机电一体化重点精选(九篇)

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第1篇：机电一体化重点范文

关键词：电子技术；机电一体化设备；问题；探析

1 机电一体化设备的故障特征分析

因机电一体化设备集中了诸多类型的技术，所以，一旦发生故障也同样具备一定特性。机电一体化设备中包含诸多种类的电子元器件与机械零部件，其技术含量很高，使得诊断与维修工作的难度增加。通过实践研究可以发现，机电一体化设备不同于普通的机械设备，其故障发生几率要比普通机械设备高八倍[1]。对于机电一体化设备的故障特征而言，其具体表现在以下几个方面：

第一，由于机电一体化设备的元器件与机械零件数量较多，同时，实际运行的速度也很快，这样一来，元件失效或者是磨损的几率有所增加。

第二，机电一体化设备自我诊断与检测的功能十分薄弱，只能够对简单故障进行检测。

第三，难以明确故障所提供的报警信号，仅仅只会将部分故障上报或者是显示。

第四，机电一体化设备的应用范围不断扩大，但是故障检测的技术工作人员数量却不断减少。

上述四种表现都使得故障检测与维修工作开展的难度不断增强。

2 对机电一体化设备故障诊断的方法研究

大部分机电一体化设备都已经具备自我诊断的功能，所以，一旦发生故障，其自诊断系统会及时发送报警信号，与此同时，故障说明会通过屏幕体现出来。针对机电一体化设备的故障来说，应当与诊断手册相互结合，深入地查找发生故障的原因，并采取措施及时排除[2]。但是，针对自诊断系统不涵盖的故障亦或是不具备该诊断系统的设备，在排除故障方面需要采用相应的方法亦或是人工经验。

在对机电一体化设备故障进行分析的过程中，最重要的就是判断设备哪个单元出现问题，进而明确维修的具体方向，并将故障逐个排除。但是，如果始终无从入手，则可以根据以下程序对其进行检修。

2.1 机电一体化设备动力单元的检查

对动力单元的检查并不难，具体是在设备开机以后检查水、电、气等多种供应性指标，其数值是否与设备的标准要求相吻合。如果所检查的数值处于允许范围之内，那么就说明动力单元基本上不存在问题[3]。但是，如果数值不满足要求，可以判断存在负载的问题。在调整以后若始终不能满足要求，就说明设备的电源、气源或者是水源控制系统存在一定的问题。若能够对症检查，那么问题就可以在短时间内解决。在此基础上，将负载断开以后，如果上述指示数值恢复至正常状态，那么设备的问题则是在其他单元中。

2.2 机电一体化设备运动单元的检查

运动单元的检查主要是对机械传动机构当中的部件安装位置展开检查，是否发生了一定的变化，或者是机械零部件是否存在变形或者是位置移动等问题。与此同时，还需要对油管与水管的泄漏问题进行检查，另外还有是否存在电机温度过高或者是皮带受到损害等多种问题。

2.3 机电一体化设备检测单元的检查

在检查机电一体化设备检测单元的过程中，最重要的就是对故障现象和相关信号进行判断，随后，还需要对相对应的传感器位置变化状况予以相应的检测，是否供电是正常的。除此之外，设备感应能力与信号输出的电路板同样也是检查的主要内容[4]。机电一体化设备传感器类型有很多，比较典型的就是角度传感器、电量传感器与限位传感器等等。在检查视觉系统的时候，对识别图像的显微镜、CCD以及照明系统进行检查，确保其处于适当的位置。

2.4 机电一体化设备中央处理单元的检查

在对机电一体化设备中央处理单元进行检查的过程中，通常会涉及到可疑元器件替换的问题。为此，下文将针对设备动作异常状态下的控制系统检修方法进行相应的阐述。

2.4.1 工控机系统

工控机系统需要对采集卡信号的采集与输入以及输出状态进行优先检查，同时，还应当对采集卡的质量进行相应的检查。与此同时，需要对运动控制卡进行检查，具体指的就是驱动波形是否正常。另外，对主板与硬盘软件问题进行考虑。

2.4.2 PLC系统

对I/O与A/O等接口信号的正常性进行检查，同时，需要重点检查集成块是否存在损坏的问题[5]。此外，对PLC内部的光耦予以综合检查，进而对PLC程序的错乱情况予以正确地推断，也可以对设备的生产厂家提出要求，以远程形式恢复原有设置。

2.4.3 单片机系统

该系统主要是由主板与多个单元板所组成的，而不同板之间需使用12C总线亦或是其他的通信方式完成连接。在实际检修的过程中，应充分考虑故障的特点，并找出相对应的功能控制板，对单元板和主控板之间的连接状态进行检查。随后，对于单元板或者是主控制板展开重点地检查。

在整个过程中，需要注意接插件问题，因为很多异常程序指令都是受接插件松动的影响难以传送到位，最终引发电磁干扰。

3 结束语

综上所述，因机电一体化设备中包含诸多机械零件与电子零部件，导致其发生故障的几率也要高于普通的机械设备。而维修工作人员一定要深入了解机器操作，对其架构与运行的时序十分熟悉，在对其运行原理分析的基础上，在短时间内缩小故障的范围，准确地定位故障的位置，将故障排除。只有这样，才能够确保机电一体化设备完整且处于正常的运行状态，将自身功效充分发挥出来。对于设备制造企业来说，可以通过建立故障数据库进行辅助分析判断，可以缩短故障判断的时间，限于篇幅，⒘砦淖ㄌ馓教帧

参考文献

[1]程夏禹.建筑机电一体化设备安装技术及电动机的调试探讨[J].建材与装饰，2015（38）：255-256.

[2]樊晓键.机电一体化设备的故障诊断技术探讨[J].装饰装修天地，2015（10）：275.

[3]田国豪.建筑工程机电一体化设备的安装技术及电动机调试技术分析[J].时代农机，2016（3）：27+29.

[4]段炳花.机电一体化设备的故障诊断技术研究[J].硅谷，2014（18）：44+55.

第2篇：机电一体化重点范文

一、机电一体化技术的发展历程和趋势

总体说来，机电一体化技术经历了四个发展阶段：准备阶段，计算机的出现标准着机电一体化技术的产生。上个世纪六十年代，日本首先提出这个名词，但是限于当时的技术水平，该技术无法得到广泛的推广和应用；起步阶段，信息技术，微电子技术的发展成熟和第四代电子产品的商品化是机电一体化这一设想变成了现实，在这一时期，机电一体化的影响不断扩大，并取得了较大发展；发展时期，进入八十年代，机电一体化技术已为全世界学者所嘱目，机电一体化技术和产品已像雨后春笋般出现；蓬勃发展时期，九十年代至今，各种新技术出现并取得突破性的发展，日新月异的变化使机电一体化技术和产品扩展到人们生活的各个领域。

我国制造的机电一体化产品都具有智能化、程序化、信息化的特点，以及设备体积小、操作、维护方便、保护齐全、性能可靠等优点，机电一体化产品的广泛应用减轻了劳动强度，提高了生产力水平，创造了巨大的经济和社会效益。然而，我国的机电一体化技术与发达国家相比差距还很大，其未来的发展趋势是：开发有自主知识产权的核心技术，研究具有自主知识产权的核心装置；增加产品的通信功能，以适应综合自动化的需要；开发以微处理器和微机为基础的矿井设备工况和健康监测以及微处理器、计算机和专家系统的应用等；机器人仍然是机电一体化技术今后研究的重点之一。

