【文章內(nèi)容簡介】 5 今后的機電一體化產(chǎn)品 “ 全息 ” 特征越來越明顯，智能化水平越來越高。這主要收益于模糊技術(shù)、信息技術(shù) (尤其是軟件及芯片技術(shù) )的發(fā)展。除此之外，其系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)，也變簡單的 “ 從上到下 ” 的形勢而為復(fù)雜的、有較多冗余度的雙向聯(lián)系。 “生物一軟件”化 — 仿生物系統(tǒng)化 今后的機電一體化裝置對信息的依賴性很大，并且往往在結(jié)構(gòu)上是處 于 “ 靜態(tài) ”時不穩(wěn)定，但在動態(tài) (工作 )時卻是穩(wěn)定的。這有點類似于活的生物：當(dāng)控制系統(tǒng) (大腦 )停止工作時，生物便 “ 死亡 ” ，而當(dāng)控制系統(tǒng) (大腦 )工作時，生物就很有活力。仿生學(xué)研究領(lǐng)域中已發(fā)現(xiàn)的一些生物體優(yōu)良的機構(gòu)可為機電一體化產(chǎn)品提供新型機體，但如何使這些新型機體具有活的 “ 生命 ” 還有待于深入研究。這一研究領(lǐng)域稱為“ 生物 —— 軟件 ” 或 “ 生物 —— 系統(tǒng) ” ，而生物的特點是硬件 (肌體 )—— 軟件 (大腦 )一體，不可分割?？磥?，機電一體化產(chǎn)品雖然有向生物系統(tǒng)化發(fā)展趨，但有一段漫長的 道路要走。 微型機電化 —— 微型化 目前 ，利用半導(dǎo)體器件制造過程中的蝕刻技術(shù)，在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。當(dāng)將這一成果用于實際產(chǎn)品時，就沒有必要區(qū)分機械部分和控制器了。屆時機械和電子完全可以 “ 融合 ” ，機體、執(zhí)行機構(gòu)、傳感器、 CPU 等可集成在一起，體積很小，并組成一種自律元件。這種微型機械學(xué)是機電一體化的重要發(fā)展方向。 第二節(jié) 發(fā)展政策 加強統(tǒng)籌安排，協(xié)調(diào)發(fā)展計劃 建議各主管部門責(zé)成有關(guān)單位在進行深入調(diào)查研究、科學(xué)分析的基礎(chǔ)上，制定出統(tǒng)管全局的 “機電一體化”研究、開發(fā)、生產(chǎn)計劃和規(guī)劃，避免開發(fā)上重復(fù)，生產(chǎn)上 撞 車 。 優(yōu)化發(fā)展環(huán)境、增大支持力度 優(yōu)化發(fā)展環(huán)境指通過宣傳群眾，造成一種社會上下、企業(yè)內(nèi)外都重視、支持“機電一體化”發(fā)展的氛圍，如盡快為外商到我國投資發(fā)展“機電一體化”產(chǎn)業(yè)提供方便；盡可能為興辦開發(fā)、生產(chǎn)機電一體化產(chǎn)品的高新技術(shù)企業(yè)開綠燈；盡力為開發(fā)、生產(chǎn) 6 機電一體化產(chǎn)品調(diào)配好資源要素等。增大支持力度，在技術(shù)政策上，要嚴格限制耗電、耗水、耗材高的傳統(tǒng)產(chǎn)品的發(fā)展，對未采用機 電一體化技術(shù)落后產(chǎn)品限制強制淘汰；大力提倡用機電一體化技術(shù)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進行改造，對有關(guān)機電一體化技術(shù)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)乾地改造，對有關(guān)技術(shù)開發(fā)、應(yīng)用項目優(yōu)先立項、優(yōu)先支持，對在技術(shù)開發(fā)、應(yīng)用中做出貢獻的單位領(lǐng)導(dǎo)、科技人員進行表彰獎勵等。 突出發(fā)展重點，兼顧“兩個層次” 第一個層次是“面上”的工作，即用電子信息技術(shù)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進行改造，在傳統(tǒng)的機電設(shè)備上植入或嫁接上微電子 (計算機 )裝置，使“機械”和“電子”技術(shù)在淺層次上結(jié)合。 第二個層次是“提高”工作，即在新產(chǎn)品設(shè)計之初，就把“機械”與“電子”統(tǒng)一起來進行考 慮，使“機械”與“電子”密不可分，深度結(jié)合，生產(chǎn)出來的新產(chǎn)品起碼正做到機電一體化 。 