机电一体化技术大全11篇

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［关键词］

机电一体化；概述；发展前景

一、机电一体化技术概述

随着社会和科技的迅猛发展，学科之间相互渗透，这促使了工业技术的更新发展，进而带动了机电一体化技术的发展，同时机电一体化技术的发展也带动了工业技术的进步。

二、机电一体化技术的国内外发展状况

（一）初级阶段：20世纪60年代前。此阶段，人们自发地将电子技术和机械设备结合来改进产品的性能指标。由于科学技术发展水平的限制，使得电子技术和机械技术无法深度结合，当时的研发出于一种自发因素，生产的产品应用受到极大的制约。

（二）蓬勃发展阶段：20世纪70—80年代。此阶段，计算机技术和微电子技术的快速发展为机电一体化技术的发展提供了技术支持和基础条件。同时，国际上也逐渐重视机电一体化技术的发展。

（三）转型阶段：20世纪90年代后期。此时，机电一体化技术向多个领域进行渗透并呈现出新的特征。新型技术领域的发展也带动了机电一体化技术不断前行，这些学科和技术之间的互相渗透与融合也带动了科学技术的发展。基于上述背景，国内很多大专院校和企事业单位分别设立了专业与岗位，对机电一体化技术开始深入研究，但与外国相比仍存在较大差距。

三、机电一体化技术的发展前景

（一）智能化的前景方向“智能化”可以理解为将计算机技术融合到机械设备中去，根据具体需求设置不同的程序，让机械设备遵循事先编制好的程序完成具体的操作功能。这种技术既可以减少劳动力又能实现资源的优化配置。机械设备的智能化是机电一体化技术智能化作为前提和保障的。因此，机电一体化技术智能化势在必行。

（二）绿色化的前景方向人类社会的发展离不开自然资源。然而，随着社会进步，剩余的自然资源有限，环境的破坏也越发严重，因此，各个国家都意识到环境对于人类的重要意义，环境保护成为各种技术和各个领域发展所考虑的基本因素。我国提出的技术发展绿色化、环保化和可持续发展正是这方面的最好体现。利用机电一体化技术生产的产品在研发、生产等各个环节，都要考虑资源的利用和对环境的影响，从而实现机电一体化技术的绿色化。

（三）微型化的前景方向随着微电子技术的快速发展，微型化已逐步渗透到各个学科领域当中。机电一体化技术的微型化必然成为其发展方向。现在许多的机电一体化产品都向微米级和纳米级发展，它们具有体积小、能耗低等优势，这些优势必将成为机电一体化技术未来发展的一大特色。

（四）网络化的前景方向网络技术的飞速发展带动了科学技术、生产、生活等多个领域的不断变化。机电一体化产品的研发和生产通过网络会迅速传播到全世界。机电一体化设备和产品更加应该顺应网络化的潮流，这样才能立于不败之地。

四、结束语

我国的机电一体化技术虽然起步较晚、发展较滞后，但我们看到了世界机电一体化技术发展的潮流，增强自身实力，增加信心，不断进取，脚踏实地，共同努力，让我国的机电一体化技术在智能化、绿色化、微型化、网络化的前景方向上不断前行。

参考文献：

［1］中国机电一体化协会.用信息化提高我国制造业竞争能力［J］.Cameta资讯，2003.

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中图分类号:TD61 文献标识码:B文章编号:1009-9166(2010)017(C)-0189-01

引言:在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。

一、机电一体化的核心技术

机电一体化包括软件和硬件两方面技术。硬件是由机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分组成。因此,为加速推进机电一体化的发展,必须从以下几方面着手:

(一)机械本体技术。机械本体必须从改善性能、减轻质量和提高精度等几方面考虑。现代机械产品一般都是以钢铁材料为主,为了减轻质量除了在结构上加以改进,还应考虑利用非金属复合材料。只有机械本体减轻了重量,才有可能实现驱动系统的小型化,进而在控制方面改善快速响应特性,减少能量消耗,提高效率。

(二)传感技术。传感器的问题集中在提高可靠性、灵敏度和精确度方面,提高可靠性与防干扰有着直接的关系。为了避免电干扰,目前有采用光纤电缆传感器的趋势。对外部信息传感器来说,目前主要发展非接触型检测技术。

(三)信息处理技术。机电一体化与微电子学的显著进步、信息处理设备(特别是微型计算机)的普及应用紧密相连。为进一步发展机电一体化,必须提高信息处理设备的可靠性,包括模/数转换设备的可靠性和分时处理的输入输出的可靠性,进而提高处理速度,并解决抗干扰及标准化问题。

(四)驱动技术。电机作为驱动机构已被广泛采用,但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。目前,正在积极发展内部装有编码器的电机以及控制专用组件―传感器―电机三位一体的伺服驱动单元。

(五)接口技术。为了与计算机进行通信,必须使数据传递的格式标准化、规格化。接口采用同一标准规格不仅有利于信息传递和维修,而且可以简化设计。目前,技术人员正致力于开发低成本、高速串行的接口,来解决信号电缆非接触化、光导纤维以及光藕器的大容量化、小型化、标准化等问题。

二、机电一体化技术的主要应用领域

(一)数控机床。数控机床及相应的数控技术经过40年的发展,在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高,具体表现在:1、总线式、模块化、紧凑型的结构,即采用多CPU、多主总线的体系结构。2、开放性设计,即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准,能最大限度地提高用户的使用效益。3、WOP技术和智能化。系统能提供面向车间的编程技术和实现二、三维加工过程的动态仿真,并引入在线诊断、模糊控制等智能机制。4、大容量存储器的应用和软件的模块化设计,不仅丰富了数控功能,同时也加强了CNC系统的控制功能。5、能实现多过程、多通道控制,即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力,并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。6、系统的多级网络功能,加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。7、以单板、单片机作为控制机,加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置。

(二)计算机集成制造系统(CIMS)。CIMS的实现不是现有各分散系统的简单组合,而是全局动态最优综合。它打破原有部门之间的界线,以制造为基干来控制“物流”和“信息流”,实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。企业集成度的提高可以使各种生产要素之间的配置得到更好的优化,各种生产要素的潜力可以得到更大的发挥。

(三)柔性制造系统(FMS)。柔性制造系统是计算机化的制造系统,主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。它可以随机地、实时地、按量地按照装配部门的要求,生产其能力范围内的任何工件,特别适于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。

三、机电一体化技术的发展前景

纵观国内外机电一体化的发展现状和高新技术的发展动向,机电一体化将朝着以下几个方向发展:

(一)智能化。智能化是机电一体化与传统机械自动化的主要区别之一,也是21世纪机电一体化的发展方向。近几年,处理器速度的提高和微机的高性能化、传感器系统的集成化与智能化为嵌入智能控制算法创造了条件,有力地推动着机电一体化产品向智能化方向发展。智能机电一体化产品可以模拟人类智能,具有某种程度的判断推理、逻辑思维和自主决策能力,从而取代制造工程中人的部分脑力劳动。

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二、内容摘要及关键词..................................2

