時間：2022-11-24 13:53:59
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇機電一體化應用，希望這些內容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
隨著我國汽車行業(yè)的發(fā)展速度不斷加快，大大拓展了汽車設計中機電一體化技術的應用范圍，同時也大大提高了機電一體化技術的水平。穩(wěn)定性、經濟性和安全性等是機電一體化技術具備的特征，通過對汽車設計中機電一體化的應用進行研究，不但可以將汽車的整體穩(wěn)定性提升，同時可以為機電一體化技術質量提供保障，從而對我國汽車行業(yè)的發(fā)展具有重要的推動作用。
1在汽車設計中機電一體化技術存在的問題
1．1陳舊機電一體化技術設備
我國汽車機電一體化設計技術具有較晚的起步時間，這樣傳統(tǒng)手動汽車控制系統(tǒng)的設計無法使汽車用戶的實際需求得以滿足［1］。同一汽車廠對不同車型的設計標準和操作流程沒有統(tǒng)一的制定，這樣無法規(guī)范汽車機械零件的設計方法，從而使機電一體化技術出現(xiàn)一些問題，如不夠科學和規(guī)范以及無法安裝等，使人們對現(xiàn)代化汽車設計的基本要求無法滿足。這些問題的存在對汽車設計中機電一體化技術的提升和改進產生不利影響。由于汽車設計應用設備的落后性不但對大量的人力、物力和財力造成了浪費，同時使汽車設計中機電一體化技術的成本提升，從而對機電一體化產品的更新和機電一體化設計技術的創(chuàng)新造成阻礙。
1．2汽車設計理念的落后性
由于落后的機電一體化設計理念會大大降低汽車整體運行的性能和工作效率，這對汽車本身的設計方案造成一定的破壞，使汽車發(fā)生故障的次數(shù)增加，對創(chuàng)新和發(fā)展現(xiàn)代化機電一體化汽車設計技術造成影響［2］。另外由于汽車設計理念的落后性，無法有效的推廣新型機電一體化技術方法，無法為汽車良好的運轉性提供保障。在汽車實際運行中，傳統(tǒng)的汽車維修人員對創(chuàng)新汽車設計理念工作并不重視，這樣無法進一步推廣和使用機電一體化技術，對創(chuàng)新汽車設計方法和提升汽車運行的整體安全性造成影響。
1．3汽車機電一體化技術人員較低的綜合素質
由于不斷增加汽車需求量，使汽車行業(yè)缺乏相應的汽車實際人才，這樣在汽車行業(yè)中會使用一些非專科畢業(yè)的工作人員，從而對機電一體化技術的使用范圍無法提供保障。另外汽車設計具有復雜的程序和較高的技術含量，如果汽車汽車人員的專業(yè)技術不豐富，會在安全過程中忽視一些小的零部件，這對汽車運行中的穩(wěn)定性無法保障。而且由于汽車機電一體化技術人員具有較低的綜合素質和專業(yè)素質，對安裝檢查汽車機電一體化技術設備造成影響。
2在汽車設計中完善機電一體化技術的措施
2．1將現(xiàn)代化機電一體化技術設備不斷更新
在設計汽車過程中，機電一體化技術人員應該對計算機應用軟件正確的使用，這樣可以對汽車工程領域中機械技術的改善具有重要的作用［3］。技術人員要對機電一體化技術設備不斷的改善，從而可以將汽車設計中處理信息的技術提升，而且要將汽車驅動技術和計算機集成技術等合理的應用到汽車的設計系統(tǒng)中。汽車設計中各個方案的執(zhí)行是通過不斷創(chuàng)新機電一體化設計技術設備來完成的，這樣可以將汽車運行的整體功能性大大提升，使汽車電子系統(tǒng)與機電運行系統(tǒng)充分融合的目的得以實現(xiàn)。
2．2對傳統(tǒng)的汽車設計理論進行創(chuàng)新
在設計汽車過程中關鍵的技術主要是機電一體化技術，所以在完善汽車性能的過程中機電一體化技術的創(chuàng)新設計的作用是不可代替的，同時創(chuàng)新汽車設計程序和理念可以將汽車的整體性能大大提升。但是在這個過程中要對各個因素阻礙進行克服，造成這種現(xiàn)象的主要原因是人們出行的安全問題，如生命財產安全會受到汽車內部各個零部件運行質量的影響。因此要充分的融合汽車的微電子精算技術和設計機技術，不斷提升汽車的整體性能。只有在汽車設計中充分的應用汽車機電一體化技術，才能夠將汽車機電一體化的微電子技術水平不斷加強，從而可以進一步提升汽車的穩(wěn)定性和安全性。
2．3將汽車設計人員的綜合素質
不斷提升智能化和功能化是目前汽車設計中機電一體化技術的主要發(fā)展方向，所以引進汽車機電一體化設計的人員不但要掌握較高的專業(yè)技術，同時其專業(yè)素質要符合要求［4］。同時要對新技術培訓和專業(yè)考核制度的力度不斷加強，這樣機電一體化設計人員可以將汽車整體的機構和運行系統(tǒng)的專業(yè)規(guī)范熟練的掌握，從而可以為汽車的運行質量提供保障。同時汽車設計人員應該將相應的理論和專業(yè)技術不斷完善，將微電子技術的應用范圍不斷推廣，這樣不但可以將技術人員的實踐操作能力提升，同時可以將汽車運行的整體水平大大提升。
3結論
由此可見，隨著在技術設計中機電一體化技術的應用力度不斷加強，消費者逐漸用更高的標準要求汽車的安全性和穩(wěn)定性等。在汽車設計中應用機電一體化技術，對機械領域各個方面的發(fā)展都具有重要的推動作用。但是其也存在一些相應的問題，這需求汽車企業(yè)采取針對性的措施，將這些問題合理的解決，從而可以在汽車設計中更好的應用機電一體化技術，進而可以大大提升汽車設計水平。
參考文獻:
［1］張旭梅．機電一體化技術在汽車設計中的應用分析［J］．低碳世界，2017，20(02):221-222．［2］石開華．淺談機電一體化技術在汽車設計中的應用［J］．科技視界，2016，15(05):128+144．
［3］袁滿祥．淺析機電一體化技術在汽車中的應用［J］．科技創(chuàng)新與應用，2016，23(08):106-107．
關鍵詞：機電一體化；技術；應用
中圖分類號：TH-39 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2012） 18-0116-01
隨著社會不斷發(fā)展，科學技術廣泛運用到各個領域，機電一體化這個名詞不僅僅是理論，更被人們熟練運用到企業(yè)發(fā)展上。按照系統(tǒng)科學的觀點，機電一體化又可稱為機電一體化系統(tǒng)，它是集機械元件和電子元件為一體的復合系統(tǒng)。隨著機電一體化的迅速發(fā)展，它主要結合了光學、電子學、計算機技術、機械技術等領域知識，使整個機電一體化系統(tǒng)變得柔性化、智能化。更加合理、高效，它大幅度地推動了整個工業(yè)的生產。對社會的不斷進步具有深遠的意義。
一、機電一體化技術主要運用領域
（一）在數(shù)控機床中的應用。傳統(tǒng)數(shù)控機床及數(shù)控技術結構比較簡單，性能低，操作復雜笨拙，控制精度較差。然而經過40多年的發(fā)展，機電一體化的投入，除了解決了上述傳統(tǒng)數(shù)控技術的弊端更增添了其他的。先進的數(shù)控技術以信息為主導，其開發(fā)性設計即硬件體系結構和功能模塊具有標準性、兼容性、層次性，最大限度提高了其可操作性，大大提高了經濟效益。現(xiàn)代的數(shù)控技術充分結合現(xiàn)代科學技術，能實現(xiàn)多過程、多通道控制即一臺機床同時完成多個獨立加工任務或控制多臺和多種機床的能力，并將刀具破損檢測、物料搬運、機械手等控制都集成到系統(tǒng)中去。系統(tǒng)的多級網絡功能，加強了系統(tǒng)組合及構成復雜加工系統(tǒng)的能力。
（二）在計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）中的應用。機電一體化以其發(fā)展快適用范圍廣的特點深受各行各業(yè)的歡迎。機電一體化技術打破原有部門之間的界限，使各分散系統(tǒng)最優(yōu)的結合，充分做好“物流”和“信息流”之間的關系，將生產線各個環(huán)節(jié)有機的結合，大大提高各種生產要素之間的連接作用，從而生產能力得到了很大的提高，使得各種生產要素充分發(fā)揮提高企業(yè)經濟效益。
（三）在現(xiàn)代機械制造中的應用。傳統(tǒng)的機械制造主要依賴于企業(yè)規(guī)模、生產批量、產品結構和重復性來獲得競爭優(yōu)勢的，它著重考慮的是資源的有效利用，用低成本換取高效率，以機器代替人力，靠復雜的專業(yè)加工取代人的技能來獲取的。然而，先進的機械制造業(yè)是以信息為主導，采用先進生產模式、先進制造系統(tǒng)、先進制造技術和先進組織管理形式的全新的機械制造業(yè)，其特征是全球化、網絡化、虛擬化、智能化以及環(huán)保協(xié)調的綠色制造。現(xiàn)代制造業(yè)集成了現(xiàn)代科學技術的發(fā)展，充分利用電子計算機技術，使制造技術提高到新的高度。
二、機電一體化技術的發(fā)展趨勢
（一）智能化。機電一體化與傳統(tǒng)機械的主要區(qū)別在于技術是否智能化，即使機電一體化產品具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。如傳統(tǒng)的數(shù)控機床像個被動執(zhí)行者，它只能按照事前規(guī)定好的程序去嚴格執(zhí)行操作，而現(xiàn)代的只能數(shù)控機床，它被結合了人的思想與感知，它可以主動地對自己的環(huán)境和加工條件進行感知及分析，從而采取相應的措施。利用這種智能化產品，從而能夠大大減少人的腦力勞動。為機電一體化技術發(fā)展開辟了廣闊天地。
（二）系統(tǒng)化。機電一體化可以看成為系統(tǒng)結構，它主要采用開放式和模式化的總線結構。這種系統(tǒng)結構的組態(tài)比較靈活，在任何情況下都可以剪裁和組合，從而達到各個子系統(tǒng)之間的協(xié)調控制和統(tǒng)一管理。其次，通過機電一體化的系統(tǒng)化結構信息的傳遞功能極強，它可以使遠程網絡更穩(wěn)定。然而，隨著科技的不斷發(fā)展，相信機電一體化產品還會更加完善，人類會賦予它更人性的發(fā)展，從而想著生物系統(tǒng)化飛躍。
（三）模塊化。機電一體化的正向著模塊化發(fā)展。眾所周知機電一體化產品種類和生產廠家繁多，故研制和開發(fā)具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、信息接口的機電一體化產品單元是一項復雜而十分重要的工作。若能制作出一系列的標準件，則對后續(xù)的產品開發(fā)大大縮短了時間。由于產品的標準化和系列化，使得生產規(guī)模大大提高，非常有利于企業(yè)的發(fā)展。
（四）網絡化。網絡技術的興起和飛速發(fā)展對全球都是一次巨大的變革，它帶給人類一次巨大的飛躍，然而對機電一體化也具有重要的作用。網絡在人類的生活中越來越普及，基于網絡的各種遠程控制和監(jiān)視技術方興未艾。因此，機電一體化產品無疑應朝網絡化方向發(fā)展。
（五）人性化。各類產品的生產都是為了方便于人類，故機電一體化向人性化是個必然的趨勢。機電一體化產品要求除了能夠達到人類最基本的使用需求外還需要考慮它的外觀結構包括形狀及顏色等從而使產品更接近生活，讓人們在使用過程中更自然，更便捷。
（六）微型化。機電一體化的新目標是向著微型化轉化。機電一體化的微型化又稱為微型機電一體化系統(tǒng)，國外對其幾何尺寸定義為一般不超過1cm3，并正向微米、納米級方向發(fā)展。微型機電一體化系統(tǒng)主要特點為具有體積小、耗能小、運動靈活等，由于微型化的特點，其可進入一般機械無法進入的空間并易于進行精細操作，故非常受生物醫(yī)學、航空航天、信息技術、工農業(yè)乃至國防等領域的歡迎。
（七）綠色化。人類生活的巨大改變離不開工業(yè)的發(fā)展，然而在我們個人感覺到物質豐富、生活舒適的同時資源卻在大批量減少、生態(tài)環(huán)境變得極具惡化，所以急需大量開發(fā)綠色產品。機電一體化產品的綠色化最根本目標為盡最大限度地減少對生態(tài)環(huán)境的破壞。故這就要求產品從設計、制造、使用和銷毀的整個生命周期中，達到符合環(huán)境保護和人類健康的要求，并使得資源的利用率提高。其產品的特點為低能耗、低材耗、低污染、舒適、協(xié)調而可再生利用的產品。
三、結束語
隨著機電一體化技術的發(fā)展，大量的產品與裝置都在向著機電一體化發(fā)展，在優(yōu)化整體的同時，提高了產品質量和生產效率，大大縮短開發(fā)新產品的生產準備周期，有利于加速科技成果向商品轉化，有利推動傳統(tǒng)產業(yè)發(fā)生深刻變革；同時，隨著新產品的研發(fā)及高精密等設備的發(fā)展，要求新一代機電一體化技術、產品及系統(tǒng)朝著高性能、智能化、系統(tǒng)化以及輕量化、微型化方向發(fā)展，從而為國家?guī)砀蟮慕洕б媾c社會效益。
參考文獻：
[1]袁中凡.機電一體化技術[M].北京：電子工業(yè)出版社，2006.