二、机电一体化技术在煤矿生产中的应用

1、机电一体化技术在采煤机中的应用机电一体化技术在采煤机的一个典型应用就是电牵引采煤机。它具有许多液压牵引采煤机不具备的优势和特点：良好的牵引特性。在采煤机前进时它可以提供牵引力，在采煤机下滑时它还可以进行发电制动；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，可用在40°～50°倾角的煤层，而不需要其它防滑装置；运行可靠，使用寿命长。与液压牵引不同是电牵引采煤机除电动机的电刷和整流子有磨损外，其它元件没有磨损，因此运行可靠，使用寿命长，维修量小；反应灵敏，动态特性好；结构简单、效率高。电牵引采煤机机械传动结构轻便简单，只做一次转换电能转换为机械能，转换效率可高达99%，而液压采煤机的电能转换机械能的转换效率只有65%～70%左右。

2、机电一体化技术在带式输送机中的应用带式输送机是我国煤矿井下输送系统的主要运输设备，具有长距离连续输送、输送量大、运行可靠、效率高和易于实现自动化等特点。因此，近几年来带式输送机已成为机电一体化技术的研究重点。目前主要采用机、电、液一体化的CST可控软启动装置。它是一种专门为煤炭或金属矿石的长距离皮带运输机而设计的软驱动装置。一条皮带运输机可以由一台或几台CST驱动。由于尚未解决动态分析和在线监控技术以及启动延迟技术，我国带式输送机一般为3点驱动，对输送机的单机长度和运量存在一定的限制。而且，输送机的监控设备的功能、可靠性、灵敏度和寿命都与发达国家相比存在显着的差距。

3、机电一体化技术在提升机中的应用目前煤矿机电一体化、自动化水平最高的设备是矿井提升机，为全数字化交直流提升机。尤其是内装式提升机，在结构上将滚筒和驱动合二为一，大大简化了机械结构，充分体现了机械～电力电子～计算机～自动控制的综合体。而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，此外，硬件配置简单，互相兼容。我国研制成功的具有自主知识产权的全数字化提升机，其核心部分ASCS是由双CPU构成的计算机系统，其性能先进、操作简便、准确可靠。

4、其他煤矿机电一体化设备液压支架则向电液控制方向发展，将计算机技术与液压控制有机结合，实现定压双向邻架或成组自动移架，避免对顶板和支架产生冲击载荷。煤矿供电要求是供电要可靠，质量要高，能满足大功率设备。因此应该推广节能型产品。高压开关柜采用维护量小，使用寿命长的真空开关。目前高、低开关柜普遍采用了“微机保护”，具备网络功能，可以实现远程遥控、遥测、遥信和遥调。

三、机电一体化技术的研究在煤矿生产中的重要意义

1、提高了劳动安全保障。传统的煤矿工作环境非常恶劣，在潮湿、充满煤尘的环境中长时间、高负荷地工作严重影响到矿工的身体健康和生活质量，某些情况下还会危及到他们的人身安全。采用机电一体化设备进行煤炭的采掘、运输、提升等，不仅可以使矿工从繁重的体力劳动中解脱出来，而且还能降低发生事故和危险的几率，防止工伤和职业病的发生，保证了矿工的生命安全。

2、提高劳动效率。机电一体化产品的应用使过去落后的生产方式得到极大的改变，大量新型自动化电子设备的使用彻底转变了煤矿的作业模式，明显降低了工人的劳动强度，大幅提升了劳动生产率，极大地提高了劳动效率。

第3篇：机电一体化重点范文

【摘要】近年来，随着我国经济社会的飞速发展，城镇化进程稳步加快，越来越多的人口涌入城市，给城市交通带来了巨大的压力，为了缓解严峻的城市交通压力，地铁等轨道交通方式开始得到人们的关注与认可，在城市公共交通中发挥了重要的作用。地铁作为一个庞大的机电一体化系统工程，涉及机械、电气、电子、控制等诸多领域，机电一体化技术在其中得到了广泛的应用。本文主要针对机电一体化技术在地铁中的应用进行了简要的阐述，并重点对其在地铁AFC系统中的应用进行了详细的分析与研究。

【关键词】机电一体化 地铁 AFC系统

二十一世纪以来，随着我国城镇化进程的不断推进，城市基础设施建设发展十分迅速，公共交通设施作为城市基础设施的关键组成部分，更是得到了先行发展。随着城市规模的不断扩大以及城市人口的不断增长，城市交通压力不断增长，交通拥堵以及环境污染等现象十分严峻，已经成为制约城市进一步发展的关键瓶颈。为了解决城市交通问题，以地铁为代表的城市轨道交通发展迅速，其便捷、快速、安全、不占用城市空间等特点使其在许多城市得到了推广与应用，在一些大城市中已经成为城市公共交通的主动脉。

地铁作为一个复杂的系统性工程，涉及机械、电气、电子、控制等诸多领域，是机电一体化技术应用的典型代表，其中机电设备系统、列车监控系统、自动售检票系统、屏蔽门系统以及通信系统等，都需要机电一体化技术的应用。本文主要针对机电一体化技术在地铁中的应用进行了简要的阐述，并主要针对其在地铁AFC系统中的应用进行了简要的分析。

一、机电一体化技术在地铁中的应用

随着信息化时代的到来，以计算机技术与互联网技术为首的信息技术发展迅速，并不断向传统的机械工业渗透，促进了机电一体化技术的形成与发展。机电一体化技术以系统功能为导向，综合运用机械技术、电子技术、控制技术、计算机技术以及互联网技术等，实现了复杂灵活的系统功能，在实际生产生活中发挥着巨大的作用。

在地铁这一复杂的系统性工程中，机电一体化技术的应用十分普遍，根据实现功能的不同，其应用主要可以体现在以下三个方面：

一是智能控制系统。地铁列车与车站的控制智能化离不开机电一体化技术的广泛应用：车站的自动扶梯可以自动检测有无乘客，并根据乘客数量控制运行速度；地铁的屏蔽门在进站出站时自动按顺序开启和关闭；列车内的空调设备等能够根据列车内的环境情况自动进行调节。

二是分布式调度系统。为了保证地铁的便捷性与时效性，地铁需要在规定的时间准点到达，且相邻两班地铁间的时间间隔不能过长，这就对地铁的调度管理提出了较高的要求。为了满足庞大数量地铁列车的调度与控制需求，基于机电一体化技术，利用分布式调度系统，实现了集监控、管理、调度于一体的地铁运行控制系统。

三是网络通信系统。地铁作为一个庞大复杂的机电系统，不同功能的子系统数量较多，且相互之间存在复杂的信息交互。为了满足不同子系统对数据信息的需求，基于机电一体化技术建立了总线拓扑结构网络，实现了车站自动扶梯、地铁屏蔽门以及列车系统间的信息交互与共享。

二、机电一体化技术在地铁AFC系统中的应用

随着地铁在城市中的应用越来越广泛，其方便、快捷、安全、可靠、经济等优势逐渐得到人们的认可，越来越多的市民选择乘坐地铁出行，传统的人工售票已经无法满足地铁庞大的人流量，为了提高车站的服务效率，避免拥堵现象， 自动售检票系统（AFC）开始在地铁站中得到广泛的应用。