三、正文............................................3-9

四、参考文献..........................................10

论文提纲

1、机电产品的优越性

2、机电一体化技术的应用

3、机电一体化技术的发展趋势

4、缺乏全、系统的并且实地性的专业信息平台

5、应有的技术法规体系、市场管理体系不完善

内容摘要、关键词

摘要：随着科技日益直向整体化、交叉化和数字化以及微电子技术信息技术的飞速发展，机电一体化技术应用越来越广泛，机电一体化逐渐成为国民经济增长的重要推助力。现如今，我国的机电一体化已取得初步成效，其应用领域不断拓展，有效解决了人工劳动强度大、工作效率低、不可控质量影响因素多等问题。本文将对机电一体化技术的应用进行简要概述，并展望其未来发展趋势。

关键词：机电一体化技术;应用;发展趋势

探究机电一体化的发展及应用

一、机电产品的优越性

与传统的机电产品相比，机电一体化产品具有下述优越性：

（一）使用安全性和可靠性提高

一般机电一体化产品都具有自动监视、提醒、报警等自动保护功能，可以减少和避免人身和设备事故，设备的使用安全性能明显提高。

（二）生产能力和工作质量提高

一体化的机电产品具有自动控制和自动处理信息的功能，其灵敏度、精确度等都有很大提高，可以确保机械按照设计要求完动工作，减少人为者主观因素的影响。

（三）人机交流和复合功能进一步得到提升

一体化机电普遍采用电子屏数字显示和程控技术，减少了许多外延性的操作，更加方便、简单，人机互动更容易。自动补偿、自动校验、自动调节保护等便多的智能化功能，能在不同工作场合领域适应更多的工作要求。

二、机电一体化技术的应用

（一）数控机床

数控机床又称数字控制机床，是配置程序控制系统的一种自动化机床。经大量试验数据表明，机电一体化技术是数控机床发展的可靠支撑，不仅提了升数控机床的加工精度、加工质量以及加工效率，同时还有助于加工性能多样化，以满足多元化的工业生产要求。数控机床的实际生产制造过程中，机电一体化技术为总线系统和CPU之间的多重连接提供便利，这对提高管理效率，丰富数控机床种类极为重要。首先，可以削弱多台数控机床的排斥效应，为机床使用周期的延长、生产效率的提高奠定了良好基础;其次，用户可以按照实际生产需求，对操作管理进行自定义设计，大幅度提高了数控机床的智能化水平。

（二）分布式控制系统

机电一体化技术应用于分布式控制系统，可以针对性解决集中控制系统的不足。首先，便于分布式控制系统进行控制流程简化，提高操作稳定性，进而实现对多台主机的有效管控。其次，可以强化系统运行的安全管理。具体来讲，分布式系统与机电一体化技术的结合，有助于控制级别多样化，以便针对不同生产情况，主机可以进行不同的操作管理。同时，还可以化繁为简，优化在线生产以及生产计划等功能，大幅度减少因控制系统故障导致的一系列后续问题。

（三）全自动照相机

全自动照相机是机电一体化技术应用的另一代表性产品。该类型照相机可以利用微电子技术，根据光线条件、拍摄距离等，自动对光圈、曝光速度以及焦距进行最优化选择。全自动照相机主要分为机械与电子两大组成部分，它们互相协作，是一个不可分割的整体。全自动照相机不仅包含精密机械以及复杂电路，同时还涉及光电检测、液晶显示等多种先进技术。

（四）工业机器人

在工业生产过程中，危险生产环节以及作业环境恶劣等情况在所难免，这导致人工操作存在诸多安全隐患。基于此，人们结合机电一体化技术，利用机器人代替人工进行高危操作，以降低工人劳动强度以及作业危险性，有效避免安全事故频发问题。纵观工业机器人发展史，有3个重要转折点：第一代机器人只能机械性重复简单工作，其自动化水平以及对于外界环境变化的敏感度偏低;第二代机器人可以部分感知外界工况，并可对部分信息进行判断与分析;第三代机器人的智能化水平较高，基本可以模拟人脑思维模式。这也是当下机电一体化技术的研发核心课题。

三、机电一体化技术的发展趋势

（一）人工智能

人工智能技术的迅猛发展，为机电一体化技术的智能化建设提供了可靠技术支撑。人工智能，就是指机械设备拥有人脑思维能力，可以自主思考问题，并及时对传感器收集信息进行有效分析与处理。与前两代机器人相比，第三代机器人的人工智能水平得到大跨步发展。与此同时，学习能力也是人工智能技术的重中之重，可以有效提升机电设备控制管理系统的精确性、高效性。

（二）网络化

当今社会是信息化时代，网络化是机电一体化技术发展的重要发展趋势。网络信息通讯技术的合理应用，可以强化机电一体化的远程管控质量，工作人员不需要对生产车间进行实时监控，就可以在任何时间、地点反馈生产信息，对生产规划进行动态管理，并根据实际情况，及时采取应对措施。

（三）模块化

实现模块化是机电一体化发展的迫切需求。然而，由于市场上的机电一体化产品五花八门，且不同配件往往产于不同的制造厂商，导致同一类型的机械设备多少会存在一定差异。同时，模块化对产品标准提出了更严格的要求，真正实现产品模块化，并不容易。因此，相关人员应加大研发力度，充分调动一切可利用资源，不断拓展资金渠道，为部件接口统一化奠定坚实基础。

四、缺乏全、系统的并且实地性的专业信息平台

为应对技术壁垒和反倾销，应由政府和行业协会、出口企业建立全面系统的专业信息平台。我国缺和一个综合性的信息平台，使政府的调控和监督作用难以有效发挥，行业协会的作用也很难到位，企业对国际标准或进口国标准等信息滞后，技术发展遇到壁垒。

五、应有的技术法规体系、市场管理体系不完善

我国有许多产品没有建立统一的技术标准，存在有标准不统一或低于标准的现象。这对于向其它国家作为主机出口发展方向的企业是一个无缺失。执法的不严不及明也使企业没有严格的质量标准意识，使我国机电产品在国际市场存在很大的质量疑问。

要使我国的机电产品在国际上有一足之地，要完善技术标准和相关法规的建设。

六、结束语

综上所述，机电一体化包含计算机技术、机械加工技术、电子信息技术等多方面内容，对社会生产力以及工业产业的发展具有直接性影响。只有机电一体化理念与时俱进，才能保障我国工业生产力在国际市场占有一席之地。因此，相关政府主管部门应健全制度体系，完善生产标准建设，积极拓展资金渠道，鼓励企业创新技术，促进机电一体化在人工智能、网络以及模块化、绿色化等方面实现大跨步的飞跃，为社会发展以及GDP增长提供可靠推助力。

参考文献

1、谢明扬，杜明鉴.机电一体化技术在汽车领域中的应用及发展研究[J].南方农机，2018，49(09):144+148.

