陳飛凰

（梧州市東能電力安裝有限公司，廣西 梧州 543002）

1 概述

從我國的發(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。把機電一體化技術(shù)引入工程機械領(lǐng)域，使電子控制技術(shù)、液壓技術(shù)與機械完美地結(jié)合，能夠提高生產(chǎn)效率和機械性能。如機電一體化提高了機械的操作舒適性、燃油經(jīng)濟性、作業(yè)效率、作業(yè)精度以及使用壽命等。

目前，電子控制技術(shù)已被工程機械眾多領(lǐng)域廣泛采用。隨著經(jīng)濟水平的提高和科學(xué)技術(shù)的進步，生產(chǎn)過程中對工程機械的性能要求有所提高，這就使以微處理器為核心的電子控制裝置在工程機械領(lǐng)域的運用越來越普遍，結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜。而隨著進口和國產(chǎn)的高精度機械生產(chǎn)設(shè)備使用數(shù)量的不斷增加，管理好它們并使之發(fā)揮更大的功效就成為擺在許多工程施工企業(yè)面前的重大難題。為了能夠幫助施工企業(yè)以及工程機械操作人員更好地了解相關(guān)電氣與電子控制裝置的功效、性能、類別等，現(xiàn)就相關(guān)問題進行簡要闡述。

2 機電一體化在工程機械領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 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)。

2.2 機電一體化對工程機械功效的改進

現(xiàn)代工程施工通常要求工程機械具有較高的性能：①機械功效高且能耗??；②自動化程度及精度越高越好；③操作安全、簡單，使用壽命長；④較高的技術(shù)性價比；⑤較低的使用成本；⑥具備運行狀態(tài)的監(jiān)視功能、自動報警及故障自診功能，以降低停機維修頻率，提高工作效率。以下對工程機械的電子控制系統(tǒng)功效進行具體說明：

2.2.1 及時發(fā)現(xiàn)故障，提高設(shè)備利用率

監(jiān)視功能、自動報警及故障自診功能即針對工程機械的傳動系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、工作裝置、液壓系統(tǒng)及發(fā)動機的運行狀態(tài)實施電子監(jiān)視，一旦工程機械在運行過程中出現(xiàn)異常情況，能夠發(fā)出自動警報，同時準確地對故障部位進行定位，因此，能夠最大限度地提高操作人員的工作安全性及工程機械的使用效率，使機械設(shè)備的維修工作難度降低，縮短停機維修時間，降低維修作業(yè)頻率，延長設(shè)備使用壽命，最終提高機械設(shè)備的利用效率，降低生產(chǎn)成本。

2.2.2 降低能耗，提高生產(chǎn)效率

與傳統(tǒng)工程機械相比，現(xiàn)代工程機械的能源利用率高出很多，目前國家正在倡導(dǎo)節(jié)能減排，這就要求對能源利用率低的傳統(tǒng)機械設(shè)備進行節(jié)能改造。

2.2.3 提高作業(yè)精度和作業(yè)效率

現(xiàn)代工程施工中的水泥混凝土攪拌設(shè)備應(yīng)用了先進的微機控制電子稱量系統(tǒng)，使稱量過程最終實現(xiàn)了現(xiàn)代化，成品料的作業(yè)精度和作用效率得以保證。瀝青混凝土攤鋪機設(shè)備采用了自動找平系統(tǒng)，使工程施工質(zhì)量得到了很大程度的提高；同時，供料系統(tǒng)中引入的超聲波技術(shù)也提高了瀝青混凝土攤鋪機的攤鋪質(zhì)量。而電子控制系統(tǒng)應(yīng)用于鏟運機鏟斗刀刃、平地機刮刀以及推土機鏟刀中，不僅可以使作業(yè)精度和作業(yè)效率得到提高，還能使操作人員的勞動強度降低。

2.2.4 降低勞動強度，提高勞動生產(chǎn)率

在工程機械領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)自動化或半自動化控制，可以大大降低操作人員的勞動強度，提高設(shè)備的工作效率和勞動生產(chǎn)率，還能降低由于操作人員缺乏經(jīng)驗造成的對作業(yè)精度的影響程度。如日本小松公司生產(chǎn)的挖掘機配備軌跡控制系統(tǒng)，它能夠根據(jù)操作者所操控的鏟斗運動軌跡，自動感應(yīng)不同角度的傳感信號，控制斗桿和鏟刀的運動，自動進行斜面精確挖掘、斷面溝槽等動作，大大提高了機械設(shè)備的利用效率，進而提高了勞動生產(chǎn)率。

