工程机械中机电一体化技术的运用分析

付友行

[摘    要]随着科学技术的发展，先进的技术逐渐应用于工程领域，推动了工程行业的发展，尤其是机电一体化在工程机械中的应用，不仅优化了工程机械设备的运转流程，提升了工程生产效率，还有效降低了能耗。文章从工程机械与机电一体化技术概述出发，分析了机电一体化技术在工程机械中的应用优势及应用情况，并探讨了工程机械中机电一体化技术的应用途径以及发展趋势，以期为相关人员工作的开展提供一定的参考价值。

[关键词]工程机械;机电一体化;运用分析;发展趋势

[中图分类号]TU60 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2022）04–00–03

Application Analysis of Mechatronics Technology in Construction Machinery

Fu You-hang

[Abstract]With the development of science and technology， advanced technology is gradually applied to the engineering field， which promotes the development of the engineering industry， especially the application of Mechatronics in engineering machinery， which not only optimizes the operation process of engineering machinery and equipment， improves the engineering production efficiency， but also effectively reduces the energy consumption. Starting from the overview of construction machinery and mechatronics technology， this paper analyzes the application advantages and application of mechatronics technology in construction machinery， and discusses the application ways and development trend of mechatronics technology in construction machinery， in order to provide some reference value for the work of relevant personnel.

[Keywords]construction machinery; mechatronics; application analysis; development trend

1 工程机械与机电一体化技术概述

1.1 工程机械概述

工程机械是科技发展的产物，是工业生产与建设的机械设备，广泛应用于工业生产和工程建设中。随着工程机械设备及控制技术的改进与迭代，工程机械日趋自动化与智能化，呈现出操作简单、高效产出的特征，在推动相应领域如道路施工、桥梁建设、建筑工程等稳定发展方面发挥着重要作用。

1.2 机电一体化技术概述

机电一体化技术是以系统工程观念为基点，是集信息技术、电子技术、通信技术、传感技术等于一体而达到系统全面最优的整体性现代化高新技术[1]。机电一体化技术以机械为承载，以软件为核心，通过预置程序项目并使用微电子科技控制系统操作，将机械性能核心能力方面的管控与控制软件相统一，以达到对工程机械的精准控制，实现降低能耗、提升效率、减少污染的作业目的。

机电一体化技术系统具有极强的层次感，机电一体化作业方便，非机电专业人士经过培训后也能正常使用。在机电一体化技术中，最核心的技术是信息处置方式与传感科技等，其中机械反映的及时性与机械自身质量有关，可通过使用不同金属合成原料替换钢铁材料的方式实现机械系统轻量化;机电一体化的应用需要稳定的信息处置设备支持，并使用先进的光缆传感装置提升预防干扰功能，确保传感装置高效运转。

2 机电一体化技术在工程机械中的应用优势

2.1 生产能力强

在工程机械中应用机电一体化技术，可充分发挥现代信息技术优势，提高机械操作的敏感性与精准度，确保各项操作的规范性与流程化，进而有助于把控机械生产质量与效率，实现高效生产目标。

2.2 安全性能高

在工程机械中应用机电一体化技术，可以通过传感及信号变换技术对机械设备运行情况进行监控，对生产流程开展动态化监管，进而可以及时发现机械设备运行过程中出现的问题，辅助机械设备操作与管理人员工作的开展，从而大幅提升设备运行的安全性，保障设备操作人员的安全。

2.3 性能更强大

在工程机械中应用机电一体化技术，可以代替传统手柄操作模式，以数字化形式进行全息展示，提升了工程机械操作设备的智能化与电子化，为机械操作提供便利，带来更加强大的性能体验。

2.4 应用范围广

在工程机械中应用机电一体化技术，是将计算机技术、电子技术、通信技术、传感技术等多元技术引入了工程机械领域。这样大大提升了工程机械设备的功能，使得机械设备可以适用于更多的领域，从而拓宽了机械设备的应用范围，有助于推动工程高效高质生产与革新发展。

3 机电一体化技術在工程机械中的应用现状B222CED0-9C57-4D23-A1D8-A9FEB43EA343

随着社会经济与科学技术的飞速发展，机电一体化技术应运而生，并广泛应用于工程机械领域，对工程机械技术发展与创新有着积极的推动作用。机电一体化技术在工程机械实际应用过程中，结合实际应用需求进行了不断地完善与改进，逐渐融合了机械液压技术、自动控制技术等多元现代化新技术，大大提升了机电一体化技术的整体水平。因此，工程机械设备的机械性能与稳定性也实现了大幅提高，不仅工作效率更高，而且能耗、失误率得到了有效的控制，在工程建设领域发挥着不可替代的重要作用。

