煤礦機電一體化與發展方向論文

時間：2022-10-09 03:03:17 機電一體化畢業論文我要投稿

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煤礦機電一體化與發展方向論文

　　煤礦機電一體化與發展方向論文【1】

煤礦機電一體化與發展方向論文

　　[摘要]我們國家煤炭產量和儲存量相對較為豐富的國家，煤炭是我國主要消耗能源之一，煤炭企業在我國國民經濟發展中占有重要作用。

　　隨著科學技術的發展，煤炭生產技術勢必有所突破，因此煤礦企業中機電一體化的利用會越來越成熟，也越來越廣泛，并且必將繼續發展下去。

　　[關鍵詞]煤礦企業;機電一體化;定義;發展;方向

　　我國是個能源大國，同時也是能源小國，一方面是我國各種資源儲存量大，但另一方面人口眾多，人均占有量遠遠低于世界人均占有量。

　　因此我們需要對資源進行重視，急需提高采煤工藝中各方面的技術來增強我國采煤工業實力，因為煤炭企業開采技術高低直接影響到企業生產的能力，所以就需要引進先進的開采技術，才能保證煤礦企業的市場競爭力，和保證我國煤炭行業的平穩發展。

　　綜合化采煤設備也越來越先進了，并且經過不斷的組裝和綜合使用，正在發揮著越來越重要的作用，進一步加快了我國煤炭開采的速度。

　　所以更多的煤炭企業已經意識到這些作用對自身企業發展的重要性，因此我國煤炭行業勢必走向科技化和智能化。

　　隨著近些年科學技術的快速發展，現代化的煤炭開采技術已經發展的越來越先進，越來越實用。

　　以往傳統的采煤工藝已經不能滿足企業的需要，而現代化的綜合采煤工藝也只有通過不斷地創新才能跟上時代發展的步伐，而在眾多的煤炭開采技術中，機電一體化技術以它絕對的優勢迅速在煤炭開采中發展運用起來。

　　一.煤礦機電一體化的含義

　　其實說到機電一體化，我們更多的印象是在機械制造行業中提及和出現，在較早之前機械制造行業已經引入了機電一體化技術，但是在各個行業機電一體化的自身含義是不盡相同的。

　　一般來講，機電一體化是指在原有的機械技術的基礎上，加之以先進的計算機技術、微電子技術、光學技術、自動控制技術等新近流行的技術設備以使得原有的生產模式更加具有時代感和先進性，目的是提高生產效率，獲得更高的利潤，間接的促使這些學科發展。

　　而煤礦機電一體化簡單說就是機電一體化技術在煤炭行業的應用，就是在煤礦企業中采用先進的各項新型的技術來提升原有的機械操作水平，以使得煤炭開采更具有活力和效率，并且提高了其安全性。

　　比如以前在煤炭開采方面，更多的是大范圍使用人力，人去操控機器進行煤炭的挖掘，靠人的經驗去了解礦井的安全情況，有無安全隱患等。

　　這樣很容易出現在挖掘過程中出現安全事故，現在國家針對煤礦安全問題要求更加嚴格和規范，因此煤炭企業在整體的操作上，開始大范圍的采用計算機技術，幾乎深入到了煤礦開采的各個方面，可以使用計算機計算煤礦的開采進度和可開采度，可以使用自動控制技術進行遠程挖掘機器的操控，尤其針對礦井中的安全情況，可以使用計算機系統進行全程監測和監控，及時發現安全隱患，及時解決，避免安全事故的發生，降低煤礦企業的安全事故率。

　　二、我國煤炭企業煤礦機電一體化的現狀

　　我們已經了解煤礦機電一體化的含義是什么了，也知道其在煤炭企業生產過程的優勢所在，其實這些優勢早已經在國際上被很多國家和企業發現并且進行研究使用，那么我們國家在煤礦機電一體化方面是一個什么情況呢，以下就進行簡單的介紹。

　　由于經濟和科學技術發展方面的原因，我國機電一體化相對于國外一些發達國家而言，起步較晚，自然煤礦機電一體化也就發展較晚，這也導致我國煤炭企業的煤炭開采技術落后于發達國家。

　　在建國初期，電子科技有了初步的發展，當時正是恢復經濟的時期，人們當時嘗試著把電子技術和原有的機械水平相結合，用以提高原有的機械水平，事實證明這種做法也起到了良好的效果，不僅刺激了機械行業的發展也進一步提高了電子技術的發展，從而促使我們進入了計算機時代。

