礦山機(jī)電一體化的創(chuàng)新及發(fā)展

1、礦山機(jī)電一體化的創(chuàng)新及發(fā)展DOI：10.16640/jki.37-1222/t.2016.05.187隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展， 礦山開(kāi)采行業(yè)所采用 的設(shè)備及工藝也得到了逐步的改良和精進(jìn)， 尤其是機(jī)電設(shè)備的一 體化，不僅提高了礦產(chǎn)開(kāi)采的效率， 也使礦井作業(yè)的安全性得到 了一定程度的改善，為煤礦企業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展提供了必要幫 助，因此，機(jī)電一體化被廣泛應(yīng)用于礦山開(kāi)采領(lǐng)域中。1機(jī)電一體化計(jì)算機(jī)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展， 帶動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)中各種機(jī) 械設(shè)備的研發(fā)和科技升級(jí)，機(jī)電一體化也到了空前的進(jìn)步和完 善。機(jī)電一體化起初主要指電子和機(jī)械的簡(jiǎn)單結(jié)合， 設(shè)備功能簡(jiǎn) 單，伴隨微型處理器、光電元件、計(jì)算

2、機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)逐步應(yīng)用于 機(jī)電產(chǎn)品中， 機(jī)電一體化的涵意和內(nèi)容也日漸豐富起來(lái)， 不再單 純是電子裝置與機(jī)械設(shè)備的簡(jiǎn)單組合和重裝， 是匯集了光學(xué)、 電 子以及自動(dòng)化控制技術(shù)于一體的新型技術(shù)。 目前， 微電子技術(shù)的 研發(fā)已日趨成熟并被應(yīng)用于機(jī)電一體化之中， 使機(jī)電一體化擁有 了更強(qiáng)大的功能 1 。礦山的機(jī)電一體化指機(jī)電一體化的技術(shù)以 及產(chǎn)品，技術(shù)機(jī)電一體化，是把該技術(shù)應(yīng)用于產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程，目 的是是制造出具備機(jī)電一體化性能的產(chǎn)品，而產(chǎn)品機(jī)電一體化， 是指集光學(xué)、 計(jì)算機(jī)以及微電子等先進(jìn)技術(shù)于一體的高新技術(shù)產(chǎn) 品。2礦山機(jī)電一體化發(fā)展現(xiàn)狀2.1產(chǎn)品制造技術(shù)落伍 統(tǒng)觀國(guó)內(nèi)礦山機(jī)電一體化生產(chǎn)技術(shù)比國(guó)外的技術(shù)

3、水平落后 很多。 該技術(shù)以傳統(tǒng)的機(jī)電一體化作為技術(shù)基礎(chǔ)， 對(duì)其實(shí)施技術(shù) 改造和創(chuàng)新， 將新型能源、 材料以及計(jì)算機(jī)技術(shù)等先進(jìn)工藝融合 其中， 通過(guò)與創(chuàng)新的管理技術(shù)相結(jié)合， 在新產(chǎn)品和新技術(shù)的研發(fā) 及創(chuàng)新中，全面、綜合地考慮各種影響因素，獲得技術(shù)水平和產(chǎn) 品質(zhì)量的顯著提升， 然而，國(guó)內(nèi)的技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用在這方面落后 很多。2.2自動(dòng)化技術(shù) 機(jī)電一體化的技術(shù)發(fā)展從儀器設(shè)備的自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用中得 到了充分體現(xiàn)。微處理器被廣泛應(yīng)用于各種儀器設(shè)備和儀表中， 不僅提高了儀器設(shè)備和儀表的可視性、可操作性以及可控制性， 還實(shí)現(xiàn)了儀表物理體積和重量的明顯減小， 為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)降低了難 度，在降低生產(chǎn)成本的同時(shí)，使得儀表

4、更加精巧，儀表安裝和使 用的限制條件被大大減少，在礦山企業(yè)中廣受好評(píng)。2.3機(jī)器人技術(shù) 機(jī)器人技術(shù)就是將人腦的思維及行為方式通過(guò)機(jī)械儀器等 進(jìn)行模仿和操作，以代替人類進(jìn)行某些具體腦力或者體力活動(dòng)。 由于經(jīng)濟(jì)成本以及管理難度的限制， 該項(xiàng)技術(shù)目前尚未在礦山生 產(chǎn)領(lǐng)域獲得應(yīng)用和實(shí)踐。3礦山機(jī)電一體化的創(chuàng)新市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈， 礦山企業(yè)要想獲得長(zhǎng)足穩(wěn)定的發(fā)展， 就 必須順應(yīng)市場(chǎng)需求， 在機(jī)電一體化產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、 控制及造型等方 面實(shí)施加以創(chuàng)新，為客戶提供更加滿意的服務(wù)和產(chǎn)品。3.1 創(chuàng)新產(chǎn)品造型客戶在選購(gòu)產(chǎn)品時(shí)， 首先關(guān)注的是產(chǎn)品外在形象， 對(duì)產(chǎn)品造 型加以創(chuàng)新， 使其外觀得以優(yōu)化的同時(shí)而不影響其功能的