關鍵詞：機電一體化技術；應用；發(fā)展趨勢
機電一體化技術是綜合性技術類型，包含多種學科的知識，發(fā)揮各自優(yōu)勢，是社會生產力不斷前行的結果。在科技的推動下，機電一體化在諸多領域中產生影響，在推動社會與經濟發(fā)展中發(fā)揮越來越大的作用。為因此，要對機電一體化涵義進行深入分析和理解，對其應用環(huán)境進行深入探討，明確發(fā)展方向，推動這一技術的可持續(xù)發(fā)展。
1對機電一體化涵義的闡述
機電一體化技術凸顯綜合性的特征，融合多種學科的關鍵技術，主要涉及機械、電子等技術領域。凸顯全面性與綜合性，具體分析，機電一體化主要關注的是機械設備的生產以及信息技術在數(shù)據(jù)處理中的作用，重視對機械設備以及相關電子器材的探索和研究，目的是更好地支持工業(yè)自動化的發(fā)展，為其提供堅實的技術保障。機電一體化發(fā)展實踐中，重點集中在信息與產品的組成，主要是關注傳感、信息以及機械技術的全面發(fā)展。之所以推廣機電一體化技術，主要是在傳統(tǒng)生產技術的基礎上，逐漸滲透在生產環(huán)節(jié)中，加快產品創(chuàng)新，促進改革，是工業(yè)自動化發(fā)展的必然。
2對機電一體化技術應用狀況的分析
2.1機電一體化技術在數(shù)控機床中的應用介紹。在機電一體化技術的支持和應用下，整個生產操作的精度顯著增強，功能更加多樣化。另外，在結構方面，擁有緊湊的構造，模塊化突出。在功能領域，開放性更強，推動數(shù)控機床向著智能化的方向發(fā)展，提升機床的精確度，為整個生產提供更加全面、先進的技術支持。2.2機電一體化技術在計算機制造和集成系統(tǒng)中的應用。在機電一體化的支持下，計算機制造以及集成系統(tǒng)能夠滿足動態(tài)管控的目的，達到對目標的優(yōu)化，突破傳統(tǒng)模式的制約，保證信息的順暢性。同時，實現(xiàn)諸多功能的融合，如開發(fā)、生產以及決策管理等，使得產品配置實現(xiàn)優(yōu)化，集成度得到顯著增強。2.3機電一體化技術在柔性制造系統(tǒng)中的應用介紹。對于柔性制造系統(tǒng)而言，涉及諸多部門，如機器人、數(shù)控等。要在裝配要求的指導下，結合生產需要，對工件進行生產。整個系統(tǒng)的應用中，需要進行相關構件、品種等進行頻繁切換。在機電一體化的應用下，產品質量的增強成為必然，生產效率實現(xiàn)大幅提升。2.4機電一體化技術在工業(yè)機器人中的應用介紹。機器人與機電一體化技術的融合經歷幾個發(fā)展時期，首先，機器人在得到相關指令之后，進行單一動作的重復，但是，對環(huán)境適應能力不強，也很難結合對象進行及時調整。其次，在工業(yè)機器人中加裝傳感系統(tǒng)，能夠實現(xiàn)對工作環(huán)境的識別和適應，及時反饋相關狀態(tài)，實現(xiàn)對信息的有效處理，同時，反饋功能比較突出，滿足對整個操作動作的控制需求。這一時期的機器人在智能水平上處于較低級階段，但是，實用性得到顯著提升。再次，工業(yè)機器人緊跟時展步伐，向著智能化的方向發(fā)展，感知能力增強，能夠完成復雜的邏輯思維，具備了決策能力，環(huán)境適應能力更強，獨立運行特點更加突出。
3對機電一體化發(fā)展趨勢和方向的介紹
3.1機電一體化在綠色化方面更加突出。在現(xiàn)代科技的發(fā)展下，整個社會發(fā)展水平不斷提升，環(huán)境問題備受關注，更加關注對資源的節(jié)約以及生態(tài)的保護。工業(yè)生產也要順利這一發(fā)展趨勢，追求綠色發(fā)展目標，發(fā)展綠色機電一體化，實現(xiàn)能耗的有效降低，在推動社會發(fā)展的同時，維護生態(tài)平衡。3.2機電一體化的智能化不斷完善。智能化的發(fā)展在很大程度上依賴于科技的進步和發(fā)展。在時展中，智能化與機電一體化融為一體，相互促進。在發(fā)展中，注重綜合性思維方式的引進，以控制理論為基礎，強化控制性。機電一體化的產品在智能性方面無法與人的思維進行媲美，但是，借助智能化的產品能夠實現(xiàn)復雜問題的緩解，在根本上推動機電一體化的飛速發(fā)展。3.3機電一體化中網絡化的分析。信息技術是網絡技術發(fā)展的基礎，使得整個社會的發(fā)展速度更加飛速。同時，網絡技術在工業(yè)生產和科研領域發(fā)揮作用。網絡化技術催生了多種技術類型，影響人們的生活。在遠程終端監(jiān)控設備中，機電一體化技術得到功能上的集中體現(xiàn)，尤其是計算機的支持下，其優(yōu)勢更加突出。為此，網絡化在機電一體化中的發(fā)展成為其完善中的必然一環(huán)。3.4模塊化得到發(fā)展。機電一體化在不斷完善中，模塊化成為其必然選擇。目前，機電一體化包含諸多類型，為了實現(xiàn)進一步開放的目的，需要將模塊化作為發(fā)展方向，對技術進行單元劃分，實現(xiàn)整體功能的強化。3.5全息系統(tǒng)化得到推廣應用。全信息系統(tǒng)的發(fā)展與完善受到 智能化技術的廣泛影響。在全息系統(tǒng)化的應用下，采用了開放式總線結構和模式化結構，系統(tǒng)能夠進行自由重組，同時，通信能力更強，為人機一體化的發(fā)展提供更多的支持。
綜上，整個社會的生產力在發(fā)展到一定階段之后，機電一體化成為必然趨勢，也是科技進步的體現(xiàn)。在社會經濟的發(fā)展中，機電行業(yè)實現(xiàn)技術的全面融合，凸顯全面性與綜合性的特征。因此，為了實現(xiàn)對機電一體化的全面的理解和掌握，要對其概念進行明確，明確其應用的主要方向，系統(tǒng)分析其發(fā)展趨勢和方向，在根本上推動機電一體化的有序發(fā)展，為社會生產生活的各個方面提供更大的便利。
作者:梁晉 單位:山西汾西礦業(yè)（集團）有限責任公司物資供銷分公司
參考文獻:
[1]黃駿.機電一體化技術在機械工程上的應用及其趨勢展望[J].科技展望,2016(19):84.
