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　　机电一体化在工程机械设备中的运用 范田华 俞彩云 中国十七冶集团有限公司 摘 要：近年来，机电一体化技术发展迅速，并且在工程机械当中得到了越来越广泛的 应用，在此过程中，机电一体化技术的优势体现得愈加明显和不容置疑。例如，机电一体化 可以降低工程施工人员的劳动强度，提高机械设备在工程施工中的安全性和精确性，并在此 过程中节省能运消耗。随着机电一体化技术的发展，其技术优势将会更加令人瞩目，智能化、 系统化、网络化和系统化将是机电一体化技术进一步发展的方向。 关键词：机电一体化；工程机械设备；运用；发展趋势 中图分类号：F407 文献标识码： A 机电一体化又被称为机械电子学。机电一体化技术是将机械技术、电工电子技术、微电 子技术、信息技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行恰当组合，并将 其适当应用到实际生产过程中去的过程。在机电一体化快速发展的同时，机电一体化被越来 越多的人接受和广泛应用。在计算机快速发展和广泛应用的今天，机电一体化技术的发展如 虎添翼。如今的机电一体化，可以说是机械和微电子技术的完美结合。 一、机电一体化的组成要素 一个机电一体化系统中一般由结构组成要素、动力组成要素、运动组成要素、感知组成 要素、职能组成要素五大组成要素有机结合而成。 结构组成要素是系统的所有功能要素的机械支持结构，一般包括有机身、框架、支撑、 联接等。动力组成要素依据系统控制要求，为系统提供能量和动力以使系统正常运行。感知 组成要素对系统的运行所需要的本身和外部环境的各种参数和状态进行检测，并变成可识别 的信号，传输给信息处理单元，经过分析、处理后产生相应的控制信息。职能组成要素将来 之测试传感部分的信息及外部直接输入的指令进行集中、存储、分析、加工处理后，按照信 息处理结果和规定的程序与节奏发出相应的指令，控制整个系统有目的的运行。执行机构根 据控制及信息处理部分发出的指令，完成规定的动作和功能。 机电一体化系统一般由机械本体、检测传感部分、电子控制单元、执行器和动力源 5 个组成部分构成。 二、机械一体化技术在工程机械上的应用 机电一体化技术最先被应用与工程机械设备生是在上个世纪70年代的国外，而微电子 技术在80年代的广泛使用又进一步推动了机电一体化技术的发展。 1. 1. 11..机电一体化技术的优势 计算机控制、信息处理以及传感技术等在工程机械中的应用，使工程机械技术发生了本 质的变化，使各个领域的工程机械制造与控制都向数字化、自动化以及智能化的方向发展。 这在提高了施工工艺的同时，更是节约了大量的人力、物力和资源，使工程机械设备的性能 得到了前所未有的提高，无论是在动力性、安全性、节能性和操控性上都有了极大的改善， 充分满足了现代社会与经济发展的需求。 当前情况下一体机械，机电一体化对工程机械设备的影响主要体现在电子控制系统。电子控制系 统的情况也直接影响了工程机械设备的工作状况和制作工艺，因此，对工程设备的操作和维 修人员提出了比之前更高的要求。 2. 2. 22..机电一体化技术在工程机械设备中的应用效果 机电一体化技术在工程机械设备中应用的表现上文中已经简单提到过，下面将分为四个 角度进行具体的介绍。机电一体化技术在机械设备中的应用主要体现在电子控制系统的应 用，在应用过程中主要可以起到监控功能、节能功能、保证机械设备的作业精确度和降低从 业人员的劳动强度等。 （1）监控保障功能 工程机械的电子监控系统可以对机械设备进行监控，这种电子监控系统具有故障报警与 自动诊断的功能，对设备的监控功能能够及时发现故障和问题，提醒正在操作设备的工作人 员注意排除故障和维修。在监控中一旦出现异常情况，电子监控系统能够迅速确定故障发生 的位置和引发故障的原因，方便维修人员最快速度进行维修，这样就在很大程度上避免了可 能造成的不必要的损失，提高工程机械设备的工作效率，也避免小障碍积累引发严重的重大 恶性事件。 2 （ ）节能功能 传统的工程机械设备由于技术条件有限，对能源的利用率偏低，造成了非常严重的能源 浪费，严重违反了可持续发展和保护环境的原则。而机电一体化中的电子节能控制器则可以 在很大程度上提高大型工程机械设备的能量利用率，达到很好的节能效果。 电子节能控制的使用不仅能够减少能源的浪费，还能够同时起到保护环境的作用，同时 也相对来说更为安全，操作起来也比较简便，还可以减少机械设备的磨损，提高工作效率。 （3）保证成品的作业精度 很多工程机械设备都具备称量功能，但是人工测量总是难免会有误差，这样在作业过程 中就很有可能因为误差造成施工结果的不如意，甚至可能造成施工过程的微信和工程日后的 隐患。 为了解决这个问题，机电一体化技术在机械设备上应用的表现为电子控制系统。它可以 提高测量的精确程度，使施工的精确度得到提升。