　　自從上個世紀九十年代開始，計算機已經在我國各個生產領域普遍使用，由于計算機技術是機電一體化技術中很重的一部分，因此機電一體化的發展逐漸加快起來。

　　而隨著近些年科學技術的快速發展，機電一體化也隨著各種智能技術的開發與利用，更具有時代性和先進性，全面的提升了水平。

　　這是所有機電一體化的發展歷程，煤礦機電一體化屬于機電一體化的一部分，因此這也是其發展過程，因為機電一體化的發展和利用是統一的，是同步進行的。

　　雖然我國煤礦機電一體化隨著科學技術的發展，發展速度迅猛，但是和發達國家技術和應用上還是存在較大的差距，而且在具體的機械設備上也存在著明顯的落后趨勢。

　　現在國外在煤炭開采方面使用一種SLS00系列采煤機，我們國家就沒有其各項數據，自產不了，就其1965KW的裝機總功率，按照我國現有的技術根本實現不了，并且在交流變頻開采技術等方面也存在著明顯的差距，最大的差距是存在于自動化技術上。

　　眾所周知，智能的自動化技術是近一段時期發展的新技術，本身在我國就沒有廣泛使用，因此存在一定差距也就不為怪了。

　　不過雖然在與發達國家相比，我國的煤礦機電一體化還有很多不足和需要發展的地方，但是也隨著我國國力增強和經濟的發展取得了一些明顯進步。

　　例如MGDl50NW采煤機的應用是最明顯的一個標志，它的使用，大大提高了煤炭的產量，同時還提高了安全性，其中綜合液壓支架的使用，減輕了重力的壓力，提高人身設備安全性;鋼絲繩損耗定量檢測系統的使用，可以通過計算機的科學計算，準確的了解鋼絲繩的損耗程度，消除了安全隱患，還有更多先進技術的使用，都大大促進了我國煤礦機電一體化的發展進程。

　　三、我國煤礦機電一體化的發展方向

　　一方面我國煤礦機電一體化取得不錯的成就，另一方面和發達國家還是存在一些差距，針對存在的差距，我們需要從以下幾個方面去看其發展方向。

　　1.日趨系統化

　　在煤礦企業，機電一體化所包含的范圍越來越廣，使用的技術范圍也逐漸擴增，種類越來越多，這些技術之間存在著較大的技術差異，如果不能將其有效的組合起來，勢必造成資源的浪費。

　　但是將這些不同的技術優勢很好結合起來，避免一些劣勢，不是一件容易的事情，還沒有那個國家能夠很好的做到這一步，只是盡可能將其開采效率更大程度的進行提高，因此將煤礦機電一體化中各種技術系統化組合到一起，既是我國煤礦企業所研究的問題，也是發展的方向。

　　2.日趨微型化

　　在煤礦機電一體化中，微型化屬于一項不很成熟的技術，它是隨著微電子技術的興起而發展的，因為微電子技術在機電一體化發展過程中起著重要的作用，當人們利用微電子技術發展微型化逐漸擺脫大型的陳舊的生產機械，轉而嘗到了微型機械的甜頭。

　　雖然在發展中存在一些不足和改進之處，但也是煤礦機電一體化的發展方向所在。

　　3.日趨綠色化

　　現在全世界都在提倡環保，提倡綠色生產，人們的環保意識越來越強，對企業的環保工作也更加重視。

　　因此煤礦機電一體化的生產應該向綠色安全無公害的生產模式進行發展，無論是煤炭的開采還是煤炭的運輸，每個環節都應該注意保護好生態環境，不能只重視生產和經濟發展而忽略了生態保護的重要性，不能“殺雞取卵”，只看到眼前的利益，而忽略了長遠的利益。

　　因此煤礦機電一體化綠色環保生產模式是今后必然的發展方向。

　　四、結語

　　煤礦機電一體化技術對煤炭企業的發展作用重大，我國和一些發達國家在這方面還存在一定的差距，只有通過積極健康的發展方向，才能縮短差距，提升發展速度，提升煤炭企業實力，不斷增強我國煤炭開采行業市場競爭力。

　　機電一體化技術未來發展方向【2】

　　摘要：機電一體化是現代制造技術發展的必由之路，本文簡述了機電一體化技術的基本概要、具體技術和發展方向。

　　綜述了機電一體化技術的現狀，分析了機電一體化技術的發展趨勢。

　　關鍵詞：機電一體化;技術;現狀;產品;發展趨勢

　　當前，現代科技飛速發展，日新月異，學科間的交叉滲透極其普遍，要求工程領域的技術進行革命與改造。

　　在機械工程領域，由于微電子技術、計算機和網絡技術的迅速發展及其向機械工業的滲透所形成的機電一體化，使機械工業的技術結構、產品機構、功能與構成、生產方式及管理體系發生了巨大變化，促使工業生產由“機械電氣化”跨入了“機電一體化”時代。

