赵军通（身份证号：640203197002161010 银川 750000）
摘要：机电一体化是现代科学技术发展的必然结果，本文首先介绍了机电一体化技术的原理，然后具体分析了机电一体化技术在液压挖掘机中的应用。
关键词：机电一体化；技术；液压挖掘机；应用
引言机电一体化是机械、微电子、控制、计算机、信息处理等多学科的交叉融合，其发展和进步又依赖于相关技术的进步与发展，其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。而本文主要研究的是机电一体化技术在液压挖掘机上的应用。机电一体化对传统的挖掘机而言，是一门比较新的综合性高新技术。传统的挖掘机相比机电一体化而言，是相对比较简单的机械和电子技术的简单相加，但是，新的机电一体化技术，则是将电子信息技术和液压挖掘机相互结合起来，利用计算机和电子技术对挖掘机进行操控。机电一体化技术在液压挖掘机上的应用，是一个将机械、液压、电子与信息等相关技术进行有机的组织、渗透和综合，从而实现一个最佳化的系统，应用机电一体化技术对液压挖掘机进行控制调节。
1 机电一体化原理机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。
机电一体化最典型的代表是电脑控制一个机器，控制其运动，那么电脑发出的电子信号是怎样被机械识别然后产生运动的?要使机械运动，就现代工业而言，一般是由电动机进行拖动。要控制电动机工作，一般需要采用接触器或电子元件对电动机的电路通断进行控制。
接触器要控制电动机电路的通断，主要是控制其线圈的电源。计算机输出的信号一般不能用来控制接触器的工作，需要通过继电器或其它元件对控制信号进行功率放大，放大后的信号就可控制接触器线圈的通电与断电，从而控制电动机的工作与停止。采用继电器、接触器控制的电路系统，一般称为有触点的控制系统，是较早期采用的控制方案，目前仍具有相当广泛的应用。现在的控制系统很多采用晶闸管、晶体管等作为控制元件，称为无触点控制系统。计算机输出的信号同样需要进行功率放大，然后控制晶闸管或大功率晶体管，晶闸管或大功率晶体管允许通过的电流较大，能够承受的电压也很高。通过控制信号控制晶闸管或大功率晶体管，就可使晶闸管或大功率晶体管接通或断开电动机的主电路，从而控制电动机工作。
2 机电一体化在液压挖掘机中的应用机电一体化技术在液压挖掘机上的应用与发展，可分为四步，即：电子监控、电控节能、轨迹控制和智能化机器人。电子监控是用电子技术、传感技术对液压挖掘机的工作状态、工作参数进行监测，以便随时掌握液压挖掘机的各个状态参数。电子监控是在液压挖掘机上实施机电一体化技术的基础。电控节能是机电一体化技术在液压挖掘机上进一步应用，对监测到的状态参数用单片机进行分析运算，再去控制挖掘机的状态，使之在提高工作效率的同时达到节能效果。轨迹控制是使挖掘机的挖掘轨迹按照预计要求进行，是液压挖掘机的深层次要求。智能化机器人是机电一体化技术在液压挖掘机上应用的最终目的，在控制过程中实现体力和脑力劳动自动化，实现无人驾驶和遥控，以便在人们无法接近的危险条件下工作。
近年来，液压挖掘机的发展是围绕着提高可靠性和效率，以降低成本为核心的。液压挖掘机电子化和自动化的主要目的是推进机器的高效节能与安全性。随着液压挖掘机向着大型化发展，液压挖掘机的节能问题愈加显得重要和迫切。机电一体化是液压挖掘机的主要发展方向，其最终目的是机器人化，实现全自动运转。液压挖掘机在近几十年的研究和发展中，已逐渐完善，其工作装置、主要结构和液压系统已基本定型。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆人们对液压挖掘机的研究，逐步向机一-电一液控制系统方向转移。控制方式不断变革，使液压挖掘机由简单的杠杆操纵发展为液压伺服操纵，电液伺服操纵，无线电遥控，电液比例操纵和计算机直接控制。所以，对液压挖掘机机电一体化的研究，主要是集中在液压挖掘机的控制系统上。控制系统的研究是液压挖掘机机电一体化的主要内容。