【關鍵詞】機電一體化技術應用發(fā)展
【中圖分類號】G712【文獻標識碼】A【文章編號】1674－4810（2012）06－0171－01
一 機電一體化技術內涵
機電一體化發(fā)展至今也已成為一門有著自身體系的新型學科，隨著科學技術的不斷發(fā)展，還將被賦予新的內容。但其基本特征可概括為：機電一體化是從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術、電力電子技術、接口技術、信息變換技術以及軟件編程技術等群體技術，根據(jù)系統(tǒng)功能目標和優(yōu)化組織目標，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現(xiàn)特定功能價值，并使整個系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術。由此而產生的功能系統(tǒng)，則稱為一個機電一體化系統(tǒng)或機電一體化產品。
二 機電一體化技術的作用與系統(tǒng)
機電一體化技術的最大作用是擴展新功能，增強柔性。首先，它是眾多自動化技術中最重要的一種，如實現(xiàn)過程自動化（PA，即連續(xù)體自動化）、機械自動化（FA，即固體自動化）、辦公自動化（OA，即信息自動化）等；其次，機電一體化技術又是按照用戶個人的特殊需求來制造和提品的關鍵技術。一個機電一體化系統(tǒng)主要是由機械裝置、執(zhí)行裝置、動力源、傳感器、計算機這五個要素構成，如機器人就是一個十分典型的機電一體化系統(tǒng)。
三 機電一體化技術的應用
在人們的日常生活當中， 自動機械、信息處理設備、辦公室設備、車輛電子設備、醫(yī)療器械、光學裝置、智能家電、樓宇安全系統(tǒng)等機電一體化系統(tǒng)都離不開執(zhí)行元件為其提供動力。而執(zhí)行元件和電子控制裝置之間是無法直接連接的，因此需要一個驅動部件。該驅動部件在電子控制裝置的控制下，接收指令，進行能量轉換，從而得到目標輸出。電子控制驅動系統(tǒng)對于精密傳動來說，需要在執(zhí)行元件輸出終端進行傳動測量．如測量其位置、速度、加速度，同時將所測得的數(shù)據(jù)反饋給電子控制裝置，讓其進行比較，進行誤差修正控制，最終實現(xiàn)精密傳動。當有多個執(zhí)行元件，其輸出動作規(guī)律各不相同時，一方面要根據(jù)各執(zhí)行元件工作情況來考慮其控制的方式，另一方面需要確定它們之間是否存在輸出的聯(lián)系。如果它們之間沒有聯(lián)系，可以讓它們單獨來工作，也可以通過構建PC機上位控制來統(tǒng)一管理。若工作聯(lián)動內容經常變化，就應構建一個可以直接識別聯(lián)動輸出的軟件，將聯(lián)動輸出寫入軟件當中，讓其直接轉化為控制程序，這樣就能靈活地應對動作輸出的需求。
四 機電一體化技術的發(fā)展
機電一體化的發(fā)展在20世紀60年代以前被稱為初級階段。在這一時期，人們自覺不自覺地利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能。特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭刺激了機械產品與電子技術的結合，這些機電結合的軍用技術，戰(zhàn)后轉為民用，對戰(zhàn)后經濟的恢復起了積極的作用。微機作為關鍵技術引入了飛行器系統(tǒng)后，使機械―電子系統(tǒng)在高度控制、排氣控制、振動控制和保險氣袋等方面獲得廣泛應用。
信息技術驅使機械系統(tǒng)在不同程度上利用數(shù)據(jù)庫，連洗衣機和其他消費品也用上了數(shù)據(jù)庫驅動系統(tǒng)。這樣，對機電一體化的系統(tǒng)設計方法的探索、成型和系統(tǒng)集成以及并行工程設計和控制的實施尤顯重要。此外，光學也進人了機電一體化階段，產生了“光機電一體化”的新領域。進入20世紀90年代以后，通信技術進入了機電一體化，機器可像機器人系統(tǒng)那樣遙控和虛擬現(xiàn)實。有些機電一體化機械可兩用，有的在性能上更是多用途的，尤其是微傳感器和執(zhí)行器技術的發(fā)展，與半導體技術以光刻為基礎的方法以及和傳統(tǒng)機電一體化微型化方法的結合，開創(chuàng)了以精密工程和系統(tǒng)集成為特點的機電一體化新分支―微機電一體化。雖然微加工方法尚未成熟，但將逐漸成為集成控制系統(tǒng)的一個組成部分。之后，機電一體化隨著自動化技術的發(fā)展而日益發(fā)展，穩(wěn)步進入了21世紀。
五 現(xiàn)電一體化技術的應用領域
機電一體化技術在數(shù)控機床方面的主要應用領域：
第一，總線式、模塊化、緊湊型的結構，即采用多CPU、多主總線的體系結構。
第二，開放性設計，即硬件體系結構和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標準，能最大限度地提高用戶的使用效益。
第三，智能化設計。系統(tǒng)能提供面向車間的編程技術和實現(xiàn)二維、三維加工過程的動態(tài)仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機制。
第四，能實現(xiàn)多過程、多通道控制，即具有一臺機床同時完成多個獨立加工任務或控制多臺和多種機床的能力，并將刀具破損檢測、物料搬運、機械手等控制都集成到系統(tǒng)中去。
參考文獻
［1］董金森、張小揚.論機電一體化技術［J］.有色金屬加工，2009（1）
［2］虞付進、高職高專機電一體化專業(yè)建設與課程體系構建［J］.職業(yè)技術教育，2003（16）
【關鍵詞】機電一體化；應用；技術
1.機電一體化技術發(fā)展
機電一體化是機械、微電子、控制、計算機、信息處理等多學科的交叉融合，其發(fā)展和進步有賴于相關技術的進步與發(fā)展，其主要發(fā)展方向有數(shù)字化、智能化、模塊化、網絡化、人性化、微型化、集成化、帶源化和綠色化。
1.1數(shù)字化
微控制器及其發(fā)展奠定了機電產品數(shù)字化的基礎，如不斷發(fā)展的數(shù)控機床和機器人；而計算機網絡的迅速崛起，為數(shù)字化設計與制造鋪平了道路，如虛擬設計、計算機集成制造等。數(shù)字化要求機電一體化產品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機界面。數(shù)字化的實現(xiàn)將便于遠程操作、診斷和修復。
1.2智能化
即要求機電產品有一定的智能，使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。例如在CNC數(shù)控機床上增加人機對話功能，設置智能I/O接口和智能工藝數(shù)據(jù)庫，會給使用、操作和維護帶來極大的方便。隨著模糊控制、神經網絡、灰色理論、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術的進步與發(fā)展，為機電一體化技術發(fā)展開辟了廣闊天地。
1.3模塊化
由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發(fā)具有標準機械接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產品單元模塊是一項復雜而有前途的工作。如研制具有集減速、變頻調速電機一體的動力驅動單元；具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的電機一體控制單元等。這樣，在產品開發(fā)設計時，可以利用這些標準模塊化單元迅速開發(fā)出新的產品。
1.4網絡化
由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監(jiān)視技術方興未艾。而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品，現(xiàn)場總線和局域網技術使家用電器網絡化成為可能，利用家庭網絡把各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家用電器系統(tǒng)，使人們在家里可充分享受各種高技術帶來的好處，因此，機電一體化產品無疑應朝網絡化方向發(fā)展。
1.5微型化
微型化是精細加工技術發(fā)展的必然，也是提高效率的需要。微機電系統(tǒng)(Micro Electronic Mechanical Systems，簡稱MEMS)是指可批量制作的，集微型機構、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號處理和控制電路，直至接口、通信和電源等于一體的微型器件或系統(tǒng)。自1986年美國斯坦福大學研制出第一個醫(yī)用微探針，1988年美國加州大學Berkeley分校研制出第一個微電機以來，國內外在MEMS工藝、材料以及微觀機理研究方面取得了很大進展，開發(fā)出各種MEMS器件和系統(tǒng)，如各種微型傳感器（壓力傳感器、微加速度計、微觸覺傳感器），各種微構件（微膜、微粱、微探針、微連桿、微齒輪、微軸承、微泵、微彈簧以及微機器人等）。
1.6集成化
集成化既包含各種技術的相互滲透、相互融合和各種產品不同結構的優(yōu)化與復合，又包含在生產過程中同時處理加工、裝配、檢測、管理等多種工序。為了實現(xiàn)多品種、小批量生產的自動化與高效率，應使系統(tǒng)具有更廣泛的柔性。首先可將系統(tǒng)分解為若干層次，使系統(tǒng)功能分散，并使各部分協(xié)調而又安全地運轉，然后再通過軟、硬件將各個層次有機地聯(lián)系起來，使其性能最優(yōu)、功能最強。
1.7綠色化
科學技術的發(fā)展給人們的生活帶來巨大變化，在物質豐富的同時也帶來資源減少、生態(tài)環(huán)境惡化的后果。所以，人們呼喚保護環(huán)境，回歸自然，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，綠色產品概念在這種呼聲中應運而生。綠色產品是指低能耗、低材耗、低污染、舒適、協(xié)調而可再生利用的產品。在其設計、制造、使用和銷毀時應符合環(huán)保和人類健康的要求，機電一體化產品的綠色化主要是指在其使用時不污染生態(tài)環(huán)境，產品壽命結束時，產品可分解和再生利用。
2.機電一體化技術在企業(yè)中應用
在企業(yè)中，機電一體化系統(tǒng)是以微處理機為核心，把微機、工控機、數(shù)據(jù)通訊、顯示裝置、儀表等技術有機的結合起來，采用組裝合并方式，為實現(xiàn)工程大系統(tǒng)的綜合一體化創(chuàng)造有力條件，增強系統(tǒng)控制精度、質量和可靠性。機電一體化技術在企業(yè)中主要應用于以下幾個方面：
2.1智能化控制技術(IC)
由于工業(yè)具有大型化、高速化和連續(xù)化的特點，傳統(tǒng)的控制技術遇到了難以克服的困難，因此非常有必要采用智能控制技術。智能控制技術主要包括專家系統(tǒng)、模糊控制和神經網絡等，智能控制技術廣泛應用于鋼鐵企業(yè)的產品設計、生產、控制、設備與產品質量診斷等各個方面。
2.2開放式控制系統(tǒng)(OCS)
