摘要：随着社会经济和科学技术的不断发展，矿山开采行业所采用的设备及工艺也得到了逐步的改良和精进，尤其是机电设备的一体化，不仅提高了矿产开采的效率，也使矿井作业的安全性得到了一定程度的改善，为煤矿企业实现可持续发展提供了必要帮助，因此，机电一体化被广泛应用于矿山开采领域中。
关键词：机电一体化；创新发展；策略
机电一体化是最新的工程学科之一。它汇集了机械、电气、电子和计算机工程：该学科的基本部分是涉及这些元素的机器和系统的集成。机电一体化技术在矿山开发中有广泛的应用，但在实际应用过程中还存在一些缺陷和不足。本文针对矿山机电一体化现状，提出相应的创新发展建议。
1 机电一体化技术分析
1.1概念
机电一体化技术是将电子技术、计算机技术、信息技术等融入机械管理，以提升机械运作效率与性能，以计算为核心，将机械、电气、信息技术等进行高效整合，为机械的应用与管理提供支持。
1.2关键技术
机电一体化技术中主要包括七大关键技术：一是机械技术，作为实现机械一体化的关键；机械本身必须满足诸多要求，比如重量轻、体积小、材料精度高、强度高等，为提升机械使用性能、降低磨损变形、延长使用寿命、提升自动化与信息化水准奠定良好基础；二是传感器技术，传感器作为实现机电一体化的关键之一，代表着未来机电产品与智能设备的重要发展方向；三是信息处理技术，作为实现一体化的关键，信息处理依靠传感器技术获得各项信息并实现传输、运作与处理通过运算输出为一体化运作提供支持；四是自动控制技术，机电一体化的实现离不开自动控制技术的支持，自动控制系统与微电子技术等联合，直接影响一体化运作的流畅性、效率高低与效果好坏；五是伺服驱动技术，作为组成机电一体化系统的重要技术，该技术通过接受并放大指令为机械装置的运动实现提供支持；六是接口技术，机电一体化涉及诸多系统结构与机械设备，接口技术为实现内部系统、外部设备之间的对接与信息交换提供支持，确保系统与设备有机融合实现高效运作；七是监控诊断技术，机电一体化设备运作过程中，不可避免的会出现诸多问题，依靠监控与诊断技术可迅速发现并识别故障，采取针对性举措进行处理。
2 矿山机电一体化发展的关键技术
2.1机电集成驱动技术
机电集成驱动技术是将传统的传动系统与电气系统集成到现代矿山机械设备中，主要核心部件为工业减速器、伺服和步进电机、执行器以及电气控制板卡。四个核心部件的开发控制是现代机电装备驱动技术的核心。减速器实现设备关节处的减速和力矩传递，执行器通过较长的力臂完成对作业的进行，伺服电机和步进电机实现对系统的能量转换和信号的传递。电气控制板卡集成所检测、数字化以及控制单元等多个单元。四个核心模块实现驱动集成。每一个核心部件都包含许多零件和基本单元，每一个单元出现问题都会影响整个系统的运行性能，故障发生时候要对所有的部位进行排查，找出问题的所在，从而解决问题。复杂的核心部件是考验现代机电一体化技术水平的标准之一，工程机械的发展离不开信息控制、机械结构等多方面技术的共同发展。未来的机电驱动技术会具有更加有效的动力传递系统，能把传递过程中的损失降到最低，结构设计的优化还可以实现机构的空间运转优化，提高控制灵活性。
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2.2矿山机器人技术
矿山机械由于环境的原因，机械设备要能够承受潮湿、灰尘以及炎热或者严寒的环境。由于人类的适应性相对设备较低，人力成本的增加以及人力控制效率的已经不能满足日益增加的工程需求，研发新一代矿山机器人设备更是人心所望。矿山工程作业对工程人员的身心都是极大的伤害，长期作业可能会使工人的身体蒙受疾病的困扰。矿山机器人的应用可以有效地将工人从高强度的作业中解除出来，并且可以有效地缓解劳动力紧张。矿山机器人的主要核心部件为控制器、电机和减速器。矿山机器人在工作过程中，主要受到控制器的控制。控制器作为机器人的神经中枢，要求具有很好的扩展性和开放性，能适应未来智能化和柔性化的发展。驱动系统驱动机器人工作手臂完成规定的动作。矿山机器人的结构运动要符合工作的实际情况，实现轨迹的输出。闭环控制的系统可以使机器人的误差降低到最小，结合机器人内部的智能专家系统，实现对反馈的控制。