AFC系统是基于机电一体化技术实现的地铁售检票过程一体化管理系统，其综合利用了电子技术、计算机技术以及自动控制技术等，通过非接触式IC卡等载体，实现了安全、可靠、高效的自动售检票过程，大大提高了地铁车站的服务能力与服务效率。根据AFC系统数据处理的不同流程，可以进一步将其分为以下几个层次：

（一）车票层

车票层作为整个地铁AFC系统的最底层，是直接面向用户的部分，主要负责对用户使用的车票、一卡通、手机钱包以及各类车票形式进行识别，判别车票的合法性及有效性。为了实现非接触式快速便捷的车票识别，射频识别技术以及车票加密技g等机电一体化技术在车票曾得到了广泛的应用。

1.射频识别技术

当前广泛应用的城市交通一卡通主要以非接触式IC为主，其主要由IC芯片与感应天线构成，当外部射频发生器向IC卡发出固定频率的电磁波时，卡片内部的感应天线将产生谐振，从而在内部电容中积累电荷形成电压，驱动IC芯片将存储数据通过感应天线反馈至外部的读写器或接受外部读写器的指令对内部存储数据进行修改。

2.车票加密技术

城市交通IC卡以及其他各类电子车票中，都存储着用户的相关个人信息以及乘车信息，为了避免IC卡中的隐私信息被他人读取，需要利用车票加密技术对其进行加密。应用车票加密技术后，利用射频读写器读出的IC卡数据并不能直接使用，而是首先需要进行解密和鉴权，判断车票是否合法，之后利用特定的解密算法对独处的数据进行解密，进而得到IC卡的相关信息。利用车票加密技术，大大降低了用户个人信息泄露的风险，提高了车票管理的可靠性与安全性。

（二）车站设备终端层

车站设备终端层主要包括车站内自动售票机、自动充值机、自动检票机等自动化设备，主要负责完成售票、充值、检票等单项功能，接收上层的控制指令同时将处理结果及时向上层进行反馈，其可靠稳定运行离不开机电一体化技术的应用，是上层系统能够稳定运行的重要基础。

当用户利用自动售票机进行购票时，自动售票机要根据用户输入的出发站与终点站，自动计算票价，并根据用户的投币情况自动进行找零，同时将相应的行程信息注入车票的IC芯片之中；当用户利用购买的车票进行检票时，自动检票机中的射频读写器自动读取车票IC芯片中的行程信息，并联网判别车票的有效性，判别有效则打开闸门令乘客通过，判别无效则自动进行报警。

（三）车站计算机系统层

车站计算机系统层位于车站终端设备层之上，主要负责对车站内不同功能的终端设备进行管理与控制，同时对各终端设备反馈的信息进行处理，获取当前地铁车站运行的相关信息。车站计算机系统层主要由主控系统、功能子系统以及通信链路等组成，数据的交互与处理技术是车站计算机系统可靠运行的关键。

主控系统实时从车站内的各自动售票机处读取售票信息，并将信息存储于数据库中，当车站自动检票机读取用户的车票信息并反馈至主控系统时，主控系统在数据库中进行匹配，并将匹配结果反馈至自动检票机，匹配成功则认为车票有效，否则认为车票无效。车票信息数据库必须实时进行更新，当用户购买成功车票后，及时在数据库中新建相应的车票信息，同时当用户行程结束时，及时在数据库中删除相应的一次性车票信息，或在一卡通信息中减掉相应的车票金额。

除了控制自动售检票机的协调运行外，车站计算机系统还具备车站客流统计、票务统计等更加丰富的其他功能，通过对车站售票信息的统计分析，能够及时了解车站的客流情况，及地铁列车的载客情况，同时及时发现车站内各设备的运行情况，有助于及时发现设备的故障。

（四）路中央计算机系统层

线路中央计算机系统层是连接清分系统层与车站计算机系统层的重要传输层，一方面负责接收上层下传的列车运行时刻表、票价表、黑名单表等数据，并及时传输至各车站计算机系统，另一方面接收车站计算机系统上传的地铁实时客流数据及设备运行数据，并将数据传输至上层的清分系统。

（五）清分系统层

清分系统位于整个轨道AFC系统的最顶层，是整个系统的运控大脑，主要负责综合处理整个地铁系统的运行数据，管理与发行不同类型的地铁车票，结算不同线路的地铁票款，同时通过网络与一卡通系统、银行系统等进行票款的清算。

清分系统主要由服务器、交换机、车票编码机等设备组成，能够对整个地铁AFC系统进行管理与控制，同时负责对整个地铁AFC系统产生的数据信息进行处理，具有丰富的数据处理功能：一是对地铁AFC系统运行产生的原始交易数据自动进行存储与备份；二是对AFC系统内各层的数据参数进行更新与维护；三是对地铁AFC系统内各层的时钟进行同步维护，同时对系统内的密钥进行管理；四是向城市公共交通清分系统上传地铁系统的原始交易数据；五是向下层列车运行时刻表、票价表、黑名单等数据信息等。

三、结束语

地铁作为方便快捷的城市公共交通方式，在城市中得到了广泛的应用，其安全稳定运行离不开机电一体化技术的广泛应用。本文主要针对机电一体化技术在地铁中的应用进行了阐述，并重点针对其在地铁AFC系统中的应用进行了深入的分析与研究。

参考文献：

[1]石慧麟.城市轨道交通自动售检票系统设计[J].城市轨道交通研究， 2001， 4（2）：61-63.

[2]刘建刚.现代城市轨道交通（地铁）机电一体化的应用与节能技术的探讨[J].城市建设理论研究：电子版， 2015（3）.

[3]王策.浅析传感器技术在地铁机电一体化系统中的应用[J].城市建设理论研究：电子版， 2015（3）.

第4篇：机电一体化重点范文

关键词：信息化远程教育机电一体化教学

1信息化远程教育应用到机电一体教学中的必要性

机电一体化专业是在传统机械制造与自动化专业基础上改进而来，集合了机械结构知识以及电路知识，更加适应现代社会对机械人才的需求。机电一体化教学开展目标是培养出大量优秀的具备机电设备使用、维修、维护以及设计的高技术型综合人才。随着现代科学技术水平的不断发展，信息化技术在我国得到了迅速的发展，并衍生出了各种各样基于信息技术的创新产品，信息化远程教育就是其中的一员，突破了传统教学方式中的局限性，让课堂教学活动的开展不再受限于时间和空间上的限制，极大地提高了学生学习的便利性与积极性，显著提高了机电一体化专业的教学效果[1]。举例说明，在传统的教学模式中，机电一体化教学流程是依据课本知识进行逐个讲解，使得各个知识点之间没有形成有效的链接，造成知识点之间的衔接能力不强，不容易被学生整体消化。通过信息化远程教育模式的应用，可以方便、快捷地将机电一体化教学资源进行整合，并且能够将课本上的理论知识转化成立体的三维模型，从而为学生带来不一样的感官感受，帮助学生更好地理解课本知识。另外，信息化技术的应用还能够很好地拓宽学生的知识面，调动学生的学习积极性，从而改善机电一体化教学效果。

