機電一體化技術(shù)在工程機械中應(yīng)用和展望

1、機電一體化技術(shù)在工程機械中應(yīng)用和展望【摘要】機電一體化技術(shù)是將機械、電工電子、微 電子、信息、傳感器、接口、信號變換等多種技術(shù)進行有機 地結(jié)合，并應(yīng)用到實際中的綜合技術(shù)。機電一體化技術(shù)在工 程機械中主要有以下應(yīng)用。電子監(jiān)控、自動報警及故障自診； 節(jié)能降耗，提高生產(chǎn)率；提高作業(yè)精度，使稱量過程實現(xiàn)自 動化；實現(xiàn)作業(yè)過程的自動化或半自動化。展望機電一體化 技術(shù)的未來，其發(fā)展呈現(xiàn)智能化、微型化、網(wǎng)絡(luò)化、系統(tǒng)化 趨勢。【關(guān)鍵詞】機電一體化工程機械應(yīng)用展望從我國工程機械領(lǐng)域的發(fā)展趨勢來看，現(xiàn)代工程機械目 前正處于機電一體化的快速發(fā)展時代。機電一體化技術(shù)在工 程機械領(lǐng)域的應(yīng)用已相當(dāng)普及。一、機電一體化概述

2、機電一體化技術(shù)是將機械技術(shù)、電工電子技術(shù)、微電子 技術(shù)、信息技術(shù)、傳感器技術(shù)、接口技術(shù)、信號變換技術(shù)等 多種技術(shù)進行有機地結(jié)合，并綜合應(yīng)用到實際中去的綜合技 術(shù)?，F(xiàn)在的機電一體化技術(shù)，是機械和微電子技術(shù)緊密集合 的一門技術(shù)。機電一體化是當(dāng)今自動化技術(shù)發(fā)展的最高階 段。二、機電一體化和工程機械的關(guān)系在工程機械領(lǐng)域引入機電一體化技術(shù)大大提高了機械 性能，而工程機械性能的不斷提高也使機電一體化應(yīng)用更加 廣泛，兩者相互影響，共同促進形成了一個良性發(fā)展的循環(huán) 系統(tǒng)。三、機電一體化技術(shù)在工程機械中的應(yīng)用總體上看，機電一體化技術(shù)在工程機械中主要有以下方 面應(yīng)用。1電子監(jiān)控、自動報警及故障自診即對工程機械的發(fā)

3、動機、傳動系統(tǒng)、工作裝置、制動系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)等的運行狀態(tài)監(jiān)控，工作中一旦出現(xiàn)異?，F(xiàn) 象，能自動報警并準(zhǔn)確地指出故障的部位，從而改善駕駛員 的工作條件，提高機器的工作效率，簡化設(shè)備維護檢查工作, 降低使用維修費用，縮短停機維修時間，延長設(shè)備的使用壽 命。2節(jié)能降耗，提高生產(chǎn)率。傳統(tǒng)工程機械的能量利用率較低，例如，液壓挖掘機的 燃料能量利用率僅為30%左右，如此低的能量利用率迫使工 程機械的發(fā)展必須著眼于節(jié)能。日本日立公司挖掘機節(jié)能控 制系統(tǒng)采用了卡特電子效率控制系統(tǒng)，通過對發(fā)動機和泵的 綜合控制，使功率的利用率可達98%,同時生產(chǎn)率也大大提3提髙作業(yè)精度，使稱量過程實現(xiàn)自動化。為保證成品料的作業(yè)

