试论机电一体化技术在现代工程机械中的应用.pdf

新疆钢铁总第169期2024年第1期试论机电一体化技术在现代工程机械中的应用曹亚轩（江西生物科技职业学院，江西 南昌 330200）摘要：随着我国科技水平的不断提高，机电一体化技术在各行各业中的应用愈加地广泛，尤其是在现代工程机械中融入机电一体化技术，已经成为我国现代化发展建设的必然趋势。本文先介绍了机电一体化技术在现代工程机械中的作用，主要体现在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，并且大幅度提升工程机械的性能和质量，并指出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，以促进我国现代工程机械及现代化建设的高质量发展。关键词：机电一体化；现代工程机械；技术应用DOI：10.20146/ki.1672-4224.2024.01.062中图分类号：TH13文献标识码：A文章编号：1672-4224（2024）01-0191-03On the Application of Mechatronics Integration Technology inModern Engineering MachineryYaxuan Cao(Jiangxi Biotechnology Vocational College,Nanchang,Jiangxi 330200)Abstract:With the continuous improvement of Chinas technological level,the application of mechatronics technology in various industries is becoming increasingly widespread,especially in the integration of mechatronics technology into modern construction machinery,which has become an inevitable trend in Chinas modernization development and construction.This article first introduces the role of mechatronics technology in modern construction machinery,mainly reflected in the applicationof mechatronics technology,which enables construction machinery to have a higher level of intelligence and greatly improvesthe performance and quality of construction machinery.It also points out the need to strengthen the scientific implementationof mechatronics technology,improve the performance of machinery in all aspects,and promote the high-quality development ofmodern construction machinery and modernization construction in China.Key words:mechatronics integration;modern construction machinery;technology application作者简介：曹亚轩，男，33岁，本科，讲师，江西生物科技职业学院。E-mail：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。此外，当前节能环保、减少碳排放已经成为世界各国共同关注的课题，传统的工程机械普遍存在能耗大的问题，机电一体化技术通过将机械和电子技术有机结合，实现了对能源的高效利用，推动了工程机械能源节约的发展。因此，我们需要把握机电一体化技术的功能和现代工程机械的特点，完善技术应用模式，加强对技术的开发及其融合应用，优化对现代工程机械的管理，使机电一体化技术可以得到更深入的应用。1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1。例如，在施工场地上，一台配备了机电一体化技术的挖掘机能够通过传感器实时感知地面的坚硬程度、施工区域的坡度和深度等信息，从而根据需要自动调整施工参数，提高作业效率，减少操作员的劳动强度，实现更加精确和高效的施工。其次，机电一体化技术的应用可以大幅度提升1912024年第1期新疆钢铁总第169期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。以钢结构焊接机器人为例，机电一体化技术能够使机器人在焊接过程中根据焊缝的尺寸和位置实时调整焊接参数，并通过智能学习算法不断提升焊接质量的稳定性和一致性，从而在保证焊接速度的同时，大幅提升焊接质量，减少焊接缺陷的产生。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。