開放控制系統(tǒng)(Open Control System)是目前計算機技術發(fā)展所引出的新的結構體系概念。“開放”意味著對一種標準的信息交換規(guī)程的共識和支持，按此標準設計的系統(tǒng)，可以實現(xiàn)不同廠家產品的兼容和互換，且資源共享。開放控制系統(tǒng)通過工業(yè)通信網絡使各種控制設備、管理計算機互聯(lián)，實現(xiàn)控制與經營、管理、決策的集成，通過現(xiàn)場總線使現(xiàn)場儀表與控制室的控制設備互聯(lián)，實現(xiàn)測量與控制一體化。
2.3現(xiàn)場總線技術(FBT)
現(xiàn)場總線技術(Fied Bus Technology)是連接設置在現(xiàn)場的儀表與設置在控制室內的控制設備之間的數(shù)字式、雙向、多站通信鏈路。采用現(xiàn)場總線技術取代現(xiàn)行的信號傳輸技術 (如4～20mA，DC直流傳輸)就能使更多的信息在智能化現(xiàn)場儀表裝置與更高一級的控制系統(tǒng)之間在共同的通信媒體上進行雙向傳送。通過現(xiàn)場總線連接可省去66%或更多的現(xiàn)場信號連接導線。現(xiàn)場總線的引入導致DCS的變革和新一代圍繞開放自動化系統(tǒng)的現(xiàn)場總線化儀表，如智能變送器、智能執(zhí)行器、現(xiàn)場總線化檢測儀表、現(xiàn)場總線化PLC(Programmable Logic Control
ler)和現(xiàn)場就地控制站等的發(fā)展。
2.4交流傳動技術
傳動技術工業(yè)中起作至關重要的作用。隨著電力電子技術和微電子技術的發(fā)展，交流調速技術的發(fā)展非常迅速。由于交流傳動的優(yōu)越性，電氣傳動技術在不久的將來由交流傳動全面取代直流傳動，數(shù)字技術的發(fā)展，使復雜的矢量控制技術實用化得以實現(xiàn)，交流調速系統(tǒng)的調速性能已達到和超過直流調速水平。現(xiàn)在無論大容量電機或中小容量電機都可以使用同步電機或異步電機實現(xiàn)可逆平滑調速。交流傳動系統(tǒng)在軋鋼生產中一出現(xiàn)就受到用戶的歡迎，應用不斷擴大。
3.結語
機電一體化不是機械裝置與電子裝置的簡單組合，而是在功能上取其所長、有機結合(融合)，以實現(xiàn)系統(tǒng)的最佳構成。其目的是增加系統(tǒng)的功能，提高其效率、可靠性和性能/價格比，節(jié)省原材料和能源，降低生產成本。 [科]
【參考文獻】
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【關鍵詞】機電一體化，發(fā)展，意義
一、選題背景
現(xiàn)代科學技術的不斷發(fā)展，極大地推動了不同學科的交叉與滲透，工程領域的技術改造與革命。在機械工程領域，由于微電子技術和計算機技術的迅速發(fā)展及其向機械工業(yè)的滲透所形成的機電一體化，使機械工業(yè)的技術結構、產品結構、功能與構成、生產方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使現(xiàn)代科學技術的不斷發(fā)展，極大地推動了不同學科的交叉與滲透，工程領域的技術改造與革命。
二、機電一體化的定義
機電一體化是在大規(guī)模集成電路和微型計算 機為代表的微電子技術高度發(fā)展，向傳統(tǒng)機械工業(yè)領域迅速發(fā)展?jié)B透，機械電子技術深度結合的基礎上，綜合應用機械、微電子、自動控制、信息、傳感測試、電力電子、接口、信號轉變等技術以及軟件編程等群體技術，合理配置機械本體、執(zhí)行機構、動力驅動單元、傳感測試元件、控制元件、微電子技術、加工、線路以及接口元件等硬件元素，并使之在軟件程序和微電子電路邏輯的有序規(guī)則運動，在高功能、高質量、高可靠性、低功耗的意義上實現(xiàn)特定功能價值的系統(tǒng)功能技術。
三、機電一體化發(fā)展簡介
機電一體化的發(fā)展大體可以分為三個階段：
（1）20世紀60年代以前為第一階段，這一階段稱為初級階段。在這一時期，人們自覺不自覺地利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能。特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭刺激了機械產品與電子技術的結合，這些機電結合的軍用技術，戰(zhàn)后轉為民用，對戰(zhàn)后經濟的恢復起到了積極的作用。那時，研制和開發(fā)從總體上看還處于自發(fā)狀態(tài)。由于當時電子技術的發(fā)展尚未達到一定水平，機械技術與電子技術的結合還不可能廣泛和深入發(fā)展，已經開發(fā)的產品也無法大量推廣。
（2）20世紀70―80年代為第二階段，可稱為蓬勃發(fā)展階段。這一時期，計算機技術、控制技術、通信技術的發(fā)展，為機電一體化的發(fā)展奠定了技術基礎。大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路和微型計算機的出現(xiàn)，為機電一體化的發(fā)展提供了充分的物質基礎。
（3）20世紀90年代后期，開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段，機電一體化進入深入發(fā)展時期。一方面，光學、通信技術等進入機電一體化，微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭腳，出現(xiàn)了光機電一體化和微機電一體化等新分支；另一方面，對機電一體化系統(tǒng)的建模設計、分析和集成方法，機電一體化的學科體系和發(fā)展趨勢都進行了深入研究。
四、機電一體化的專業(yè)優(yōu)勢
目前，機電一體化技術已廣泛參透到各個領域。機電一體化這個尚未被確認的專用術語在十年之前并不為人們所注意，不過以此而取名的設備很旱就有了。隨著機械設備的電子化機械部件逐浙減少，這已有十多年的歷史了。 所謂機電一體化，即是機電一體化技術，或機電信息一體化技術。機電一體化系統(tǒng)的構成或者作為更復雜的系統(tǒng)，則構成的綜合系統(tǒng)。
五、本課題內容及意義
機電一體化發(fā)展至今也已成為一門有著自身體系的新型學科，隨著科學技術的不但發(fā)展，還將被賦予新的內容。但其基本特征可概括為：機電一體化是從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術、電力電子技術、接口技術、信息變換技術以及軟件編程技術等群體技術，根據(jù)系統(tǒng)功能目標和優(yōu)化組織目標，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現(xiàn)特定功能價值，并使整個系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術。因此，“機電一體化”涵蓋“技術”和“產品”兩個方面。只是，機電一體化技術是基于上述群體技術有機融合的一種綜合技術，而不是機械技術、微電子技術以及其它新技術的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區(qū)別。
機械工程技術有純技術發(fā)展到機械電氣化，仍屬傳統(tǒng)機械，其主要功能依然是代替和放大的體力。但是發(fā)展到機電一體化后，其中的微電子裝置除可取代某些機械部件的原有功能外，還能賦予許多新的功能，如自動檢測、自動顯示記錄、自動調節(jié)與控制自動診斷與保護等。
我國用機電一體化產品取代技術含量和附加值低，耗能、耗水、耗材高，污染、擾民產品的責任重，有意義。在我國工業(yè)系統(tǒng)中，能耗、耗水大戶，對環(huán)境污染嚴重的企業(yè)還占相當大的比重。近年來我國的工業(yè)結構、產品結構雖然幾經調整，但由于多種原因，成效一直不夠明顯。這里面固然有上級領導部門的政出多門問題，有企業(yè)的“故土難離”“死守故業(yè)”問題，但不可否認也有優(yōu)化不出理想的產業(yè)，優(yōu)選不出中意的產品問題。上佳的答案早就擺在了這些企業(yè)的面前，這就是發(fā)展機電一體化，開發(fā)和生產有關的機電一體化產品。機電一體化產品功能強、性能好、質量高、成本低，且具有柔性，可根據(jù)市場需要和用戶反映時產品結構和生產過程做必要的調整、改革，而無須改換設備。這是解決機電產品多品種、少批量生產的重要出路。 我國在機電一體化方面的任務可以概括為兩句話：一句話是廣泛深入地用機電一體化技術改造傳統(tǒng)產業(yè)；另一句話是大張旗鼓地開發(fā)機電一體化產品，促進機電產品的更新?lián)Q代。總的目的是促進機電一體產業(yè)的形成、為我國產業(yè)結構和產品結構調整作貢獻。總之，機電一體化技術既是振興傳統(tǒng)機電工業(yè)的新鮮血液和源動力，又是開啟我國機電行業(yè)產品結構、產業(yè)結構調整大門的鑰匙。
六、結論
隨著機電一體化技術的發(fā)展，各種產品與裝置實現(xiàn)了機電一體化，有利實現(xiàn)整體優(yōu)化，提高產品質量和生產效率，縮短開發(fā)新產品的生產準備周期，加速科技成果向商品轉化，有利推動傳統(tǒng)產業(yè)發(fā)生深刻變革，同時，隨著新產品的研發(fā)及高精密等設備的發(fā)展，要求新一代機電一體化技術、產品及系統(tǒng)朝著高性能、智能化、系統(tǒng)化以及輕量化、微型化方向發(fā)展，從而為國家?guī)砀蟮慕洕б媾c社會效益。
參考文獻：
[1]袁中凡.機電一體化技術[M].北京： 電子 工業(yè)出版社.2006.
【論文摘要】：機電一體化是一種復合技術，是機械技術與微電子技術、信息技術互相滲透的產物，是機電工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。本文簡述了機電一體化技術的基本結構組成和主要應用領域，并指出其發(fā)展趨勢。
現(xiàn)代科學技術的發(fā)展極大地推動了不同學科的交叉與滲透，引起了工程領域的技術改造與革命。在機械工程領域，由于微電子技術和計算機技術的迅速發(fā)展及其向機械工業(yè)的滲透所形成的機電一體化，使機械工業(yè)的技術結構、產品機構、功能與構成、生產方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發(fā)展階段。
一、機電一體化的核心技術
機電一體化包括軟件和硬件兩方面技術。硬件是由機械本體、傳感器、信息處理單元和驅動單元等部分組成。因此，為加速推進機電一體化的發(fā)展，必須從以下幾方面著手：
（一）機械本體技術
機械本體必須從改善性能、減輕質量和提高精度等幾方面考慮。現(xiàn)代機械產品一般都是以鋼鐵材料為主，為了減輕質量除了在結構上加以改進，還應考慮利用非金屬復合材料。只有機械本體減輕了重量，才有可能實現(xiàn)驅動系統(tǒng)的小型化，進而在控制方面改善快速響應特性，減少能量消耗，提高效率。
（二）傳感技術
傳感器的問題集中在提高可靠性、靈敏度和精確度方面，提高可靠性與防干擾有著直接的關系。為了避免電干擾，目前有采用光纖電纜傳感器的趨勢。對外部信息傳感器來說，目前主要發(fā)展非接觸型檢測技術。
（三）信息處理技術
