试论机电一体化技术在现代工程机械中的应用

试论机电一体化技术在现代工程机械中的应用

张建中、陈文学、李汶耀

河南安彩高科股份有限公司 河南 安阳 455000

摘要：随着科技的进步和社会的发展，工程机械在基础设施建设、城市建设等领域发挥着越来越重要的作用。机电一体化技术作为工程机械发展的核心技术，不仅提高了工程机械的作业效率和稳定性，还降低了能源消耗和环境污染，为工程机械的可持续发展提供了有力保障。

关键词：机电一体化；现代工程机械；技术应用

引言

在现代工程机械领域中，机电一体化技术的应用无疑发挥着举足轻重的作用。机电一体化技术将机械和电子技术有机地结合在一起，通过智能化、自动化的手段，使工程机械的性能、质量和效率得到质的提升。机电一体化技术还通过对工程机械设备进行结构设计和功能布局，对控制策略的优化，提高了工程机械的作业精度。

1机电一体化技术概述

机电一体化技术，简单来说，就是将电气设备和机电系统相结合，以实现对机械设备的自动化控制。这一技术的发展，标志着现代制造业的一次重大变革，也为各类机械设备的发展和升级提供了强大的动力。机电一体化技术的核心目标是通过电气系统对机械设备进行精确的控制，以提高设备的效率、准确性和稳定性。在这个过程中，电气系统与机械系统紧密配合，相互影响，形成一个有机的整体。电气系统通过传感器、执行器等设备收集机械设备的工作数据，然后对这些数据进行处理，根据预设的控制策略对执行器进行控制，从而实现对机械设备的精准控制。

2机电一体化技术在现代工程机械中的作用

首先，机电一体化技术的应用使工程机械具备了更高的智能化水平。传统的机械设备需要由人工进行操控和操作，而采用机电一体化技术后，工程机械能够通过传感器感知周围环境的变化，并根据预设的程序进行自主的决策和操作。其次，机电一体化技术的应用可以大幅度提升工程机械的性能和质量。传统机械设备的性能往往受限于人工操作的精确度和稳定性，而机电一体化技术的应用能够通过精确的测量、智能的控制和灵活的操纵，使工程机械具备更高的精度和稳定性。此外，机电一体化技术的应用还可以提高工程机械的安全性和可靠性。如今，许多工程机械作业环境复杂，安全风险较高。而机电一体化技术能够通过传感器、控制系统和自动化装置等有效地监测和控制机械设备在作业过程中的状态，并及时采取相应的措施，从而保障作业人员的人身安全和设备的正常运行。例如，在塔式起重机的设计和应用中，机电一体化技术可以通过传感器实时监测并记录塔机吊钩的载荷、风力、倾角等参数，并通过自动控制系统进行实时调节，避免产生超载或超限等危险情况，从而确保作业安全。

3机电一体化技术在现代工程机械中的应用策略

3.1在工程机械监控中的应用

加强工程机械的运行监管是确保现代工程机械运行安全的重要措施。在传统的工程机械运行监管中，通常依赖于人工进行监管，但这种方法存在监管不到位、监管效率低下等问题，无法有效保障工程机械的运行安全。因此，采用机电一体化技术进行工程机械的运行监管是非常必要的。机电一体化技术通过电子结合控制系统，能够形成整体监控的系统，实现对工程机械运行状态的实时监控和分析。这种监控系统通常包括大量的传感器、执行器和控制系统，它们协同工作，对工程机械的运行状态进行实时监测，确保机械运行的安全性和稳定性。在工程机械的运行过程中，传感器会实时收集机械的各项运行数据，如速度、负荷、温度等，然后将这些数据传输到控制系统。控制系统对这些数据进行分析和处理，根据预设的控制策略对机械的运行进行实时调整，确保机械始终在最佳工作状态下运行。