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1机电一体化技术发展

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，其发展和进步有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。

1.1数字化

微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础，如不断发展的数控机床和机器人；而计算机网络的迅速崛起，为数字化设计与制造铺平了道路，如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。

1.2智能化

即要求机电产品有一定的智能,使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在CNC数控机床上增加人机对话功能，设置智能I/O接口和智能工艺数据库，会给使用、操作和维护带来极大的方便。随着模糊控制、神经网络、灰色理论、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展，为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。

1.3模块化

由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元；具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样，在产品开发设计时，可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。

1.4网络化

由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品，现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能，利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统，使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处，因此，机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。

1.5人性化

机电一体化产品的最终使用对象是人，如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要，机电一体化产品除了完善的性能外，还要求在色彩、造型等方面与环境相协调，使用这些产品，对人来说还是一种艺术享受，如家用机器人的最高境界就是人机一体化。

1.6微型化

微型化是精细加工技术发展的必然，也是提高效率的需要。微机电系统(MicroElectronicMechanicalSystems，简称MEMS)是指可批量制作的，集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路，直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。自1986年美国斯坦福大学研制出第一个医用微探针，1988年美国加州大学Berkeley分校研制出第一个微电机以来，国内外在MEMS工艺、材料以及微观机理研究方面取得了很大进展，开发出各种MEMS器件和系统，如各种微型传感器（压力传感器、微加速度计、微触觉传感器），各种微构件（微膜、微粱、微探针、微连杆、微齿轮、微轴承、微泵、微弹簧以及微机器人等）。

1.7集成化

集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合，又包含在生产过程中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。为了实现多品种、小批量生产的自动化与高效率，应使系统具有更广泛的柔性。首先可将系统分解为若干层次，使系统功能分散，并使各部分协调而又安全地运转，然后再通过软、硬件将各个层次有机地联系起来，使其性能最优、功能最强。

1.8带源化

是指机电一体化产品自身带有能源，如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。由于在许多场合无法使用电能，因而对于运动的机电一体化产品，自带动力源具有独特的好处。带源化是机电一体化产品的发展方向之一。

1.9绿色化

科学技术的发展给人们的生活带来巨大变化，在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化的后果。所以，人们呼唤保护环境，回归自然，实现可持续发展，绿色产品概念在这种呼声中应运而生。绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求，机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境，产品寿命结束时，产品可分解和再生利用。

2机电一体化技术在钢铁企业中应用

在钢铁企业中，机电一体化系统是以微处理机为核心，把微机、工控机、数据通讯、显示装置、仪表等技术有机的结合起来，采用组装合并方式，为实现工程大系统的综合一体化创造有力条件，增强系统控制精度、质量和可靠性。机电一体化技术在钢铁企业中主要应用于以下几个方面：2.1智能化控制技术(IC)

由于钢铁工业具有大型化、高速化和连续化的特点，传统的控制技术遇到了难以克服的困难，因此非常有必要采用智能控制技术。智能控制技术主要包括专家系统、模糊控制和神经网络等，智能控制技术广泛应用于钢铁企业的产品设计、生产、控制、设备与产品质量诊断等各个方面，如高炉控制系统、电炉和连铸车间、轧钢系统、炼钢———连铸———轧钢综合调度系统、冷连轧等。

2.2分布式控制系统(DCS)

分布式控制系统采用一台中央计算机指挥若干台面向控制的现场测控计算机和智能控制单元。分布式控制系统可以是两级的、三级的或更多级的。利用计算机对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制。随着测控技术的发展，分布式控制系统的功能越来越多。不仅可以实现生产过程控制，而且还可以实现在线最优化、生产过程实时调度、生产计划统计管理功能，成为一种测、控、管一体化的综合系统。DCS具有特点控制功能多样化、操作简便、系统可以扩展、维护方便、可靠性高等特点。DCS是监视集中控制分散，故障影响面小，而且系统具有连锁保护功能，采用了系统故障人工手动控制操作措施，使系统可靠性高。分布式控制系统与集中型控制系统相比，其功能更强，具有更高的安全性。是当前大型机电一体化系统的主要潮流。

2.3开放式控制系统(OCS)

开放控制系统(OpenControlSystem)是目前计算机技术发展所引出的新的结构体系概念。“开放”意味着对一种标准的信息交换规程的共识和支持，按此标准设计的系统，可以实现不同厂家产品的兼容和互换，且资源共享。开放控制系统通过工业通信网络使各种控制设备、管理计算机互联，实现控制与经营、管理、决策的集成，通过现场总线使现场仪表与控制室的控制设备互联，实现测量与控制一体化。

2.4计算机集成制造系统(CIMS)

钢铁企业的CIMS是将人与生产经营、生产管理以及过程控制连成一体，用以实现从原料进厂，生产加工到产品发货的整个生产过程全局和过程一体化控制。目前钢铁企业已基本实现了过程自动化，但这种“自动化孤岛”式的单机自动化缺乏信息资源的共享和生产过程的统一管理，难以适应现代钢铁生产的要求。未来钢铁企业竞争的焦点是多品种、小批量生产，质优价廉，及时交货。为了提高生产率、节能降耗、减少人员及现有库存，加速资金周转，实现生产、经营、管理整体优化，关键就是加强管理，获取必须的经济效益，提高了企业的竞争力。美国、日本等一些大型钢铁企业在20世纪80年代已广泛实现CIMS化。

2.5现场总线技术(FBT)

现场总线技术(FiedBusTechnology)是连接设置在现场的仪表与设置在控制室内的控制设备之间的数字式、双向、多站通信链路。采用现场总线技术取代现行的信号传输技术(如4～20mA，DC直流传输)就能使更多的信息在智能化现场仪表装置与更高一级的控制系统之间在共同的通信媒体上进行双向传送。通过现场总线连接可省去66%或更多的现场信号连接导线。现场总线的引入导致DCS的变革和新一代围绕开放自动化系统的现场总线化仪表，如智能变送器、智能执行器、现场总线化检测仪表、现场总线化PLC(ProgrammableLogicController)和现场就地控制站等的发展。

2.6交流传动技术

传动技术在钢铁工业中起作至关重要的作用。随着电力电子技术和微电子技术的发展，交流调速技术的发展非常迅速。由于交流传动的优越性，电气传动技术在不久的将来由交流传动全面取代直流传动，数字技术的发展，使复杂的矢量控制技术实用化得以实现，交流调速系统的调速性能已达到和超过直流调速水平。现在无论大容量电机或中小容量电机都可以使用同步电机或异步电机实现可逆平滑调速。交流传动系统在轧钢生产中一出现就受到用户的欢迎，应用不断扩大。

参考文献

1杨自厚．人工智能技术及其在钢铁工业中的应用[J]．冶金自动化，1994（5）

2唐立新.钢铁工业CIMS特点和体系结构的研究[J]．冶金自动化，1996（4）

3唐怀斌．工业控制的进展与趋势[J]．自动化与仪器仪表，1996（4）

4王俊普．智能控制[M]．合肥：中国科学技术大学出版社，1996

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中图分类号：TH-39 文献标识码：A

1概述

顾名思义，机电一体化是说的将设备和电子科学以及信息化科技等融为一体得到的一种全新的技术。与之相关的各项装置时在我们原有的设备的依托条件之上，通过结合电子科技以及信息手段相互作用而得到的一种全新的产品。机电一体化技术同时也是工程领域不同种类技术的综合及集合，它是建立在机械技术、微电子技术、计算机和信息处理技术、自动控制技术、电力电子技术、伺服驱动技术以及系统总体技术基础之上的一种高新技术。和我们以往使用的各项装置比较来看。这些装置有非常多的优点。

首先，便于操作，而且灵活。这类装置通常都是一些具有高端科技的装置，能够自动的进行一些操作，比如预警等的动作。如果运行的时候，发生了一些不利问题，比如压力过大等，此时它能够自行对问题进行处理，这样就打破了以往我们工作中遇到问题时经常会出现的人员以及装置的各种不利现象，在很大程度上提高了装置的运行可靠指标。

其次，大大的提升了效率以及品质。由于这些装置本身的特点，是将信息以及电子技术的有效融合，因此它们很多时候都可以自行的进行一些状态的识别等工作，这一特点将以往工作中反应不及时，不精准等不利现象打破，可以自行的对问题进行识别，这样就不会发生因为我们的员工误操作而导致不良现象的问题了，可以说很好的提高了效率。比如这类机床的工作能效是我们传统意义上的装置的大约五倍之多。