機電一體化與微電子學的顯著進步、信息處理設備（特別是微型計算機）的普及應用緊密相連。為進一步發(fā)展機電一體化，必須提高信息處理設備的可靠性，包括模/數(shù)轉換設備的可靠性和分時處理的輸入輸出的可靠性，進而提高處理速度，并解決抗干擾及標準化問題。
（四）驅動技術
電機作為驅動機構已被廣泛采用，但在快速響應和效率等方面還存在一些問題。目前，正在積極發(fā)展內部裝有編碼器的電機以及控制專用組件-傳感器-電機三位一體的伺服驅動單元。
（五）接口技術
為了與計算機進行通信，必須使數(shù)據(jù)傳遞的格式標準化、規(guī)格化。接口采用同一標準規(guī)格不僅有利于信息傳遞和維修，而且可以簡化設計。目前，技術人員正致力于開發(fā)低成本、高速串行的接口，來解決信號電纜非接觸化、光導纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標準化等問題。
（六）軟件技術
軟件與硬件必須協(xié)調一致地發(fā)展。為了減少軟件的研制成本，提高生產維修的效率，要逐步推行軟件標準化，包括程序標準化、程序模塊化、軟件程序的固化、推行軟件工程等。
二、機電一體化技術的主要應用領域
（一）數(shù)控機床
數(shù)控機床及相應的數(shù)控技術經過40年的發(fā)展，在結構、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具體表現(xiàn)在：
1、總線式、模塊化、緊湊型的結構，即采用多CPU、多主總線的體系結構。
2、開放性設計，即硬件體系結構和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標準，能最大限度地提高用戶的使用效益。
3、WOP技術和智能化。系統(tǒng)能提供面向車間的編程技術和實現(xiàn)二、三維加工過程的動態(tài)仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機制。
4、大容量存儲器的應用和軟件的模塊化設計，不僅豐富了數(shù)控功能，同時也加強了CNC系統(tǒng)的控制功能。
5、能實現(xiàn)多過程、多通道控制，即具有一臺機床同時完成多個獨立加工任務或控制多臺和多種機床的能力，并將刀具破損檢測、物料搬運、機械手等控制都集成到系統(tǒng)中去。
6、系統(tǒng)的多級網絡功能，加強了系統(tǒng)組合及構成復雜加工系統(tǒng)的能力。
7、以單板、單片機作為控制機，加上專用芯片及模板組成結構緊湊的數(shù)控裝置。
（二）計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）
CIMS的實現(xiàn)不是現(xiàn)有各分散系統(tǒng)的簡單組合，而是全局動態(tài)最優(yōu)綜合。它打破原有部門之間的界線，以制造為基干來控制“物流”和“信息流”，實現(xiàn)從經營決策、產品開發(fā)、生產準備、生產實驗到生產經營管理的有機結合。企業(yè)集成度的提高可以使各種生產要素之間的配置得到更好的優(yōu)化，各種生產要素的潛力可以得到更大的發(fā)揮。
（三）柔性制造系統(tǒng)（FMS）
柔性制造系統(tǒng)是計算機化的制造系統(tǒng)，主要由計算機、數(shù)控機床、機器人、料盤、自動搬運小車和自動化倉庫等組成。它可以隨機地、實時地、按量地按照裝配部門的要求，生產其能力范圍內的任何工件，特別適于多品種、中小批量、設計更改頻繁的離散零件的批量生產。
（四）工業(yè)機器人
第1代機器人亦稱示教再現(xiàn)機器人，它們只能根據(jù)示教進行重復運動，對工作環(huán)境和作業(yè)對象的變化缺乏適應性和靈活性；第2代機器人帶有各種先進的傳感元件，能獲取作業(yè)環(huán)境和操作對象的簡單信息，通過計算機處理、分析，做出一定的判斷，對動作進行反饋控制，表現(xiàn)出低級智能，已開始走向實用化；第3代機器人即智能機器人，具有多種感知功能，可進行復雜的邏輯思維、判斷和決策，在作業(yè)環(huán)境中獨立行動，與第5代計算機關系密切。
三、機電一體化技術的發(fā)展前景
縱觀國內外機電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀和高新技術的發(fā)展動向，機電一體化將朝著以下幾個方向發(fā)展：
（一）智能化
智能化是機電一體化與傳統(tǒng)機械自動化的主要區(qū)別之一，也是21世紀機電一體化的發(fā)展方向。近幾年，處理器速度的提高和微機的高性能化、傳感器系統(tǒng)的集成化與智能化為嵌入智能控制算法創(chuàng)造了條件，有力地推動著機電一體化產品向智能化方向發(fā)展。智能機電一體化產品可以模擬人類智能，具有某種程度的判斷推理、邏輯思維和自主決策能力，從而取代制造工程中人的部分腦力勞動。
（二）系統(tǒng)化
系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進行任意的剪裁和組合，同時尋求實現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調控制和綜合管理。表現(xiàn)特征之二是通信功能大大加強，一般除RS232等常用通信方式外，實現(xiàn)遠程及多系統(tǒng)通信聯(lián)網需要的局部網絡正逐漸被采用。未來的機電一體化更加注重產品與人的關系，如何賦予機電一體化產品以人的智能、情感、人性顯得越來越重要。機電一體化產品還可根據(jù)一些生物體優(yōu)良的構造研究某種新型機體，使其向著生物系統(tǒng)化方向發(fā)展。
（三）微型化
微型機電一體化系統(tǒng)高度融合了微機械技術、微電子技術和軟件技術，是機電一體化的一個新的發(fā)展方向。國外稱微電子機械系統(tǒng)的幾何尺寸一般不超過1cm3，并正向微米、納米級方向發(fā)展。由于微機電一體化系統(tǒng)具有體積小、耗能小、運動靈活等特點，可進入一般機械無法進入的空間并易于進行精細操作，故在生物醫(yī)學、航空航天、信息技術、工農業(yè)乃至國防等領域，都有廣闊的應用前景。目前，利用半導體器件制造過程中的蝕刻技術，在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。
（四）模塊化
模塊化也是機電一體化產品的一個發(fā)展趨勢，是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發(fā)具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、信息接口的機電一體化產品單元是一項復雜而重要的事，它需要制訂一系列標準，以便各部件、單元的匹配和接口。機電一體化產品生產企業(yè)可利用標準單元迅速開發(fā)新產品，同時也可以不斷擴大生產規(guī)模。
（五）網絡化
網絡技術的飛速發(fā)展對機電一體化有重大影響，使其朝著網絡化方向發(fā)展。機電一體化產品的種類很多，面向網絡的方式也不同。由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監(jiān)視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。
（六）綠色化
工業(yè)的發(fā)達使人們物質豐富、生活舒適的同時也使資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴重污染，于是綠色產品應運而生。綠色化是時代的趨勢，其目標是使產品從設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個生命周期中，對生態(tài)環(huán)境無危害或危害極小，資源利用率極高。機電一體化產品的綠色化主要是指使用時不污染生態(tài)環(huán)境，報廢時能回收利用。綠色制造業(yè)是現(xiàn)代制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展模式。
綜上所述，機電一體化技術是眾多科學技術發(fā)展的結晶，是社會生產力發(fā)展到一定階段的必然要求。它促使機械工業(yè)發(fā)生戰(zhàn)略性的變革，使傳統(tǒng)的機械設計方法和設計概念發(fā)生著革命性的變化。大力發(fā)展新一代機電一體化產品，不僅是改造傳統(tǒng)機械設備的要求，而且是推動機械產品更新?lián)Q代和開辟新領域、發(fā)展與振興機械工業(yè)的必由之路。
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關鍵詞：煤礦；機電一體化；應用
中圖分類號：TD67
近些年來，我國的礦產業(yè)得到了快速的發(fā)展，礦產業(yè)在我國占據(jù)非常重要的地位，對我國的國民經濟發(fā)展做出了很大的貢獻。對于煤炭體系來說，在使用這項技術開展改造工作的時候，獲取了非常顯著的成就。它使得我們非常明確的意識到，該項技術的進步，是確保高效優(yōu)質采煤以及相關裝置革新的關鍵方法。
一、煤礦機電一體化的現(xiàn)狀
機電一體化技術就是機械、計算機、信息處理和自動控制技術綜合運用的復合技術，是微電子技術向傳統(tǒng)機械工程滲透而形成的融合機械工程、電氣工程、計算機技術、信息技術等為一體的新興綜合技術。它體現(xiàn)的是當今的科技進步的特性，其具有非常優(yōu)秀的生命力。因為煤炭運作是把非常多的煤炭通過地層里面的挖掘輸送等達到地表，所以，必須用很多的機電裝置才可以實現(xiàn)，此時這項技術相關的產品就體現(xiàn)出了它的關鍵意義。機電一體化將機械與電子技術融為一體，使物流、能流、信息流融為一體。
二、該項技術在煤炭行業(yè)中的具體特征
2.1 體現(xiàn)在提升機中的功效
現(xiàn)在階段，提升機是有著非常優(yōu)秀的自動化水平，以及機電一體化水平的裝置。尤其是內裝式提升機，在構造上，它把滾筒和驅動放到一起，構造得到了很大的優(yōu)化，充分體現(xiàn)了機械-電力電子-計算機-自動控制的綜合體。而全數(shù)字化提升機高度可靠，按照總線模式，精簡了安裝步驟，除此之外，硬件裝置并不繁瑣，能夠有強大的兼容性特征。“九五”期間，國產數(shù)字化直流提升機已成為煤礦提升機的首選機型。我國研制成功的具有自主知識產權的全數(shù)字化提升機，其核心部分 ASCS 是由雙 CPU 構成的計算機系統(tǒng)，它的特性非常的優(yōu)秀，而且活動便捷，精準穩(wěn)定。此外，我國還應用 SIMADYND和 S7 研制成功了第一臺交-交變頻器供電的交流提升機。現(xiàn)在，最大裝機容量已達到 5000kW，主、副井提升機可做到全自動化，此時不用專門的駕乘人員。
2.2 體現(xiàn)在采煤設備中的意義