4、精度，現(xiàn)代瀝青及水泥混凝土拌和 設(shè)備廣泛采用了微機控制的電子稱量系統(tǒng)，并使稱量過程實 現(xiàn)了自動化。自動找平系統(tǒng)的應(yīng)用，使瀝青混凝土攤鋪機的 施工質(zhì)量有了較大的提高。采有超聲波技術(shù)的自動供料系 統(tǒng)，使瀝青混凝土攤鋪機的供料實現(xiàn)了自動調(diào)節(jié)，進一步提 高了攤鋪質(zhì)量。推土機鏟刀、平地機刮刀、鏟運機鏟斗刀刃 的電子控制，不僅提高了作業(yè)精度和作業(yè)效率，而且也減輕 了操作人員的勞動強度。4.實現(xiàn)作業(yè)過程的自動化或半自動化。工程機械實現(xiàn)自動化或半自動化控制，可以減輕操作者 的勞動強度，提高生產(chǎn)率，并減少因操作者的經(jīng)驗不足對作 業(yè)精度的影響，例如，日本三菱公司的挖掘機設(shè)有挖掘軌跡 控制系統(tǒng)，操作者在控制板上設(shè)定

5、好鏟斗運動軌跡的形狀 后，微機控制系統(tǒng)能夠根據(jù)各種角度傳感器的信號，自動控 制動臂、斗桿和鏟刀的運動，實現(xiàn)各種特定開口和斷面溝槽、 斜面的精確挖掘，使挖掘作業(yè)實現(xiàn)了自動化。四、機電一體化技術(shù)發(fā)展展望機電一體化是當(dāng)今世界機械工業(yè)發(fā)展的主要趨向，它的 應(yīng)用與發(fā)展已引起工農(nóng)業(yè)、科技、經(jīng)濟、軍事等領(lǐng)域。展望 機電一體化技術(shù)的未來，其發(fā)展趨勢如下：1. 智能化。智能化是21世紀(jì)機電一體化技術(shù)發(fā)展的一個重要發(fā)展 方向。智能化是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎(chǔ)上, 吸收人工智能、運籌學(xué)、計算機科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、 生理學(xué)和混沌動力學(xué)等新思想、新方法，模擬人類智能，使 它具有判斷推理、邏輯思維、自主決

6、策等能力，以求得到更 高的控制目標(biāo)。2. 微型化。微型化興起于20世紀(jì)80年代末，指的是機電一體化向 微型機器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。國外稱其為微電子機械系 統(tǒng)(mems),泛指幾何尺寸不超過1立方厘米的機電一體化 產(chǎn)品，并向微米、納米級發(fā)展。微機電一體化產(chǎn)品體積小、 耗能少、運動靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不 可比擬的優(yōu)勢。微機電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機械技術(shù)， 微機電一體化產(chǎn)品的加工采用精細加工技術(shù)，即超精密技 術(shù)，它包括光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)兩類。3. 網(wǎng)絡(luò)化趨勢。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、政 治、軍事、教育及人們的日常生活都帶來了翻天覆地的變化。 機電一體化新產(chǎn)

7、品一經(jīng)研制出來，只要其功能獨到，質(zhì)量可 靠，很快就會暢銷全球。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種 遠程控制和監(jiān)視技術(shù)迅速發(fā)展起來，而遠程控制的終端設(shè)備 本身就是機電一體化產(chǎn)品?，F(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)是家用電 器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢，利用家庭網(wǎng)絡(luò)將各種家用電器連接成以 計算機為中心的計算機集成家電系統(tǒng)，使人們在家里分享各 種高技術(shù)帶來的便利與快樂。這也使機電一體化技術(shù)朝著網(wǎng) 絡(luò)化方向發(fā)展成為必然趨勢。4. 系統(tǒng)化。系統(tǒng)化的特點之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進一步采用開放 式和模式化的總線結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進行任意剪裁 和組合，同時尋求實現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。系統(tǒng) 化的特點之二是通信功能的大大加強，即未來的機電一體化 更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系。機電一體化產(chǎn)品的最終使用對象 是人，如何賦予機電一體化產(chǎn)品人的智能、情感、人性顯得 越來越重要，特別是對家用機器人，其高層境界就是人機一 體化。參考文獻：1 徐妍妍，