此外，新时期工程机械设备自身性能也处于不断完善状态，配置越来越高，除了自带的小型处理系统、微型计算机控制系统外，还有电控装置等，可以依托电控技术来监控工程机械运行状态，并自动对机械设备进行实时故障诊断。由此看来，在工程机械中应用机电一体化技术对提升工程机械自动化效率、促进我国工业化建设与其他产业长足发展具有重要意义。但是，我国电子技术起步较晚，仍处于实践优化阶段，很多领域电子技术的应用有赖于对工程机械设备的购置，无形中增加了成本投入。且工程机械设备构造及内部软件又比较复杂，维修起来难度也很大。因此，为切实弥补这方面的不足，亟需探索机电一体化技术在工程机械中的有效应用路径与发展趋势。

4 工程机械中机电一体化技术的应用分析

4.1 设备生产中的应用

钢铁行业是我国支柱型产业，在经济发展中占据着不可忽视的重要地位，其中现代化炼钢技术对提升钢铁制造流程的规范性，提高产品生产效率起着关键性作用。而现代化炼钢技术在钢铁行业中的应用需要钢铁生产机械设备与机电一体化技术的有机结合才能实现。机电一体化技术在钢铁制造行业的应用核心是计算机处理器，融合了计算机技术、自动化仪表、显示设备、控制设备等技术，其中电气传动、微型处理器、通信等技术是重点应用技术，用于对钢铁制造工程机械设备综合性能的优化[3]，进一步提高了工程机械设备的生产水平与效率，同时通过规范化操作与养护大大延长了工程机械设备的应用周期。

4.2 设备精准度控制中的应用

随着城镇化建设进程的推进，工程建设规模越来越大，种类也更加多元，而体量越大、工艺越复杂的工程项目对工程机械设备与操作的要求越高。比如，大型工程项目在打桩基础施工中需要应用大型的旋挖钻机。这种设备体量大，具有一定特性，操作起来比较烦琐，应用方法也很复杂，而在实际施工中又需要很高的精准度才能满足工程建设的需求，成为很多大型工程的施工难点。在大型旋挖钻机中应用机电一体化技术，通过将微处理器控制方法应用于设备操控中，可以大幅提高大型旋挖钻机的敏捷性，使得钻挖施工作业更加精准。而且微处理器控制方法简化了大型旋挖钻机的操作流程，在一定程度上降低了设备操作的难度，提高了大型旋挖钻机的工作性能，更能保障施工作业的高效高质开展。

4.3 机械监控系统中应用

在工业生产及工程使用中应用机械监控系统是提高设备运行稳定性与生产建设安全性的重要举措，但可能受外形、体量等机械设备因素及其他因素影响，对一些机械设备很难开展有效的监控，导致监控系统不够全面与精确，从而埋下一定的风险隐患。机电一体化技术的应用与发展为机械监控系统的完善与优化提供了可能：依托传感及信号变换等技术可以对电压系统进行全方位与动态化的实时监控，从而为系统操作提供依据，保障设备运行的高效性与稳定性;依托自动报警装置对机械设备展开故障检测与预警，可以及时、精准地找出故障发生的原因，保障故障问题得到及时解决，有助于夯实机械设备安全应用的基础，并为后续技术改进提供参考。比如，在航空工程机械零件生产与制作中，对零件生产的精准度要求很高，因此需要对零件生产全程进行实时监控，以保障零件的生产合格率。可以将机电一体化技术应用于零件机械零件生产与检测环节，依托自动化技术来严格把控每一项生产流程与工序，并辅

以机电一体化检测手段进行进一步筛查，进而有效提升机械制造的监控水平。

4.4 机械节能系统中应用

动力控制系统是机械设备制造环节中的重要构成，是保障设计制造质量与设备节能化的关键所在。然而，不少工程机械在制造环节受生产技术影响没有能够实现对能源燃料的高效利用，不仅增加了工程运行成本，导致了大量资源的浪费。比如，液压系统是由动力、控制、执行等元件组成的，是动力控制系统中能量转换与传递中的重要构成，仅延用传统的生产技术很难实现对能源的充分利用，影响了节能发展理念在工业生产中的实践效果。依托机电一体化技术来对液压系统进行自动化控制，可以弥补人工操作的主观性与局限性，有效改进传统设备运行不足的问题，实现对机械运行能源消耗率的有效控制。实践证明，应用了节能控制系统装置机电一体化挖掘机在相同工作效率下所消耗的能源远低于普通挖掘机。

