电一体化。下面就施工机械机电一体化的应用作简要介绍:

（1）电子控制系统实现机械自检。机电一体化的一个突出优势就是可以实现机械设备的自我检测，这就给工程机械的运行带来动态化的监控模式，并以此实现对工程机械的合理操作，提前发现问题并予以解决。突出的功能就是在设备运行中对设备的发动机、传动系统、液压系统、电子系统等进行全面的动态化监控，这里要的是电子技术中数据传感的原理，这也是机电一体化在工程机械中应用的最佳实例。这个监控系统由监控和信息处理、报警系统组成，一旦工程机械在作业中发生机械性工作或者工作异常就会向控制人员发出警报，并指明故障位置，帮助检修人员进行核实和调整，避免更大的事故出现而影响施工作业。

（2）机电一体化的应用提高了作业的精度。随着公路的等级不断提高，对质量的要求也不断提高，因此一些施工工艺在人为的操作下很难满足设计的高标准，而利用仪器反复检测也相当的耗费人力和物力，因此需要一种技术提高作业的精度，还可以随时检测问题。这时机电一体化就成功的解决了这样的问题，首先，机电一体技术可以设定机械的作业模式，而且这种模式一旦确定，在各自机械的配合下，就会形成一个固定的作业顺序和标准，而且不会轻易的发生变化，这样保证了公路施工的精确性。同时由于机械自动作业可以同参数的调整提高施工精度，这种精度的设定是可以看见的，因此可以实现高精度持续作业。这是机电一体化为公路施工作出的一个重要贡献。另外，在施工中利用传感器与电子控制技术的结合，可以在施工的同时对施工的成果进行及时的检测，这样既可以确保施工成果的质量，而且一旦出现问题也可以就地解决，而无需等待后期检测的结果出来后再进行补救，提高了施工的效率。

（3）机电一体化可实现施工的自动化。机电一体化在工程中的应用不仅仅局限在对某种机械的改造和工艺精度的提高上，而是向着某一施工工艺的自动化作业方向发展。即利用一台机械的电子化控制来实现对一组机械的电子化控制，并使得这一组机械有机的结合起来，来完成某些施工作业，类似铁路自动化铺装设备的组合型机械设备也逐步出现在公路施工中，这就使机电一体化给公路工程带来更多的帮助。同时在远程控制技术的完善和帮助下，机电一体化还可以实现远程作业，这对公路隧道建设中危险工段的作业无疑有着巨大的现实意义。

3、机电一体化的发展趋势

3.1 计算机集成制造系统

在CIMS发展过程中，要注重人机一体化。在CIMS系统中,处于核心地位的过程控制级计算机，应配备必要的硬件和一定的软件功能。在软件方面，要做到计算机辅助设计和计算辅助制造与硬件的有机结合，在发展过程中，要重视基本技术，不盲目追求高度自动化、数字化，逐步实现机电一体化的柔性、自动化、全局化。

3.2 绿色化也是机电一体化未来的一个研究热点

绿色化是指产品在其设计、制造、使用和销毁的过程中，符合特定的环境保护和人类健康的要求，对生态环境无害或危害少，而且是低能耗、低材耗、协调而可再生的产品。机电一体化是很多学科相互发展和相互促进的结果，随着科学技术的不断发展和进步，机电一体化在公路工程领域的应用将越来越广泛，机电一体化的发展前景将无比广阔。

4、机电一体化技术在市政公路施工中的应用前景

（1）系统的智能化程度将提高。智能化控制是机电一体化发展目标，即利用电子技术和机械控制技术实现机械的智能化的运行。所谓智能化就是机械可以在不同的情况下利用预先设计好的工况分析系统对当前的工况进行评估，并作出简单的运行模式的变化，这就是智能化的基本需求。而随着模拟智能、模糊数学、计算机技术、传感技术等学科的发展和结合，将推动机电一体化向智能化迈进，最终是对机械设备的智能化改造，并使之在施工中利用简单的运行动作调整适应复杂工况作业。（2）模块化作业。机电一体化在工程中的应用前景广阔还包括了其控制和操作模式的简化，即智能模块化控制的实现。这种模块化的操作和实施就是利用某些固定的程序化模块与特定机械设备组合相配合，以此进行特定工况下的作业，如: 铺设沥青的工序采用联合沥青摊铺设备，在模块化控制的情况下，可根据不同的工程需求对摊铺设备进行模式设定，即在某个工段采用固定的速度、作业形式等。这样在该路段就可进行无干扰的作业，同时在自动检测系统的辅助下，可以将施工过程完全交给机械来完成。（3）对环保的贡献将不可估量。前面提到了利用机电一体化可以降低工程机械的能耗，在未来的机电一体发展中将进一步提高其对节能环保的贡献。机械的高度智能化将带来机械的多功能化，即利用较少数量的智能化施工机械就可以完成大量的工程量，这无疑是对资源的最大节约。同时高效的机械作业也减少了对环境的破坏，如减少机械存放的场地、减少人员生活对环境的影响等。

结语

综上所述，基于机电一体化技术在市政公路工程领域占据的优势和应用的广泛性，它必将得到愈来越多的重视，从而为公路工程领域做出更大的贡献。我们务必顺应科技发展的潮流，尽快地了解、学习和掌握机电一体化技术，只有这样才能更好地参与到现代化的工程施工当中，为我国的建设事业作出更大的贡献。

[1]梁雪贞,刘晓丽,樊荣增.试探公路路基工程机械设备配置及机械化施工[J].价值工程,2010,(31).