5、正常發(fā) 揮，這是產(chǎn)品造型創(chuàng)新的基本要求。要?jiǎng)?chuàng)造出新穎的產(chǎn)品造型， 可以優(yōu)先選擇計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)的方法， 不僅設(shè)計(jì)成果可視， 還能 提高造型創(chuàng)新的效率 2 。3.2 創(chuàng)新產(chǎn)品功能利用機(jī)電一體化技術(shù)生產(chǎn)出的產(chǎn)品， 功能創(chuàng)新主要側(cè)重于兩 方面， 一方面是對(duì)已有的產(chǎn)品進(jìn)行功能創(chuàng)新和完善， 這是對(duì)產(chǎn)品 已有功能的擴(kuò)充和延展，風(fēng)險(xiǎn)相當(dāng)?shù)?，甚至可以忽略，不需要?入過(guò)多的資金與技術(shù)就能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能的改造和完善； 另一方面 是從礦山開(kāi)采的生產(chǎn)實(shí)際出發(fā)， 根據(jù)需要進(jìn)行新產(chǎn)品的研發(fā)， 使 其功能能滿足實(shí)際生產(chǎn)的需求， 這一層面就需要企業(yè)投入相當(dāng)一 部分資金與技術(shù)， 換個(gè)角度分析， 也是企業(yè)創(chuàng)新能力和研發(fā)技術(shù) 的較量

6、，成功開(kāi)發(fā)具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的新型機(jī)電一體化設(shè)備和產(chǎn) 品，是企業(yè)快速、高效運(yùn)轉(zhuǎn)的強(qiáng)有力保障。3.3創(chuàng)新產(chǎn)品結(jié)構(gòu)產(chǎn)品創(chuàng)新的一項(xiàng)關(guān)鍵內(nèi)容就是結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新。 機(jī)電一體化產(chǎn)品 在設(shè)計(jì)中進(jìn)行結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，通常體現(xiàn)在物理機(jī)械結(jié)構(gòu)、傳動(dòng)方式、 動(dòng)力裝置以及周邊設(shè)備的搭接形式等方面的創(chuàng)新。3.4創(chuàng)新產(chǎn)品材料產(chǎn)品材料方面的創(chuàng)新大體分為： 一是研發(fā)用于產(chǎn)品制造的新 型材料，如納米材料、高分子聚合材料等；二是選用剛度強(qiáng)、重 量和體積都偏小， 并且具有抗震性、 耐高溫和耐腐蝕等優(yōu)良性能 的材料。3.5創(chuàng)新控制和傳感一方面， 機(jī)電產(chǎn)品性能直接影響著控制系統(tǒng)， 如對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu) 位移、速度及加速度的控制；另一方面，傳感技術(shù)和傳感儀器

7、也 是機(jī)電一體化的重要內(nèi)容， 對(duì)傳感器的檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新， 研發(fā) 性能更加優(yōu)良的傳感器， 甚至是供礦山開(kāi)采的專用型傳感器， 都 是企業(yè)自主創(chuàng)新的制勝法寶。 當(dāng)前， 機(jī)電產(chǎn)品智能化尚處于低級(jí) 階段，加快微處理器的研發(fā)進(jìn)度， 使機(jī)電產(chǎn)品在模糊控制以及網(wǎng) 絡(luò)控制等方面得到大幅度提升是機(jī)電產(chǎn)品技術(shù)研發(fā)面臨的重要 課題。4發(fā)展方向的探討礦山機(jī)電一體化是一項(xiàng)綜合性技術(shù)， 依托信息科技的飛速發(fā) 展，其發(fā)展趨勢(shì)必將是越來(lái)越智能化、 模塊化、網(wǎng)絡(luò)化和微型化。通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)以及程序開(kāi)發(fā)和編寫(xiě)， 使機(jī)電產(chǎn)品和設(shè) 備擁有類似于人類的邏輯判斷及思維能力， 使產(chǎn)品和設(shè)備的智能 化程度越來(lái)越高， 這將是礦山機(jī)電一體化發(fā)展的主流方向； 相較 而言，模塊化就復(fù)雜得多，由于機(jī)電產(chǎn)品種類繁多，生產(chǎn)廠商大量存在， 在產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)方面、 電氣接口以及環(huán)境接口 等方面各有不同， 模塊化難度高， 這將是產(chǎn)品和技術(shù)研發(fā)面臨的 一大難題； 隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在社會(huì)生產(chǎn)各行業(yè)中的普及， 礦山開(kāi)采 行業(yè)要實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化建設(shè)， 就