　　機械電子學 (mechatronics)，俗稱機電一體化是由機械學(mechanics)和電子學 (electronics)兩個詞結合而成的新詞。

　　械電子學主要研究目的是把機械技術與微電子技術和信息技術有機地結合為一體，實現整個系統的最優化。

　　機械電子學可以充分發揮機械技術、微電子技術和信息技術的各自的長處和特點，促進機械產品的更新換代。

　　機械電子學系統主要由機械主體、傳感器、信息處理和執行機構等部分組成。

　　較高級的系統不但有硬件，而且還有相應的軟件，利用軟件技術可以實現硬件難以實現的功能，使機械系統增加柔性。

　　機電一體化技術涵蓋以一下具體技術：

　　(1)機械技術機械技術是機電一體化的基礎，機械技術的著眼點在于如何與機電一體化技機電一體化術相適應，利用其它高、新技術來更新概念，實現結構上、材料上、性能上的變更，滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能的要求。

　　在機電一體化系統制造過程中，經典的機械理論與工藝應借助于計算機輔助技術，同時采用人工智能與專家系統等，形成新一代的機械制造技術。

　　(2)計算機與信息技術其中信息交換、存取、運算、判斷與決策、人工智能技術、專家系統技術、神經網絡技術均屬于計算機信息處理技術。

　　(3)系統技術系統技術即以整體的概念組織應用各種相關技術，從全局角度和系統目標出發，將總體分解成相互關聯的若干功能單元，接口技術是系統技術中一個重要方面，它是實現系統各部分有機連接的保證。

　　(4)自動控制技術其范圍很廣，在控制理論指導下，進行系統設計，設計后的系統仿真，現場調試，控制技術包括如高精度定位控制、速度控制、自適應控制、自診斷校正、補償、再現、檢索等。

　　機電一體化

　　(5)傳感檢測技術傳感檢測技術是系統的感受器官，是實現自動控制、自動調節的關鍵環節。

　　其功能越強，系統的自動化程序就越高。

　　現代工程要求傳感器能快速、精確地獲取信息并能經受嚴酷環境的考驗，它是機電一體化系統達到高水平的保證。

　　(6)伺服傳動技術包括電動、氣動、液壓等各種類型的傳動裝置，伺服系統是實現電信號到機械動作的轉換裝置與部件、對系統的動態性能、控制質量和功能有決定性的影響。

　　根據機電一體化技術涵蓋的方面，要想有技術突破應從下六方面尋求突破：

　　(1)機械本體技術。

　　現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，才有可能實現驅動系統的小型化，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。

　　(2)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。

　　對外部信息傳感器來說，目前主要發展非接觸型檢測技術。

　　(3)信息處理技術。

　　為進一步發展機電一體化，必須提高信息處理設備的可靠性，包括模/數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。

　　(4)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。

　　(5)接口技術。

　　為了與計算機進行通信，必須使數據傳遞的格式標準化、規格化。

　　接口采用同一標準規格不僅有利于信息傳遞和維修，而且可以簡化設計。

　　(6)軟件技術。

　　軟件與硬件必須協調一致地發展。

　　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。

　　機電一體化的發展趨勢機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合發展，它的發展改革離不開相關技術，更離不開相關技術的發展和進步。

　　因此，機電一體化未來勢必朝以下六方向進行探索推進：

　　(1)智能化智能化是機電一體化技術發展的一個重要發展方向。

　　人工智能在機電一體化建設者的研究日益得到重視，機器人與數控機床的智能化就是重要應用。

　　“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。

　　當然，使機電一體化產品具有與人完全相同的智能，是不現實的，也是不必要的。

　　但是，高性能、高速的微處理器使機電一體化產品賦有低級智能或人的部分智能，則是完全可能而又必要的。

　　(2)模塊化模塊化是一項重要而艱巨的工程。

　　由于機電一體化產品來自于不同的企業，研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元是一項復雜但又是非常重要的事。

　　如研制集減速、智能調速、電機于一體的動力單元，具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機械裝置。