下面比较两种液压挖掘机的液压主泵控制系统：两种液压挖掘机的不同控制风格主要体现在其动力装置的控制上，在液压系统方面主要体现在对液压主泵的控制上。
机电一体化技术在液压挖掘机中的发展，就目前的发展现状而言，主要出现了两种不同的风格和不同的类型。这两种风格在使用的具体过程中各有利弊。这两种风格的设计都考虑到了当前社会上的施工工程的要求，而不管是何种风格，其设计的目的都是为了提高工作效率，降低能量的消耗，并保证工作的时候可以稳定和顺利的进行，与此同时，两种不同的设计风格和类型都综合的考虑到了液压挖掘机的使用者的使用情况，其中包括操作者自身的技术水平，在使用的过程中遇到问题的处理情况和简单的维修能力，以及挖掘机作业操控者对整机的全面认识，以及液压挖掘机的实际使用环境，如多尘、振动大、冲击大等。所以，液压机在自动化程度和具体使用细则之间还存在着一些矛盾之处。在自动化程度比较高的液压挖掘机的使用上，由于自动化程度比较高，所以在使用的过程中要求操控者的熟练程度和技术水平也比较高，其操作动作必须更加准确，才能操作方便更好的利用比较先进的自动化技术来进行作业。同时，比较高的自动化的挖掘机的使用，由于电子元件比较多，比较容易出现故障，且故障不容易被操控者诊断和维修。如 EXl00WDZ 轮式液压挖掘机，其动力装置、液压系统采用全电脑控制，机电一体化程度较高，但其故障诊断困难，必须在其专用的检修设备帮助下，由技术娴熟人员来完成。而在自动化程度比较低的液压挖掘机的使用上，由于自动化程度比较低，所以在使用过程中虽然工作性较低，但是出现故障的频率较低，并且更容易诊断和维修。而 PC200-5 的液压系统是由电液联合控制的，电子线路出现了故障，将其拆除后，系统只用液压控制仍可工作，在挖掘机出现故事的时候，比较容易诊断出故障的所在，并在维修的时候相对自动化的挖掘机而言更为容易，所以在实际的作业中，PC200-5 出现故障后可以更快的诊断出故障并排除故障，相对而言，投入工作的时间更多。这两种不同的风格的液压挖掘机在风格上和机电一体化程度上都是不同的，EX100WDZ 对于执行元件的操作控制是通过泵阀控制器输出信号，用压力丰嗜阀进行流量控制；而PC200-5液压主泵系统对于执行元件的控制是通过液压控制来实现的，机电一体化程度明显不如前者。机电一体化程度比较高的液压挖掘机，通过全部的电脑控制来实现液压挖掘机的工程作业是未来的发展的方向。
这种发展的方向在结构上比较简单，不仅更有效的控制工作，而且在反应上和工作效率上都是自动化程度低的挖掘机所难以比拟的。但是在目前的 阶段中，这种挖掘机却明显有着自己的缺点和不足，由于在工程作业的时候，一般所处的环境比较的恶劣，电子设备不仅难以操控，而且比较容易遇到故障。自动化程度越高的液压挖掘机，对于电子系统的依赖性也就越强。一旦电子系统出现故障，整个挖掘机的作业就必须要停止下来接受检查，而难以检测出故障和维修相对比较困难的特点，使得机电一体化的挖掘机在使用的过程中造成的问题也比较多。
结语总之，对于我国现阶段的情况，由于维护和使用水平都较低，维修人员很难在短期内解决电子系统的故障。因此，电液联合控制系统比较适合我国的情况。
参考文献：[1]刘振军.日立EX 系列液压挖掘机机电一体化控制系统分析[J].建筑机械，1998，01：40-43+35+2.[2]蒋力培，陈家庆，焦向东，薛龙.光机电一体化技术应用实践与分析[J].航空制造技术，2004，09：20-24.[3]姜新嘉.浅析机电一体化技术的应用及发展趋势[J].电子制作，2013，08：231.
论文作者:赵军通
论文发表刊物:《电力设备》第01期供稿
论文发表时间:2015/9/22
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