2现阶段机电一体教学中存在的问题

机电一体化专业教学不仅要关注学生对理论知识的掌握情况，同时还有重点培养学生实践操作能力，鼓励学生将理论知识运用到实践操作中，实现理论联系实际，促进理论知识和实践能力的共同提升[2]。为此，在开展机电一体化专业教学活动中，必须要加强学生理论知识和实践能力的练习。但是，在进行实际的机电一体化教学活动时，存在着较多的问题，主要表现在以下两个方面。第一，机电一体化专业知识涉及范围广，不仅牵涉到机械结构原理、结构力学、材料力学、液压原理等，还涉及到电路知识，在进行传统教学过程中，老师仅仅是围绕课本知识进行讲解，没有对课本知识进行向外扩散和延伸，同时也缺乏对学生实践能力的培养，学生普遍存在动手能力差的问题，也不能够很好地将理论知识应用到实践操作中，更谈不上用理论知识解决实际生活中的问题[3]。第二，机电一体化教学过程缺乏创新，这主要表现在教学方法和内容上。首先教学方法上，老师采用传统教学方法，按部就班的进行课程讲解；另外教学内容上，主要以教学大纲要求的课本知识为主，没有进行有效的延伸，使得学生的学习积极性较差，影响机电一体化教学效果。

3信息化远程教育在机电一体化教学中的应用策略

3.1提升学生对机电技术的应用水平

将信息化远程教育引入到机电一体化教学改革中，必须要充分认识到机电一体化传统教学中存在的问题，然后根据具体问题进行有针对性的整改。首先，大多数机电一体化专业学生存在着对知识应用能力不强的问题，为解决这一的问题，老师可以利用信息化远程教育平台提高学生的知识面，让学生学习到更宽泛的机电一体化知识，提高学生的学习兴趣以及积极性。另外，机电一体化专业是一门综合性很强的学科，要求学生熟练掌握全面的理论知识，同时还有具有较强的实践操作能力，而传统的教学方式中，仅仅注重学生理论知识的传授，而忽视了对学生实践操作能力的培养，通过信息化远程教育平台，不仅可以突破传统教学中时间和空间上的限制，让学生能够更加自由、便捷地进行专业知识的学习，同时信息化远程教育平台还可以将课本中枯燥的理论知识转化成生动的三维模型，并以此创建教学情境，降低学生对知识的理解难度，完善具体化的学习过程，改变传统教学中抽象、枯燥的教学内容，实现教学成绩以及教学效果的共同提升[4]。

3.2促进老师对机电一体化教学进行创新

机电一体化专业目标是培养出满足社会需求的高素质、高能力的综合型技术人才，因此机电一体化教学应当紧随时代潮流，按照市场的需求不断地进行教学内容和方式的改变，保证教学内容的设定符合当下社会发展的需求，从而确保培养出的机电一体化学生能够迅速适应社会，发挥自身的人生价值[5]。各个院校应当鼓励老师积极的进行机电一体化教学创新，不断改善机电一体化教学效果。随着我国全面进入信息化社会，信息化远程教育也成为了目前高校教学中非常重要的一种方式，该平台集合了数据仿真模拟系统，可以将课本教学内容通过计算机以及多媒体技术呈现出来，并在仿真模拟系统的基础上实现课本教学内容的学习[6]。另外，信息化远程教学平台还可以对学生的实践操作能力进行考核评价，从而调动学生的主观能动性，让学生主动去探索专业知识，扩展学生的知识面，提高学生的实践操作能力，让学生在解决问题中感受到学习的快乐，实现学生各方面能力的综合发展。

第5篇：机电一体化重点范文

关键词：机电一体化；智能控制技术；控制策略；

近年来，融合了多种先进技术的机电一体化系统得到了蓬勃发展和广泛应用，为社会生产生活创造了极大的便利，这显然离不开智能控制技术的重要作用。因智能控制技术可有效解决非线性、时变性、多层次性等控制领域的复杂难题，利于机电一体化系统的可靠运行。故希望通过对机电一体化中智能控制策略的探讨，对推动两者协调发展有所助益。

1.智能控制技术综述

智能控制是目前控制领域的研究重点和热点，简单的讲，其是以自组织、自适应、人机系统、Petri网等智能理论为基础，以计算机、网络通信、控制技术等为平台，然后在无人干预的条件下，由智能机器独立、自动控制系统设备完成既定目标[1]。

而智能控制技术之所以在机电一体化系统中广泛应用，并发挥着日益重要的作用，与其自身特点有直接关系，如变结构、非线性较高，核心多为高层控制，任务要求较为复杂，控制模型相对不确定，组织功能、适应能力、学习功能极强等，这些均为其发展和应用提供了良好契机。具体而言，当下的智能控制系统主要涉及下述几类：专家系统，即将专业知识、控制技能、专家经验等汇集至专门的数据库，然后依据程序指令进行运行操作（系统结构如图1所示），相对而言，实用性较好；神经网络系统，即基于神经细胞、人工神经元等实现分布处理、非线性映射、人工智能模仿等功能，具有较强的自组织、自适应和并行处理的特点，在机电一体化中的应用最为广泛；分级控制，即以自组织和自适应为前提，实行相对独立的组织、执行、协调等控制功能；模糊控制，即专家系统和神经网络系统的集合体，有助于控制技术智能化和模糊逻辑功能的提高。

2.机电一体化中的智能控制策略

机电一体化为自动化领域发展创造了良好契机，而智能控制技术又为机电一体化提供了有力支持，故两者的融合发展则为产业化发展打下了坚实基础，故探讨机电一体化中的智能控制策略十分必要，下面就其加以重点分析。

2.1.将智能控制应用于电力电子领域

在电力电子领域中引入智能控制技术，既有利于优化电子器件设计，也有助于节约设备运营成本，其中在电流控制技术中的应用最具代表性。如涵盖发电机、电动机、变压器等在内的电机电器设备，无论是规划设计、投运生产，还是运行控制、日常管理，都具有较强的复杂性，若引入智能控制技术，可基于遗传算法对设备进行设计优化，可大大节约计算时间和成本费用，并确保设计方案科学先进、经济合理，同时运用模糊专家和神经网络系统，可基于电子设备运行状态实时信息对设备故障进行快速诊断和控制，进而降低故障影响，确保系统运行安全稳定。

2.2.将智能控制应用于机械制造领域

机械制造是机电一体化系统的重要构成，故其采用智能控制技术也是必然选择，如此一来，其便可以通过改善机械设备的故障自我诊断能力，以提高工作效率和质量。具体的讲，就是依托于计算机、信息等技术工具，动态模拟制造过程，此时可借助神经网络、模糊数学等智能理论经传感器对采集的信息进行预处理，结合Then-If逆向推理用于优化控制参数和模式，针对残缺不全的数据信息，可基于模糊理论借助外环决策制定合理的控制动作，如神经网络系统便可凭借较强的学习功能对其加以科学处理，进而提高机械制造控制活动的效率和精度[2]。目前监控、预报、故障诊断、自我维护以及机械操作、控制与管理的集成是机械制造智能控制的研究热点。