另外，电子控制系统的自动侧脸也降低了 设备操作人员的劳动强度，节约了人力资源，且免除了工程的后顾之忧，方便快捷，是现代 工程施工中必不可少的装备。 （4）降低劳动强度 随着机电一体化在工程施工设备上的使用，施工设备的操作已经向半自动化和自动化发 展。对于工程施工的大型设备的操作者而言，工作强度被大大降低，且安全性有了很大的保 障，工作效率也随之提高。并且在工程施工中也减少了因为操作人员的失误导致的事故和人 员伤亡，减少了工程施工的成本。这样一来，工程的施工质量和施工成本都得到了有效的控 制，劳动人员的压力也进一步减小，人力资源得到了更加合理的配置。 三、机电一体化技术的发展趋势 机电一体化技术在工程施工中的应用越来越广泛，但是随着技术的不断发展，机电一体 化会出现新的发展趋势和发展方向，为实际生产和生活带来更加令人惊喜的变化。 1. 1. 11..智能化趋势 智能化是机电一体化技术在21世纪继续向前发展的一个重要发展方向。智能化是对机 器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、 心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑 思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。当然，使机电一体化产品具有与人完全 相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速的微处理器使机电一体化产 品赋有低级智能或人的部分智能，则是完全可能而必要的 2. 2. 22..微型化趋势 微型化兴起于20世纪80年代末，指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。 国外称其为微电子机械系统，泛指几何尺寸不超过1立方厘米的机电一体化产品，并向微米、 纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活，在生物医疗、军事、信息等方 面具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术，微机电一体化产品的加 工采用精细加工技术，即超精密技术，它包括光刻技术和蚀刻技术两类。 3. 3. 33..网络化趋势 在如今这样的信息时代，网络技术的发展和广泛应用影响着人们生产和生活的方方面 面，甚至影响着科技的发展和政局的变动。机电一体化新产品一经研制出来，只要其功能独 到，质量可靠，很快就会畅销全球。 在人们对网络的运用过程中，远程控制和监控功能是非常重要的一个方面，而远程控制 的终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术是家用电器网络化已成大势， 利用家庭网络将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统，使人们在家里 分享各种高技术带来的便利与快乐。这些都是使机电一体化技术朝着网络化方向发展成为必 然趋势的表现。 4. 4. 44..绿色化趋势 工业社会的发展结果是如今被严重污染的生活环境，因此，人们越来越重视对环境的保 户。绿色产品概念在这种呼声下应运而生，绿色化是时代的趋势。 绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的过程中，符合保护环境和保护身体健康的原则， 对生态环境无害或危害极少，资源利用率极高。绿色化的机电一体化产品，具有广大的发展 空间。机电一体化产品的绿色化需要达到的标准：使用时不污染生态环境，报废后能回收利 用。 总之，机电一体化技术具有广阔的发展前景和极高的应用价值，对机电一体化专业人才 的需求也是社会发展的必然趋势。如何把机电一体化技术应用到工程机械乃至更广泛的领域 中，为社会经济发展做出更大的贡献，为人们的生活提供更多的便利和乐趣，是我们应该思 考和努力的。 参考文献： [1] 黄宋义.工程机械中机电一体化的应用[J].科技资讯.2009(18) [2] 魏建碑.浅谈机电一体化在工程机械中的应用[J].黑龙江科技信息.2009(25) [3] 冷俊.机电一体化在工程机械中的应用[J].科技资讯.2009(07) [4] 王宣银，陶国良，陈鹰.机电一体化的创新及发展方向[J].机电一体化.2000(06) [5] 蔡伟文.机电一体化的发展现状和前景[J].厦门科技.1996(05) 机电一体化在工程机械设备中的运用 作者： 范田华， 俞彩云 作者单位： 中国十七冶集团有限公司 刊名： 城市建设理论研究 英文刊名： 年，卷(期)： 2014(12) 引用本文格式：范田华.俞彩云 机电一体化在工程机械设备中的运用[期刊论文]-城市建设理论研究 2014(12)

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