第三，提高了功效。这些装置大多都是通过编程来实现，不需要像是传统方式中那样靠人为的操作来实现，这样不仅使得工作的程序得以改善，而且非常的快捷。机电一体化产品的工作过程根据预设的程序逐步由电子控制系统指挥实现，系统可重复实现全部动作。高级的机电一体化产品可通过被控对象的数学模型以及外界参数的变化随机自寻最佳工作程序，实现自动最优化操作。

第四，具有复合功能并且适用面广。机电一体化产品跳出了机电产品的单技术和单功能限制，具有复合技术和复合功能，使产品的功能水平和自动化程度大大提高。机电一体化产品一般具有自动化控制、自动补偿、自动校验、自动调节、自动保护和智能化等多种功能，能应用于不同的场合和不同领域，满足用户需求的应变能力较强。例如，电子式空气断路器具有保护特性可调、选择性脱扣、正常通过电流与脱扣时电流的测量、显示和故障自动诊断等功能，使其应用范围大为扩大。

第五，可以随时进行调节。我们在传统的方式中要想变更设备的运行状态，需要对其进行拆解改变，新的装置完全解决了这一不利局面，这主要是因为它是通过程序来操作的，因此我们只需要将程序进行更改，即可确保装置能够适应各种环境。我们需要做的只是将程序设置到装置之中，并不需要对它的相关元件进行更改。随着技术的发展，现在最新的装置之中可以具备储存功能，我们能够在它的内部设置很多个不同的状态，如果我们需要变化状态的时候，仅仅对状态的相应代码进行更改就行了。

2机电一体化产品的种类

目前，随着科技的发展前进，出现了一大批先进的装置，而且它的的使用领域也在不断的拓展，以前的时候仅仅的可以用到非常局限性的单一行业，现在可以用到我们的生产活动的几乎是全部的层面之中。而且科技发展的步伐正在逐步的加快，我们相信产品一定可以朝着更加广的层面上发展。我们根据它们在工作中的具体表现将其区分为几个类别。① 数控机械类。主要产品包括数控机床、机器人、发动机控制系统以及全自动洗衣机等。这类产品的特点是执行机构为机械装置。②电子设备类。主要产品包括电火花加工机床、线切割机、超声波加工机以及激光测量仪等。这类产品的特点是执行机构为电子装置。③机电结合类。主要产品包括自动探伤机、形状自动识别装置、CT 扫描诊断机以及自动售货机等。这类产品的特点是执行机构为电子装置和机械装置的有机结合。④ 电液伺服类。主要产品为机电液一体化的伺服装置， 如电子伺服万能材料试验机。这类产品的特点是执行机构为液压驱动的机械装置，控制机构是接受电信号的液压伺服阀。⑤ 信息控制类。主要产品包括传真机、磁盘存储器、磁带录像机、录音机、复印机等。这类产品的主要特点是执行机构的动作由所接收的信息类信号来控制。除了上面的这种划分方法之外，我们还能够参照它们的结合深度来具体的区分了解。

3装置的构成要素以及特征

第一，机械模块。机电一体化产品的机械系统包括机身、框架、机械传动和联接等机械部分。这一模块是装置发挥功效所必须的条件，所以它的性能必须更加可靠安全才可以。具体的讲，要在它的构造以及原料等等的各个地方保证装置对性能的规定，比如功效多种多样等。

第二，动力模块 。这一模块相当于我们人体的五脏六腑，为我们的生存提供源源不绝的动力。它也是如此，通过持续的发送能量，来辅助装置进行各项相关的动作 。机电一体化产品以电能利用为主，包括电源、电动机及驱动电路等。

第三，传感和检测模块 。传感器的作用是将机电一体化产品在运行过程中所需要的自身和外界环境的各种参数转换成可以测定的物理量，同时利用检测系统的功能对这些物理量进行测定，为机电一体化产品提供运行控制所需的各种信息。传感与检测系统的功能一般由测量仪器或仪表来实现，对其要求是体积小、便于安装与联接、检测精度高、抗干扰等。

第四，对数据的处理模块 。根据机电一体化产品的功能和性能要求，信息处理及控制系统接收传感与检测系统反馈的信息，并对其进行相应的处理、运算和决策，以对产品的运行施以按照要求的控制，实现控制功能。机电一体化产品中，信息处理及控制系统主要是由计算机的软件和硬件以及相应的接口所组成。

第五，完成工作的模块。这一模块在接收到指令的时候能够自行的进行各项活动。 机电一体化产品执行机构一般是运动部件，常采用机械、电液、气动等机构。这一模块并不是一成不变的，它会因为装置本身的特点以及工作客体的区别而存在非常有差别的功能。它是整个设备功能的最终完成部分，它的品质的优劣会影响到整个的设备的好坏，所以它是整个设备中最为关键的构造。通过上面的叙述，我们得知设备的这几个模块在运行的时候是互相融合协作进行的。

结语

通过上面的叙述，我们得知，这项技术是我们的经济发展到一定程度，带动科技的前进步伐而出现的产物。在当今这个信息化高度发达的时代里，它必将取代传统的设备，成为这一时代里发展速度最快，功效最齐全，性能最优秀的设备，最终将会取代其他的设备，为我们的经济以及社会的进步贡献积极的力量。它是经济和社会以及科技前进的一种体现。我们相信它在未来的发展局面也将是非常优秀的 。

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1.2我国的液压挖掘机中机电一体化技术的应用随着我国社会的不断发展以及工程建设的壮大，液压挖掘机正慢慢向大型化的方向发展，在这样的背景下，液压挖掘机的效率和节能效益都迫切地需要提高。在整个大功率挖掘机当中，即使是一点点的节能都能带来经济效益上的极大节约，因此，强化液压挖掘机的电子化与自动化不仅仅是出于对机器的安全性、经济性以及高效率、高质量的考虑，也是对节能方面的考量。为了减小和发达国家的差距，我国在液压挖掘机工业当中采用了技术引进的方案，通过对国外先进技术的引进实现在较短的时间内和较少的资金下提升生产技术水平，促进液压挖掘机技术方面的进步。我国对液压挖掘机的研究正朝着机-电-液控制系统的方向上转移，不断地更新与提高液压挖掘机的控制方式，使其从最初的机械杠杆控制慢慢转变成了液压控制。无线电控制与计算机控制将会是我国液压挖掘机控制方式的未来发展前景。因此，在研究液压挖掘机的机电一体化技术时，应当将重点放在其控制系统方面。

2液压挖掘机机电一体化进程中的两大分歧

由于机器的技术成本在不断地减小，促进了液压挖掘机的电子技术的有效推进，然而机电一体化技术的普及未能及时跟上液压挖掘机电子技术的发展步伐，使得其出现了一些维护和保养方面的问题，在解决问题的过程中出现了液压挖掘机机电一体化进程的分歧：一种是以CAT与小松各机型为代表的由微机与液压系统联合控制动力装置方法，如小松PC200-5液压挖掘机；另外一种是以日立公司近年产品为代表的完全采用电脑来控制动力装置方法，如日立EX100WD2轮式液压挖掘机。这两大分歧代表了液压挖掘机机电一体化进程中的设计、使用的两种风格，在实际应用中各有利弊。1）供油系统。日立EX100WD2轮式液压挖掘机的液压主泵系统运用的是单泵供油的方法，在降低结构复杂性的同时实现复合操作，对执行元件的工作速度进行控制，并采取压力补偿法来控制流量；小松PC200-5的液压主泵系统则采用了双泵双回路，解决了单泵供油负载不同执行元件的问题，但其主要使用的是液压控制，机电一体化程度相对较低。2）液压泵调节。在液压泵的调节过程当中，PC200-5主要采用的是电液联合控制，而EX100WD2则采用了全电脑控制，然而现阶段的全电脑控制受到环境影响，电子系统易发生故障，并引发整机瘫痪，使工程受到延误。