2.3.将智能控制应用于工业生产工程

将智能控制应用于工业生产过程管理中也有其自身的意义所在，那便是有效解决传统控制模式的复杂问题，确保工业生产过程有序开展，但其应用一般分为局限级和全局级。其中智能控制的局限级侧重的是神经网络和专家两类控制器的智能控制，通常限于为工业生产过程中局部单元的控制器进行调整和控制，如参数整定、自适应调整、处理复杂的控制问题等[3]；而全局级则是相对于整个工业生产过程而言的，主要用于处理操作异常、诊断控制过程存在的故障等，以便于提高操作工艺的效率和质量。

2.4.将智能控制应用于数控相关领域

信息技术在蓬勃发展的同时，也推进了数控领域与智能控制的相互融合，因为机电一体化的持续发展需要更高水平的数控技术为基础，而引入智能控制技术可进一步为其提供重要保障。如在模具制造、机械加工等数控技术领域中，加工环境的感知、网络通信制造的实现、加工运动的推理等相关能力是对数控技术的高新要求，而融入智能控制技术，可使其智能编程、监控、数据库构建等目标变为现实，其中借助模糊控制处理模糊问题用于优化机械的加工过程，以及借助专家系统可用于解决不明确的结构问题等已初见成效。

2.5.将智能控制应用于机器人系统

机器人是一个充满不确定性、非线性且十分复杂的系统，这显然与智能控制特点相符，故将其应用于机器人领域利于其自身优势的彰显，但从某种意义上说，机器人更是验证智能控制技术是否可行的试金石[4]。其应用主要体现为：机器人轨迹规划的智能控制策略主要采用了专家系统、模糊系统和神经网络系统，用于控制其传感信息的融合、视觉处理、手臂姿态、主要动作等，其中在环境建模、自我定位、监控检测等方面已得到验证，日后的研究重点在于使其速度、位置、等状态变量趋于理想轨迹。

3.机电一体化中智能控制的发展趋势

由上可知，专家系统、模糊控制、神经网络等智能控制技术的应用在机电一体化自身性能的完善、工作效率以及安全可靠程度的提高中发挥了不容忽视的效用，这是毋庸置疑的。但是在科技力量的推动下，机电一体化会不断进步和发展，到时其面临的环境会随之复杂，遇到的问题也会更多，若智能控制技术停滞不前。必将会惨遭淘汰，制约机电一体化的顺利发展，这就要求我们切实做好下述工作。

3.1.探索更为科学的理论框架

现行的智能控制技术还存在亟待解决的难题，如局部与整体的隔开、微观与宏观的分离、应用与理论的脱节等，可见人工智能控制研究所面临的实际困难远远大于预期设想，因此我们应积极探索更新的理论架构，如规范描述控制知识和系统的标准，系统、完整的研究智能控制的动态性、鲁棒性、稳定性等，以此为大力发展智能控制技术奠定有力基础[5]。

3.2.寻求更为广阔的发展空间

智能控制技术若要取得质的突破，就必须找到技术集成的新方法和新途径，除了结合信息、控制、系统等理论外，还应进一步加大与计算机图形学、过程控制、认知科学、并行处理、机器人学等知识的融合力度，唯有如此，才会拥有更高的应用价值；在此基础上，研发更加完备、成熟、高效的应用方法，其中软件系统尤为关键，要求其可以科学合理的描述不同的控制过程，设计的程序语言既通用又具有独立的任务等，而应用方法则要注重强化对环境和传感信息的解释性能，改善模块转换、信息识别和处理能力，提高控制的实时性和运行的高效性等。

结束语：

总之，智能控制在机电一体化中的应用有效解决了机械自动化运行这一传统模式的缺陷和问题，促使控制水平、性能、效率均有显著提高。虽然如此，其依然具有较大的提升空间，这就要求我们基于不断的创新和实践，积极寻求更为有效的智能控制技术和方法，以期使其性能更可靠、应用更广泛，进而为机电一体化健康发展提供有力支持。

参考文献：

[1] 郑志坚.管窥机电一体化系统中的智能控制[J].科技创新与应用，2013（08）.

[2] 徐文龙.论智能控制与机电一体化的有机融合[J].科技创新与应用，2012（20）.

[3] 孙英.机电一体化智能控制分析[J].科技与企业，2013（15）.

[4] 董勇.机电一体化系统中智能控制的应用体会[J].数字技术与应用，2012（18）.

[5] 李文悦.探讨机电一体化系统中智能控制的应用[J].黑龙江科技信息，2012（25）.

第6篇：机电一体化重点范文

在矿井提升机中的重要应用

大家都知道，矿井的提升机主要工作的地点就是在矿井下以及地面上，机电一体化技术在矿井提升机中的应用，可以很好地发挥其一体化的功能，使运行实现全数字化。内装式的提升机在矿井提升机中具有非常重要的地位，这种类型的提升机使滚筒和驱动在结构的角度上进行有机结合，用这种方法使机械的结构得到简化，使机电一体化能够更好地被实现。在功能上，全数字化的提升机可以使通讯达到非常快的速度，使诊断的功能也达到全自动化。提升机全数字化的功能为了可以使电器的安装得到进一步的简化，使硬件设备地安装简便化，软件启动和控制得到进一步实现，矿井提升机的工作效率得到了进一步提高。

在矿井下的带式输送机中的应用

我们把带式的输送机又称之为胶带输送机，它的工作原理就是通过摩擦驱动来实现运输材料的连续性。它的形成就是由上面紧套的闭合输送带与两个端点的滚筒相结合而形成的。因为机电一体化技术的大量应用，带式输送机在技术水平上有了一定地提高，并且在一定的程度上使矿井下的高带速、大运量、大功率和长距离曲线的带式输送机等许多的关键技术在研究以及新产品研发的速度上都起到了相当大的促进作用。目前，通过我国的科学技术的不断发展，科学家的不断努力与钻研，多种类型的带式输送机被研究出来了。但是出现的问题就是这些带式输送机的单位长度以及运输量都受到了很大的限制，需要特别指出的一点就是我国研发的带式输送机与西方发达国家的相比，在灵敏度以及使用的寿命上的研究是比较弱的，这就需要我国的科学技术人员更加坚持不懈地努力，才能够赶上并超过发达国家的技术水平。所以我国的技术科技研究人员应该通过不断地研究来使技术更加完善。

煤矿企业中的机电一体化技术发展趋势

1机电一体化技术发展日趋网络化

上世纪九十年代，计算机技术得到迅速发展，其中一项重要的成就就是网络技术的发展。人们日常的生产生活以及工业生产、教育、军事、科学技术等等都因为网络技术迅速地兴起以及迅猛地发展而受到了很大的影响。全球范围内的经济和生产也由于网络化的技术而逐渐的融为一体，致使企业之间竞争的力度进一步加强了。煤矿的远程控制、监视技术也由于机电一体化技术网络性的发展在生产中得到很好地应用，为使煤矿行业能够得到长足的发展，还要适当地引入竞争机制。

