周春明+唐宇飛

摘 要：現(xiàn)如今我們處在一個(gè)信息爆炸時(shí)代，機(jī)電一體化作為現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展核心力量，在工程領(lǐng)域中占有重要地位，并推動(dòng)了工程領(lǐng)域的發(fā)展。它的發(fā)展從根本上改變了傳統(tǒng)的固有模式，在引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展的同時(shí)也促進(jìn)其向智能化、自動(dòng)化、一體化的方向發(fā)展。尤其是在微機(jī)處理方面得到了較大的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；工程機(jī)械；應(yīng)用

一、機(jī)電一體化概述

機(jī)電一體化又稱機(jī)械電子學(xué)，是由微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、液壓技術(shù)以及其他技術(shù)相互融合而成的一門獨(dú)立的交叉學(xué)科。伴隨著機(jī)電一體化技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展，促使工程機(jī)械技術(shù)實(shí)現(xiàn)了機(jī)械、液壓、電子控制技術(shù)等多種技術(shù)的有效融合，從而顯著提升了工程機(jī)械的使用性能和經(jīng)濟(jì)效益?，F(xiàn)階段，機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械中的應(yīng)用主要是借助于微電子處理器的重要作用，通過全面優(yōu)化、處理各種系統(tǒng)設(shè)備，從而推動(dòng)工程機(jī)械行業(yè)的全面發(fā)展。機(jī)電一體化技術(shù)包括機(jī)械制造、信息處理、傳感器、自動(dòng)控制、傳動(dòng)等幾項(xiàng)技術(shù)，機(jī)電一體化具有以下特征：①應(yīng)用廣泛。機(jī)電一體化技術(shù)不受任何行業(yè)、機(jī)械種類的限制，滲透到各個(gè)專業(yè)系統(tǒng)和產(chǎn)品的應(yīng)用、開發(fā)技術(shù)中，它的應(yīng)用性因此廣而且強(qiáng)。②系統(tǒng)化突出。機(jī)電一體化是將各種技術(shù)協(xié)同合作和集成應(yīng)用，產(chǎn)品和過程綜合在一起形成一個(gè)完整且功能完全的系統(tǒng)。③整體最優(yōu)化。整體最優(yōu)化主要是指機(jī)電一體化的附加值高、效率高、性能高，材料、能源省，消耗以及污染低，充分利用機(jī)電一體化的技術(shù)，綜合運(yùn)用，達(dá)到整體最優(yōu)化。④簡(jiǎn)便的操作。機(jī)電產(chǎn)品操作簡(jiǎn)便的特性能讓普通的用戶熟練使用機(jī)電產(chǎn)品強(qiáng)大的功能。

二、機(jī)電一體化在工程機(jī)械中的應(yīng)用

現(xiàn)在的工業(yè)發(fā)展中離不開機(jī)電一體化技術(shù)，為了滿足工業(yè)發(fā)展需求，機(jī)電一體化技術(shù)也在不斷融入新的技術(shù)。在不斷提升與完善的過程中，機(jī)電一體化技術(shù)的作用更加顯著，機(jī)械工程的發(fā)展也愈發(fā)離不開它的支持，兩者呈現(xiàn)相輔相成的狀態(tài)。

2.1工程機(jī)械節(jié)能施工中的機(jī)電一體化

傳統(tǒng)工程機(jī)械工作時(shí)機(jī)械運(yùn)行效率低，往往需要消耗大量的能源，且能源利用率低，非常不符合經(jīng)濟(jì)性原則。主要是因?yàn)閭鹘y(tǒng)機(jī)械經(jīng)常處于超載運(yùn)行狀態(tài)之下，而沒有嚴(yán)格按照機(jī)械的額定功率來使用，導(dǎo)致工程機(jī)械做出大量無用功，能源過渡消耗。而工程機(jī)械引入機(jī)電一體化之后，這一狀況就得到了很好的改善。在機(jī)電一體化的運(yùn)行下，首先工程機(jī)械運(yùn)行被很好的控制在額定功率范圍內(nèi)，這就大大提高了機(jī)械做出的有用功；其次，根據(jù)工程機(jī)械實(shí)際工作情況與施工需要，還可以對(duì)機(jī)械功率進(jìn)行靈活的調(diào)節(jié)，降低機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)對(duì)能源的消耗。因此，工程機(jī)械應(yīng)用機(jī)電一體化有利于能源的節(jié)約。