3.2在自动化及半自动化中的应用

机电一体化技术是指将机械工程和电子工程有机地结合在一起，通过电子控制来实现机械设备的智能化和自动化。在现代工程机械领域，机电一体化技术被广泛应用于各种自动化和半自动化设备中，极大地提高了工作效率和质量。机电一体化技术在工程机械自动化中的应用方法主要体现在设备的控制系统方面。通过采用先进的传感器技术和微电子技术，将设备的各种参数进行实时监测和数据采集，然后通过控制算法和信号处理技术，实现对设备运行状态的智能控制。机电一体化技术在工程机械半自动化中的应用方法主要体现在设备的辅助功能方面。通过在设备中嵌入人机交互界面和智能控制系统，实现对设备的简化操作和辅助功能的实现。例如，在起重机中，通过安装触摸屏显示器和操作按钮，实现对起重机的远程控制和状态监测。操作人员只需通过触摸屏幕上的按钮进行操作，就能实现对起重机的精准控制和功能选择。同时，通过智能控制系统对设备进行自动化的故障检测和预警，提前发现并解决潜在问题，提高了设备的安全性和可靠性。此外，机电一体化技术在工程机械自动化及半自动化中的应用方法中，还体现在节能环保领域的重要作用。通过引入先进的电能控制技术和能量回收技术，实现对设备运行过程中的能量消耗的监测和优化控制，实现能量的高效利用。

3.3在节约能耗方面的应用

在传统的工程机械运行中，往往因为重视效率和质量而忽视了对能源的合理利用，这导致了大量的能源浪费。据统计，传统的工程机械在运行过程中，能源利用率普遍较低，大量的能源在转化过程中被损耗，这不仅增加了运行成本，也对环境造成了不良影响。机电一体化技术的出现，为这一问题提供了有效的解决方案。通过节能器的应用，机电一体化技术能够对工程机械的能源利用率进行实时监控和调整，从而在保证工程质量的前提下，实现能源消耗的最优化。节能器的工作原理是通过收集和分析工程机械在运行过程中的各项数据，如功率、转速、负荷等，然后根据这些数据调整机械的运行状态，使其始终在最佳工作状态下运行。这样，不仅可以提高工程机械的运行效率，还可以降低能源消耗，实现节能减排的目标。

3.4在工程机械作业精度控制中的应用

在机电一体化技术的应用方法中，需要进行系统的设计和构建。通过对工程机械设备进行结构设计和功能布局，可以将机械和电子控制系统有机地集成在一起，从而实现对机械设备的精度控制。首先，在系统设计阶段，需要根据工程机械的具体作业需求，确定系统的功能和性能指标。例如，对于混凝土搅拌机，需要确保搅拌过程中的均匀性和稳定性；对于挖掘机，需要控制挖掘轨迹的精确度和挖掘深度的准确性。其次，在系统构建阶段，需要根据设计方案，选择合适的传感器、执行器和控制系统等组件，并进行合理的布线和连接。传感器用于实时采集机械设备的运行数据，如速度、位置、力等；执行器用于根据控制系统的指令，对机械设备进行精确的控制，如调整速度、位置等；控制系统则根据预设的控制策略，对传感器采集的数据进行处理，并生成相应的控制指令，用于指导执行器的动作。

结语

在现代工程机械中融入机电一体化技术发挥了突出的价值，因此需要加强对机电一体化技术的科学实施，完善机械各方面的性能，促进各项生产活动的顺利进行，从不同的角度保障现代工程机械的效率以及质量，同时配合先进的科技手段，优化机电一体化技术的运用模式，使工程机械水平能够得到有效的提升。

参考文献

［1］韩正辰，薛浩洋，周宗帅.浅谈机电一体化技术在现代工程机械中的发展运用［J］.内燃机与配件，2020（05）：223-224.

［2］赵海军.机电一体化技术在工程机械中的应用与发展［J］.机械管理开发，2022，32（09）：174-175.

［3］黄彦.机电一体化技术在工程机械中的应用［J］.集成电路应用，2023，40（02）：226-227.

［4］余雪松.现代工程机械中机电一体化技术的应用情况探究［J］.内燃机与配件，2022（07）：182-184.