基于矿山机电一体化的创新及发展分析

基于矿山机电一体化的创新及发展分析

高光荣

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摘要：随着社会经济和科学技术的不断发展，采矿业使用的设备和技术也在逐步改进和完善，尤其是机电设备的集成，不仅提高了采矿效率，而且在一定程度上提高了矿山作业的安全性，为煤矿企业实现可持续发展提供必要的帮助。因此，机电一体化在采矿领域得到了广泛的应用。

关键词：矿山机电；一体化；创新；发展分析

1 机电一体化

计算机和网络技术的飞速发展，带动了社会生产中各种机械设备的研发和科技升级，机电一体化也取得了前所未有的进步和提高。首先，机电一体化主要指电子和机械的简单结合，设备功能简单。随着微处理器、光电器件、计算机和网络技术在机电产品中的逐步应用，机电一体化的内涵和内容也越来越丰富。它不再是电子设备和机械设备的简单组合和重新组装，而是集光学、电子和自动控制技术于一体的新技术。目前，微电子技术的研究和开发已日趋成熟，并应用于机电一体化领域，这使得机电一体化具有更强大的功能。矿山机电一体化是指矿山机电一体化的技术和产品。技术机电一体化是将该技术应用于产品生产过程，目的是制造具有机电一体化性能的产品。产品机电一体化是指集成光学、计算机、微电子等先进技术的高科技产品。

2矿山机电一体化发展现状

2.1过时的产品制造技术

从国内矿山机电一体化生产技术来看，与国外技术水平相比有很大差距。该技术以传统机电一体化为技术基础，进行技术改造和创新，整合新能源、材料、计算机技术等先进工艺，通过与创新管理技术的结合，综合考虑新产品、新技术研发创新中的各种影响因素，因此，为了显著提高技术水平和产品质量，国内在这方面的技术研发和应用远远落后。

2.2自动化技术

机电一体化技术的发展充分体现在仪器设备自动化技术的应用上。微处理器广泛应用于各种仪器仪表中，不仅提高了仪器仪表的可视性、可操作性和可控性，而且大大减少了仪器的物理体积和重量，降低了结构设计的难度，降低了生产成本，使仪器更加精致，大大减少了对仪器安装和使用的限制，受到矿山企业的广泛赞誉。

3 矿山机电一体化创新

3.1 机电集成

机电一体化结合了电气工程和机械工程中的过程和程序。机电一体化主要关注电气和机械系统之间的整体交互以及这两个系统如何交互。这一过程在直流电机等系统中尤为突出，直流电机的设计和运行可以从机械过程（发电机）中发电，或向机械效应（电机）供电。电气工程也包括这方面的电子工程。

机电设备是具有电气和机械过程的设备。严格来说，手动开关是一种机电元件，由于机械运动而产生电输出。机电一体化通常涉及电磁原理，例如继电器，它允许电压或电流通过机械开关触点组和电磁阀控制另一个通常是隔离电路的电压或电流，通过电磁阀，电压可以驱动电磁阀等移动联动装置。

所有以燃料为基础的发电机都将机械运动转化为电能。一些可再生能源，如风能和水电，是由机械系统提供动力的，这些机械系统也能将运动转化为电能。集成微控制器电路包含数百万个晶体管和一个通过逻辑执行相同任务的程序。机电部件只是运动部件，例如机电执行器。这种更可靠的逻辑已经取代了大多数机电设备，因为系统中任何必须依靠机械运动才能正确运行的点都将不可避免地发生机械磨损，并最终失效。正确设计的电子电路没有运动部件，几乎可以无限期地继续正常工作，并用于大多数简单的反馈控制系统。另一种机电设备是压电设备，但它们不使用电磁原理。压电元件可以通过电信号产生声音或振动，或者通过声音或机械振动产生电信号。

3.2 自动化开采

自动化采矿涉及从采矿过程中移除人力。采矿业正在向自动化过渡。自动采矿技术涵盖两种类型。第一种采矿自动化包括过程自动化和软件自动化；第二类涉及机器人技术在采矿车辆和设备上的应用。

为了获得对其运营的更多控制，矿业公司可以实施采矿自动化软件或流程。矿山设备自动化有四种不同形式：远程控制、远程操作、驾驶员辅助和全自动化。遥控采矿设备通常指由手持式遥控器控制的采矿车辆，如挖掘机或推土机。操作员站在视线范围内，使用遥控器执行正常的车辆功能。由于机器的可视性和手感大大降低，使用遥控器通常会降低车辆的生产率。远程控制技术通常用于在危险条件下操作采矿设备，例如不稳定的地形、爆炸区域或高风险区域的坠落碎片，或地下采矿。远程控制技术通常是自动化采矿设备最经济的方法。

远程操作采矿设备是指由远程操作员控制的采矿车辆、摄像头、传感器和可能的附加定位软件。操纵杆或其他手持控制设备仍用于控制车辆的功能，操作员可以通过遥控操作软件更好地访问车辆遥测和定位数据。

4矿山机电一体化的发展

4.1自动化

在机电一体化的发展过程中，矿业也在向自动化方向发展。采矿自动化包括软件自动化和过程自动化。自动化技术也可以应用于采矿设备和车辆。为了保证机电设备的合理控制，可以选择自动挖掘软件。在各种设备的支持下，它不仅可以支持采矿过程的远程控制，还可以帮助司机操作采矿机械。例如，如果选择了具有遥控功能的采矿设备，相关人员可以使用遥控器控制矿区内的车辆。挖掘机和推土机都可以用这种方法控制。操作员只需在遥控器的使用范围内操作，即可使车辆功能顺利发挥。但是，由于采矿环境的能见度可能会受到粉尘的影响，低能见度不利于人员作业，因此可能会影响车辆的生产率。在矿山地形不稳定的地区或有较多坠落碎片的地区，采矿作业的风险很高。此时，可以利用远程控制技术辅助采矿设备的自动操作，具有良好的经济性。

4.2整合

随着机电一体化的发展，机械工程和电气工程领域的操作过程可以通过集成技术进行集成。从机电一体化的角度来看，它的应用主要集中在机械系统和电气系统之间的相互作用。现阶段，直流电机系统的应用优势极为突出。通过合理的设计，它可以通过机械过程发电，通过机械效应供电。从机电设备的角度来看，它既有电气设备，也有机械设备。常见的是手动开关，属于机电元件，根据机械运动过程完成电能输出。在集成技术的应用过程中，将使用电磁原理。通常，继电器允许机器内部传递电压或电流，从而完成触点组切换。它还可以使用电磁阀控制隔离电路的电流和电压。使用集成微控制器，它覆盖数万个晶体管，同样的任务由逻辑控制程序执行。有些机电设备只有运动部件，常见的是机电执行机构。逻辑程序用于控制机电设备，以取代此类机械设备，因为在设备的运行阶段，操作主要是通过机械运动来进行的，这不可避免地会导致机械磨损，导致机械运动失效。此外，虽然压电设备不使用电磁原理，但压电设备可以借助电磁信号声音进行振动，机械振动后会产生电信号。上述机电一体化的应用是未来矿山机电一体化的一个重要应用趋势。

结束语

综上所述，在矿产资源开采过程中，机电一体化的应用不仅可以保证生产安全，而且可以提高开采效率。分析了机电一体化技术的类型，结合其应用过程中存在的问题，探讨了矿产开发关键机械设备的具体应用模式，解决了技术瓶颈。未来机电一体化将逐步向智能化、集成化、网络化方向发展，不断提高采矿效率。机械设备的使用阶段还可以实现远程监控，最大限度地保证采矿安全，为矿业发展提供有力支持。

参考文献

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