2.2工程機(jī)械監(jiān)控方面的機(jī)電一體化

機(jī)電一體化在工程機(jī)械中的應(yīng)用，為其提供了故障自診技術(shù)、電子監(jiān)控技術(shù)和自動(dòng)報(bào)警技術(shù)。運(yùn)用這些技術(shù)對(duì)工程機(jī)械運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行在線實(shí)時(shí)監(jiān)控，傳動(dòng)系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和人機(jī)界面操作系統(tǒng)等所有系統(tǒng)都將處于有效的監(jiān)控范圍之內(nèi)。當(dāng)某一系統(tǒng)發(fā)生故障或異常時(shí)，在電子監(jiān)控系統(tǒng)的有效監(jiān)控下，自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)會(huì)在第一時(shí)間內(nèi)發(fā)出警報(bào)，同時(shí)故障自診技術(shù)對(duì)故障進(jìn)行定位、診斷與分析，找出故障發(fā)生的具體位置與故障發(fā)生的原因，并作出故障處理決策，將故障隔絕起來，從而避免故障對(duì)系統(tǒng)繼續(xù)造成影響，保障系統(tǒng)持續(xù)正常運(yùn)行。可見，機(jī)電一體化在工程機(jī)械中的應(yīng)用有利于提高工程機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，提高機(jī)械設(shè)備工作效率，改善人員工作環(huán)境。

2.3工程機(jī)械施工精度控制中的機(jī)電一體化

工程機(jī)械應(yīng)用機(jī)電一體化所產(chǎn)生的有利改變不僅是實(shí)時(shí)監(jiān)控和能源節(jié)約，還有工程施工精度的控制。機(jī)電一體化中的電子控制系統(tǒng)可以有效提高工程機(jī)械稱量過程的自動(dòng)化水平，提高稱量的精度，減小由人工測(cè)量所帶來的誤差給工程施工造成的負(fù)面影響，從而可以很好的保證機(jī)械加工出成品的精度，提高工程機(jī)械制造產(chǎn)品合格率。另外，電子自動(dòng)測(cè)量技術(shù)在工程機(jī)械施工中的運(yùn)用，也可以大大提高工程施工精度，降低產(chǎn)品加工誤差，而且該技術(shù)還可以在很大程度上減輕工作人員勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省人力資源，提高工程機(jī)械自動(dòng)化、現(xiàn)代化運(yùn)作水平。

三、機(jī)電一體化未來發(fā)展趨勢(shì)

就機(jī)電一體化當(dāng)前發(fā)展?fàn)顟B(tài)與在工程機(jī)械等領(lǐng)域應(yīng)用情況來看，其不但應(yīng)用前景廣闊，而且發(fā)展態(tài)勢(shì)良好，且在當(dāng)前取得成果基礎(chǔ)上未來還會(huì)向著更大的目標(biāo)前進(jìn)。整體而言，微型化、智能化和信息化是機(jī)電一體化未來發(fā)展的三個(gè)主要方向。

3.1微型化

不管是互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)，科研領(lǐng)域、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域還是機(jī)械制造行業(yè)，都在向著微型化方向發(fā)展。就機(jī)電一體化產(chǎn)品制造行業(yè)而言，其產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工與生產(chǎn)也在逐漸趨于微型化，許多機(jī)電制造商正積極致力于研發(fā)出微型機(jī)電一體化設(shè)備，在不影響各項(xiàng)功能正常使用的前提下實(shí)現(xiàn)設(shè)備體積與重量的減小。在機(jī)電一體化微型化發(fā)展進(jìn)程中，國(guó)外已研發(fā)出了一套電子機(jī)械系統(tǒng)設(shè)備，該設(shè)備尺寸大多不超過1cm3，處于國(guó)際領(lǐng)先水平，且逐漸向著納米級(jí)進(jìn)攻。體積小、低能耗的微型機(jī)電一體化產(chǎn)品不僅適用于諸多領(lǐng)域，而且在各個(gè)領(lǐng)域中均占據(jù)明顯優(yōu)勢(shì)地位，對(duì)推動(dòng)全球機(jī)械行業(yè)快速發(fā)展具有重要意義。