2机电一体化技术发展日趋智能化

机电一体化技术今后一个重点的发展方向就是智能化。最近几年来，人们越来越重视机电一体化技术应用与研究的智能化。智能化的机电一体化技术应用于煤矿生产中，能够使人们的正常思维的一部分很好地输入到电脑的操作系统中。利用这种系统来模拟人类思维的智能性。让系统也能够拥有与人类相同的推理能力、逻辑思维能力、自主选择能力以及判断能力等等。这样的话，就可以使工人一些脑力和体力的活动通过机电一体化的智能性来代替，使工人们的劳动强度得以减轻，工作的效率也会相应得到提高。但是，需要我们清楚的一点就是，机电一体化的产品智能性永远不会跟人类所拥有的完全相同，当然这一点也不是必须的，我们只是要求机电一体化拥有人的部分比较低级的智能，能够为我们的工作所利用到就可以了。

3机电一体化技术发展日趋绿色化

科学技术以及社会经济在当今的世界都在迅猛发展着，这也大大提高了煤矿的生产效率，进行煤矿生产的企业也从中得到了很高的经济效益，使人们的生活变得更加舒适安逸，物质资料也得到了极大的丰富。任何事物都有其不利的一面，在这方面也是同样的，人们在享受的同时也付出了比较惨重的代价，由于过度地开采使得煤矿资源迅速的减少，生态环境也遭到了严重地破坏。人们也逐渐认识到保护资源与环境的重要性。所以说绿色这个概念就随之产生了，对于资源开采的绿色化也是这个时展的大势所趋。作为煤炭开采行业来说，怎样才能做到企业健康、可持续地发展呢？怎么才能实现煤矿的绿色开采，保证对于生态环境不会造成危害或者把危害降到最低呢？机电一体化技术就可以很好的解决这一问题，可以最大可能地降低对环境污染的程度，报废的机械还可以再回收利用。

结语

第7篇：机电一体化重点范文

关键词：煤矿 机电一体化 意义 应用

1 机电一体化技术的概述“ 机电一体化”(Mechatronics)是集机械、电子、计算机和信息技术等多种技术有机结合的一门交叉综合技术。机电一体化是在机械的主功能、动力功能和控制功能上引进计算机和电子技术,将机械装置和电子设备以及软件等紧密结合起来,相互渗透,相互融合而形成的一门新兴的综合技术。它的本质不仅是单纯地利用电子技术来简化或替代机械,更重要的是将机械系统、微电子和计算机技术、信息技术组成了最佳系统。

机电一体化技术具有下述优势:提高使用的安全性和可靠性、改善使用性能。机电一体化产品均具有自动监视、报警、诊断等功能,大大简化了操作步骤并且简单、方便;适用面广、生产能力强、工作质量高。机电一体化产品的各种自动功能适用于不同的场合和领域,应变能力强,很大程度提高了控制和检测的灵敏度和精度;具有复合功能、调整和维护方便。机电一体化产品具有复合技术和复合功能,它的它的自动化检验和自动监视功能可对工作过程中出现的故障自动采取措施,使工作恢复正常。

2 机电一体化技术的发展历程和趋势总体说来,机电一体化技术经历了四个发展阶段:准备阶段,计算机的出现标准着机电一体化技术的产生。上个世纪六十年代,日本首先提出这个名词,但是限于当时的技术水平,该技术无法得到广泛的推广和应用;起步阶段,信息技术,微电子技术的发展成熟和第四代电子产品的商品化是机电一体化这一设想变成了现实,在这一时期,机电一体化的影响不断扩大,并取得了较大发展;发展时期,进入八十年代,机电一体化技术已为全世界学者所嘱目,机电一体化技术和产品已像雨后春笋般出现;蓬勃发展时期,九十年代至今,各种新技术出现并取得突破性的发展,日新月异的变化使机电一体化技术和产品扩展到人们生活的各个领域。

我国制造的机电一体化产品都具有智能化、程序化、信息化的特点,以及设备体积小、操作、维护方便、保护齐全、性能可靠等优点,机电一体化产品的广泛应用减轻了劳动强度,提高了生产力水平,创造了巨大的经济和社会效益。然而,我国的机电一体化技术与发达国家相比差距还很大,其未来的发展趋势是:

开发有自主知识产权的核心技术,研究具有自主知识产权的核心装置;增加产品的通信功能,以适应综合自动化的需要;开发以微处理器和微机为基础的矿井设备工况和健康监测以及微处理器、计算机和专家系统的应用等;机器人仍然是机电一体化技术今后研究的重点之一。

3.1 机电一体化技术的研究在煤矿生产中的重要意义3.1 提高劳动效率机电一体化产品的应用使过去落后的生产方式得到极大的改变,大量新型自动化电子设备的使用彻底转变了煤矿的作业模式,明显降低了工人的劳动强度,大幅提升了劳动生产率,极大地提高了劳动效率。

3.2 提高了劳动安全保障传统的煤矿工作环境非常恶劣,在潮湿、充满煤尘的环境中长时间、高负荷地工作严重影响到矿工的身体健康和生活质量,某些情况下还会危及到他们的人身安全。采用机电一体化设备进行煤炭的采掘、运输、提升等,不仅可以使矿工从繁重的体力劳动中解脱出来,而且还能降低发生事故和危险的几率,防止工伤和职业病的发生,保证了矿工的生命安全。

3.3 增加了经济效益和矿工的劳动收入煤矿机电一体化技术的运用使得煤炭的产量大幅提高,增加了企业的经济效益,同样使矿工的劳动收入有所提高,改善矿工的生活质量。煤矿企业的快速发展带动了其它相关行业的快速发展,对地方经济的快速发展起到积极的推动作用。

4.1机电一体化技术在煤矿中的应用4.1 机电一体化技术在采煤机中的应用机电一体化技术在采煤机的一个典型应用就是电牵引采煤机。它具有许多液压牵引采煤机不具备的优势和特点:良好的牵引特性。在采煤机前进时它可以提供牵引力,在采煤机下滑时它还可以进行发电制动;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,可用在40°～50°倾角的煤层,而不需要其它防滑装置;运行可靠,使用寿命长。与液压牵引不同是电牵引采煤机除电动机的电刷和整流子有磨损外,其它元件没有磨损,因此运行可靠,使用寿命长,维修量小;反应灵敏,动态特性好;结构简单、效率高。电牵引采煤机机械传动结构轻便简单,只做一次转换电能转换为机械能,转换效率可高达99%,而液压采煤机的电能转换机械能的转换效率只有65%～70%左右。

4.2 机电一体化技术在提升机中的应用目前煤矿机电一体化、自动化水平最高的设备是矿井提升机,为全数字化交直流提升机。尤其是内装式提升机,在结构上将滚筒和驱动合二为一,大大简化了机械结构,充分体现了机械～电力电子～计算机～自动控制的综合体。而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,此外,硬件配置简单,互相兼容。我国研制成功的具有自主知识产权的全数字化提升机,其核心部分ASCS是由双CPU构成的计算机系统,其性能先进、操作简便、准确可靠。

4.3 机电一体化技术在带式输送机中的应用带式输送机是我国煤矿井下输送系统的主要运输设备,具有长距离连续输送、输送量大、运行可靠、效率高和易于实现自动化等特点。因此,近几年来带式输送机已成为机电一体化技术的研究重点。目前主要采用机、电、液一体化的CST可控软启动装置。它是一种专门为煤炭或金属矿石的长距离皮带运输机而设计的软驱动装置。一条皮带运输机可以由一台或几台CST驱动。由于尚未解决动态分析和在线监控技术以及启动延迟技术,我国带式输送机一般为3点驱动,对输送机的单机长度和运量存在一定的限制。而且,输送机的监控设备的功能、可靠性、灵敏度和寿命都与发达国家相比存在显着的差距。