　　這樣，可利用標準單元迅速開發出新產品，同時也可以擴大生產規模。

　　這需要制定各項標準，以便各部件、單元的匹配和接口。

　　由于利益沖突，近期很難制定國際或國內這方面的標準，但可以通過組建一些大企業逐漸形成。

　　顯然，從電氣產品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產標準機電一體化單元的企業還是對生產機電一體化產品的企業，規模化將給機電一體化企業帶來美好的前程。

　　(3)網絡化計算機技術是一場革命，網絡技術則改變了我們的生活。

　　同時，網絡技術給科學技術、工業生產、政治軍事、日常生活帶來了巨大的變革。

　　各種網絡將全球經濟、生產銷售連成一片，企業間的競爭也將全球化。

　　機電一體化新產品一旦研制出來，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，使人們在家里分享各種高技術帶來的便利與快樂。

　　因此，機電一體化產品無疑朝著網絡化方向發展。

　　(4)微型化微型化，指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。

　　國外稱其為微電子機械系統(MEMS)，泛指幾何尺寸不超過1cm3的機電一體化產品，并向微米、納米級發展。

　　微機電一體化產品體積小、耗能少、運動靈活，在生物醫療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優勢。

　　微機電一體化發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。

　　(5)綠色化工業的發達給人們生活帶來了巨大變化。

　　一方面，物質豐富，生活富裕;另一方面，資源減少，生態環境受到嚴重污染。

　　于是，人們呼吁保護環境資源，回歸自然。

　　綠色產品概念在這種呼聲下應運而生，綠色化是時代的趨勢。

　　綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環境保護和人類健康的要求，對生態環境無害或危害極少，資源利用率極高。

　　設計綠色的機電一體化產品，具有遠大的發展前途。

　　機電一體化產品的綠色化主要是指，使用時不污染生態環境，報廢后能回收利用。

　　(6)系統化系統化的表現特征之一就是系統體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。

　　系統可以靈活組態，進行任意剪裁和組合，同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。

　　表現之二是通信功能的大大加強。

　　未來的機電一體化更加注重產品與人的關系，機電一體化的人格化有兩層含義。

　　一層是，機電一體化產品的最終使用對象是人，如何賦予機電一體化產品人的智能、情感、人性顯得越來越重要，其高層境界就是人機一體化。

　　另一層是模仿生物機理，研制各種機電一體化產品。

　　綜上所述，機電一體化的出現不是孤立的，它是許多科學技術發展的結晶，是社會生產力發展到一定階段的必然要求。

　　當然，與機電一體化相關的技術還有很多，并且隨著科學技術的發展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術的廣闊發展前景也將越來越光明。

　　機電一體化的特點及發展方向【3】

　　【摘要】現代的科學技術正以迅猛之勢進行發展，極大的推動了不同領域之間的交叉滲透與融合，機電一體化就是不同領域之間交融的產物。

　　機電一體化產品是在原有的機械產品的基礎上，融合了微電子技術與計算機的技術所生產出的新產品。

　　機電一體化的產品應用在工業上，大大提高了工作效率以及工作的質量，已經在工業中得到了普遍的使用。

　　【關鍵詞】機電一體化現狀發展方向

　　所謂的機電一體化就是機械、電子、控制、光學、信息、計算機等多種學科融合的新技術。

　　機電一體化技術在現在的工業上應用的也越來越廣泛，機電一體化最早出現于1971年一家日本的雜志上，隨著機電一體化的迅猛發展，如今人們對機電一體化已經有了普遍的認知，機電一體化技術給機器賦予了人性化與智能化，使得機器不在那么的死板。

　　本文綜合現今我國的技術對機電一體化的現狀與發展方向進行分析。

　　一、關于機電一體化的特點

　　(一)效率得到提高。

　　機電一體化的產品大都具有信息自動處理的功能和自動控制的功能。

　　新產品的檢測和控制的靈敏度、范圍以及精度都有了很大的提高。

　　機電一體化的產品通過自動控制的系統對機械進行控制，使機械規范的進行工作，可以精確的完成來自控系統設定的動作，從而得到最佳的操作，使其不受操作者的主觀因素的影響。

　　不但可以提高生產的效率，也大大的提高了產品的質量。

　　(二)使用性能得到提高。

　　機電一體化的設備基本上都是采用了程序控制和數字顯示的方式，操作臺上的操作按鈕以及操作手柄都已經在逐漸的減少，這樣做可以使操作人員進行操作的時候簡單、方便。

　　機電一體化的產品是以程序為根本，電子控制系統根據已設定好的程序進行指揮實現操作，系統支持重復操作。

　　(三)功能得到提高。

　　機電一體化的設備具有復合功能并且得到了廣泛的應用，適用面也比較廣泛。

　　原有的機械只具有單一的功能、單一的技術，機電一體化的設備技術不再是單純的只是單一技術，單一功能了，具有了復合的技術與功能，使得產品的自動化和功能水平上都有了很大的提高。