3.2信息化

所謂機(jī)電一體化就是指在綜合運(yùn)用多種技術(shù)下所設(shè)計(jì)出的一種設(shè)備。所以綜合性、多功能性是機(jī)電一體化設(shè)備擁有的最突出、最基本特點(diǎn)。伴隨網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)在機(jī)電一體化中應(yīng)用地不斷深入與成熟，信息化將成為機(jī)電一體化未來發(fā)展的一大主流趨勢(shì)。網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)中的遠(yuǎn)程控制技術(shù)、監(jiān)控技術(shù)、大數(shù)據(jù)處理技術(shù)等各種技術(shù)在機(jī)電一體化中的應(yīng)用都有可能使機(jī)電一體化誕生出新的產(chǎn)品，設(shè)計(jì)出質(zhì)量更可靠、設(shè)備性能更穩(wěn)定、功能更強(qiáng)大的機(jī)電一體化產(chǎn)品。實(shí)際上，遠(yuǎn)程控制終端就屬于一種機(jī)電一體化設(shè)備。伴隨網(wǎng)絡(luò)在世界范圍內(nèi)的越來越普及以及信息技術(shù)發(fā)展的越來越成熟，機(jī)電一體化與網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)之間的融合也將會(huì)越來越密切。

3.3智能化

根據(jù)其他領(lǐng)域和國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家研究成果所受啟發(fā)，目前已經(jīng)有研究學(xué)者嘗試將計(jì)算機(jī)科學(xué)、運(yùn)籌學(xué)、動(dòng)力學(xué)、人工智能等多種新理論方法與智能化技術(shù)融入到機(jī)電一體化當(dāng)中，以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)水平的進(jìn)一步增強(qiáng)和拓展，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的智能化運(yùn)作。人工智能、計(jì)算機(jī)科學(xué)、心理學(xué)等技術(shù)在機(jī)電一體化中的引用可以賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品一定的判斷能力、自主決策能力與邏輯思維，從而促進(jìn)機(jī)電一體化產(chǎn)品功能的有效提升。而將擁有智能化功能的機(jī)電一體化應(yīng)用到工程機(jī)械當(dāng)中，對(duì)人類的智能進(jìn)行模擬，對(duì)機(jī)械設(shè)備行為進(jìn)行描述，無疑會(huì)使機(jī)電一體化在工程機(jī)械中占據(jù)更大優(yōu)勢(shì)，使工程機(jī)械對(duì)機(jī)電一體化產(chǎn)生更強(qiáng)的依賴性。

結(jié)語

機(jī)械工程是我國(guó)發(fā)展的主要行業(yè)，機(jī)械工程領(lǐng)域中涉及到多種技術(shù)，對(duì)機(jī)械工程發(fā)展都起著一定的作用，機(jī)電一體化具備的優(yōu)點(diǎn)也在不斷地被挖掘。本文只是筆者的簡(jiǎn)要總結(jié)加個(gè)人拙見，希望本文的研究能夠?yàn)橄嚓P(guān)工作人員提供思考，相信隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)械工程在機(jī)電一體化技術(shù)的推動(dòng)下將取得更大的進(jìn)步。

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作者簡(jiǎn)介：

周春明（1984.03.15），性別：女，學(xué)歷：沈陽工業(yè)大學(xué)，民族：漢 籍貫：河北 職稱：助理工程師 單位：大連順澤船舶電器工程有限公司，研究方向：船舶配電

唐宇飛（1984.07.06），性別：男，學(xué)歷：沈陽工業(yè)大學(xué)，民族：漢 籍貫：山東 職稱：助理工程師 單位：大連宜順機(jī)電有限公司，研究方向：機(jī)電一體化