第8篇：机电一体化重点范文

【关键词】 机电一体化技术 煤矿机械 应用

机电一体化技术为一种复合型技术，由信息技术、计算机控制技术、电子技术及机械技术结合而成；机电一体化的主功能以机械技术作为支撑，动力功能以电子技术与计算机控制技术作为支撑，机电一体化将软件、电子设备以及机械装置等以有机的方式结合在一起[1]。目前，此技术正朝集成化、智能化及绿色化的方向发展。将机电一体化技术运用于煤矿机械当中，能够使煤矿生产实力得到有效提升，并可以为煤炭工业的优化奠定基础。本文针对机电一体化技术在煤矿机械当中的应用问题进行了研究。

1 将机电一体化技术应用于煤矿机械当中的作用

第一，将机电一体化技术应用于煤矿机械当中，能够提高煤矿产业的生产效率。在运行煤矿机械时，引进机电一体化，将能够改善煤矿机械生产产品的方式；尤其是将自动处理技术运用于机械当中，将能够显著提高生产效率。第二，能够保障劳动及操作安全。如采用传统方式来开采煤矿，其工作环境恶劣，安装机械的环境也不佳；在经过长时间运作后，所用到的机械很有可能会发生安全方面的故障，对劳动安全造成不良影响[2]。但如果将机电一体化技术应用于煤矿机械当中，将能够使矿工工作的压力及负担得以减轻，并能够有效减少发生事故的概率，从而保障了劳动安全。第三，能够增加煤矿企业的效益及矿工收入。将机电一体化技术应用于煤矿机械当中，将能够大幅度提升煤炭产量，因而使企业效益得到增加，当企业效益增加之后，也能够增加矿工收入；当煤矿企业获得一定程度的发展之后，必然能够为有关行业的发展起到带动作用，从而有利于发展区域经济。

2 机电一体化技术在煤矿机械当中的运用分析

2.1 采煤机当中的运用

目前机电一体化技术于采煤机械当中已经得到了较好的运用，其中，典型的运用为电牵引式采煤机。如果对液压牵引式的采煤机械与电牵引式的采煤机械进行相互比较，可以发现，电牵引式的机械具有以下优点。第一，其牵引特性良好，能够为机械提供前进牵引力，帮助其将移动时所遇到的阻力克服，还能够在机械下滑的情况下，开始发电制动，并反馈电能。第二，如煤层出现了大倾角，则可以预防机械继续下滑；因为电牵引式机械所设定的动力矩比额定转矩更大，所以在煤层出现倾角时电牵引式机械可以有效防滑。第三，机械的稳定性较好，且具有较长的使用寿命。液压牵引与电牵引有着很大的区别，电牵引式机械在运行的过程中，一般只会损伤到整流子及电刷，对于其他的元件则无明显的磨损作用，因此可以保障可靠的工作，产生故障的几率也较低，维修任务较轻。第四，反应较为灵敏，具有良好的动态特征。因为电控系统可以对各类参数进行调整，从而避免了超载运行的状况。第五，结构较为简单，但效率更高。因为电牵引式机械所具有的传动结构较为简单、其重量也较轻；将电能变为机械能的效率较高。在我国，电牵引式机械已于二十多年前就开始了开发研制，到目前该技术已逐步趋于成熟，推动了煤炭机械的技术革新。

2.2 提升机当中的运用

目前，自动化及一体化水平较高的煤矿机械设备为提升机，一些直流或交流式的提升机已经实现了全数字化，其中以内装提升机最为典型。此类提升机将驱动与滚筒合为一体，从而简化了机械本身的结构，并实现了自动控制、机械设备、计算机及电子技术的整合运用。当提升机实现数字化之后，其可靠程度得以大大增强；此外，将总线方式运用于其中，能够使安装电器的过程得以简化；配置的硬件也较为简单，且可以实现相互兼容。在第九个五年计划当中，国产自动化及数字化提升机已经变成煤矿机械的首选。我国研制的提升机由双CPU组成核心部分ASCS，能够保证提升机具有准确可靠的性能。

2.3 支护设备当中的运用

在采煤工作当中，运用支护设备是必须的，目前广泛运用的支护机械为液压支架。将机电一体化技术运用于支护设备当中，可将液压支架发展为电液控制；电液控制实现了液压控制与计算机控制技术的有机整合，对支架进行优化，使之成为自动移架或双向邻架，以预防支架及顶板出现较强的冲击载荷；电液控制还能够自动对支架工作的情况进行检测。

2.4 带式输送机当中的运用

用于输送的煤矿机械应具有输送量大、输送距离远、效率高及运行可靠的特点；因此，带式传输机被广泛运用于煤矿的运输工作。近些年，煤矿机械的研究重点在于如何实现机电一体化技术与输送机械的整合。在这一个方面，推广应用CST装置将是一个较好的完善方法。CST装置是一种软启动及可控制的装置，其实现了电子技术与机械技术的一体化，能够为长距离运输金属矿及煤矿提供一种优良的皮带运输方式；CST装置能够在运输惯性较大的荷载时，实现平滑起动，一台CST装置就能够实现运输机的驱动，也可将几台CST装置用于运输机械的驱动，因此，应用CST装置能够使长距离及大运量两项驱动难题得到有效解决。

3 机电一体化技术在煤矿机械当中运用的未来趋势分析

将机电一体化技术应用于煤矿机械当中，对煤矿机械进行完善及改进，能够实现煤矿机械的信息化控制、程序化控制及智能化控制，从而方便于操作。目前，我国煤矿机电的一体化运用已经取得了进步，但是如果同发达国家比较，我国目前的应用水平尚处于落后阶段，还需要不断深入研究。笔者认为在未来，运用的趋势为加快研发核心装置，增强煤矿机械产品在通信方面的能力，开发及应用能够自动监测机械运行状态及设备工况的微机系统，以及运用煤矿机器人。

4 结语

当今社会，电子技术、自动化控制技术及软件技术等飞速发展，煤矿机械的智能化、自动化及数字化水平均得到了质的提升。将机电一体化技术应用于运输、开采及挖掘煤矿的设备当中，将能够使煤矿生产实力得到有效提升，从而为煤炭工业的优化提供必要条件。

参考文献：

第9篇：机电一体化重点范文

【关键词】机电一体化；煤矿生产；监测监控；矿井运输；采煤机

1 机电一体化技术的概述

“机电一体化”（Mechatronics）是集机械、电子、计算机和信息技术等多种技术有机结合的一门交叉综合技术。机电一体化是在机械的主功能、动力功能和控制功能上引进计算机和电子技术，将机械装置和电子设备以及软件等紧密结合起来，相互渗透，相互融合而形成的一门新兴的综合技术。它的本质不仅是单纯地利用电子技术来简化或替代机械，更重要的是将机械系统、微电子和计算机技术、信息技术组成了最佳系统。

