機電一體化在工程機械的應用分析

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摘要：機電一體化技術通過依托機械電子理論根基，運用現代科技、計算機輔助設計、機械設計技術等對工程機械項目中的相關信息進行全面以及系統深入的分析，更深層次的對工作人員提供高質量的技術輸出。與此同時，將機電一體化技術與工程機械行業的發展有機結合，能夠大幅度的提升工程機械的工作效率和工作質量，切實可行的實現工程機械類制造企業的發展規劃，增加企業的利潤。本文對機電一體化在工程機械中的應用以及其作用和發展方向作了重點論述。

關鍵詞：工程機械；機電一體化；技術應用

1機電一體化體系包含的關鍵技術內容

機電一體化系統技術的核心還是要以機械為重點。區別于普通機械，它是將智能電子技術完美的融入到機械主要功能、動力系統以及信息控制功能中，同時依靠計算機軟件技術把智能化與機械合理結合，最終形成智能的機電一體化技術系統。從實現的功能講，機電一體化系統包含的內容廣泛，涉及到機械學、運動學、能量流等諸多動力學領域的知識，該系統具有集成性、融合性、跨學科性以及復雜性等多種特點，其最終的目的是為了實現工程機械智能化操控，并能夠完成多種信息處理命令。傳統的工程機械領域的主要動力源依然是內燃機，其包括動力、傳動、行走、工作以及操控裝置五大系統，這五大系統代表的是傳統機械一體化系統。隨著社會的發展以及計算機信息技術的進步，電子智能化設備如智能電子控制系統、機電控制、遙控控制、仿真控制等智能控制技術的融入，傳統機械一體化系統也逐步過渡為機電一體化技術新系統。機電一體化技術新系統的出現有力推動了工程機械的自動化發展進程，有力推動了工業進步進程。

2機電一體化技術在工程機械中的應用

2.1傳感器檢測技術

傳感器檢測技術可以把非電量信號轉換為電量信號，這是一種電信號轉換的功能塊，在工程機械中，它能夠實現最佳數據的顯示與過程控制，現代傳感器檢測技術是以信息技術和計算機技術系統為基礎的，在工程機械中使用傳感器可以提高機械設備本體的抗干擾性、靈敏度以及穩定性，同時可以保證設備具有較強的抗沖擊能力以及良好的氣候適應能力[1]。考慮到工程機械的主要運行特性，它要求傳感器具有高密封性和耐磨度。工程機械中車輛的傳感器溫度控制精度應控制在40°到130°之間，且其變化范圍要小于1%。考慮使用高度發達的電子設備將微控制器應用于固態傳感器的支撐部件，從而實現工程機械溫度補償功能的標準化與線性化。

2.2信號處理

I/O接口技術現代工程機械越來越重視各種形式的信號。比如：在機械設備中加入一臺微處理器，結合I/O接口技術，實現信息信號的有效處理，使用傳感器檢測機械設備中的各種信息，進行必要的邏輯分析、判斷以及轉換，最終全面綜合執行機構控制命令[2]。此外，工程機械設備中還增加了自動診斷功能，以實現基于I/O接口技術的信息優化，并通過系統顯示、響應和可靠有效的傳輸實現人機交互過程。

2.3工程機械故障診斷技術

包含機電一體化系統的新型工程機械具有較低的運行噪音和燃料成本，降低了操作技術人員的工作壓力，也使得生產效率得到提升。然而，由于工程機械涉及的技術環節多而廣，其出現故障是不可避免的。機電一體化系統中的安全容錯技術可以幫助機械設備避免風險。其故障自動診斷功能塊可以服務于工程機械的各個部件，通過電子監測控制系統識別設備異常，其后依據科學的算法判定實際故障點，從而實現設備的有效定位以及修復。

3機電一體化技術的作用

3.1提高施工操作質量和準確性

機電一體化系統集成到工程機械操作體系中后，其性能和功能得到了明顯提高，它實現了傳統工程機械無法實現的精細微調作業。如推土機、挖掘機的自適應操作、激光自動調平操作、自動換擋操作等。這種新的機電一體化技術大大提高了推土機和挖掘機在大范圍內的調平精度，同時操作人員的工作強度也得到了降低[3]。該系統實現了設備的無人遠程控制，大大降低了一些危險區域施工作業人員的施工風險因素。

3.2提高工程機械運行的節能效率

機電一體化系統技術顛覆了傳統工程機械的液壓傳動方式，實現了設備液壓傳動的自動負載控制，使發動機的輸出功率得到提升，合理分配工程機械的液壓負荷，滿足了更高操作技術需求的應用。以工程機械發動機為例，根據設備溫度的變化高低實現自動控制，有效的確保了發動機的熱效率始終保持最佳指標，實現了工程機械的整體節能目的[4]。此外，在節能液壓系統的基礎上，為工程機械建立了電子燃油控制系統，以降低油耗，延長設備的使用壽命，如當工程機械發動機的燃油消耗率會降低到0.23kg/kW•h時，而它的平均熱效率卻能提高約50%，設備使用壽命將延長18000min或以上。

4結束語

機電一體化技術在工程機械領域的應用以及帶來的提升是多維化的，其智能化、模塊化和綠色環保均是目前人類社會最關注的領域，它也必將會成為未來工業發展的核心，被人類廣泛使用、深入研究和推廣。

參考文獻：

[1]袁麗華.信息技術在“機電一體化”教學中的應用[J].科技經濟導刊，2018，26(13)：106.

[2]朱慧，魯蕓.機電一體化技術在工程機械上的應用與發展[J].山東工業技術，2018(4)：141.

[3]邵維范.工程機械中機電一體化技術的應用[J].南方農機，2017，48(16)：75.

[4]荀同煜.關于機電一體化技術在工程機械中的應用研究[J].南方農機，2017，48(23)：128

作者:何祚勇 趙元航 王良禮 郭又銘 單位:成都理工大學