3 矿山机电一体化创新
3.1机电集成
机电集成结合了电气工程和机械工程中的流程和程序。机电学侧重于电气和机械系统整体的相互作用以及2个系统如何相互作用。这个过程在诸如直流电机的系统中尤为突出，其可以被设计和操作以从机械过程（发电机）产生电力或用于为机械效应（电动机）供电。电气工程在这方面也包含电子工程。机电装置是具有电气和机械过程的装置。严格来说，手动开关是一种机电组件，由于机械运动导致电输出。机电集成常常涉及电磁原理，例如继电器，其允许电压或电流通过机械切换触点组和电磁阀来控制另一个通常为隔离的电路电压或电流，通过该电磁阀，电压可以致动如电磁阀中的移动联动装置。所有基于燃料的发电机都将机械运动转换为电力。一些可再生能源，例如风力和水力发电，都由机械系统提供动力，这些系统也将运动转换为电力。集成微控制器电路包含几百万个晶体管，以及一个通过逻辑执行相同任务的程序。机电部件只有移动部件，例如机械式电动执行器。这种更可靠的逻辑已经取代了大多数机电设备，因为系统中必须依靠机械运动进行正确操作的任何点都不可避免地会有机械磨损并最终失效。正确设计的电子电路没有移动部件，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。另一种机电装置是压电装置，但它们不使用电磁原理。压电器件可以通过电信号产生声音或振动，或者从声音或机械振动产生电信号。
3.2自动化开采
自动化开采涉及从采矿过程中去除人力。采矿业正在向自动化过渡。自动挖掘是一个涵盖了2种技术类型。第一种采矿自动化涉及过程和软件自动化；第二类涉及将机器人技术应用于采矿车辆和设备。为了获得对其运营的更多控制，采矿公司可以实施采矿自动化软件或流程。矿山设备自动化有4种不同的形式：远程控制、遥控操作、驾驶员辅助和全自动化。遥控采矿设备通常是指采用手持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并使用遥控器执行正常的车辆功能。由于机器的可见度和感觉大幅度降低，因此通过使用遥控器，车辆的生产力一般也会降低。远程控制技术通常用于使采矿设备在诸如不稳定地形、爆炸区域或高风险区域下落碎片或地下采矿等危险条件下运行。远程控制技术通常是使采矿设备自动化的最经济方式。远程操作的采矿设备是指采矿车辆、采用相机、传感器以及可能的附加定位软件，由远程操作员控制。操纵杆或其他手持控制装置仍然用于控制车辆的功能，操作员通过遥控操作软件可以更好地访问车辆遥测和定位数据。
结语：
矿山开采中机电一体化的应用可显著提升采矿工作质量与效率，更好的适应复杂多变的井下环境，在降低开采成本的前提下保障开采效率与质量，提升矿山开采的经济效益，这对于进一步提升矿山中机电一体化应用水平有积极意义。
参考文献：
[1]程志刚。浅谈矿山机械机电一体化技术的发展[J].技术与市场，2014，21（10）：63、65.
[2]陈波，李长峰。矿山机电在现代煤矿企业中的应用研究[J].科技风，2011（08）：86.
论文作者:刘新元
论文发表刊物:《基层建设》2019年第30期
论文发表时间:2020/3/12
标签：技术论文; 矿山论文; 机电一体化论文; 机电论文; 机械论文; 系统论文; 机器人论文; 《基层建设》2019年第30期论文;