机电一体化技术在现代工程机械中的应用研究陈之术

机电一体化技术在现代工程机械中的应用研究陈之术

陈之术

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摘要：机电一体化技术是多项现代科学技术的综合体，其中囊括了信息技术、计算机技术、电子技术、机械技术等，国外机电一体化技术发展起步较早，我国是在二十世纪70年代，才正式开展对机电一体化技术的研究，但在近十年来，我国机电一体化技术取得了飞速的发展，并在工程机械领域做出了突出贡献，这得益于相关领域人员对此不断的科研与探索。

关键词：机电一体化技术；工程机械；应用

引言：机电一体化技术即结合应用机械技术和电子技术于一体。随着计算机技术迅猛发展和广泛应用，机电一体化技术获得前所未有的发展，成为一门综合计算机与信息技术、自动控制技术、传感检测技术、伺服传动技术和机械技术等交叉的系统技术。机电一体化的发展在现代工程机械中的应用取得了非常好的应用效果，推动了现代工程机械的快速发展。

一、技术概述

该技术主要是指将传统的机械技术与先进的电子技术相互结合而产生的一种新型机电技术，从技术的层面上来说，该项技术是一项综合性较强的机电技术，其是由自动控制技术、伺服传动技术、计算机网络技术、传感检测技术以及机械技术等多方面技术共同组成而言，该技术下的系统设计流程如图1所示，虽然该技术在国内的发展起步与其他发达国家相比存在一定的落后，但是其在工程机械领域的实际应用中也取得了非常显著的成绩，因而该技术也得到了很多工程机械生产企业的广泛认可和推广。

图1机电一体化系统设计流程

二、机电一体化技术的研究意义

目前，我国有许多专家、学者从事机电一体化技术的相关研究工作，该技术的完善与发展能够促进机电产品质量的提升，对产品的外观、功能性进行完善，使其更加人性化、智能化。与传统机电产品相比，应用该技术的机电产品具有更大的使用优势，具体包括以下几个方面：

1、该技术可以强化产品功能性，拓展产品用途。其打破了传统单技术、单功能的产品格局，将信息、电子等技术融入到产品之中，赋予了产品更强大的功能。不仅如此，新的机电产品可以应用在多样化的场合、领域之中，并根据用户需求提供相应的服务内容，具有较强的应变能力。

2、该技术可以提升产品精度。应用机电一体化技术能够使产品机构变得更加简洁，减去原有的传动部件，降低了机械磨损、受力变形等原因导致的运动误差。不仅如此，利用计算机检测等技术，能够对动态误差进行校正补偿，进而实现使用精度的提升。

3、该技术能够使产品更加安全可靠。应用机电一体化技术的产品自动化水平较高，具有自我监控、自动诊断、保护等功能。不仅能够减少设备产品对人身造成的安全隐患，还能减少设备事故发生率，满足了安全可靠的使用要求。

4、应用该技术能够简化操作难度。利用计算机、数字显示等技术进行人机界面的改良，减少了人工操作的工作量，也去除了按钮、手柄等操作设施，从而缩减操作时间，降低人工培训成本，提升机电设备的使用效益。

5、该技术能够提升产品柔性。即利用软件优化工作程序，进而满足多元化用户需求。如，工业机器人对运动自由度要求较高，手爪部分要具备更换工具的条件。应用该技术，可以利用控制程序来控制运动轨迹，转变机器人的运动姿态，进而完成各种类型的工业作业。

6、该技术促进了产品功能性的上升，并且简化了操作流程和方法，全面提升了机电设备的生产能力、作业效率和质量。可以利用虚拟原型的机电一体化技术，进行模型的设计和建设，对仿真技术的研究也有一定的帮助。

三、工程机械中应用机电一体化技术研究

工程机械中应用机电一体化技术比较多，如自动变速器、力矩限制器、无线遥控装置等都是机电一体化的具体技术应用表现。本文主要介绍三种机电一体化的技术：自动化、监控系统、分布式控制。

1、机电一体化技术中的自动化

机电一体化技术在工程机械中的应用，主要体现为自动化技术的应用。自动化技术水平是衡量工业机械发展水平的重要指标，我国工业机械自动化发展虽然起步晚，但发展速度快，在工业机械中应用非常广泛，对提高工作效率具有十分重要的作用。现代工业机械中，机械的生产非常注重精密性，传统的工业机械中精密性的操作与工人的能力有很大关系，主要是依靠长期积累的经验才能实现，在产量和速度方面不高，而采用机电一体化技术，工业机械通过直接设定参数就可以实现自动化生产，不需要人为的干预，而且生产的产品精密度比较高，在产量和速度方面均具有明显优势，可以提高良品率。机电一体化的自动化发展解放了机械必须要依靠人工操作的历史，在发展的过程中提高了机械生产的效率和安全性，而且自动化可以有效整合多种生产工序，包括生产、监测、检测等，可以有效提高机械生产中的产品质量，及时剔除不良产品，而且还可以通过监测系统发现机械生产中的问题，及时进行自动纠正和调整。

2、机电一体化技术中的监控系统

机电一体化技术在现代工程机械中的监控系统地应用可以有效做好工程机械各部分的监测，对主要系统工作情况进行监测，确保各工作系统地运行稳定，防止出现机械设备问题。现代工程机械的设备组成复杂，主要分为传统系统、制动系统工作装置和液压系统等，各设备在工作中密切配合，实现了机械的正常运转，一旦局部设备工作状态不稳定很容易导致机械运转失败。机电一体化技术在工程机械监控系统中的应用可以实现自动监控的效果和功能，在机械运行过程中，通过远程监控系统就可以及时掌握工程机械各系统地工作状态，自动记录并分析运行数据，一旦出现异常数据系统会自动备份并分析，自动诊断异常原因并尝试修复，如果自动修复不成功，监控系统会将分析结果会直接传输到监控室和界面，同时根据异常情况进行报警，机械维修人员可以根据监控系统提供的报警信息、报警数据进行分析，可以准确掌握事故发生部位，对相关设备进行维修和更换，确保工程机械的正常运行。

3、分布式控制系统

机电一体化技术在工程机械中的应用还体现为一对多的分布式控制系统。分布式控制系统与传统集中式控制相比，控制效果更加理想，控制能力更强，而且也保证了机械控制的安全性。目前，分布式控制系统在工程机械中已经成为了机电一体化的主流技术，实现了实施调度，在线最优化等工程，逐渐发展为测、控、管一体化的综合性系统。从目前来看，分布式控制系统主要分为三级和二级，部分工程机械存在更多级的情况。

结束语

当前正处于科技发展日新月异的时代，不论是工程机械行业本身，还是机电一体化技术都在不但进步发展，对于此我们必须要把握住时代机遇，不断的对机电一体化在工程机械中的技术应用做出探索研究，促使其向智能化、模块化、绿色化的方向发展，这样才能更好的提升我国工程机械行业生产效率和产品质量，从而为我国工程机械行业长远发展做出保障。

参考文献：

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