電牽引采煤機是機電一體化技術在采煤機的一個典型應用。與液壓牽引相比，其有著如下的一些特征。首先，其有著非常優(yōu)秀的牽引性，能在設備運作的時候，帶來強大的牽引力，確保它能夠運作，同時還能夠在設備下滑的的時候產生發(fā)電制動力，進而回饋電能。其次，可用于大傾角煤層：牽引電動機軸端裝有停機時防止機器下滑的制動器，因為它的設計制動力矩為電動機額定轉矩的 1.6～2.0倍，所以電牽引采煤機可用在 40°～50°傾角的煤層，并不用被動防滑部件。第三，運作穩(wěn)定，運行時間非常的久，通常電牽引不同于液壓形式的，對于前一個來講，只有電刷等存在少量的損壞，別的部件都不會有問題，所以它的運作時間非常久，發(fā)生的問題也不多，使用時間非常久，不需要繁瑣的維護活動。第四，活動靈活，動態(tài)特征優(yōu)秀，此時電控體系可以自行的進行多種數(shù)據(jù)的調節(jié)，避免裝置過于負荷的運作。第四，它的構造非常的單一，功效較高。這種裝置的傳動體系的構造并不繁瑣，規(guī)模不大，并不很重，而且功效非常高。1991 年煤炭總院上海分院與波蘭瑪克公司合作，研制成功我
國第一臺采用交流變頻調速 MG344-PWD 型薄煤層強力爬底板電牽引采煤機以來，我國的電牽引采煤機有了較快的發(fā)展。國內上海天地公司、太原礦山機械廠、西安煤機廠、雞西煤機廠等都生產交流變頻和直流電牽引采煤機，并且獲取了非常顯著的發(fā)展，通過長達二十多年的研究探索，我們國家的該項電牽引性質的設備不斷的向著先進化的方向發(fā)展邁進，進而在很大程度上推動了煤炭行業(yè)生產科技的發(fā)展壯大。
2.3 機電一體化技術在帶式輸送機中的應用
這種設備因為它的輸送距離非常的長，而且量也很龐大，運作很穩(wěn)定，功效較高，并且具有非常顯著的自動化特征，已成為我國煤礦井下原煤輸送系統(tǒng)的主要運輸設備。所以，它成為了我們國家最近幾年在機電一體化工藝方面的關鍵探索事項。目前主要采用機、電、液一體化的 CST 可控軟啟動裝置。它是一種專門為平滑起動運送大慣性載荷，如煤炭或金屬礦石的長距離皮帶運輸機而設計的軟驅動裝置。通常單條的輸送設備可有單臺或者是多臺的裝置來運行。因為還沒有處理好動態(tài)分析以及相關的其他科技方面的內容，我們國家的該項設備的驅動并不是非常多，通常是三個，此時就使得其距離以及輸送量都受到很大的影響。同時，它的監(jiān)控裝置的功效非常低，穩(wěn)定性不高，而且不靈活，使用時間也不長，和其它國家比對來看，存在很大的距離。
2.4 其他煤礦機電一體化裝置
液壓支架則向電液控制方向發(fā)展，將計算機技術與液壓控制有機結合，實現(xiàn)定壓雙向鄰架或成組自動移架，避免對頂板和支架產生沖擊載荷。我國某煤礦采用從德國和美國引進的電液控制的支架，移架速度為 6～8s/架，最快的移架速度達 3s/架。電液控制裝置還可檢測支架的工作狀態(tài)。對于煤炭單位來講，其供電的特點是要確保安穩(wěn)，而且品質要優(yōu)秀，可以符合較大功率裝置的運作規(guī)定。所以，要推行節(jié)能的裝置。高壓開關柜采用維護量小，運作時間久的裝置。采用集中補償和就地補償相結合的辦法提高功率因數(shù)，減少供電系統(tǒng)無功電流，減少無功功率損耗。目前高、低開關柜普遍采用了“微機保護”，具備網絡功能，可以實現(xiàn)遠程遙控、遙測、遙信和遙調。
三、該項技術在今后時間段的發(fā)展方向
我們國家自己生產的具有這項技術特征的裝置，都有著很多的優(yōu)點，比如集中地體現(xiàn)為其智能化特征顯著，而且呈現(xiàn)出程序性特征，有著非常顯著的信息化特征，并且裝置的面積不是很大，便于進行活動，而且維護量也不大，性能非常的優(yōu)越等等。此類裝置在煤炭行業(yè)中的大力發(fā)展，不但降低了工作者的活動量，同時還非常顯著的提升了煤礦的運作效力，帶來了非常豐厚的利潤。不過，我們國家的該項科技技術，和一些優(yōu)秀的國家比對來看，還是有著非常顯著的差距的，所以，很多活動還要持續(xù)的探索分析，它在今后一段時間的發(fā)展方向有如下的四點。第一，開發(fā)有自主知識產權的以煤礦開采技術及配套裝備為主導的核心技術，研究具有自主知識產權的核心裝置；第二，提升裝置的通信水平，以此來更加的適合自動化活動的規(guī)定。第三，開發(fā)以微處理器和微機為基礎的礦井設備工況和健康監(jiān)測以及微處理器、計算機和專家系統(tǒng)的應用等；第四，在后續(xù)的發(fā)展中，還要將機器人當成是探索的一大關鍵要素。
總之，當前由于微電子以及電腦和其它很多先進的科學技術的快速進步，此時信息流就很顯然的變成了機電一體化最為關鍵的特征。它的相關產品或其高性能的水平，像是自動化等有了非常顯著的進步。所以，機電一體化技術是企業(yè)信息化的重要支撐技術，是礦山綜合自動化的基礎。該項技術在煤炭采掘以及輸送等方面發(fā)揮了非常顯著的成就，目前其運行范圍很寬，在很大程度上帶動了我們國家的煤礦單位的發(fā)展壯大，進而確保了煤炭事業(yè)不斷的向著高效能的方向發(fā)展壯大。
參考文獻：
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關鍵詞：機電一體化；煤礦機械；數(shù)字化；技術
煤炭是我國重要的能源資源，隨著社會的不斷發(fā)展，人們的煤炭的需求量越來越大，這促進了煤炭行業(yè)的發(fā)展，提高了該行業(yè)的經濟效益。煤炭開采具有一定的危險性，其需要應用多種大型的機械設備，在煤炭機械中應用機電一體化技術，可以實現(xiàn)機械設備的自動化運轉，其提高了機械生產的效率，而且提高了煤炭的產量。應用機電一體化技術，可以提高煤礦企業(yè)的發(fā)展水平以及經濟效益，可以實現(xiàn)煤炭行業(yè)的高產高效發(fā)展。
1 機電一體化概述
機電一體化是科技不斷發(fā)展的產物，應用機電一體化技術，可以提高機械設備的性能，對機電產品的發(fā)展奠定了良好的基礎。機電一體化技術在發(fā)展的過程中，具有數(shù)字化發(fā)展的方向，利用數(shù)控機床以及機器設備，可以為機械設備制造奠定基礎，應用數(shù)字化設計技術，可以為機電一體化設計奠定基礎。煤炭資源在開采的過程中，需要利用多種機械設備，其中技術部門需要應用繪圖軟件 CAD技術，這一軟件具有較高的精確性。進入信息時代后，網絡覆蓋面越來越廣，煤礦企業(yè)也應用了較多的網絡技術，這促進了機電一體化技術的網絡化發(fā)展，在開采資源的過程中，很多問題都可以利用網絡技術進行解決，網絡技術可以改善煤礦行業(yè)機械技術落后的現(xiàn)狀，還可以提高資源的綜合利用率。機電一體化產品生產的目的是為了更好的為人類服務，由于煤礦企業(yè)近年來出現(xiàn)的安全事故比較多，為了降低安全事故發(fā)生的概率，可以利用機電一體化產品，提高機械化設備自動化運行水平，還可以提高煤礦開采的效率。
2 煤礦企業(yè)機電一體化的應用現(xiàn)狀
隨著社會的不斷發(fā)展，煤礦行業(yè)的開采技術越來越高，應用機電一體化技術，可以提高煤礦企業(yè)的工作效率，可以提高生產的安全性。機電一體化技術可以實現(xiàn)機械設備的自動化運行，可以對大型設備的運行狀況進行監(jiān)測。我國煤礦企業(yè)機電一體化技術雖然取得了較大的進步，但是與國外技術相比，還是有著一定差距，這主要是因為我國煤礦行業(yè)起步比較晚，所以，在應用煤礦企業(yè)機電一體化技術時，一定要結合社會發(fā)展的要求以及需求，還要學習國外的先進技術，這樣才能促進機電煤炭機械行業(yè)更好的發(fā)展。我國煤礦企業(yè)的發(fā)展并不均衡，有的企業(yè)應用的機械技術還是比較落后，為了提高煤礦開采的效率，提高企業(yè)的競爭力，一定要多應用先進的機電一體化產品，這也可以避免安全事故出現(xiàn)的概率。機電一體化產品還具有通信的功能，利用網架技術，可以實現(xiàn)信息的及時交流以及傳輸。在對機電一體化產品進行開發(fā)時，要考慮設備的可靠性，要對相關信息參數(shù)進行優(yōu)化，還要提高信號檢測的靈敏度，這樣才能保證機電設備故障檢測與自動化調節(jié)功能的發(fā)揮。
3 機電一體化在煤礦機械中的應用
3. 1 在線監(jiān)控、故障診斷及自動報警監(jiān)控系統(tǒng)在大部分煤礦得到了廣泛的安裝或使用，監(jiān)控系統(tǒng)可以有效地監(jiān)控采礦系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)以及運輸系統(tǒng)等。若被監(jiān)控對象發(fā)生異常，監(jiān)控系統(tǒng)可以及時發(fā)出警報，監(jiān)控系統(tǒng)具有強大的優(yōu)勢。1） 能夠自動診斷系統(tǒng)是否出故障及故障原因。2） 可以及時準確地發(fā)出警報。3） 能夠提高設備的使用壽命。4） 能夠減少維修的成本和時間。5） 可以有效提高安全事故責任人的管理水平。
3. 2 提升機械設備半自動化或自動化程度
煤礦機械設備的自動化或半自動化控制可以大大降低或減少因人為錯誤操作而導致的安全問題，還可以降低工人的作業(yè)難度，有效提升勞動生產率。
3. 3 應用于節(jié)能減排
信息化編程可以將液壓機、烘干機、傳送機等機器的電能消耗量控制在合理的水平，避免了由于人員操作而造成的貨物裝載不滿或超載的現(xiàn)象，可定量傳輸原煤，大大降低了電量的消耗，提高了煤礦生產效率，優(yōu)化了產業(yè)能耗結構，達到了節(jié)能減排的效果。
4 機電一體化在煤礦機械中的發(fā)展方向
4.1 更加智能化
智能化可以使煤礦開采系統(tǒng)更完善，能夠更好地滿足煤礦生產中的安全性、經濟性等要求。煤礦井下地形復雜，工作條件惡劣，各類安全事故時有發(fā)生。雖然人工操作難以避免，但煤礦智能化是一種趨勢。
4.2 更加微型化
機電一體化更加微型化是指在煤礦機械生產中，機電一體化技術逐漸應用于微型領域。這是因為微型化具有體積偏小、便于操作等優(yōu)點，它能夠為煤炭機械發(fā)展提供更高質量的服務。
4. 3 更加網絡化
隨著信息時代的到來，網絡技術得到了迅速發(fā)展，從而把人們的生活生產緊密聯(lián)系在一起。網絡技術應用到煤礦生產中后能夠對煤礦生產進行實時監(jiān)控，能夠提升煤礦生產的安全性能。鑒于這些優(yōu)勢，機電一體化在煤礦機械中必然趨于網絡化。
4.4 更加環(huán)保化
現(xiàn)如今，環(huán)保提升為國家的重要日程。在煤炭生產中，環(huán)保更是成為了一個重要問題。因此，在煤炭開采中，環(huán)保問題必須放在首要位置，摒棄傳統(tǒng)煤礦開采方式，將廢水回收再利用等進行科學、合理的規(guī)劃，使煤炭生產得到可持續(xù)發(fā)展，使煤礦生產與地區(qū)經濟保持協(xié)調發(fā)展。
結束語
煤礦行業(yè)是我國重要的能源產業(yè)，在運行的過程中，煤礦企業(yè)需要應用大量的機械設備以及自動化技術，在煤炭機械中應用機電一體化技術后，有效提高了企業(yè)生產的效率以及煤炭的產量。機電一體化技術在應用的過程中，發(fā)揮出了較多的功能，利用網絡技術，可以實現(xiàn)通信的功能，應用機電一體化產品，也可以實現(xiàn)對機械設備的智能化控制，這不但可以減輕工作人員的工作量以及勞動強度，還可以降低安全事故出現(xiàn)的概率，可以有效提高煤礦企業(yè)生產的水平，是提高企業(yè)經濟效益的有效方式。在未來幾年，機電一體化的使用將會朝著更加智能化、微型化、網絡化和環(huán)保化方向發(fā)展，不斷完善煤礦生產技術，給煤礦企業(yè)帶來更多的經濟利益和社會效益。
參考文獻
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[關鍵詞]煤礦機械 機電一體化 應用