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众所周知，基于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，带来了机械工业在技术、产品结构、功能与构成、生产方式及管理体系的变化，使工业生产进入了以机电一体化为主要特点的阶段。

一、什么是机电一体化

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。

二、目前机电一体化技术的基本状况

回顾机电一体化发展历史，可以把机电一体化的发展概括为三个阶段：20世纪60年代以前为第一阶段，即初级阶段，在此阶段，人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能；20世纪70-80年代为第二阶段，即兴旺发育阶段，在此阶段，由于计算机技术、控制技术、通信技术的发展，为机电一体化发展奠定了技术基础，大规模超大规模集成电路和微型计算机的出现，为机电一体化的发展提供了物质基础；20世纪90年代后期为第三阶段也称为高级阶段，即机电一体化技术开始向智能化方向迈进的新阶段，此为深入发展时期。

中国是从20世纪80年代初开始机电一体化技术的研究和应用，列入“863”计划中，许多大专院校、研究机构及一些大中型企业做了大量工作，取得一定成果。但与先进国家相比仍有很大差距。

三、机电一体化的优势方向探讨

据科学估测，机电一体化的主要发展方向大致有智能化、网络化、环保化等几个方面，这也是机电一体化的技术优势所在。

（一）关于智能化

这是21世纪机电一体化技术的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化的研究中日益得到重视，机器人与数控机床的智能化就是重要应用之一。这里所说的智能化是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，使它具有判断推理、逻辑思维及自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。

（二）关于网络化

这是20世纪90年代，计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育等日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片，企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来，只要其功能独到、质量可靠，很快就会畅销全球。机电一体化产品无疑将朝着网络化方向发展。

（三）关于微型化

实际上，微型化兴起于20世纪80年代末，主要说的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。在西方发达国家称为微电子机械系统，泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品，这些产品在生物医疗、军事、信息等方面具有无可比拟的优势。其瓶颈在于微机械技术。

（四）关于环保化

工业的发达给人们生活带来巨大变化。一方面，物质丰富，生活舒适；另一方面，资源减少，生态环境受到严重污染。于是，人们呼吁保护环境资源，回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生，绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中，符合特定的环境保护和人类健康的要求，对生态环境无害或危害极少，资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品，具有远大的发展前景。机电一体化产品的绿色化主要是指，使用时不污染生态环境，报废后能回收利用。

（五）关于系统化

本文所述之系统化，其表现特征是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态，进行任意剪裁和组合，同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。再一个特质是通信功能的大大加强。一般除rs232外，还有rs485等智能化通信接口。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系，机电一体化的人格化有两层含义：一层是如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性等等，显得越来越重要，特别是对家用机器人，其高层境界就是人机一体化；另一层是模仿生物机理，研制出各种机电一体化产品。事实上，许多机电一体化产品都是受动物的启发而研制出来的。

四、结论

根据以上的叙述可以结论，机电一体化的出现不是孤立的，它是许多科学技术发展的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求和产物。当然，与机电一体化相关的技术还有很多，并且随着科学技术的发展，各种技术相互融合的趋势将越来越明显，机电一体化技术的发展前景也将日益获得人类的关注并为人类创造更大的社会效益与经济效益。

（作者单位：青海盐湖工业股份有限公司钾肥分公司）

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一、煤矿机电一体化技术的应用分析

1、煤矿安全监控工作体系分析这一工作环节主要是通过引入机电一体化技术提高工作效率，真正的提升安全监督与控制的工作，煤矿安全监控管理工作一体化目标的实现离不开信息化管理技术的应用、计算机技术的应用、机械自动控制系统的应用。笔者结合自身在煤矿企业工作的实践情况进行分析，由于科学技术的发展煤矿机电一体化技术在企业也得到了相应的推广，在安全管理中我们通过局域网的网络平台对矿井下作业情况进行安全方面的实时监控。除此以外还可以对煤矿的设备使用做到及时的监督与管理，这样不但提高了煤矿机械设备的使用寿命，还能保证安全生产，从而提高煤矿生产现场安全监控管理水平。2、煤矿运输提升设备的角度分析这一工作环节主要的工作重点是将带式运输的关键设备与机电一体化进行结合，这样的结合能够满足长距离、大规模的运输，有效的提升煤矿企业自动化水平。我们通过计算机的控制系统利用机电一体化的软启动模式将运输设备的惯性载荷处理方法进一步提升。在煤矿工作的现场，设备的工作面中轴承部位经常会出现跑偏及倒转的问题，这时候我们利用机电一体化的方式做到及时的监控与合理的评估，并结合下一阶段煤矿运输对设备功能的要求进行设备提升，将设备的操作与控制通过机电一体化技术实现自动化发展，提高煤矿企业的工作效率。3、煤矿采煤设备提升的角度分析这一工作环节需要结合有关的实际工作情况进行研究，在采煤设备现场运行的下滑过程中，利用机电一体化技术的应用使设备的制动能效得以发挥，对大倾角煤层下的采煤设备是具有一定价值的。在作业的采煤现在，由于机电一体化技术的干预，有效的提高了采煤设备的安全运行，即使遇到恶劣的采煤环境，设备的运行也能安全。机电一体化技术的应用能够对采煤过程中各类参数进行调整和优化，提高采煤结构体系，降低体积量水平，巩固动态属性，通过计算机技术实现采煤设备运行全程控制。

二、机电一体化技术在煤矿作业中的应用

1、机电一体化技术在提升机中的应用矿井提升机是目前煤矿机电一体化、自动化水平最高的设备。内装式提升机在结构上将滚筒和驱动合二为一，简化了机械结构。全数字化提升机高度可靠，采用总线方式，使电器安装大大简化。2、机电一体化技术在采煤机中的应用电牵引采煤机的使用，电牵引采煤机与液压牵引相比具有良好的牵引性，在采煤机前进的时提供牵引力克服阻力移动，在采煤机下滑时进行发电制动。电牵引采煤机可用于大倾角煤层，牵引电动机轴端装有停机时防止机器下滑的制动器，所以电牵引采煤机可用在大倾角的煤层。电牵引和液压牵引不同，电牵引采煤机工作可靠，反应灵敏，动态特性好，使用寿命长，发生的故障少，降低了维修工作量。

