机电一体化技术在工程机械中的应用

刘殿仕 尹 鹏/.大连五洲公路工程有限公司.身份证号：0986063656

机电一体化技术在工程机械中的应用

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机电一体化技术以机械电子理论为基础，通过现代科学技术、计算机应用技术、机械技术对工程机械项目中的相关内容进行全方位、系统化的分析，进而为工作人员提供优质的技术产品。同时，将机电一体化技术与工程机械行业的发展相结合，能够更好的提高工程机械的运行效率和工作质量，切实有效完成工程机械类企业的发展目标，增加企业的经济效益，为企业创设良性发展的新局面。对此，本文以机电一体化技术为主要研究内容，对其应用及发展趋势进行重点探析。

工程机械；机电一体化技术；应用

前言

机电一体化从本质上来看是多项现代科学技术的综合体，它主要就包括了计算机技术、电子技术、机械技术、信息技术等。相比于国外机电一体化技术，在该方面起步较晚（20世纪70年代），但近年来机电一体化在发展普及速度较快，尤其在工程机械方面的应用已相当广泛，技术也相对趋于成熟。

一、机电一体化系统的主要技术内容

机电一体化系统的本质还是以机械为主。但是不同于普通机械，它在机构主功能、动力功能、信息控制功能等方面引入了智能电子技术，借助软件功能实现了智能化与机械化的有机结合，形成机电一体化技术系统。如果从功能方面考量，机电一体化应该包括机械力、运动力、能量流等多种动力学知识，机电一体化系统具有跨学科性、融合性、集成性与复杂性，它的最终目的就是实现对工程机械的智能化可控行为，并同时完成各种信息处理任务。传统工程机械领域以内燃机作为主要动力源，包括动力、传动、行走、工作与操纵装置，这五部分所形成的是传统机械一体化系统。伴随计算机等电子智能化设备的加入，例如整机电子控制、机电传动、仿行控制、远距离控制、无线遥控智能控制等等内容也被融入到传统机械一体化系统当中，形成了机电一体化技术新系统。它的加入实现了工程机械的自动化发展，对大力推动工业进步非常有利。

二、机电一体化在工程机械中的应用技术

自工程机械应用步入机电一体化时代以后，围绕新体系的技术环节也在不断增多。文章介绍几种机电一体化在工程机械中的常用应用技术，希望为工程机械应用领域发展提供更多有效参考。

（一）传感器检测技术

传感器检测技术能够将非电量转换为电量，它是基于电信号转换的功能块，在工程机械中，它实现了最佳数据的现实与控制过程。现代传感器检测技术基于信息技术与计算机技术体系之上，在工程机械中采用传感器能够提高机械设备本身的抗干扰性、灵敏性与稳定性，同时确保设备具有一定的抗冲击能力与气候适应能力。考虑到工程机械的主要作业特点，它对传感器的密封、耐磨要求较高。工程机械中车用传感器的温控精度要控制在40～130℃，且保证其变化幅度小于1%。可考虑利用高度发达的电子器件来将微控制器作用于固态传感器配套部件之中，用以实现对工程机械的温度补偿标准化与线性化。

（二）信号处理I/O接口技术

现代工程机械设备越来越讲求对信号的多元化表现形式，例如在机械设备中加入微处理器来结合I/O接口技术实现对信息信号的有效处理过程，再配合传感器检测机械设备中的各种信息，对它们进行必要的逻辑分析、判断、转换，最后综合执行机构控制指令。另外，工程机械设备也加入了自诊断功能，基于I/O接口技术来实现信息优化，通过系统显示、应答与可靠传输来完成人机交互过程。

（三）工程机械故障诊断技术

融入了机电一体化系统的新型工程机械其运行噪声、燃料成本更低，减轻技术操作人员的工作压力，也提高生产效率。但工程机械由于涉及诸多技术环节，其发生故障是在所难免的。机电一体化系统中的安全容错体系就能帮助工程机械规避风险。它的故障自诊断功能模块可以服务于工程机械的各个部位，借助电子检测控制系统来发现设备异常，再根据特定算法判断具体故障位置，第一时间实现对设备的有效定位及修复。

三、机电一体化技术的具体作用

机电一体化技术的出现对工程机械应用起到较大促进作用，它不但保证了工程机械的健康稳定运行，同时也提高了设备的相关性能，保证了工业生产的高效率。

（一）工程机械作业质量与精度有所提高

在机电一体化融入工程机械运作体系后，它的性能与功能也有了显著提升，因为它实现了传统工程机械所难以实现的微调操作。比如推土机、挖掘机的自适应作业、激光自动调平作业、自动变速换挡作业等。这些机电一体化新技术对推土机与挖掘机的大面积作业平整精度是极大程度的提升，同时也降低了技术操作人员的工作强度。机电一体化实现了设备的无人远程操控，大幅度降低了某些危险区域施工作业的人员施工危险系数。

（二）工程机械作业节能效率有所提高

机电一体化技术改变了传统工程机械的液压传动模式，实现对设备的液压传动自动负荷控制，有效发挥发动机的输出功率，并分配工程机械液压载荷，满足更高操作技术需求。以工程机械发动机为例，根据设备温度变化来实现自动控制，确保发动机热效率始终保持在最佳指标，实现工程机械整体节能目标。另外为工程机械设置电子燃料控制系统，基于节能液压系统来降低能耗，提高设备使用寿命。比如工程机械发动机的燃油消耗率会降低到230g/kW•h，而它的平均热效率也提高45%～50%，设备使用寿命会延长300h以上。

四、工程机械中机电一体化技术的发展趋势

在新的时代背景之下，工程机械中机电一体化技术将拥有更为广阔的发展前景，并朝着更好的方向发展。其中，工程机械中机电一体化技术的发展趋势主要包括以下几方面：第一，智能化。机电一体化技术与传统机械模式相比较而言，科学技术含量明显增加，可以不通过人工的方式便可以实现自动化管理，极大程度上提高了设备的运行效率和应用质量。特别是在当前科学技术迅猛发展的今天，数据技术、科学技术、云端技术将不断应用其中，促使其朝着智能化的方向进一步前进，更好的满足行业可持续发展的市场需要。第二，个性化。市场的发展要以消费者的客观需求为基础，工程机械企业若是想实现自身的长足发展，则需要根据消费者的实际需要对机电一体化技术所生产的产品进行适当的调整与创新，增强机电一体化技术产品的个性化含量，在市场竞争中抢占先机。第三，绿色化。现阶段，可持续发展理念的不断深入促使了循环经济模式的进一步构建，这就要求相关人员要对机电一体化技术进行再次的调整，在工程机械行业的应用过程中突出产品的绿色行，通过资源节约、可再生能源应用的方式减少不必要的环境污染，进而实现机电一体化技术的转型升级。

五、结束语

总而言之，机电一体化技术为工程机械应用所带来的优化提升是全方位的，它的智能化、模块化与绿色环保化都是当前人类所最为关注的领域。因此它也必将成为未来工业发展的焦点，为人们所广泛利用和深入研究。

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