中圖分類號：TD60 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）05-0051-01
1、機電一體化技術應用煤礦開采的重要意義
（1）隨著科學技術的進步以及計算機技術和信息技術的不斷發(fā)展，新的機電一體化技術又將傳感器檢測技術融合進來，增強了煤礦機械設備的可靠性。例如大部分采煤機上的變頻器就采用PLC控制，從而實現(xiàn)了更好的在線監(jiān)控和機械設備故障自我診斷，極大地提高了采煤機的可靠性，從而保證了正常的煤礦生產。（2）機電一體化有利于安全生產，煤礦井下作業(yè)環(huán)境陰冷、潮濕、粉塵多，對工人的身體健康的危害很大，采用機電一體化后，一方面可以減少人工作業(yè)，優(yōu)化作業(yè)環(huán)境；另一方面，引入機電一體化能夠實現(xiàn)信息化自動控制，能夠實現(xiàn)機械設備功率實時變化，能夠實現(xiàn)除塵機、采煤機、烘干機等機械設備的轉速自動變速功能，大大降低機械的磨損。（3）現(xiàn)代煤礦生產中，生產效率決定著企業(yè)的發(fā)展水平和競爭力，無論是掘進機、采煤機的使用，還是皮帶運輸機和提升機的使用，都是機電一體化技術的體現(xiàn)。機電一體化技術的應用極大地提高了煤礦開采的生產效率。
2、煤礦機械中機電一體化技術的應用
2.1 機電一體化在采煤機中的應用
采煤機主要用于柱式雙巷掘進方式，機電一體化技術在采煤機上的應用主要體現(xiàn)在由電牽引替代液壓牽引，另外液壓支架的控制系統(tǒng)也轉換成微電子控制系統(tǒng)，兩種應用都使得采煤機設備在開采的過程中動作更加順暢和平穩(wěn)，有利于提高采煤過程的安全性和可靠性。在運用電牽引的過程中，電動機中除了電刷與整流子具有一些輕微的損傷外，沒有造成對別的元件的磨損情況，所以工作狀態(tài)較穩(wěn)定，可以減少故障的發(fā)生，將電牽引采煤機使用期限延長增加經濟效益。電牽引的結構較簡單，并且工作效率高。電牽引采煤機機械中的機械傳動部分是由簡單而尺寸小的結構構成，將電能轉換為機械能也只用一次的轉換就可以了，更是可以做到99%的高效率，相對于有些只能做到65%-70%的采煤機的效率而言電牽引采煤機效率更高。
2.2 機電一體化在礦井提升機中的應用
煤礦的實際生產過程中對煤礦井上和井下的運輸過程以及系統(tǒng)提升需要更高的要求。全數(shù)字化提升機具有較高的可靠性，運用了總線的方法，將電器的安裝進行了簡化。同時，硬件的配置也很簡單，并且能夠互相的交融工作。當前，我國很多的煤在礦井下生產過程基本實現(xiàn)了皮帶化，并且廣泛的使用了大巷強力帶式運輸機運輸?shù)姆绞健Ｓ嬎銠C控制系統(tǒng)發(fā)展的速度也比較快，其系統(tǒng)具有故障診斷和自我保護功能，可以及時的處理在實際生產中的故障。
2.3 機電一體化在掘進機生產中的應用
掘進機械結合液壓系統(tǒng)使生產過程得以實現(xiàn)。它的控制系統(tǒng)實現(xiàn)了保護和控制主控制器功能，并且具有操作箱液晶屏，可以實現(xiàn)故障記憶功能，它的開關箱和操作箱之間通過動力載波技術實現(xiàn)通訊，采用雙芯通訊電纜達到，實際過程中通訊電纜通過快速插頭進行的連接。設備的電氣系統(tǒng)特點明顯，它的設計理念新、保護功能齊全、顯示功能較強、結構緊湊、安裝簡便。
2.4 機電一體化在安全生產監(jiān)控設備中的應用
監(jiān)控系統(tǒng)在大部分煤礦得到了廣泛的安裝或使用，監(jiān)控系統(tǒng)可以有效地監(jiān)控采礦系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)以及運輸系統(tǒng)等。若被監(jiān)控對象發(fā)生異常，監(jiān)控系統(tǒng)可以及時發(fā)出警報，監(jiān)控系統(tǒng)具有強大的優(yōu)勢。煤礦安全生產監(jiān)控系統(tǒng)主要包括生產設備在線監(jiān)控系統(tǒng)、自動報警系統(tǒng)和故障自診斷系統(tǒng)等。當出現(xiàn)故障的時候能夠自動報警并且可以顯示出故障所出現(xiàn)的位置和部位，從而提高機械設備的工作效率，簡化設備維護檢查工作，縮短停機維修時間。能夠自動診斷系統(tǒng)是否出故障及故障原因。可以及時準確地發(fā)出警報能夠提高設備的使用壽命，能夠減少維修的成本和時間，可以有效提高安全事故責任人的管理水平。
2.5 機電一體化在支護設備中應用
現(xiàn)今液壓支架的發(fā)展方向是采用電液控制，它的理念是將計算機技術和液壓控制技術有機結合，進而形成定壓的雙向鄰架，保證有效防止對頂板和支架產生的沖擊荷載影響。國內采用智能型乳化液泵站能實現(xiàn)自行對油位的進行高度檢測，進行自動配液，對乳化液濃度進行檢測，實現(xiàn)自動對乳化液的濃度進行調節(jié)，如果產生濃度和規(guī)定值不符的現(xiàn)象，將產生聲、光報警信號，實現(xiàn)定時進行反沖洗過程，對實際過程中的具體的用液量進行監(jiān)督和控制，具備遠程傳輸?shù)墓δ堋Ｃ旱V生產中所采用電液控制的支架技術最快移動速度可以達到三秒每架。乳化液泵作為提供高壓液體的裝置具有高壓和大流量供液能力，并且能夠結合支護設備所需的用液量自行調節(jié)。
3、機電一體化技術的發(fā)展前景
近年來，我國煤礦機電一體化技術取得不斷地進步，煤礦開采中的每個環(huán)節(jié)基本上都有機電一體化技術的存在，但是相對于國際上先進的機電一體化煤礦開采技術，還是有一定差距的。要縮小這種差距，就必須從機電一體化技術發(fā)展的特點出發(fā)，掌握機電一體化技術的核心內容，主要包括煤礦機電一體化產品中的嵌入式計算機，以保證工作性能更可靠；通信系統(tǒng)中開放性和可靠性高的模塊開發(fā)；更加智能化的生產監(jiān)控系統(tǒng)等。（1）智能化：智能化可以使煤礦開采系統(tǒng)更完善，能夠更好地滿足煤礦生產中的安全性、經濟性等要求。煤礦井下地形復雜，工作條件惡劣，各類安全事故時有發(fā)生。雖然人工操作難以避免，但煤礦智能化是一種趨勢。（2）微型化：機電一體化更加微型化是指在煤礦機械生產中，機電一體化技術逐漸應用于微型領域。這是因為微型化具有體積偏小、便于操作等優(yōu)點，它能夠為煤炭機械發(fā)展提供更高質量的服務。（3）網絡化：隨著信息時代的到來，網絡技術得到了迅速發(fā)展，從而把人們的生活生產緊密聯(lián)系在一起。網絡技術應用到煤礦生產中后能夠對煤礦生產進行實時監(jiān)控，能夠提升煤礦生產的安全性能。鑒于這些優(yōu)勢，機電一體化在煤礦機械中必然趨于網絡化。（4）環(huán)保化：現(xiàn)如今，環(huán)保提升為國家的重要日程。在煤炭生產中，環(huán)：保更是成為了一個重要問題。因此，在煤炭開采中，環(huán)保問題必須放在首要位置，摒棄傳統(tǒng)煤礦開采方式，將廢水回收再利用等進行科學、合理的規(guī)劃，使煤炭生產得到可持續(xù)發(fā)展，使煤礦生產與地區(qū)經濟保持協(xié)調發(fā)展。對我國目前的煤礦機電一體化技術的發(fā)展而言，未來的煤礦機械中機電一體化技術的發(fā)展還應該在通信能力上進行不斷地鉆研，這是為了滿足將生產發(fā)展為自動化的現(xiàn)實需要。
結束語
隨著技術的不斷更新與發(fā)展，在煤礦機械中使用機電一體化技術的頻率將會越來越高。機電一體化技術在煤礦生產中得到廣泛的應用和推廣，可以極大地提升了我國煤礦企業(yè)的開采生產實力，從而為實現(xiàn)高效、潔凈、安全的煤炭工業(yè)生產打下了堅實的基礎，在未來研發(fā)更好的煤礦機電一體化產品有助于我國煤礦生產向更加健康的方向發(fā)展。
參考文獻
關鍵詞： 機電一體化技術；煤礦；應用；發(fā)展趨勢
中圖分類號：TH-39文獻標識碼：A文章編號：1671－7597（2012）0110129－01
0 前言
機電一體化技術就是機械、計算機、信息處理和自動控制技術綜合運用的復合技術，是微電子技術向傳統(tǒng)機械工程滲透而形成的融合機械工程、電氣工程、計算機技術、信息技術等為一體的新興綜合技術。機電一體化技術順應了當今科學技術發(fā)展的規(guī)律，示了強大的生命力。由于煤炭生產是將數(shù)百、數(shù)千萬噸煤炭從地層深處采掘、運送到地面，因此需采用大量的機電設備才能實現(xiàn)這一目標，而機電一體化煤礦產品則是實現(xiàn)高產高效的最好選擇。機電一體化將機械與電子技術融為一體，使物流、能流、信息流融為一體。
1 機電一體化在煤礦中的應用
在煤炭行業(yè)中，如西方國家發(fā)展了連續(xù)采煤機，采用一種介于房柱式和長壁式體系之間的一種短壁式的開采模式進行開采，該方法的特點是液壓支架是不能自行的。隨后發(fā)展了一種可移動的支架（1979年），它是在錨桿鉆機基礎上改裝而成。隨后將長壁式回采工作面支撐掩護式支架架型移植到行走支架上，又發(fā)展了履帶式的行走支架，目前國際上應用的履帶行走支架均屬此類產品。我國的煤炭行業(yè)隨著長期的大規(guī)模的粗放開采，原始的開采方式已不再適合國家對能源的需求。特別是大量的礦井邊角煤、殘留煤、“三下”煤及大量被掠奪式開采破壞的煤炭資源的回收越來越緊迫。急需發(fā)展適合該類資源回收的采掘設備。
1.1 礦井安全生產監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)中的應用。礦井安全生產監(jiān)控系統(tǒng)是最能體現(xiàn)煤礦機電一體化的技術之一。我國監(jiān)測監(jiān)控技術應用較晚，20世紀80年代初，先后從波蘭、法國、德國、英國和美國等引進了一批安全監(jiān)控系統(tǒng)（如DAN6400、TF200、MINOS和Senturion-200），在部分煤礦中應用；在引進的同時，通過消化、吸收并結合我國煤礦的實際情況，研制出KJ2，KJ4等系統(tǒng)并通過了鑒定。
20世紀90年代以來，我國自行研制開發(fā)出了一批具有世界先進水平的監(jiān)控系統(tǒng)，如煤炭科學研究總院重慶分院的KJ90系統(tǒng)、煤炭科學研究總院常州自動化研究所的KJ95系統(tǒng)等，它們的主要特點是：測控分站的智能化水平高；具有網絡連接功能；系統(tǒng)軟件采用了Windows操縱系統(tǒng)。同時，在“以風定產，先抽后采，監(jiān)測監(jiān)控”12字方針和煤礦安全規(guī)程有關條款指導下，劃定了我國各大、中、小煤礦的高瓦斯或瓦斯凸起礦井必需裝備礦井監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)。自此，大大小小的系統(tǒng)生產廠家如雨后春筍般的不斷掘起，為各煤礦提供了更多的選擇機會，且促進了各廠家在市場競爭前提下不斷優(yōu)化產品質量和服務意識。經過多年的實踐表明，安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)為煤礦安全生產和治理發(fā)揮了十分重要的作用。對國產煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)及配套傳感器等設備的現(xiàn)場應用效果進行綜合評價，煤炭科學研究總院重慶分院的KJ90、天地科技股份公司常州自動化分公司的KJ95、煤炭科學研究總院撫順分院的KJF2000和北京瑞賽公司的KJ4，KJ2000等系統(tǒng)代表了我國煤礦監(jiān)測 監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)有技術水平。