机电一体化技术具有下述优势：提高使用的安全性和可靠性、改善使用性能。机电一体化产品均具有自动监视、报警、诊断等功能，大大简化了操作步骤并且简单、方便；适用面广、生产能力强、工作质量高。机电一体化产品的各种自动功能适用于不同的场合和领域，应变能力强，很大程度提高了控制和检测的灵敏度和精度；具有复合功能、调整和维护方便。机电一体化产品具有复合技术和复合功能，它的它的自动化检验和自动监视功能可对工作过程中出现的故障自动采取措施，使工作恢复正常。

2 机电一体化技术的发展历程和趋势

总体说来，机电一体化技术经历了四个发展阶段：准备阶段，计算机的出现标准着机电一体化技术的产生。上个世纪六十年代，日本首先提出这个名词，但是限于当时的技术水平，该技术无法得到广泛的推广和应用；起步阶段，信息技术，微电子技术的发展成熟和第四代电子产品的商品化是机电一体化这一设想变成了现实，在这一时期，机电一体化的影响不断扩大，并取得了较大发展；发展时期，进入八十年代，机电一体化技术已为全世界学者所嘱目，机电一体化技术和产品已像雨后春笋般出现；蓬勃发展时期，九十年代至今，各种新技术出现并取得突破性的发展，日新月异的变化使机电一体化技术和产品扩展到人们生活的各个领域。

我国制造的机电一体化产品都具有智能化、程序化、信息化的特点，以及设备体积小、操作、维护方便、保护齐全、性能可靠等优点，机电一体化产品的广泛应用减轻了劳动强度，提高了生产力水平，创造了巨大的经济和社会效益。然而，我国的机电一体化技术与发达国家相比差距还很大，其未来的发展趋势是：开发有自主知识产权的核心技术，研究具有自主知识产权的核心装置；增加产品的通信功能，以适应综合自动化的需要；开发以微处理器和微机为基础的矿井设备工况和健康监测以及微处理器、计算机和专家系统的应用等；机器人仍然是机电一体化技术今后研究的重点之一。

3 机电一体化技术在煤矿生产中的应用状况

3.1 在煤矿带式输送机中的应用

带式输送机是我国煤矿井下输送系统主要运输设备，具有长距离连续输送、输送量大、运行可靠、效率高和易于实现自动化等特点。因此，近几年来带式输送机已成为机电一体化技术的研究重点。由于煤炭产量的不断提高，长距离、大运量、高带速的带式输送机成为井下煤炭运输的主要设备，且多为大功率、多电机驱动，通常需要中压供电，因此对电机的驱动控制提出更高要求，主要有以下几点：

（1）启动电流要小，减少对电网的无功冲击，减少对机械设备的强烈冲击；

（2）电机的启动力矩要大，可重载启动；

（3）多电机驱动时的功率平衡及各电机的速度同步精度要高；

（4）起、制动过程要平稳，避免胶带和滚筒之间的打滑；

（5）驱动控制方式有利于节能降耗；

（6）使用方便、维护成本低，系统的运营效益高。

采用调压式软启动器、液力祸合器、CST可控软启动器中的任意一种启动皮带机，虽能解决或部分解决胶带机软启、软停问题，但实际使用中存在诸多问题，如调压式软启动器受其控制原理的限制，重载时往往不能启动、不具备调速功能；采用液力祸合器，电动机必须空载启动，启动电流大，对机械设备有冲击、多驱动电机的功率平衡不好解决、传动效率较低，调速范围窄，低速时能量损耗大；CST通过调节油膜间距实现软启动，但没有调速功能，不能实现过程控制，且油价昂贵，维护费用高等缺点。

可见，带式输送机运输中还存在诸多问题，有关机电一体化在带式输送机中的应用问题，尚需进一步研究。

3.2 在矿井安全生产监测监控系统中的应用

矿井安全生产监控系统是最能体现煤矿机电一体化的技术之一。我国监测监控技术应用较晚，，20世纪80年代初，原国家煤炭部组织了对国外煤矿监控技术进行大规模的考察和引进工作，此举大大促进了国内监控技术的发展。先后从波兰、法国、德国、英国和美国等引进了一批安全监控系统（如DAN6400、TF200、MINOS和Senturion-200），在部分煤矿中应用；在引进的同时，通过消化、吸收并结合我国煤矿的实际情况，研制出KJ2，KJ4等系统并通过了鉴定。20世纪90年代以来，紧跟世界监测监控系统的发展潮流，我国自行研制开发出了一批具有世界先进水平的监控系统，如煤炭科学研究总院重庆分院的KJ90系统、煤炭科学研究总院常州自动化研究所的KJ95系统等，它们的主要特点是：测控分站的智能化水平进一步提高；具有网络连接功能；系统软件采用了Windows操作系统。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，规定了我国各大、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。自此，大大小小的系统生产厂家如雨后春笋般的不断出现，不仅为各煤矿提供了更多的选择机会，且促进了各厂家在市场竞争条件下不断提高产品质量和服务意识。经过多年的实践表明，安全监测监控系统为煤矿安全生产和管理起到了十分重要的作用。

对我国现有煤矿监测监控系统及配套传感器等设备的现场应用效果进行综合评价，煤炭科学研究总院重庆分院的KJ90、天地科技股份公司常州自动化分公司的KJ95、煤炭科学研究总院抚顺分院的KJF2000 和北京瑞赛公司的KJ4， KJ2000 等系统无论在软硬件功能、稳定性和可靠性、专业技术服务能力、企业性质和生产规模等方面基本代表了我国煤矿监测监控系统的技术水平。

3.3 在采煤机上的应用

1970 年，我国自主设计制造装配了第一套综合机械化采煤工作面，并在大同矿务局进行试验使用，一直试验使用到80 年代后期，这项技术的使用标志着我国的煤矿综合机械化采煤有了重大的突破性发展，推动了煤矿自动化的发展进程，同样，采煤机也由液压牵引开始转向电牵引；液压支架的控制系统也逐渐向计算机化发展，以计算机为核心，采用电液控制，移架自动化得以实现。另外，对工作面刮板运输机也进行了微机监控装置的配置， 实现计算机自动化控制。机电一体化技术在综合机械化采煤中的应用，使设备动作趋于协调，且安全性、可靠性大为提高，操作性能更加完善，为煤炭企业带来了更高的经济效益。

4 煤矿机械中机电一体化技术应用的意义

4.1 提高劳动效率

机电一体化产品的应用使过去落后的生产方式得到极大的改变，大量新型自动化电子设备的使用彻底转变了煤矿的作业模式，明显降低了工人的劳动强度，大幅提升了劳动生产率，极大地提高了劳动效率。

4.2 提高了矿山开采的经济效益

机电一体化不仅是机械设备上的一次全新的进步，同时也给煤矿带来了前所未有的进步，一方面采煤量有了很大程度的提高，其次，煤矿工人的劳动强度适当得到了减轻；再次，机电一体化在煤矿中的应用，降低了矿山的开采费用，使煤矿的经济效益得到了增加，同时还带动了相关产业的发展，在很大程度上推进了地方经济的进步。

4.3 提高了安全的煤矿开采工作环境

煤矿工作本身就是一个高危险性的工种，每年煤矿的事故都会有所发生，煤矿的工作安全性时刻危及着人们的生命财产的安全，机电一体化技术在煤矿中的应用，在很大程度上降低了事故的发生率，不仅在一定程度上提高了工作效率，还在安全方面有了很大的保障。

参考文献：