1機電一體化體系包含的關鍵技術內(nèi)容

 

機電一體化系統(tǒng)技術的核心還是要以機械為重點。區(qū)別于普通機械，它是將智能電子技術完美的融入到機械主要功能、動力系統(tǒng)以及信息控制功能中，同時依靠計算機軟件技術把智能化與機械合理結合，最終形成智能的機電一體化技術系統(tǒng)。從實現(xiàn)的功能講，機電一體化系統(tǒng)包含的內(nèi)容廣泛，涉及到機械學、運動學、能量流等諸多動力學領域的知識，該系統(tǒng)具有集成性、融合性、跨學科性以及復雜性等多種特點，其最終的目的是為了實現(xiàn)工程機械智能化操控，并能夠完成多種信息處理命令。傳統(tǒng)的工程機械領域的主要動力源依然是內(nèi)燃機，其包括動力、傳動、行走、工作以及操控裝置五大系統(tǒng)，這五大系統(tǒng)代表的是傳統(tǒng)機械一體化系統(tǒng)。隨著社會的發(fā)展以及計算機信息技術的進步，電子智能化設備如智能電子控制系統(tǒng)、機電控制、遙控控制、仿真控制等智能控制技術的融入，傳統(tǒng)機械一體化系統(tǒng)也逐步過渡為機電一體化技術新系統(tǒng)。機電一體化技術新系統(tǒng)的出現(xiàn)有力推動了工程機械的自動化發(fā)展進程，有力推動了工業(yè)進步進程。

 

2機電一體化技術在工程機械中的應用

 

2.1傳感器檢測技術

 

傳感器檢測技術可以把非電量信號轉換為電量信號，這是一種電信號轉換的功能塊，在工程機械中，它能夠?qū)崿F(xiàn)最佳數(shù)據(jù)的顯示與過程控制，現(xiàn)代傳感器檢測技術是以信息技術和計算機技術系統(tǒng)為基礎的，在工程機械中使用傳感器可以提高機械設備本體的抗干擾性、靈敏度以及穩(wěn)定性，同時可以保證設備具有較強的抗沖擊能力以及良好的氣候適應能力[1]?？紤]到工程機械的主要運行特性，它要求傳感器具有高密封性和耐磨度。工程機械中車輛的傳感器溫度控制精度應控制在40°到130°之間，且其變化范圍要小于1%?？紤]使用高度發(fā)達的電子設備將微控制器應用于固態(tài)傳感器的支撐部件，從而實現(xiàn)工程機械溫度補償功能的標準化與線性化。

 

2.2信號處理

 

I/O接口技術現(xiàn)代工程機械越來越重視各種形式的信號。比如：在機械設備中加入一臺微處理器，結合I/O接口技術，實現(xiàn)信息信號的有效處理，使用傳感器檢測機械設備中的各種信息，進行必要的邏輯分析、判斷以及轉換，最終全面綜合執(zhí)行機構控制命令[2]。此外，工程機械設備中還增加了自動診斷功能，以實現(xiàn)基于I/O接口技術的信息優(yōu)化，并通過系統(tǒng)顯示、響應和可靠有效的傳輸實現(xiàn)人機交互過程。

 

2.3工程機械故障診斷技術

 

包含機電一體化系統(tǒng)的新型工程機械具有較低的運行噪音和燃料成本，降低了操作技術人員的工作壓力，也使得生產(chǎn)效率得到提升。然而，由于工程機械涉及的技術環(huán)節(jié)多而廣，其出現(xiàn)故障是不可避免的。機電一體化系統(tǒng)中的安全容錯技術可以幫助機械設備避免風險。其故障自動診斷功能塊可以服務于工程機械的各個部件，通過電子監(jiān)測控制系統(tǒng)識別設備異常，其后依據(jù)科學的算法判定實際故障點，從而實現(xiàn)設備的有效定位以及修復。

 

3機電一體化技術的作用

 

3.1提高施工操作質(zhì)量和準確性

 

機電一體化系統(tǒng)集成到工程機械操作體系中后，其性能和功能得到了明顯提高，它實現(xiàn)了傳統(tǒng)工程機械無法實現(xiàn)的精細微調(diào)作業(yè)。如推土機、挖掘機的自適應操作、激光自動調(diào)平操作、自動換擋操作等。這種新的機電一體化技術大大提高了推土機和挖掘機在大范圍內(nèi)的調(diào)平精度，同時操作人員的工作強度也得到了降低[3]。該系統(tǒng)實現(xiàn)了設備的無人遠程控制，大大降低了一些危險區(qū)域施工作業(yè)人員的施工風險因素。

 

3.2提高工程機械運行的節(jié)能效率

 

機電一體化系統(tǒng)技術顛覆了傳統(tǒng)工程機械的液壓傳動方式，實現(xiàn)了設備液壓傳動的自動負載控制，使發(fā)動機的輸出功率得到提升，合理分配工程機械的液壓負荷，滿足了更高操作技術需求的應用。以工程機械發(fā)動機為例，根據(jù)設備溫度的變化高低實現(xiàn)自動控制，有效的確保了發(fā)動機的熱效率始終保持最佳指標，實現(xiàn)了工程機械的整體節(jié)能目的[4]。此外，在節(jié)能液壓系統(tǒng)的基礎上，為工程機械建立了電子燃油控制系統(tǒng)，以降低油耗，延長設備的使用壽命，如當工程機械發(fā)動機的燃油消耗率會降低到0.23kg/kW•h時，而它的平均熱效率卻能提高約50%，設備使用壽命將延長18000min或以上。

 

4結束語

 

機電一體化技術在工程機械領域的應用以及帶來的提升是多維化的，其智能化、模塊化和綠色環(huán)保均是目前人類社會最關注的領域，它也必將會成為未來工業(yè)發(fā)展的核心，被人類廣泛使用、深入研究和推廣。