2.2.5 其他應(yīng)用

國外在生產(chǎn)工程機械設(shè)備時采用了電子控制的自動變速器，使發(fā)動機的功率得到很大提升。如裝載機、推土機、鏟運機等可以依據(jù)外負荷的改變自動對傳動系統(tǒng)的傳動比進行相應(yīng)調(diào)整，這就大大簡化了操作程序，降低了燃油消耗率，同時使勞動強度也大幅降低；為提高操作的安全性，防止作業(yè)過程中斷臂和翻車等危險事故的發(fā)生，現(xiàn)代起重設(shè)備中運用了電子控制的力矩限制器；為減少危險施工環(huán)境中的人為施工，實現(xiàn)無人操作，國外有些工程機械設(shè)備生產(chǎn)公司在生產(chǎn)機械設(shè)備時采用了無線遙控設(shè)備。

總之，電子控制系統(tǒng)在工程機械領(lǐng)域中的運用，使得工程施工的安全性大大增加，工作效率大幅提升。

3 機電一體化在工程機械領(lǐng)域應(yīng)用的發(fā)展趨勢

機電一體化的發(fā)展依賴于電子、控制、光學(xué)、計算機信息等多種技術(shù)和學(xué)科的發(fā)展，其在工程機械領(lǐng)域的應(yīng)用趨勢可概括為以下幾點：

3.1 智能化

作為21世紀機電一體化的重要發(fā)展方向，在工程機械領(lǐng)域，智能化的應(yīng)用趨勢將更加明顯。從目前看來，人工智能方面的研究越來越多，數(shù)控機床與機器人的智能化應(yīng)用就是其中的重要表現(xiàn)。我們通常所說的智能化是指在相關(guān)控制理論的基礎(chǔ)上，通過對運籌學(xué)、人工智能、模糊數(shù)學(xué)、計算機科學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)等新思想、新方法在工程機械上的分析和應(yīng)用，使工程機械的行為能夠具有判斷推理、邏輯思維及自主決策等能力，以滿足機電一體化的更高要求。雖然使工程機械具有等同或接近人的智能是不可能的，但工程機械的智能化仍是時代發(fā)展的大勢所趨。

3.2 模塊化

隨著科技的進步和社會分工的不斷深入，機電一體化產(chǎn)品的種類和數(shù)量也越來越多，因此，機械產(chǎn)品的電氣接口、動力接口和機械接口等的生產(chǎn)一定要實現(xiàn)標準化，這雖然比較復(fù)雜卻至關(guān)重要，所以說，模塊化是工程機械機電一體化發(fā)展的一項長期而又艱巨的任務(wù)。模塊化有利于各部件或單元之間的匹配，例如研制集智能調(diào)速、減速于一體的動力單元，或具備圖像處理、視覺、識別等功能的控制單元等。唯有如此，才能促進社會的進一步分工，加快新產(chǎn)品的研發(fā)速度，擴大工程機械的生產(chǎn)規(guī)模。模塊化必將進一步促進機電一體化在工程機械中的應(yīng)用。

3.3 信息化

計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展也必將促進機電一體化在工程機械中的應(yīng)用。新型的機電一體化產(chǎn)品只要質(zhì)量可靠、功能強大，具有很好的經(jīng)濟價值和社會價值，就會在最短的時間內(nèi)借助網(wǎng)絡(luò)迅速暢銷。此外，遠程控制技術(shù)和監(jiān)視技術(shù)將會在工程機械中得到越來越多的應(yīng)用?？傊?，機電一體化將逐漸趨向網(wǎng)絡(luò)化和信息化。

3.4 環(huán)?；?/h3>

工業(yè)化進程的不斷深入雖然在很大程度上改善了人類的生活質(zhì)量，但也對我們的生存環(huán)境造成了嚴重的破壞，導(dǎo)致了自然資源的大量浪費。21世紀以來，社會對環(huán)保的關(guān)注和投入越來越多，公眾的環(huán)保意識也在不斷加強，綠色產(chǎn)品的概念和設(shè)計制造已成為新形勢下的必然趨勢。工程機械產(chǎn)品在其設(shè)計、制造、使用和銷毀的每個環(huán)節(jié)，都要適應(yīng)環(huán)保的要求，滿足人類對健康的需求，提高資源的利用效率。所以，綠色機電一體化產(chǎn)品將會在工程機械中占據(jù)優(yōu)勢。

3.5 系統(tǒng)化

系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征主要有以下兩點：①工程機械系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)將進一步采用開放式和模式化的總體結(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；②機械的通信功能將得到極大的提高。

4 結(jié)束語

綜上所述，基于機電一體化技術(shù)在工程機械領(lǐng)域占據(jù)的優(yōu)勢和應(yīng)用的廣泛性，它必將得到愈來越多的重視，從而為工程機械領(lǐng)域作出更大的貢獻。作為工程機械的管理者和使用者，我們也必須順應(yīng)科技發(fā)展的潮流，盡快地了解、學(xué)習(xí)和掌握機電一體化技術(shù)，只有這樣才能更好地參與到現(xiàn)代化的工程施工當(dāng)中，為我國的建設(shè)事業(yè)作出更大的貢獻。