2机电一体化技术在现代工程机械中的应用方法2.1在工程机械监控中的应用机电一体化技术，为机械设备的自动化控制、精确运行和数据监测提供了强有力的支持。它将机械工程和电气工程有机地结合在一起，通过传感器、电控系统和计算机软件的配合，实现了机械设备的智能化管理和监控。因此要根据现代工程机械监控的需求，选择正确的机电一体化技术方案，并且完善基础设施的建设，提高监控的效果。机电一体化技术在工程机械监控中的应用方法主要包括传感器的选择和安装、数据采集与处理、控制策略的制定以及远程监控等方面2。在传感器的选择和安装方面，根据具体的监测需求和机械设备的特点，选择合适的传感器进行安装。比如，在挖掘机的监控中，可以安装液压油温、液压油压、发动机转速等传感器，用于实时监测机械设备的工作状态。数据采集与处理是机电一体化技术在工程机械监控中的重要环节。通过传感器采集到的实时数据，可以经过信号调理和滤波等处理手段，准确地反映出机械设备的运行情况。例如，利用传感器采集到的液压油温数据，可以判断液压系统是否工作正常，及时发现问题并采取相应的措施。在控制策略的制定方面，机电一体化技术可以根据机械设备的工作需求和安全要求，制定合理的控制策略，实现自动化控制和智能化操作。比如，在挖掘机的监控中，可以通过设定液压油温的上下限，实现对液压系统的自动控制，保证机械设备的安全运行。2.2在能源节约方面的应用近年来，随着经济的快速发展和环境保护意识的增强，工程机械的能耗问题成为了人们关注的焦点。机电一体化技术作为一种先进的技术手段，它通过将机械和电子技术有机结合，实现了对能源的高效利用，推动了工程机械能源节约的发展。首先，机电一体化技术在工程机械的设计与制造中发挥着重要作用。通过引入先进的电子技术，可以实现对机械系统的自动化控制。例如，在挖掘机的设计中，通过搭载高精度传感器和控制系统，可以实现对斗杆和铲斗的精确控制，减少了机械运动中的能量浪费3。此外，机电一体化技术还可以通过优化设计，减少机械的质量和阻力，进一步提高能源利用效率。通过精确的设计和制造，工程机械的能源消耗可以得到有效控制。其次，机电一体化技术在工程机械的运行管理中发挥着重要作用。通过搭载智能化的控制系统，可以实现对机械运行过程的监测和调控。例如，在挖掘机的运行过程中，通过实时监测机械的转速、负载等参数，可以动态调整机械的工作状态，使其始终处于最佳的能源利用状态。此外，机电一体化技术还可以实现对机械设备的远程监控和故障诊断，及时发现和解决问题，提高机械的运行效率和可靠性。通过科学的运行管理，可以最大限度地减少机械的能源消耗。最后，机电一体化技术还可以通过能源回收和再利用来实现工程机械的能源节约。在机械运行过程中，会产生大量的能量损耗和废热。机电一体化技术可以通过装备能量回收装置，将这些损耗的能量进行回收，并在适当的时候进行再利用。例如，在挖掘机的液压系统中，通过引入能量回收装置，将液压缸中的压力能转化为电能，并进行储存和再利用，可以显著降低液压系统的能源消耗。这种能源回收和再利用的方式不仅提高了机械的能源利用效率，还减少了对环境的负荷，实现了可持续发展的目标。192新疆钢铁总第169期2024年第1期2.3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4。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。2.4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。这样一来，机电一体化技术就能够充分发挥其优势，实现对工程机械作业精度的精准控制。在应用方法中需要进行信息采集和传输的优化。通过传感器等装置，可以采集到工程机械作业过程中产生的各项数据，如位移、速度、力等。这些数据通过电子系统进行处理和分析，并在实时地传输到控制系统中。这样一方面可以实现对工程机械状态的及时监测和控制，另一方面也可以提供数据支持为后续的作业精度控制提供依据。除了信息的采集和传输，应用方法还需要进行控制策略的研究和优化。通过对工程机械作业精度的需求进行分析和抽象，可以制定合理的控制策略。这些策略根据实际情况和作业需求，可以涵盖多个方面，如位置控制、力控制、运动轨迹规划等。通过对这些策略的研究和优化，可以提高工程机械作业精度的稳定性和准确性。此外，在应用方法中也需要关注工程机械的自适应性和智能化。通过对机电一体化技术的深入应用，工程机械可以实现对环境的感知和适应，根据不同的作业场景和工况，自动调整和优化控制策略。3结论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，2017，32（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，2019（07）：182-184.科普知识焊接钢结构随着科学技术的发展，世界上建筑工程钢结构的应用越来越广，焊接是钢结构制造中一种十分重要的加工工艺。据工业发达国家统计，每年仅需要进行焊接加工之后使用的钢材就占钢产量的45%左右。我国到20世纪80年代末，焊接钢结构已占钢产量的30%。钢结构的特点以热轧型钢、角钢、工字钢、槽钢、钢管等，钢板、冷加工成形的薄壁型钢以及钢索作为基本元件，通过焊接、螺栓或铆钉连接等方式，按一定的规律连接起来制成基本构件后，不规则用焊接、螺栓或铆钉连接将基本构件连接成能够承受外载荷的结构作为钢结构。（摘编自中国科学技术协会官网）193