　　(四)維護得到提高。

　　機電一體化產品維護和調整都變的方便了很多，產品在進行安裝和調試的時候，是可以通過改變程序的控制來達到改變工作方式的目的。

　　因此，更加的適應不同對象的需要以及現場的參數發生變化時的需求。

　　機電一體化的的產品具有自動監視的功能和自動化檢驗的功能，可以在工作的過程中針對所出現的問題自動采取措施，使其恢復正常的工作狀態。

　　二、機電一體化產品的結構

　　(一)機電一體化產品的機械系統。

　　機械系統主要包括機身、機械傳動、框架以及連接等部分。

　　機械系統部分是實現產品功能最基礎的部分，因此對于機械的結構要求也就更高了，需要在材料、結構、幾何尺寸以及工藝加工等方面來實現產品的多功能、高效率、節能、可靠以及小型輕量等要求。

　　(二)機電一體化產品的動力系統。

　　機電一體化產品的動力功能和能量都是由動力系統來完成的。

　　動力的系統主要包括電、氣、液等一類的動力源，一般的都是以電力為主的，比如電源、驅動電路、電動機等。

　　(三)機電一體化產品的傳感與檢測的系統。

　　機電一體化產品在運行中所需要的自身和外在環境的各種各樣的參數進行轉換，使其成為能夠測定的物理量，這個過程都是由傳感器完成的。

　　而檢測的系統就是對這些物理量進行精確的測定，從而為機電一體化產品提供運行控制所需要的各個種類的信息。

　　(四)機電一體化產品的控制系統以及信息處理。

　　為了滿足機電一體化產品的功能和要求，信息處理以及控制系統接收到了檢測和傳感系統發送的信息，然后對這些信息進行一些處理、運算和一些決策，對正在運行按照要求進行控制，達到控制的功能。

　　在產品中，信息處理以及控制系統只要是用計算機的軟件、計算機的硬件以及各種接口組成的。

　　(五)機電一體化產品的執行機構。

　　機電一體化產品的執行機構想要完成要求的動作，控制信息占據這重要的地位，只有在控制信息的作用下才能完成產品的主功能。

　　機電一體化產品的執行機構基本都是運動部件，經常性的采用電液、機械、氣動等機構。

　　三、機電一體化未來的發展方向

　　(一)機電一體化的智能化。

　　機電一體化技術中一個重要的發展方向就是智能化。

　　智能系統廣泛應用得到了機電一體化的研究建設的重視，最重要的應用體現在數控機床與機器人的智能化，以控制理論為基礎，融合了人工智能、計算機科學、運籌學、心理學、模糊學、混沌動力學等新的思想與方法，對人類智能進行模擬，致使新一代的產品具有了推理、自主決定、邏輯思維等各種能力，得已達到更高的控制目標，更好的為工業加強效率。

　　(二)機電一體化的模塊化。

　　由于現在生產機電一體化產品的廠家與種類比較多，所以十分有必要研制和開發有著標準的機械接口、電力接口、電氣接口、環境接口模塊。

　　同時還需要制定各項標準，這樣可以方便各個部件，單元的匹配和接口。

　　模塊化將會為機電一體化企業鋪墊一條暢通的大道。

　　(三)機電一體化的網絡化。

　　網絡技術在20世紀90年代是計算機等最為突出的成就。

　　機電一體化的新產品一旦問世，只要是擁有獨特的功能，并且可靠性比較高，質量能夠保證，相信很快就會風靡全球。

　　現在的網絡以及得到了普及，以網絡為基礎的各種遠程操控和監控技術正在興盛的時期，而遠程的終端本身就是一種機電一體化的產品，因此機電一體化肯定也會向著網絡的方向發展。

　　(四)機電一體化的微型化。

　　微型化興起于20世紀80年代末，是指機電一體化向微型化的方面發展，國外稱之為微電子，它的特點是體積小，耗能少，運動靈活。

　　四、小結

　　經過本文的分析，可以看出，機電一體化并不是一個孤立的個體，是一個由很多科學與領域交叉融合后的產物，隨著時代的發展以及生產力的需求，機電一體化的發展是必然的，因此機電一體化的技術將會有著廣闊的發展前景。