7 第三 章 機電一體化技術(shù)在煤礦 生產(chǎn) 中的應(yīng)用 煤礦機電一體化產(chǎn)品已經(jīng)應(yīng)用到許多煤礦。國產(chǎn)的以計算機為核心的電牽引采煤機、全數(shù)字直流提升機已占領(lǐng)國內(nèi)市場，我國已經(jīng)能生產(chǎn)用計算機監(jiān)控的掘進機、膠帶運輸機、礦井供電設(shè)備等。另外，煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)、膠帶機集中控制系統(tǒng)、礦井生產(chǎn)過程自動控制和信息化管理、圖像監(jiān)視講下關(guān)鍵設(shè)備和主要工作地點、調(diào)度室的裝備實現(xiàn)數(shù)字化、計算機網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)在生產(chǎn)調(diào)度、財務(wù)、人力資源、設(shè) 備、銷售及辦公自動化都得到了普遍的應(yīng)用。 第一節(jié) 機電一體化技術(shù)在采煤機中的應(yīng)用 機電一體化技術(shù)在采煤機的一個典型應(yīng)用就是電牽引采煤機。與液壓牽引采煤機相比，電牽引采煤機具有以下特點： （一） 良好的牽引特性。電牽引采煤機可以在采煤機前進時提供牽引力，使其客服阻力移動，也可以在采煤機下滑時進行發(fā)電制動，向電網(wǎng)反饋電能。 （二 ） 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(shè)計，制動力矩為電動機額定轉(zhuǎn)矩的 倍，所以以電牽引采煤機可用在 40176。 50176。傾角的煤層，而不需要其 它防滑裝置。 （ 三 ） 運行可靠，使用壽命長。電牽引和液牽引不同，前者除電動機的電刷和整流子有磨損外，其它元件均無磨損，因此工作可靠，故障少，壽命長，維修工作量小。 （四 ） 反應(yīng)靈敏，動態(tài)特性好。電控系統(tǒng)能及時調(diào)整各種參數(shù)，防止采煤機超載運行。 （五 ） 結(jié)構(gòu)簡單、效率高。電牽引采煤機機械傳動結(jié)構(gòu)簡單、尺寸小、重量輕，電能轉(zhuǎn)換為機械能只經(jīng)一次轉(zhuǎn)換，效率可達 99%，而液壓采煤機的效率只有 65%70%左右。 經(jīng)過近 20 年的研制開發(fā)，我國的電牽引采煤機已逐步走向成熟，為煤礦綜 合機械化采煤生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展起到了積極地推動作 用。 8 第二節(jié) 機電一體化技術(shù)在礦井提升機中的應(yīng)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(shè)備，全數(shù)字化，交、直流提升機。特別是內(nèi)裝式提升機，從結(jié)構(gòu)上將驅(qū)動和滾筒合為一個整體，簡化了機械結(jié)構(gòu)，是典型的機電一體化設(shè)備。全數(shù)字提升機不僅能夠進行可重復(fù)性故障尋址、診斷和自診斷而且還可以進行簡單而迅速的通信。其硬件配置簡單，相互兼容，零備件少，能夠輕松地實現(xiàn)軟啟動、軟件控制和改變瞬間加速度。 在我國“九五”計劃期間，國產(chǎn)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(chǎn)權(quán)的全數(shù)字化直 流提升機的核心部分 ASCS 是由雙 CPU 構(gòu)成的計算機系統(tǒng) 。除此之外，我國還有 SIMADYND 和 S7 研制成功了第一臺交 交變頻供電的交流提升機。 2022 年 11 月，該系統(tǒng)在焦作古漢山礦投入運營，情況良好。提升機由于采用了計算機技術(shù)，其安全保護系統(tǒng)更為完善。該系統(tǒng)的主要特點是：采用加兩臺計算機裝置，每臺都有自己獨立的測量、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)直接測量和間接測量容器位置相結(jié)合的方式，對兩者進行比 較、校正，實現(xiàn)形成自動控制。由于采用計算機對安全回路、制動回路、 電源