三、煤矿机电一体化技术的管理分析

当前煤矿机电一体化技术的应用在管理方面有很多问题需要解决，我们需要结合煤矿的实际作业情况，建立适合的应管理方案，从而保证作业现场的管理优质。1、煤矿机电一体化技术管理的问题分析煤矿机电的管理部门的管理作用没有得到有效的发挥，虽然地方煤矿企业都设置了机电管理部门，但是主要的职能是机电管理与生产。1）机电管理部门的相关人员没有充分发挥管理作用，只将工作精力放在生产上。一些煤矿企业的领导只看重生产忽视管理的重要性，将机电的管理人员大大的缩减，严重的造成机电管理人员缺乏，技术手段落后，对于机电系统的组织建设不及时导致机电管理网络经常发生中断的情况，逐渐的淡化机电职能管理作用。2）机电队伍的整体技术水平低下，聘用技术基础差、文化较低的人员担任煤矿机电管理工作，对于煤矿机电管理对于没有进行系统设备管理理论和企业管理理论的学习就上岗就业，导致机电管理主要是凭经验进行管理的。很多煤矿企业的机电职工都没有接受过专业的培训，以至于理论知识缺乏的同时技术水平也不足，在实际的实践工作中经常出现违章作业。导致煤矿机电设备故障频发，甚至出现严重的安全事故。3）设备安全设施、保护装置不全，导致设备的安全隐患较多。提升系统缺少缓冲装置和托罐装置，对于电控系统、制动系统缺乏保护措施。井筒装备出现了严重的锈蚀情况。有的矿井为了大力的提高生产，主副井2小时的停产检修时间都不能得到有效的保证，对于绞车的负荷能力超过实际设计的能力。还有一些电压表、电流表、压力表、真空表、安全阀根本不能进行定期的检测和校验。在井下的电气设备也不进行定期的试验，使用非阻燃的电缆、输送带，造成井下的电气设备失爆情况屡见不鲜。井下电气都没有使用过流保护、漏电保护等等，这些都是煤矿机电管理部门需要注意的安全隐患。2、煤矿机电管理主要的实施方法1）我们在设计机电管理制度的时候需要结合煤矿工作现场的实际情况，构建完整管理制度与规范，还要根据工作现场机电设备的投入，制定科学的机电工作方案，实现故障及时监测、诊断、预警系统的使用。2）对于煤矿机电管理人员，我们首先要对机电一体化技术的应用的工作人员进行系统的培训培，管理期间对各种违章行为进行正确及时的处理，还要总结各种机电设备常见故障排查表，对出现机电事故的设备进行追查与跟踪，定期评估煤矿工作机电一体化技术的应用情况，并制定完善的改进措施。3）制定机电一体化技术及相关设备的综合管理控制制度，加强煤矿机电技术管理人员的培训，从而发挥机电一体化技术的真正价值。

四、结语

随着科学技术的发展，煤矿机电一体化技术是煤矿企业信息化进步的重要支撑，是矿山实现综合自动化的基础，机电一体化技术在煤矿工作生产作业中具有相当重要的意义。煤矿机电一体化技术的应用能有效的提升运输设备的工作效率，针对在煤矿机电一体化技术管理我们需要从多个角度入手，将煤矿机电一体化技术管理工作进行合理的优化，进一步发挥实践效益。

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1机电一体化的内容与核心技术

1.1机电一体化技术的基本内容系统工程是该技术的主要工作方式，此外，该技术的应用还包含了电子、机械等各个领域的技术，并将这些方面的知识、技术进行了有机结合，从而优化了产品制造和系统间的配置。同时，还促进了产品满足现实中的需求。就目前而言，使用一体化技术时一定要将与其有关的建设工作做好，特别是各种技术的创新、原理等，以生产出质量更好的新产品，因此，该技术本质上是相关技术整合后的结果。1.2机电一体化的核心技术1.2.1自动控制技术该技术是所有技术中最为复杂的一项，因为该技术涵盖的面积非常广，内容五花八门，基于控制理论的知识对一体化系统进行设计，再进行模拟检测和现场测试。在其能控制的区域中，该技术所包含的内容非常多，主要有自适应、速度、精度定位等控制技术。1.2.2系统技术系统技术指的是一体化中包含的所有组织、概念等的总称，它是一个基于整体角度的技术，将整体分割成多个互相联系的功能模块，从而将其与接口技术统一起来，并进行有效的管理，达到将系统连接起来的目的。1.2.3计算机、信息技术信息技术、计算机技术这两种技术的结合运用是对信息进行互换、储存、读取、运算以及进行相应判断的过程，该过程包含的内容分极其丰富，主要有专家系统、人工智能、决算等。1.2.4机械技术该技术是实现机电一体化的基本技术，机械技术具有高、新的特点。该项技术应用的关键点在于怎样将其融入到一体化技术中，并利用它自身的特点更新、处理产品，对产品的性能、结构、材料进行改善，进而大大改观产品的准确度、性能。

2机电一体化技术的发展趋势

在20世纪90年代后期，很多发达国家引领一体化技术向着智能化方向发展。形成这种趋势的原因有3个：①通信、光学等技术广泛应用到了一体化技术中。此外，微细加工这一精密技术也逐渐引进其中，形成了微机电、光机电等一体化的分支技术；②相关人员对一体化这一学科的体系、发展方向进行了深入探讨，比如集成方法、建模的设计与分析等；③光纤、神经网络、人工智能等技术的快速发展，为一体化技术、产业化发展起到了巨大的推动作用。未来机电一体化技术的发展趋势分为以下5方面。2.1绿色化随着人们环保意识的逐渐增强、绿色发展概念的普及，机电一体化技术也要向着绿色化方向发展。该技术的绿色发展指的是其应用不会污染环境，可降低材料的使用成本，并能实现回收再利用。比如，通过将废物产生量、材料使用量、产品设计三者之间的关系进行量化，从而分析一体化产品制造过程是否对环境造成了污染；对一体化产品设计、制造中的每一阶段进行改进，争取通过废弃材料来加工生产，产品报废之后还可以回收再利用。2.2模块化随着产品精细程度、成熟程度的提高，产品制造过程中的分工会越来越细化，且所有的细化分工应参考一样的标准。因此，就形成了模块结构。机电一体化也逐渐向着模块化的方向发展。比如，研发集实时测距、动态捕捉、图像采集与校对、数据监测等于一体的电机控制模块，研发集节能、变频、减速于一体的电机驱动模块。在此情况下，便能在产品设计环节直接使用所建立的模块，大大加快了产品研发的速度。2.3微型化机电一体化向着微型化发展是必然趋势，这是因为微型化发展可以对微电子、软件、微机械等技术进行有机融合，并具有使用灵活、消耗能量低、体积小等优点，发展前景良好。2.4系统化系统化的发展趋势主要体现在2个方面：①逐渐引进多系统、远程通信的局域网，大幅提升通信能力；②逐渐使用模块化、开放式的结构，能随意分割和组合，灵活多变，比如，当前正在对智能机器人进行生物系统化的研发。2.5智能化在当前信息时代的大背景下，控制理论的逐渐应用、传感系统的快速发展、计算机运行速度的不断加快均推动着机电一体化技术向着智能化的方向发展。比如，现阶段有的机器人能模仿人类的思维或动作，在工业生产、家庭生活中已经被运用。

