现代制造技术与装备 ---工程机械机电一体化、机器人化现代制造技术与装备 ---工程机械机电一体化、机器人化 姓名:卢浩飞(1995) 性别:男， 籍贯:河南 民 族:汉 职称:大学在校生 学历:大专 研究方向:机电一体化专业的发展方向 单位:绵阳职业技术学院机电系机电一体化专业， 省名 四川省 市名 绵阳市 邮编:621000 工程机械机电一体化、机器人化 摘要:工程机械是工程建设的重要设备，其智能化水平越高需要应用的人工越少，并且施工效率越高，所以要不断提高工程机械设备的智能化水平。了解工程机械机电一体化、机器人化的发展现状及存在的问题，才...

　　现代制造技术与装备 ---工程机械机电一体化、机器人化 姓名:卢浩飞(1995) 性别:男， 籍贯:河南 民 族:汉 职称:大学在校生 学历:大专 研究方向:机电一体化专业的发展方向 单位:绵阳职业技术学院机电系机电一体化专业， 省名 四川省 市名 绵阳市 邮编:621000 工程机械机电一体化、机器人化 摘要:工程机械是工程建设的重要设备，其智能化水平越高需要应用的人工越少，并且施工效率越高，所以要不断提高工程机械设备的智能化水平。了解工程机械机电一体化、机器人化的发展现状及存在的问题，才能提出具体的解决措施，促使工程机械更好地为建设项目服务。 关键词:工程机械;机电一体化;机器人化 引言:随着高级公路、铁路等工程建设项目的发展，对施工提出了更高的要求。现阶段受到技术水平的影响，在工程项目施工的过程中主要采用人工操作机械的方式，不仅受到工作环境的影响较大，同时制约了施工进度，亟待在施工中采用智能化的机械设备，推动工程项目的建设与发展。 1 工程机械机电一体化、机器人化发展现状 在上个世纪90年代，随着信息技术和机电技术的发展与进步，智能化工程 机械技术逐渐应用到实践领域。在蒋新松的倡导和实施的“863计划”下，工程机器人化的研究工作逐渐开展，并且将机器人技术应用到挖掘机和推土机上,如下图1所示机器人挖掘机。随着工程机械机器人化和机电一体化之后，多所大学、科学院、企业先后加大了工程机械的研发力度，推动其向智能化发展。例如清华大学与徐工集团在技术上进行合作，完成单级和集群自动化的课题研究;柳工与苏州大学和华中科技大学合作，成功地完成了装载机远程服务专家系统与智能化挖掘机及企业信息化工程立项的工作，并且将其逐渐应用到隧道施工等多个领域。随着科技的发展，在最近几年机器人和机电一体化研究有了突破性的进展，在工程机械领域应用的越来越广，通过无线电遥控器，指挥装载机进入到危险地带作业，运用无人驾驶自卸车深入到1000m深坑中来进行多项施工工作。现阶段在部分推土机上安装GPS对其进行导引，在密切观察地形坡度、施工环境的基础之上进行施工，机械能够代替人工，并且更加出色地完成任务。 图1 机器人挖掘机 2 工程机械机电一体化、机器人化过程中存在的问题 2.1 机械对工作对象的识别能力较差 工程在生产和建设的过程中需要应用大大量的机械设备，机械设备围绕工作内容而开展，并且跟随作业对象在移动。由于作业对象和作业环境会随着工作开展的程度变化而不断变化，并且无规律可以遵循，例如地下环境和地上的障碍物随时会发生变化，所以需要机械的操作人员随时观察工程建设的现场施工情况，监测工程现场的作业情况，根据现有的作业环境对其做出准确的判断，对机 [1]械设备进行指挥，促使其更好地完成工作任务。由于机械对作业对象的自我感 应能力较弱，面对不确定的工作环境和工作内容无法找寻其工作的规律，所以需要操作人员运用自身的技术来对其进行操作，在不同的环境下采用不同的工作方式，所以现阶段所运用的工程机械无法满足实际应用的需求。在接下来的研究工作中，为了让工程机械更好地为施工现场服务，就要不断提高工程接卸的判断和识别能力，研发出适应作业环境变化的新型智能机械设备。 2.2 施工环境对工程机械机器人提出了较高的要求 工程机械的作业场所主要在室外，施工环境多为40?以上的高温或者是-30?以下的低温，大风天气较多，并且伴有暴雪、尘埃等，作业环境十分恶劣。除了J9九游会 - 真人游戏第一品牌天气对施工环境造成较大的影响之外，同时施工场所经常受到强烈的冲击和震动，甚至在J9九游会 - 真人游戏第一品牌某些作业环境下机械设备无法开展工作，例如在-35?