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机电液一体化技术的发展趋势

机电液一体化技术的发展趋势
1 液压系统向高压化方向发展
工程机械液压系统的特点就是输出的力矩和功率大,而这依赖于高压系统。随着大型、特大型工程机械和矿山机械的出现,继续向高压发展是液压系统发展的一个趋势。但是,从人机安全和系统元件寿命等角度来考虑,液压系统工作压力的增高受很多因素的制约。如液压系统压力的升高 ,增加了工作人员和机体的安全风险系数;高压下的腐蚀物质或颗粒物质将在系统内造成更严重的磨损;压力增大是泄漏增加,从而使系统的容积校率降低;零部件的强度和壁厚势必会因为高压而增加,致使元件机体、重量增大或者工作面积和排量减小,在给定负载下,工作压力过高导致的排量和工作面积减小将致使液压机械的共振频率下降,给控制带来困难。
2 使用高速微处理器、敏感元件和传感器
根据实际施工的需要,工程机械向着多功能化和智能化方向发展,这就使工程机械有很强的数据处理能力和精度很高“感知”能力。使用高速微处理器、敏感元件和传感器不只是能满足多功能和智能化要求,还可以提高整机的动态性能,缩短响应时间,使工程机械面对急剧变化的负载能快速做出动作反应。先进的激光传感器、超声波传感器、语音传感器等高精度传感器可提高机器的机器人化程度,便于整机的柔性控制。另外,数据通讯将采用已在汽车上广泛使用的CAN-BUS通讯方式,降低电信号在传输中的衰减和失真,提高控制精度。
3 更注重节能增效
能源危机使全球面临的共同难题,因此工程机械设计也必须考虑节能的需要。使用电喷发动机,对燃油和功率进行自动控制是节能的一条有效的途径,这也是保护环境的必然要求。另外,液压驱动系统位大功率作业提供了保证,但是液压系统由节流损失和容积损失,整体效率不高。因此新型材料的研制和零部件装配工艺的提高也是提高工程机械工作效率的必然要求。
4 软件发挥更大作用
先进的微处理器、通讯介质和传感器必须依赖于功能强大的软件才能发挥作用,软件是各组成部分进行对话的语言。现在,各种基于汇编语言或高级语言的软件开发平台不断涌现,为开发工程机械控制软件程序提供了更多、更好的选择。同时,软件开发中的控制算法也日趋重要,可用专家系统建立合理的控制算法,PID和模糊控制等各种控制算法的综合控制算法将会得到更完美的应用。
5 智能化机群的协同作业
随着用户对施工质量和施工进度要求的提高,智能化机群的协同作业作为国家“863”项目之一进行重点研究。如拌合站、搅拌运输车

、沥青混凝土摊铺机、沥青混凝土转运车、压路机等黑色路面的机群施工。机群的协同作业是智能化的单机、现代化的通讯设备、GPS、遥控设备和合理的施工工艺相结合的产物。这一领域也为机电液一体化在工程机械上的应用提供了广阔的发展空间。
6 电流变流体技术
电流变流体(ER流体)在自由状态下为可自由流动的混悬液体,一旦处在电场作用下,它会迅速固化,根据电场强弱程度分别显现粘稠、胶凝和坚硬的状态,且固化度与场强成正比。这种特性使它能理想地运用于液压系统和机械系统的阀、阻尼器及动力传输装置等。他对电信号响应极快,实在不到1ms的时间内实现状态变化。它采用PWM控制,可降低能耗,简化设计,延长寿命。电流变流体技术代表了液压技术发展的未来。