3机电一体化技术的发展思考

要想推动机电一体化技术的发展，应做好以下5方面的工作。3.1优化发展环境要想优化该技术的发展环境，应确保人们可以正确认识该技术的发展，并引起高度重视，从而为一体化技术的发展创造一个良好的环境，争取获得政策、技术上的大力支持。同时，应为研发人员提供充分的保障，调动他们的积极性，争取为机电一体化的发展作出更多的努力。3.2做好相关管理工作充分发挥相关协会的作用，做好相应的管理工作。在机电一体化进程中，应按照国家的相关规定，并以国家政策为原则来发展，这有利于机电一体化的突破发展。3.3统筹发展在机电一体化的发展中，一定要对各个环节、各个方面进行统筹，促进它们之间的协调发展。所以，应进行深入调查，对一体化技术进行科学的分析和统筹，为一体化技术的整体发展提供可以参考的依据，从而促进一体化技术的发展。3.4拥有自主知识产权该技术应用中的所有装置设备应有自己的知识产权，以提高一体化产品的供求比例，防止供求关系紊乱。3.5增加产品的通信功能只有确保产品具有通信功能，才能使其更加时适应自动化的需求。

4结束语

随着科技的不断发展，机电一体化技术也将更加成熟，大众视野中的一体化产品也会逐渐增多，其使用会越来越广泛。在今后的发展中，机电一体化技术将向着智能化、微型化、系统化、模块化、绿色化的方向发展，它的作用会越来越大，为进一步提高生产效率、推动社会的发展作出更大的贡献。

参考文献

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引言

机电一体化技术是在机械的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，同时，将机械装置和电子设备以及软件有机结合起来。机电一体化是将机械和微电子技术紧密集合，并融计算机技术、信息技术为一体的新兴综合技术。

煤矿机电一体化技术是矿山综合自动化的基础，为煤矿企业信息化提供了重要的科技支撑。为了提升我国煤矿生产的综合实力，全面提高煤矿企业效率，达到煤矿生产的安全、高效、绿色的目的，必须加大煤矿机电一体化技术在煤矿采、掘、运当中的应用和推广。

1 煤矿机电一体化技术的发展现状

从 1970 年我国自行设计制造和装备的第一套综合机械化采煤工作面在大同矿务局试验起，我国的机电一体化技术开始萌芽。到上世纪 80 年代后期，我国综合机械化采煤取得了空前的发展，大大推动了我国的煤矿机电一体化技术的进程，采煤机已由液压牵引向电牵引发展。到了上个世纪90 年代中期，在原有的研究成果上，又开展了采运支机械微机监控、故障诊断的研究和支架电液微机技术应用的研究，并研发了大功率电牵引采煤机。而进入21 世纪后，我国煤矿机电一体化技术的研究和应用领域均有重大突破，在煤矿安全生产监控、大型固定设备的后备保护等方面已取得了喜人的成绩。然而，与国外的先进采煤国家相比，我国的煤矿机电一体化技术发展尚有一定差距，并且煤炭工业相对机械、电子、航天、轻纺、

化工、铁道、冶金等行业起步晚基础薄弱，在开发水平、应用范围、投资规模、技术人才和管理水平方面均有较大差距。

2 机电一体化技术在煤矿生产中的应用状况

2.1 机电一体化技术在煤矿掘进中的应用

煤炭生产过程主要包括“掘进、采煤、装、运输、提升”等几大系统。掘进作为煤矿开采的基础工作影响着后期煤炭开采及运输的效率，对于高效矿井有必要将机电一体化技术引入到掘进机械中，实现煤矿巷道的高效率掘进。目前掘进机的电气部分普遍采用了由矿用隔爆兼本质安全性开关箱、操作箱、压扣控制按钮、照明灯、三相异步电动机等组成的掘进机电气系统，与液压系统配合操作可实现整机的各种生产作业。

2.2 在矿井运输提升产品中的应用

煤炭的输送方式有矿车式、皮带式。带式输送机相对于矿车运输具有长距离连续运输、输送量大、运行可靠、效率高和易于实现自动化等优点，已经在我国煤矿井下运输中大量使用。目前煤矿主要推广使用的CST可控软启动装置，是专门为煤矿长距离皮带运输机设计的集机、电、液为一体化的启动装置，不仅解决了带式输送机的大运量、长距离的驱动难题，而且兼具平滑启动运送大惯性载荷的特点。

矿井提升是将煤炭运送至地面的过程，提升效率及其安全性与煤矿效益密切相关。为了使煤炭效益最大化，矿井采用的专用提升机整合了煤矿电机一体化和自动化技术，其中全数字化交直流提升机在结构上进行了简化，将滚筒和驱动合为一体，同时具有硬件配置简单、互相兼容的特点，在各个技术环节均体现了机电一体化技术的应用。

2.3 在采煤机上的应用

我国的电牵引采煤机在消化吸收国外引进采煤机技术的基础上，进行了相关的科技创新，拥有了许多具有自主只是产权的产品，取得了长足的进步。在我国煤矿综合机械化采煤工作面，国产采煤机已经占据了主导地位，完全采用国产装备的高产高效工作面不断涌现。

机电一体化技术与采煤机的相关技能相结合能使采煤机的牵引、控制性能得到提升，同时能达到更好地发挥采煤机控制阻力的目的。具体表现在一下几点：第一，在结合机电一体化技术的基础上，在采煤机运行下滑的过程中，采煤机的制动性能能得到更好的发挥，在煤层是大倾角的情况下，这一优势更为明显；第二，在机电一体化技术的控制体系下，通过对各类参数进行优化与调整，能实现对采场的综合控制，实行有效的实时监测，提高采煤机采煤过程中的安全性；第三，机电一体化技术的应用能提高采煤机作业可靠性，能有效地减少故障的发生，尤其是提高采煤机在煤层赋存条件恶劣条件下的采煤效率；第四，通过对工作面刮板输送机装配监控装置，能够实现对采煤机整体的监控监测，完全实现自动化控制，大大提高了采煤作业的安全性、可靠性，大幅地提高了采煤效率，给企业的经济效益带来了实质性的提高。

2.4 在矿井安全生产监测中的应用

通过矿井的生产监测系统，如在线监控、自动报警及故障自诊等，可完成对煤矿机械的电动机、传动系统、工作装置、制动系统和液压系统等的在线运行状态的监控任务，能及时准确地找出故障部位并自动报警。我国监测监控技术应用较晚，20世纪80年代初，我国引进了一批安全监控系统，如：DAN6400等在部分煤矿中应用，并在引进的同时自行研制出KJ2、KJ4等系统并通过了鉴定。同时在“以风定产，先抽后采，监测监控”12字方针和煤矿安全规程有关条款指导下，规定了我国大、中、小煤矿的高瓦斯或瓦斯突出矿井必须装备矿井监测监控系统。煤矿监测监控系统的应用大大改善了矿井的工作环境和安全状况，比如，提高了机器的工作效率简化了设备的维护检查工作，降低了使用维修费用，延长了设备的使用年限等。实践证明，安全监测系统为煤矿安全生产和管理起到了重要作用。

3 煤矿机械中机电一体化技术应用的意义

3.1 提高劳动效率

机电一体化在煤矿各个生产环节的应用，不仅改善了设备的使用性能，延长了其使用寿命，更是在很大程度上提高了工人的劳动效率，降低了劳动强度，减少了同一时间段的作业人数，这对于高产高效矿井的实现具有重大意义。

3.2 提高了矿山开采的经济效益

机电一体化的出现及完善为煤矿带来了新一轮的改革，一方面取代了以前较为陈旧的设备，大大提高了煤炭开采的效率；其次，机电一体化技术在煤矿中的广泛应用，在很大程度上减少了人力、物力、财力的投入，使煤矿的总体经济效益得到大幅度提升，最后，机电一体化技术在煤矿上的逐渐应用推动了煤炭相关产业的进步，进一步的提高了矿山开采的经济效益。

3.3 保证了煤矿开采较为安全的工作环境

随着机电一体化技术在煤矿中的广泛应用，极大地改善了井下的安全状况，监测监控技术的应用能及时准确地将各个设备、巷道硐室的动态信息完整地呈现出来，如有设备故障或灾害事故能做出及时的报警，从而能为相关工作人员提供充足的时间做出准备工作，减少灾害的发生或降低事故的波及范围，为煤矿开采提供一个较为安全的环境。

参考文献：

[1]孙长春.煤矿机电一体化技术研究进展[J].现代矿业，2009（4）.