4.5 数控管理系统中应用

机电一体化技术在工程机械数控管理系统中的应用也很广泛，它以自然环境与现有的技术设备为基础，结合实际控制需求引入计算机技术、信息技术等，构建起数字化管控系统，通过数字化控制来提升工程机械运行的规范化，进而提升工程机械运行效率及应用价值。依托机电一体化数控管理系统可以从精细化角度管理工程机械每一项运转流程，从源头上规避操作失误的出现，进而实现机械设备运行标准化与精细化的管理目标。比如，在污水处理中应用机电一体化技术，可以事先将鼓风机出水量、水泵提升流量等与污水处理相关的参数录入数控管理系统，并运用传感技术、计算机技术等来收集和分析污水中的各项参数，以实现对污水处理过程与结果的实时把控。同时，还可依托数控管理系统呈现的分析结果来寻找污水处理存在的问题及设备故障等，不仅有助提高工程作业质量与水平，还能有效规避风险因素。

4.6 包装机械中的应用

随着生活水平的提升，包装机械行业得到了迅猛的发展，包装机械体系也越来越复杂，仅凭借传统的连接机制已无法满足新时期对电路构造管控形式的要求，不仅操作难度大，工作效率低下，而且还容易引发机械故障，增加机械运转成本。在包装机械中应用机电一体化技术，可以从机械功能、信息处理、传感测量3个方面有效预防与处理传统操作技术存在的问题，通过稳固的技术运转维护管理系统与精度管控系统来提升机械包装成效。具体原理如下：①要应用机电一体化技术来设置包装机械功能，结合包装需求设置拆卸、开箱、清洗等各种包装程序，让包装机械按照包装程序开展相应的操作。②应用机电一体化技术优化信息处理功能，确保系统在接收手操传感装置讯号后向相应的执行组织发送行动指令，驱动执行组织执行行动指令要求，进而确保每一项流程的标准化推进。③应用机电一体化技术来控制包装机械设备的感应器官，对机械设施运转数据、四周环境等进行搜集与分析，并将相应的测量数据转化为电子信息传送至信息处置部分，控制和結束包装整体步骤[4]。B222CED0-9C57-4D23-A1D8-A9FEB43EA343

5 工程机械中机电一体化应用的发展趋势

5.1 微型化发展

微型化是工程机械发展的时代趋势，要能以更小的体量完成更加灵活精准的操作任务，这样可以突破工程机械运输困难、运转成本高、能耗大等方面的弊端，从而实现在更多生产领域的应用。因此，机电一体化技术在工程机械中的应用也将呈现出微型化的发展趋势。微型机电一体化系统可从纳米程度上將网络信息技术、微电子技术、机械技术等先进技术进行融合，以更好地匹配微型化工程机械设备生产与应用的需求，提升产品生产的安全性与可靠性[5]。

5.2 系统化发展

工程机械中机电一体化技术的应用呈现出系统化发展趋势，系统体系结构由多个开放型模块构成，可以通过对模块的灵活组合与调整控制整体结构，从而增强工程机械操作的机动性与功能性。而工程机械系统化发展的实现需要能够对多个子系统进行综合性管理，就需要机电一体化技术沿着系统化发展，以控制和协调多个子系统，进而进一步加强各子系统的功能发展。

5.3 智能化发展

互联网、物联网、大数据、人工智能等先进技术是现代人类文明发展的印证，其在生产、生活中的广泛应用提升了生产生活的智能化水平，推动了社会各行各业的发展。智能化是机电一体化技术与机械自动化控制技术的核心区别，未来机电一体化技术在工程机械中的应用更趋于智能化。随着人工智能技术的发展，机电一体化技术与人工智能技术的融合或将为工程机械的发展注入强劲动力。

6 结束语

在工程机械中科学应用机电一体化技术对提高工程机械生产能力、优化安全性能、拓宽功能性能与应用范围等具有重要意义。相关人员应加强对机电一体化技术在工程机械中的应用探索，结合工程机械发展趋势不断研发、优化与创新机电一体化技术，以更好地发挥新技术优势，在降低能源损耗与环境污染的同时提高工程机械生产效率与质量，为各行各业的发展奠定坚实基础。

参考文献

[1] 尹帮军.工程机械设备中机电一体化技术的应用探究[J].河南科技，2020，39（35）：62-64.

[2] 彭飞.机电一体化技术在工程机械中的应用[J].集成电路应用，2020，37（3）：70-71.

[3] 王峰涛.机电一体化技术在工程机械中的应用探讨[J].南方农机，2020，51（12）：193.

[4] 徐刚，朱婕.工程机械中机电一体化技术的应用研究[J].景德镇学院学报，2020，35（3）：16-18.

[5] 高树凯.现代工程机械中机电一体化技术的有效运用探讨[J].化工管理，2019（27）：100-101.B222CED0-9C57-4D23-A1D8-A9FEB43EA343