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點擊量:發(fā)布時間:2019-07-22 10:33
1機電一體化體系包含的關(guān)鍵技術(shù)內(nèi)容
機電一體化系統(tǒng)技術(shù)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(shù)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(shù)把智能化與機械合理結(jié)合,最終形成智能的機電一體化技術(shù)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(xué)、運動學(xué)、能量流等諸多動力學(xué)領(lǐng)域的知識,該系統(tǒng)具有集成性、融合性、跨學(xué)科性以及復(fù)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(lǐng)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(shù)的進步,電子智能化設(shè)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(shù)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(shù)新系統(tǒng)。機電一體化技術(shù)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(shù)在工程機械中的應(yīng)用
2.1傳感器檢測技術(shù)
傳感器檢測技術(shù)可以把非電量信號轉(zhuǎn)換為電量信號,這是一種電信號轉(zhuǎn)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(shù)是以信息技術(shù)和計算機技術(shù)系統(tǒng)為基礎(chǔ)的,在工程機械中使用傳感器可以提高機械設(shè)備本體的抗干擾性、靈敏度以及穩(wěn)定性,同時可以保證設(shè)備具有較強的抗沖擊能力以及良好的氣候適應(yīng)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(yīng)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(shè)備將微控制器應(yīng)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(shù)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(shè)備中加入一臺微處理器,結(jié)合I/O接口技術(shù),實現(xiàn)信息信號的有效處理,使用傳感器檢測機械設(shè)備中的各種信息,進行必要的邏輯分析、判斷以及轉(zhuǎn)換,最終全面綜合執(zhí)行機構(gòu)控制命令[2]。此外,工程機械設(shè)備中還增加了自動診斷功能,以實現(xiàn)基于I/O接口技術(shù)的信息優(yōu)化,并通過系統(tǒng)顯示、響應(yīng)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(shù)
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(shù)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(shù)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(shù)可以幫助機械設(shè)備避免風險。其故障自動診斷功能塊可以服務(wù)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(shè)備異常,其后依據(jù)科學(xué)的算法判定實際故障點,從而實現(xiàn)設(shè)備的有效定位以及修復(fù)。
3機電一體化技術(shù)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(yīng)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(shù)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(shè)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(shù)顛覆了傳統(tǒng)工程機械的液壓傳動方式,實現(xiàn)了設(shè)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(shù)需求的應(yīng)用。以工程機械發(fā)動機為例,根據(jù)設(shè)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(chǔ)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(shè)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(shè)備使用壽命將延長18000min或以上。
4結(jié)束語
機電一體化技術(shù)在工程機械領(lǐng)域的應(yīng)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(guān)注的領(lǐng)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。