机电一体化在工程机械中的应用-段哥

1、机电一体化在工程机械中的应用长沙理工大学摘要：随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用，机电一体化技术获得前所未冇的发展，并广泛应用于工程机械领 域。现代工程施工中，工程机械的性能、自动化程度及其经济性等可以直接影响到施工工艺的好坏,而工程机械的 电气与电子控制系统部分质量与性能的优劣乂直接影响到工程机械的动力性、经济性、可靠性、施工质量、生产 效率及使用寿命等。关键词：机电-体化工程机械应用效率1机电一体化概述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有机地结合，并综合应用到实际中去的综合技术1。将机 械装置与电子化设计及软件

2、结合起来所构成的系统的总称。是现代化的自动生产设备几乎可以说 都是机电一体化的设备。现代工程机械正处在一个机电一体化的发展吋代引入机电一体化技术，使机械、液压技术和电 子控制技术等有机的结合，可以极大地提高了工程机械的各种性能，如动力性、燃油经济性、可靠 性、安全性,操作舒适性以及作业精度、作业效率、使用寿命等。目前以微机或微处理器为核心的 电子控制装置在现代工程机械中的应用已相当普及，电子控制技术已深入到工程机械的许多领域, 如摊铺机和平地机的自动找平，摊铺机的自动供料，挖掘机的电子功率优化，柴油机的电子调 速，装载机、铲运机变速箱的自动控制，工程机械的状态监控与故障自诊等。随着科学技术的不

3、断 发展,对工程机械的性能要求不断提高，电子控制装置在工程机械上的应用将更加广泛，结构将更 加复杂。2机电一体化对工程机械功能的改进在工程机械上运用传感器技术是当前机电一体化技术最主要的技术手段和特征，传感器技术 是实现自动控制、自动调节的关键环节，也是机电一体化系统不可缺少的关键技术之一，其水平 高低在很大程度上彫响和决定着系统的功能3；其水平越高，系统的自动化程度就越高。在一套 完整的机电一体化系统屮，如果不能利用传感检测技术对被控对象的各项参数进行及时准确地检 测出并转换成易于传送和处理的信号，我们所需要的用于系统控制的信息就无法获得，进而使整 个系统就无法正常有效的工作。我国传感器的研

4、究主要集中在专业研究所和大学，始于20世纪80年代，与国外先进技术相 比，我们还有较大差距，主要表现在：（1）先进的计算、模拟和设计方法；（2）先进的微机械加 工技术与设备；（3）先进的封装技术与设备；（4）可靠性技术研究等方面，因此，必须加强技术 研究和引进先进设备，以提高整体水平4。传感器技术今后的发展方向可有几方面：（1）加速开发新型敏感材料：通过微电子、光电子、 生物化学、信息处理等各种学科，各种新技术的互相渗透和综合利用，可望研制出一批基于新型 敏感材料的先进传感器；（2）向高精度发展：研制出灵敏度高、精确度高、响应速度快、互换性 好的新型传感器以确保生产自动化的可靠性；（3）向微型

5、化发展：通过发展新的材料及加工技术 实现传感器微型化将是近十年研究的热点；（4）向微功耗及无源化发展：传感器一般都是非电量向 电量的转化，工作时离不开电源，开发微功耗的传感器及无源传感器是必然的发展方向；（5）向智 能化数字化发展：随着现代化的发展，传感器的功能已突破传统的功能，其输出不再是一个单一 的模拟信号（如0-10诃），而是经过微电脑处理好后的数字信号，有点其至带有控制功能，即智 能传感器5 c3机电一体化在工程机械中的应用3. 1机电一体化遥控技术在工程机械上的应用随着工程机械功能的扩展，遥控技术的应用环境越来越广。很多时候应用遥控技术是出于对 操作手的保护和操作的便利性。例如在水泥

6、混凝土泵车上己经广泛采用该技术6。以及遥控技术 在一些小型多功能产品上的延用。3. 2机电一体化技术在旋挖钻机上的运用旋挖钻机是近儿年来在国内被广泛采用的一种重要的工程机械，其应用主要集屮在大型桩基 础施工屮。旋挖钻机因其施工工艺较为复杂，且在施工过程屮对精度要求较高，因此引进自动控 制功能以提高施工效率和精度。最为常见的有两种功能：钻桅自动调垂直功能和钻孔工程屮自动 回位功能7。3.3机电一体化技术在钢铁企业中应用在钢铁企业屮，机电一体化系统是以微处理机为核心，把微机、工控机、数据通讯、显示装 置、仪表等技术有机的结合起来，采用组装合并方式，为实现工程大系统的综合一体化创造有力 条件，增强系

7、统控制精度、质量和可靠性8。3. 4机电交流传动技术传动技术在工业屮起作至关重要的作用。随着电力电子技术和微电子技术的发展，交流调速 技术的发展非常迅速。由于交流传动的优越性，电气传动技术在不久的将来由交流传动全面取代 直流传动，数字技术的发展，使复杂的矢量控制技术实用化得以实现，交流调速系统的调速性能 已达到和超过直流调速水平。现在无论大容量电机或屮小容量电机都可以使用同步电机或异步电 机实现可逆平滑调速。交流传动系统在轧钢生产屮一出现就受到用户的欢迎，应用不断扩人9。 4机电一体化在工程机械中的前景发展4.1微型化随着人规模电路的研究发展，微处理芯片将会变得越来越小，对微机电一体化产品体积

8、小、 耗能小等优势起到促进作用，10更有利于机械产品在特殊环境下进行工作，在一些多精密，高 要求的行业当屮微型化是必然的趋势机。4. 2智能化智能化是机电一体化的重要目标2，所谓智能化就是通过计算级对机械进行模糊控制，对 人的思维进行模拟，以达到机械智能化的效果，机器人就是其屮最大的应用，这其屮需要计算机 科学、人工智能、控制技术、模糊控制、心理生理学的学科相互协作，有机融合，不断提高机械 智能化程度，从而进一步减少人工的作业量。高速的微处理器的成熟技术则为机电一体化的智能 化提供了保障。4. 3网络化通信网络已经被应用到各个领域，机电一体化的产品也在超着网络化的方向进行发展，操作 员可通过网

9、络来对工程机械的工作状况进行实时监控，并可以在必要时向机械发出命令，来达到 对机械工作进行控制的目的，由此来提髙工作的安全性和可靠性11。5结论随着机电一体化技术的发展，各种产品与装置实现了机电一体化，12有利实现整体优化， 提高产品质量和生产效率，缩短开发新产品的生产准备周期，加速科技成果向商品转化，有利推 动传统产业发生深刻变革，同时，随着新产品的研发及高精密等设备的发展，要求新一代机电一 体化技术、产品及系统朝着高性能、智能化、系统化以及轻量化、微型化方向发展，从而为国家 带来更大的经济效益与社会效益13 o参考文献1杨自厚.人工智能技术及其在钢铁工业中的应用j.冶金自动化，1994,

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