范曙遠

摘 要：隨著科學技術(shù)的不斷創(chuàng)新以及工業(yè)生產(chǎn)的迫切需要，機電一體化開始廣泛應用于工程機械設(shè)計制造領(lǐng)域。本文簡單分析了機電一體化在工程機械上的應用情況，并對其未來的發(fā)展趨勢進行了展望。

關(guān)鍵詞：機電一體化；工程機械；應用；發(fā)展

隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，機械設(shè)備開始大面積地運用于生產(chǎn)生活之中，為了減輕人工勞動強度，提升工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，“機電一體化”理論開始應用于機械制造領(lǐng)域，并取得了不錯成績。這項技術(shù)在工程機械中融入了先進的電子、傳感和計算機技術(shù)，讓電子芯片來智能化控制，從而使得機械能夠自動化地進行作業(yè)。近些年來，這一技術(shù)大面積地應用于汽車制造方面，后來開始推廣至工程機械領(lǐng)域，旨在提高作業(yè)進度、保證作業(yè)安全以及將低能源消耗。

1 機電一體化在工程機械上的應用情況

隨著電子傳感技術(shù)日新月異地發(fā)展，機電一體化開始廣泛應用于工程機械領(lǐng)域，主要集中于提高機械精密化程度、降低能源損耗以及增強機械作業(yè)安全性能這三個方面：

1.1 提高精密化程度

傳統(tǒng)的工程機械都是大功率粗獷型設(shè)備，在作業(yè)過程中無法進行精密的操作，這完全不能滿足工程建設(shè)的基本需求，因此在工程機械中植入電子控制系統(tǒng)，不僅能夠地確保機械操作的準確度，而且還可以降低人工勞動強度。例如傳統(tǒng)拌和機只有攪拌和勻的功能，原料的配比需要人工進行計算稱量，往往存在較大誤差并且勞動強度大，然而將電子控制系統(tǒng)引入至瀝青、混凝土拌合機等工程機械中之后，這些工程機械擁有自動計量的功能，并有較高精度，同時在很大程度上降低了工人的勞動強度，因此這項技術(shù)廣泛應用于提升機械精密度方面。

1.2 降低能源損耗

目前各國開始積極推進能源可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，如何提高工程機械的能源利用率成為了各國所關(guān)心的課題之一。傳統(tǒng)工程機械的能源利用率較低，從而致使大量的能源燃料被浪費，例如大型挖掘機的能源利用率還不到30%，顯然大部分的能源并未轉(zhuǎn)化為動力而被直接消耗，這完全不符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。在工程機械上引入先進的節(jié)能控制系統(tǒng)，能夠有效地降低能源消耗，提高能源利用效率。例如在發(fā)動機中裝上電子節(jié)能液壓泵能夠根據(jù)溫度控制冷風扇的轉(zhuǎn)速，同時還可以根據(jù)機械的負荷來自動調(diào)節(jié)柴油閥門的開度，從而達到自動變速的效果，進而降低能源損耗。

1.3 增強作業(yè)安全性

工程機械多為大型設(shè)備，一旦發(fā)生危險就特別容易造成重大安全事故，因此目前許多工程機械上已經(jīng)開始采用傳感器控制技術(shù)來降低事故發(fā)生的概率。通過電子技術(shù)控制的傳感器能夠靈敏地感應到機械各部位的實際情況，并且通過電子技術(shù)來進行分析處理，如果工程機械存在危險性，那么系統(tǒng)就會自動熄火。例如大型起重機在進行重物吊運作業(yè)過程中，一旦重物負荷超過臂矩力，那么傳感器就會立刻報警，從而防止起重機傾翻或斷臂。因此在工程機械設(shè)計制造之中融入電子傳感控制技術(shù)，能夠在很大程度上增強機械作業(yè)的安全性，減少傷亡事故的發(fā)生。

2 機電一體化未來的發(fā)展趨勢展望

機電一體化融合了電子、傳感和計算機控制等綜合技術(shù)，并將這些技術(shù)植入到工程機械之中，在很大程度上提升了機械性能。隨著科學技術(shù)的快速發(fā)展和人們需求地日益提高，這項技術(shù)將要朝向智能化、網(wǎng)絡(luò)化和便捷化的方向發(fā)展。

2.1 智能化

隨著數(shù)字信息化時代的到來，智能化應用已經(jīng)深入人心，智能手機、智能電腦和智能機器人等并逐漸被人們所接受，可以說，智能化設(shè)計是未來時代發(fā)展的主題之一。工程機械在未來的發(fā)展過程中也應當符合時代潮流，逐步將機電一體化和人工智能技術(shù)合二為一，讓工程機械不僅具有自動化的操作模式，而且還擁有人工智能的分析處理模式，進一步提升機械控制能力。目前許多工程機械都處于智能化無人操控的研發(fā)階段，在危險度大或者污染嚴重的區(qū)域施工作業(yè)時，智能化地無人機械就可以安裝程序自動完成，因此智能化將會成為未來工程機械一個的重要發(fā)展趨勢。

2.2 網(wǎng)絡(luò)化

當前時代是網(wǎng)絡(luò)信息化時代，這意味著機電一體化技術(shù)要朝著網(wǎng)絡(luò)化的方向趨勢發(fā)展，目前很多工程機械已經(jīng)能夠通過互聯(lián)網(wǎng)手段來進行遠程網(wǎng)絡(luò)控制。網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)具有強大的數(shù)據(jù)運算處理及儲存功能，能夠在遠程端下達機械作業(yè)的指令，從而起到操控工程機械產(chǎn)生相應動作。機械網(wǎng)絡(luò)化不僅保留了機電一體化的控制先進性，而且還可以利用強大的數(shù)據(jù)處理功能來對機械各個部位的狀態(tài)進行分析整理，從而及時地發(fā)現(xiàn)機械運行過程中的隱患，這對于工程機械的發(fā)展起著十分關(guān)鍵的作用。

2.3 微型化

微型化是機電一體化技術(shù)未來的發(fā)展趨勢，其當前科研工作的主攻方向是將機電一體化產(chǎn)品向體積小、耗能小、操作靈活的方向發(fā)展，許多科研單位已經(jīng)實現(xiàn)了機電一體化產(chǎn)品的體積控制在1cm3之內(nèi)，相信在未來，這一產(chǎn)品將會實現(xiàn)微米、納米級的體積標準。這種微型控制系統(tǒng)卻具備強大的數(shù)據(jù)儲存分析功能，能夠快捷地分析出工程機械運轉(zhuǎn)中的缺陷，提高工程機械的運行效率和安全指數(shù)。

總而言之，隨著計算機電子技術(shù)日新月異地發(fā)展，機電一體化開始廣泛應用于工程機械領(lǐng)域，并能夠有效地提高作業(yè)進度、保證作業(yè)安全以及將低能源消耗，同時該技術(shù)未來將朝向智能化、網(wǎng)絡(luò)化和微型化的方向發(fā)展。

參考文獻

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