1.2 礦井提升機中的應用。礦井提升機是一種實現(xiàn)機電一體化較好的礦山大型設備，全數(shù)字化，交、直流提升機。特別是內裝式提升機，從結構上將滾筒和驅動合為一個整體，大大簡化了機械結構，是典型的機電一體化設備，充分體現(xiàn)了機械-電力電子-計算機-自動控制的綜合體。全數(shù)字提升機高度可靠，具有可重復性故障尋址、完整的診斷舉措措施和自診斷功能，以及簡樸而快速的通訊功能；它采用總線方式，大大簡化電氣安裝；硬件配置簡樸，互相兼容，零備件少；可以利便地實現(xiàn)軟啟動、軟件控制和改變瞬間加速度。國產全數(shù)字化直流提升機已成為各煤礦提升機的首選機型。我國研制成功的具有自主知識產權的全數(shù)字化直流提升機的核心部件ASCS是由雙CPU構成的計算機系統(tǒng)。除此之外，我國還用SIMADYND和S7研制成功了第一臺交-交變頻器供電的交流提升機。提升機因為采用了計算機技術，其安全保護系統(tǒng)更為完善。該系統(tǒng)的主要特點是：采用兩臺計算機裝置，每臺都有自己獨立的檢測、傳感裝置和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。這兩臺計算機同步工作，互相檢測，互為備用，對提升行程實現(xiàn)直接檢測和間接檢測容器位置相結合的方式，兩者進行比較、校正，實現(xiàn)行程自動控制。計算機對安全回路、制動回路、電源和驅動回路進行實時檢測，實現(xiàn)故障記憶，極大地提高了提升機的安全性能。
1.3 井下帶式輸送機中的應用。大型綜采設備的使用，極大地帶了帶式輸送機的技術水平的發(fā)展，大功率、長間隔帶式輸送機的樞紐技術研究和新產品的研發(fā)也取得了很大的提高。如大傾角長間隔帶式輸送機成套設備、高產高效工作面順槽可伸縮帶式輸送機等，并對帶式輸送機的樞紐技術及其主要元部件進行了理論研究和產品開發(fā)，成功的研制了多種軟起動和制動裝置以及以PLC為核心的可編程電控裝置、驅動系統(tǒng)采用調速型液力耦合器和行星齒輪減速器，我國已自行生產制造了多種類型的帶式輸送機。
2 煤礦機電一體化技術應用的發(fā)展趨
我國自造的煤礦機電一體化設備都具有智能化、程序化、信息化的特點，以及設備體積小、操作、維護方便、保護齊全、性能可靠等優(yōu)點。這些設備在煤炭生產中的廣泛應用，不僅減輕了操作人員的勞動強度，而且極大地提高了煤礦的生產水平和能力，創(chuàng)造了巨大的經濟效益和社會效益。但是，我國的煤礦機電一體化技術與發(fā)達國家相比，還有一定的差距，因此還有很多的工作需要繼續(xù)研究，未來應該開發(fā)有自主知識產權的以煤礦開采技術及配套裝備為主導的核心技術，研究具有自主知識產權的核心裝置；增加產品的通信功能，以適應綜合自動化的需要；開發(fā)以微處理器和微機為基礎的礦井設備工況和健康監(jiān)測以及微處理器、計算機和專家系統(tǒng)的應用等；煤礦機器人仍然是煤礦機電一體化技術今后研究的重點之一。
3 結束語
近年來，隨著微電子技術、計算機技術、軟件技術、傳感器技術和自動化技術的飛快發(fā)展，信息流成為機電一體化的主要特色。其產品實現(xiàn)自動化、數(shù)字化、智能化，在性能和功能方面均實現(xiàn)了質的飛躍。
因此，機電一體化技術是企業(yè)信息化的重要支撐技術，是礦山綜合自動化的基礎。機電一體化技術在煤礦采、掘、運裝備的應用和推廣，極大地提升了我國煤礦生產的綜合實力，為實現(xiàn)高效、安全、潔凈、結構優(yōu)化的煤炭工業(yè)生產打下了扎實的基礎。
關鍵詞：機電一體化；排水機械；應用
中圖分類號：TH-39文獻標識碼： A
一、前言
機電一體化是一種較為先進的理念，也是一種在各個領域都有廣泛運用的運行系統(tǒng)，因此，分析機電一體化在排水機械中的運用非常有必要，這是提高排水機械運行效果的有力手段。
二、機電一體化概述
機電一體化指的是在機械的主功能、動力功能、控制功能和信息功能的基礎上引進微電子技術，并且將機械設備和電子設備用軟件有機結合而構成的系統(tǒng)的總稱，因此，“機電一體化技術”是機械、微電子和信息三項技術相互融合、交叉的產物，是機械技術、計算機與信息處理技術、自動控制技術、檢測傳感技術、伺服傳動技術和系統(tǒng)技術等多學科技術領域綜合交叉的技術密集型系統(tǒng)工程。隨著機電一體化技術的日益成熟，在各個技術領域已經得到廣泛應用，對各個領域的發(fā)展起了很大的推動作用。
三、市政排水管道機械概況分析
隨著我國城市建設的高速發(fā)展，城市下水道的長度也迅速增長，下水道的疏通工作變得越來越繁重。由于城市下水道的人工疏通速度緩慢且十分艱苦，有時甚至有人員傷亡的危險，所以城市下水道疏通機械化將成為必然。
1、真空吸污車
真空吸污車是一種采用真空泵或其他抽氣真空裝置為吸污系統(tǒng)真空源，進行下水道吸污作業(yè)的城市下水道疏通專用車輛。真空吸污車主要由汽車底盤、抽氣真空裝置、真空管路、防污保險裝置、液面報警裝置、吸污罐、吸污管、卸(排)料系統(tǒng)等組成。真空吸污車的抽氣真空裝置型式多種多樣，但不論采用何種抽氣真空裝置，它們都是利用汽車底盤發(fā)動機作為動力源來驅動抽氣真空裝置，而使吸污罐內產生真空，然后利用吸污罐內的真空，通過吸管將沉井中的污物吸入人吸污罐中。對于以真空泵作為真空源的真空吸污車，為保護真空泵，在吸污罐頂部的抽氣口處或真空管道上應安裝防污保險裝置，以防止污物進入真空泵中而損壞它
2、沖洗車
沖洗車是一種在汽車底盤上裝有下水道沖洗裝置的下水道沖洗專用車輛。主要用于城市下水道的沖洗。它主要由汽車底盤、水泵、水罐、軟管卷筒、軟管、沖洗頭等組成。沖洗工作時，汽車底盤發(fā)動機驅動水泵，水泵排出的壓力水經水管通過沖洗頭向后噴出，從沖洗頭噴出的壓力水沖涮下水道，使下水道中的污物與水一道在下水道中流動，當污物流經沉井時便沉積下來。
3、絞拉裝置
絞拉裝置主要由動力源、鋼絲繩卷筒、絞拉板、滑輪等組成。用于將沖洗過的下水道中的剩余污物或未經沖洗的下水道中的污物驅趕至沉井中。下水道進行絞拉疏通時，下水道兩相鄰沉井內皆放置一個滑輪支架，絞拉時，鋼絲繩在支架滑輪上滑動，以免磨壞鋼絲繩。根據(jù)下水道清理污物的需要，卷筒作正轉或反轉，絞拉板則向前或向后移動，將污物驅趕至沉井中。
4、下水道聯(lián)合疏通車
下水道聯(lián)合疏通車具有兩種或兩種以上的下水道疏通功能，是下水道疏通較理想的裝置。由于吸污功能是下水道疏通中最常用的功能，所以所有的下水道聯(lián)合疏通車都具有吸污功能，并以吸污功能為主，兼有沖洗功能或具有吸污、沖洗和絞拉三種下水道疏通功能。
四、機電一體化技術在未來城市排澇的發(fā)展
1、全息系統(tǒng)化在城市排澇的應用
全息系統(tǒng)化也即智能化，是對機器的行為描述即在控制理論的基礎上，吸收計算機科學、模糊數(shù)學、運籌學、混沌動力學、人工智能、心理學和生理學等新的學科方法、新的設計思想，從而模擬人類的思維能力，使它如同人一樣具有思維、意識等能力，以便達到更高水平的控制目標。隨著機電一體化技術的發(fā)展，機電一體化產品智能特征也越來越明顯，智能化水平也是日趨上升，新世紀機電一體化技術中的智能化的快速發(fā)展，人工智能在機電一體化的研究中也日益得到重視，其中機械水泵操作與數(shù)控機械化的智能結合就是一項重要應用。當然，要使排澇泵站具有與人完全相同的智能永遠是不可能的，也沒有這個必要，但是，高性能、高速的微處理器使機電一體化產品具有低級智能或者人的部分智能，則是完全可能而又必要的。這使得智能化排澇泵站變成可能。
2、完善匹配防洪排澇標準，是智能化排澇泵站的基礎
城市防洪排澇標準應采用國家標準為基本保障標準，在此基礎上，根據(jù)各省、區(qū)、市具體情況，編制各自的相應標準、規(guī)范。特殊地區(qū)可根據(jù)實際情況，編制特定的標準。尤其要注意防洪排澇標準相匹配，適當提高排澇標準。通過完善匹配防洪排澇標準，使得智能化排澇泵站的的數(shù)據(jù)處理更加準確。
3、充實防洪排澇設施配套，提高智能化排澇泵站運行能力
城市污水處理廠的設計規(guī)模應考慮難以進行雨污分流老城區(qū)的雨水量。老城區(qū)道路窄，可采用簡易共同溝的方式解決地下管線布置空間緊張的問題。新城區(qū)開發(fā)必須按照相關的規(guī)范和標準建設防洪排澇設施，統(tǒng)籌解決外洪內澇問題。排水管網、排澇泵站等設施建設中應嚴格控制工程質量，并通過完備的管理確保排澇設施正常運行。
五、機電一體化技術的發(fā)展趨勢與方向
1.智能化趨勢。智能化是21世紀機電一體化技術發(fā)展的一個重要發(fā)展方向。智能化是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數(shù)學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。
2.微型化趨勢。微型化興起于20世紀80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發(fā)展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(tǒng)（MEMS)，泛指幾何尺寸不超過1立方厘米的機電一體化產品，并向微米、納米級發(fā)展。微機電一體化產品體積小、耗能少、運動靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。微機電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機械技術，微機電一體化產品的加工采用精細加工技術，即超精密技術，它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。
3.網絡化趨勢。網絡技術的興起和飛速發(fā)展給科學技術、工業(yè)生產、政治、軍事、教育及人們的日常生活都帶來了翻天覆地的變化。機電一體化新產品一經研制出來，只要其功能獨到，質量可靠，很快就會暢銷全球。由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監(jiān)視技術迅速發(fā)展起來，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。現(xiàn)場總線和局域網技術是家用電器網絡化已成大勢，利用家庭網絡將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統(tǒng)，使人們在家里分享各種高技術帶來的便利與快樂。這也使機電一體化技術朝著網絡化方向發(fā)展成為必然趨勢。
結束語
綜上所述，機電一體化是當前較為可行的一種技術，因此，將其運用在排水機械中具有可行性，在排水機械的制造和運行中，如果能夠科學的使用機電一體化系統(tǒng)，將可以大大提高排水機械的運行效果。
參考文獻
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