的天气下，土壤受到寒冷天气的影响，形成九游会 J9官方网站冻土层，无法开展挖掘工作，或者是挖掘速度较慢并且对设备的损伤较大，所以对控制系统提出了更高的要求，希望智能设备能 [2]够适应各种作业环境，并且保证其运行效率。同时在施工的过程中要保护好传感器、危机系统等机械设备上的元件，其在恶劣的环境下工作容易受到损伤，所以要采取相应的防护措施对其进行有效的保护。 2.3 工程机械机电一体和机械人技术融合度较低 工程机械在投入到实践应用领域中，需要涉及到机电、光学、生物等多个学科中的内容，进而保证其满足智能化发展的需求。通过对现阶段工程机械设备的智能化系统进行研究，并与实际工作情况进行调查，发现职能机械设备的信息处理能力较低，各种程序之间的协调能力较差。例如内燃机的工作和排放过程中，需要运用超声波测距、调整刀板高度等多项工作内容，进而对机械进行控制，例如测绘超声波测距仪设计结构框图如下图2所示，需要根据这一设计思路对机械进行控制，才能实现机械设备运行效率的高效化。但由于技术的融合水平较低，机械设备无法通过自控系统来完成全部的操作内容，需要操作人员来协助其工作 [3]的开展。由于技术的发展水平和融合程度较低，亟待工程机械设备的技术研发人员加大研发力度，提高工程机械的智能化水平。 图2 绘超声波测距仪总体结构框图 3 实现工程机械机电一体化、机器人的有效措施 3.1 提高工程机械的识别能力 工程项目的施工环境较为复杂，作业条件经常发生变化，为了提高施工效率，减少操作人员的参与就要加大研发力度，提高工程机械的识别能力。首先是设备的研究部门要深入到施工现场，了解不同的作业环境下对机械设备所提出的 [4]要求。其次是与科研院校进行合作，提高工程机械设备的技术含量。通过提升其智能化水平的方式来更好地感应作业环境的变化，让机械设备通过传感器所传输的数据进行分析，调整其作业方式，适应作业环境的变化，满足作业对象提出的多种要求，通过智能化的生产方式来提高工程的施工效率。 3.2 工程机械要满足作业环境的需求 通过对施工现场的工程机械的运行和故障进行分析，受到高温或者低温等自然因素的影响，电气、传感器等设备在正常的温度下可以开展工作，但在施工现场却难以开展，经常因一个环节的故障而导致工程停工的现象较为普遍，所以要调整工程机械设备上元件。首先是机械设备的研发人员研发出适应恶劣天气的 [5]设备元件，在各种环境下均可以保持良好的工作状态。其次是施工人员要定期对设备进行检修，对设备进行维护，避免出现停工修理机械设备的现象。再次是保护好控制元件，对必要的设备做好隔离和反干扰措施，减少外界环境对机械设备的影响。 3.3 提高技术的融合度 工程项目的作业环境和工作内容对工程机械设备提出了较高的技术要求，只有机械设备的技术水平高，才能最大限度的降低人工的介入，进而提高施工速度 和效率。例如在地下穿孔作业中，需要工程机械沿着一定的轨迹工作，所以要融入激光技术、并设置倾斜计、加速度计为其工作开展提供数据，保证其按照设计的轨迹工作。同时为了了解工程机械的施工紧张情况，需要工程机械传输大量的图像资料，通过图像资料找出其所在的位置，工作经常情况等。现阶段智能化的应用水平较低，需要多种设备分散进行才能完成工程建设所需要的工作内容。工程机械设备只有将光学、计算机、自动控制等多个领域的知识进行有效的融合，并且平行地向前发展，进而加快机电一体化和机器人化建设的步伐。 结论:随着工程项目的发展，其应用设备机械化水平不断提高，并且受到国家政策上的支持以及大学科研机构的参与，工程机械机电一体化和机械人化取得了较好的发展。由于施工环境较为恶劣，技术发展不完善，其在实际应用中存在一定的不足指出，所以要加大研发的力度，不断改进设备的工艺，进而更好地投入到实践工作领域中。 参考文献: [1]索小娟,陈光伟,王娜. 工程机械机电一体化技术的应用与发展[J]. 科技传播,2013,14:157-158. [2]王金玉,牛肖梅. 工程机械机电一体化技术的应用与发展[J]. 科技创业家,2013,18:83. [3]王振龙. 机电一体化技术在工程机械中的应用[J]. 河南科技,2014,04:115-116. [4]刘宗宝. 机电一体化技术在工程机械中的应用[J]. 工业技术创新,2016,04:827-830. [5]刘尚林. 机电一体化技术在现代工程机械中的应用[J]. 现代制造技术与装备,2016,09:126-127.

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