机电一体化在工程机械上的应用与发展

范曙远

摘 要：随着科学技术的不断创新以及工业生产的迫切需要，机电一体化开始广泛应用于工程机械设计制造领域。本文简单分析了机电一体化在工程机械上的应用情况，并对其未来的发展趋势进行了展望。

关键词：机电一体化；工程机械；应用；发展

随着科学技术的不断发展和创新，机械设备开始大面积地运用于生产生活之中，为了减轻人工劳动强度，提升工农业生产效率，“机电一体化”理论开始应用于机械制造领域，并取得了不错成绩。这项技术在工程机械中融入了先进的电子、传感和计算机技术，让电子芯片来智能化控制，从而使得机械能够自动化地进行作业。近些年来，这一技术大面积地应用于汽车制造方面，后来开始推广至工程机械领域，旨在提高作业进度、保证作业安全以及将低能源消耗。

1 机电一体化在工程机械上的应用情况

随着电子传感技术日新月异地发展，机电一体化开始广泛应用于工程机械领域，主要集中于提高机械精密化程度、降低能源损耗以及增强机械作业安全性能这三个方面：

1.1 提高精密化程度

传统的工程机械都是大功率粗犷型设备，在作业过程中无法进行精密的操作，这完全不能满足工程建设的基本需求，因此在工程机械中植入电子控制系统，不仅能够地确保机械操作的准确度，而且还可以降低人工劳动强度。例如传统拌和机只有搅拌和匀的功能，原料的配比需要人工进行计算称量，往往存在较大误差并且劳动强度大，然而将电子控制系统引入至沥青、混凝土拌合机等工程机械中之后，这些工程机械拥有自动计量的功能，并有较高精度，同时在很大程度上降低了工人的劳动强度，因此这项技术广泛应用于提升机械精密度方面。

1.2 降低能源损耗

目前各国开始积极推进能源可持续发展战略，如何提高工程机械的能源利用率成为了各国所关心的课题之一。传统工程机械的能源利用率较低，从而致使大量的能源燃料被浪费，例如大型挖掘机的能源利用率还不到30%，显然大部分的能源并未转化为动力而被直接消耗，这完全不符合可持续发展战略。在工程机械上引入先进的节能控制系统，能够有效地降低能源消耗，提高能源利用效率。例如在发动机中装上电子节能液压泵能够根据温度控制冷风扇的转速，同时还可以根据机械的负荷来自动调节柴油阀门的开度，从而达到自动变速的效果，进而降低能源损耗。

1.3 增强作业安全性

工程机械多为大型设备，一旦发生危险就特别容易造成重大安全事故，因此目前许多工程机械上已经开始采用传感器控制技术来降低事故发生的概率。通过电子技术控制的传感器能够灵敏地感应到机械各部位的实际情况，并且通过电子技术来进行分析处理，如果工程机械存在危险性，那么系统就会自动熄火。例如大型起重机在进行重物吊运作业过程中，一旦重物负荷超过臂矩力，那么传感器就会立刻报警，从而防止起重机倾翻或断臂。因此在工程机械设计制造之中融入电子传感控制技术，能够在很大程度上增强机械作业的安全性，减少伤亡事故的发生。

2 机电一体化未来的发展趋势展望

机电一体化融合了电子、传感和计算机控制等综合技术，并将这些技术植入到工程机械之中，在很大程度上提升了机械性能。随着科学技术的快速发展和人们需求地日益提高，这项技术将要朝向智能化、网络化和便捷化的方向发展。

2.1 智能化

随着数字信息化时代的到来，智能化应用已经深入人心，智能手机、智能电脑和智能机器人等并逐渐被人们所接受，可以说，智能化设计是未来时代发展的主题之一。工程机械在未来的发展过程中也应当符合时代潮流，逐步将机电一体化和人工智能技术合二为一，让工程机械不仅具有自动化的操作模式，而且还拥有人工智能的分析处理模式，进一步提升机械控制能力。目前许多工程机械都处于智能化无人操控的研发阶段，在危险度大或者污染严重的区域施工作业时，智能化地无人机械就可以安装程序自动完成，因此智能化将会成为未来工程机械一个的重要发展趋势。

2.2 网络化

当前时代是网络信息化时代，这意味着机电一体化技术要朝着网络化的方向趋势发展，目前很多工程机械已经能够通过互联网手段来进行远程网络控制。网络信息系统具有强大的数据运算处理及储存功能，能够在远程端下达机械作业的指令，从而起到操控工程机械产生相应动作。机械网络化不仅保留了机电一体化的控制先进性，而且还可以利用强大的数据处理功能来对机械各个部位的状态进行分析整理，从而及时地发现机械运行过程中的隐患，这对于工程机械的发展起着十分关键的作用。

2.3 微型化

微型化是机电一体化技术未来的发展趋势，其当前科研工作的主攻方向是将机电一体化产品向体积小、耗能小、操作灵活的方向发展，许多科研单位已经实现了机电一体化产品的体积控制在1cm3之内，相信在未来，这一产品将会实现微米、纳米级的体积标准。这种微型控制系统却具备强大的数据储存分析功能，能够快捷地分析出工程机械运转中的缺陷，提高工程机械的运行效率和安全指数。

总而言之，随着计算机电子技术日新月异地发展，机电一体化开始广泛应用于工程机械领域，并能够有效地提高作业进度、保证作业安全以及将低能源消耗，同时该技术未来将朝向智能化、网络化和微型化的方向发展。

参考文献

[1] 张鑫 基于机电一体化背景下的工程机械中应用[J] 黑龙江科技信息，2011（07）

[2] 赵庆伟 机电一体化在工程机械的应用与发展[J] 工业技术，2015（12）