[2]米军学.浅谈煤炭机电一体化技术在我国的应用[J].实用科技，2008（5）.

[3]姚桂玲.机电一体化技术在煤矿生产中的应用研究[J].煤炭技术，2011（8）.

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中图分类号：TH-39 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）15-0030-01

一、前言

机电一体化是现代科学发展的必然结果，现代的机械工程离不开机电一体化的技术，机电一体化的技能在工程机械中的使用能是工程的性能有效的发挥。

二、机电一体化的概念

所谓机电一体化，是将机械技术，电子技术，信息技术，控制技术综合运用于机械中去，使得机械设备运转效率得以提高，机械设备使用寿命得以延长，由此去实现生产质量和效益的提高。现阶段机电一体化在工程机械领域的运用，主要是以电子控制系统的方式来运行的。

三、机电一体化的技术特点

1.应用范围非常广泛，而且应用性比较强

在机电一体化技术中，它是以机械作为载体的，来对机电一体化产品进行开发，几乎不会受到行业的制约。机电一体化技术，它是利用计算机的先进技术，把信息化来作为核心，这个核心就是智能化，从而可以开发以及生产一系列的机电一体化产品，这些产品的性能比较好，功能也比较强。

2.整体达到最优化

从整个系统看出，对新的技术要充分利用，而且在新技术之间能够互相交叉，就可以让机电一体化产品的附加值比较高，效率比较高，性能比较高，材料比较节省，能源比较节省，损耗比较低，污染比较低，省时而又省力。

3.综合性比较强

机电一体化是由多个方面综合而成的，这些技术组成一个整体，在这个整体中，它们互相促进，又互相制约，共同向前发展。

4.系统化的层次比较

机电一体化是将工业产品以及过程利用各种技术综合成一个完整的系统，强调各种技术的协同和集成，强调层次化和系统化。无论从单参数、单击控制到多参数、多级控制，还是从单件单品生产工艺到柔性及自动化生产线，直到整个系统工程设计，机电一体化技术都体现在系统各个层次的开发和应用中。

5.安全性得到了很大的提高

通常来说，机电一体化系统都能够进行自我保护，可以有效的避免安全事故的发生，以及减少所受到的损害，大大提高安全性。对于某些比较先进的机电一体化的系统，也可以在恶劣以及危险的环境之中，来进行无人操作的自动工作。

6.具有柔性的特点

在机电一体化的系统中，柔性是它的特点之一。依据实际需要的改变，使用机电一体化技术，就能够不再改装任何系统，就能够极其有效的对系统的构造以及生产的过程，依据系统的功能目标以及组织结构目标优化，以智能、调整、修改，因此机电一体化技术是解决多品种、小批量生产的重要途径。

7.使用时非常简单

在对机电一体化产品进行操作时，即使对机电一体化不了解的人，也能够很熟练对机电一体化产品进行操作。在这里，它的优点是显而易见的，一是功能比较强，二是操作比较简便，三是人与机器的关系比较容易协调。

8.可靠性比较高，稳定性比较高，寿命比较长

在机电一体化的系统中，基本上是不会出现机械磨损的情况，就是因为这样，它的寿命大大提高，出故障的效率大大降低，可靠性就会大大增强，以及稳定性就会大大增强。

四、机电一体化技术的主要应用领域

数控机床及相应的数控技术经过40年的发展，在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具体表现在：

（一）总线式、模块化、紧凑型的结构，即采用多CPU、多主总线的体系结构。

（二）开放性设计，即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准，能最大限度地提高用户的使用效益。

（三）WOP技术和智能化。系统能提供面向车间的编程技术和实现二、三维加工过程的动态仿真，并引入在线诊断、模糊控制等智能机制。

（四）大容量存储器的应用和软件的模块化设计，不仅丰富了数控功能，同时也加强了CNC系统的控制功能。

（五）能实现多过程、多通道控制，即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力，并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。

（六）系统的多级网络功能，加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。

（七）以单板、单片机作为控制机，加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置

五、机电一体化的发展趋势

就目前的形势，来对机电一体化的发展趋势来进行推测。机电一体化向五个方向发展：其一是智能化方向，其二是柔性化方向，其三是微型化发展，其四是光机电一体化方向，其五是仿生物系统化方向。

机电一体化向智能化方向发展

就目前的机电一体化技术以及机电一体化的产品，来对它的发展趋势来进行判断。就机电一体化的技术来说，逐渐脱离了人工，离计算机控制越来越近，可以判定向智能化发展；就机电产品的发展脉络来说，智能化的程度越来越高，可以判定向智能化发展。

机电一体化向柔性化方向发展

就机电一体化产品的发展方向，来对未来的产品做出推测，在控制以及执行的系统中，有可以满足需要的“冗余度”，有比较强的“柔性”，这样就能够比较有利于更加好地来应付一些突然发生的事件，这样就可以进行设计，设计成为了“自律分配系统”。在这些系统之中，每个子系统都是彼此独立进行工作的，每个子系统都是为总系统提供服务的，与此同时，它还具有“自律性”，这样就可以把不一样的环境条件作为依据，从而做出不一样的反应。它的特点就是，每个子系统都可以产生一些自身的信息，而且可以附加一些信息。在这个总的前提之下，拥有的“行动”是完全可以进行改变的。就这样，一来它可以对系统的柔性进行增加，二来它不会由于某一个子系统明显地增加了系统的能力（柔性），又不因某一子系统的故障而影响整个系统。

机电一体化向微型化方向发展

就目前而言，在半导体元件制作的过程中，使用蚀刻的方法，已经制作出了亚微米级别的机械器件。当这个实验的结果运用于实际的使用时，至于分辨出机械部分与控制部分之间的差别，这种行为完全没有意义了。就在那时，机械与电子可以合二为一了，可以把三个部分集合起来，体积就会变得很小，最终可以组合成为自律元件。这三个部分，其一是执行结构，其二是传感器，其三是CPU。这样就能够较好的向微型化发展。

机电一体化向光机电一体化方向发展

通常来说，机电一体化的系统，是由四个部分组成的，其一是传感系统，其二是能源系统，其三是信息处理系统，其四是机械结构。在发展的过程中，可以把光学的技术引进机电一体化中，要充分利用光学技术自身的特点，就能够非常成功的改变机电一体化中的系统，其一是传感系统，其二是能源系统，其三是信息处理系统。

机电一体化向仿生物系统化方向发展

对目前的机电一体化产品以及机电一体化技术进行探析，就可以推测出，机电一体化中的装置，依赖信息是非常大的，而且经常会在结构方面，在静态时是不够稳定的。然而，在动态时，却显得非常稳定，就这种状态而言，是与动物非常相似的。

六、结语

随着我国科技发展脚步的加快，机电一体化的应用将越来越广泛，我国机电一体化所应用的领域将越来越广泛。

参考文献