世纪中文出版社

1、机电一体化概念及特点

1.1概念

机电一体化技术也称为机械电子工程技术，属于机械工程和电子专业领域的交叉融合，其英文由机械学与电子学组成。机电一体化专业术语最早是在日本的《机械设计》杂志提出，该技术是将机械工程技术、电子技术、信息技术和传感技术等多领域技术进行有机结合形成的一门新型科学技术，搭载机电一体化技术的各类先进设备，能够实现各个领域的具体功能需求，例如工业制造、工程施工、医疗、高铁等领域，极大地提高了社会生产力。当前，几乎全部的现代化自动生产、加工、制造设备及各类应用都属于机电一体化技术应用范畴。随着机械工程、微电子和计算机等专业技术的不断发展，机电一体化技术的发展更加趋于智能化、人性化。

1.2特点

1.2.1高精度检测

在各类工程施工中常需要进行大量繁杂的质量检测工作，这些工作无法仅通过工程技术人员独立完成，需依赖先进的高精度检测设备，随着工程施工质量检测标准的不断提高，检测技术也在不断革新和进步，以机电一体化技术为核心架构的各类检测设备在工程施工中的应用逐渐兴起，实现了施工质量检测的高标准要求。

1.2.2智能装备制造

智能装备在国民经济的发展中具有至关重要的基础作用，例如智能交通、智能医疗、智能家居等领域。智能装备在制造过程中依靠的是集成化、模块化的生产线，通过预先设定好的计算机程序，结合PLC、工控机等工业设备，实现智能装备制造领域的高质量、大批量生产。机电一体化技术完美解决了智能装备制造在数据传输、自动控制和信息集成等方面的技术瓶颈，是智能装备制造行业发展的一次飞跃。

1.2.3机械化施工

交通工程领域的迅速发展对各桥梁、公路等工程的施工工期提出了更高的要求，在保证施工质量的前提下逐步缩短工期，进行机械化施工已成为必然趋势，而机械化施工中主要用到的就是机电一体化技术。机电一体化技术的应用使施工机械设备的运转更为有效，例如在桥梁工程施工中，机电一体化技术高度整合施工现场的各类设备，进行标准化、集约化施工，达到施工材料、施工设备、施工人员的高度协调一致，提高了桥梁工程施工效率并节约了工程成本。

2、机电一体化发展趋势

2.1智能化发展

机电一体化技术的先进程度主要体现在其智能化发展方向上，即不再局限于某种机电一体化设备的单独应用，而是体现了多领域、多数量的机电设备集群优势，智能化的发展趋势使得机电一体化技术可尝试自主修复或创新等功能，类似于当前较为流行的机器学习技术，但机电一体化技术在某种程度上已超出了机器学习的范畴，可归属为一种自适应、自控制的全新领域。

2.2区域化发展

城镇化进程的加速使得机电一体化技术也向着集中化、区域化的模式发展，区域化的发展模式将机电一体化技术在机械制造、机械施工等行业内的优势进一步转化为发展的潜力，并以此带动机械施工领域中精细化控制和传动技术的变革，使得区域内机电一体化技术在各类应用中实现优势互补、产业联动，逐渐形成机电一体化技术的区域发展规模化集群。

2.3系统化发展

机电一体化技术并不是机电技术简单的更新与迭代，而是多专业、多学科彼此交叉、融合的产物，从宏观的角度上来讲属于一个立体的、多元化的系统，这个系统有机结合了机电工程、电子工程、信息工程等相关技术，能够实现的功能也十分丰富，例如遥感、电控和自动检测等。机电一体化技术具有丰富的接口设计，各类差异化的功能需求可通过简单的接口变更和调试，便可实现种类丰富的应用功能。机电一体化技术系统化的发展模式，改变了过去单独功能模块单独发挥特定功能的思维定位，形成完善的、灵活的、系统化的模型架构。

3、机电一体化在工程施工机械中的应用

3.1节能机械应用

公路工程施工中所用到的机械设备通常采用两种方式获得动力：一种是燃油（汽油或柴油）型，另一种是燃料电池（可充电电池）型。公路施工机械设备（如挖掘机、压路机、摊铺机等）一般均以燃料电池为动力方式，即所谓的电动型施工机械。此种类型的公路施工机械在节能方面具有强大的特点，这得益于机电一体化技术在燃料电池组控制方面的成功应用。例如，在电动型挖掘机的使用中，需要综合考虑动力和节能等问题，机电一体化技术的电控模块具有根据土方深度和强度调节输出功率（动力）的自反馈功能，类似于空调或汽车领域中的变频控制功能，但不同点在于机电一体化技术中的自反馈功能是完全基于目标定位而实现的直接功能，省去了“变频”这一环节，其意义在于反馈的初始环节中，无须驱动信号的启动源，即省去了这部分能量消耗，主要侧重于电控全过程中的能量动态、均匀分布，节能效果非常明显。因此，各种类型的挖掘机体积都不大，却能够保证公路施工时所需的强大挖掘功率，同时兼顾节能问题，这其中机电一体化技术发挥了强大的作用。

3.2监控设备应用

为保证公路工程的施工质量和施工安全，在施工现场的重要位置布设有多台监控设备，定点施工位置的监控设备主要是以摄像头为主，而在流动式的施工监测中，所用到的施工监控设备还包括全站仪和示波器等，在流动的卡车、搅拌车、叉车及其他运输车辆中，特别是司机视线的盲区也应安装摄像头，这些监控设备种类繁多、型号多样，但核心功能都是以实现动态可视化的监测为目的。机电一体化技术在监控设备领域的成功应用，使得监控设备不再局限于单一的监测用途，而是在监测基础上融合了功能强大的报警和决策功能。

3.3检测机械应用

自动检测机械是机电一体化技术在工程施工中的应用代表，主要用于子系统检测、系统运行可靠性检测等领域。当施工机械设备开机后，自动检测系统开始进行自检，自检过程由既定的程序指引，以综合判断子系统的运行工况，如果其中某个系统出现故障，搭载机电一体化技术的自动跟踪和报警模块会被触发，现场施工技术人员会第一时间发现并处理问题，避免了施工故障进一步扩大，保证了后续施工的顺利进行。

结语

机电一体化技术在工程机械中的应用正向着智能化的方向不断迈进，既提高了工程质量和效率，又简化了施工过程，同时各类施工中的建模设计、集成分析等有价值的工程数据又为机电一体化技术的自我完善和修正提供了支持。机电一体化技术的关键在于系统组件的选型与设计，应由不同工程中机械设备使用的不同需求完成系统组件的选型工作，使机械设备在工程施工中发挥出最大的作用，最终实现智能化、精细化的施工愿景。

参考文献

[1]罗日钦.机电一体化技术在工程机械中的应用[J].南方农机,2021,52(24):141-143.