摘要：机电液一体化技术显示了其强大的生命力并且顺应了时代的发展方向，实践表明机电液一体化技术在工业领域得到了广泛应用，尤其是矿山机械行业，不仅可以提高矿山机械的输出功率，还可以实现自动控制和安全保护等功能。本文着重介绍了矿山机械机电一体化技术的特点、发展历程，并从液压系统效率提高、使用高速微处理器、节能增效、软件控制、智能化协同作业、交流变流技术六方面介绍了矿山机械机电液一体化的发展趋势。
关键词：矿山机械；机电液；发展
1 世界机电一体化技术的发展
（1）德国BOMAG公司的自动压实控制系统新型智能可变振幅的Variomatic振动压路机以两个相对旋转的偏心轴来振动压实轮，双轴布置使振动力的大小和方向可根据轮子在被压物料上振动加速度的变化，通过液压系统修正两轴之间的角度，用电子控制自动地完成从垂直到水平方向的无级变化，而装在轮上的加速度表则连续不断地反映物料硬度随压实进程的变化。从加速度表上测得的数据被输送到压路机上的计算机里，并可存人软、硬盘中，计算机可将这些数据与预先存储在机内的数据（大量压路机在长期改进过程中累积起来的经验数据）相比较。当结果达到预定值时计算机发出指令，通过改变两根轴的相对角度来改变振动方向和有效振幅，对压实力进行优化，既简化司机操作又改善压实均匀度。
（2）适压Superpaye超级路面的压买系统根一据Superpaye超级路面技术规定要使用粗颗粒骨料和低含量沥青，在减少环境污染的同时增强路面承载力，工艺要求为躲过“温度敏感区”而进行高温压实。Hamm公司的IQ2系统不但记录和显示压实状况，还可自动调校振频、振幅和行驶速度，在最短时间内达到最理想的压实效果。
（3）用电子技术实现关键参数的实时监控在关键部位设置传感器对压路机上的发动机燃油。冷却、润滑、充电系统及行走、振动。转向系统等的温度、压力、流量诸参数进行实时监控；借助看门狗电路和电脑监控分析进行异常报警；利用微电脑控制器对整机上的开关、继电器、电磁阀进行检测、诊断并分析出故障代码，维修人员利用监控器读取故障码，便于快速排除故障。
（4）以机电液一体化技术为界面的新功能开发国外广泛利用该技术建立了自动驾驶作业系统；德国宝马公司推出自动滑转控制系统，压路机可爬68％的陡坡；通过操作显示灯、提示灯和电器开关互锁来防止误操作；通过操作座椅上的开关在压路机行驶过程中进行牵引与行驶液压回路的转换。
2 矿山机械液压系统发展趋势
2.1 液压系统效率提高
液压系统具有体积小、重量轻、传递功率大的优点；容易实现无极调速；容易实现往复运动更适合矿山机械的使用特点；控制简单，易于实现自动化控制；液压系统中的元器件易于实现标准化、系列化、通用化，便于推广和维护。新型矿山机械液压系统具有以下特点：
（1）合理匹配液压泵和负载运动特性，合理布局液压元件的数量和位置，减小液压元件之间的能量损失，提高液压传动的效率。
（2）选用合适的液压元件和密封措施，保证矿山机械在作业工作时不会因为外界的振动和冲击导致液压油泄漏。
（3）液压系统设计时应具有防振降噪措施，除了在液压泵、液压阀和油箱的安装面上设置防振脚垫外，还应尽量液压集成模块来代替液压油管。可以采用蓄能器吸收低频噪声，采用增大管径和使用软管的方式吸收高频噪声。
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2.2 使用高速微处理器、敏感元件和传感器
根据现代矿山机械开采的实际需要，矿山机械逐渐具有更多功能，并且更加智能化。因此矿山机械不仅应具有可靠的硬件，更应就有强大的数据处理能力和敏感的感测能力，能够实时检测该矿山机械的状态。使用先进的微处理器、高性能的敏感元件和传感器，可以提高整机的响应时间，提高使用效率和敏捷性，使矿山机械面对复杂环境时能够快速做出反应。同时引入更加先进的激光传感器、超声波传感器、语音传感器等高精度传感器可提高机器的机器人化程度，便于整机的柔性控制。另外，在矿山机械与控制系统之间通信传输将广泛采用汽车行业中的CAN-BUS通讯技术，可以有效降低控制信号在传输中的衰减和失真，提高控制精度。
2.3 更注重节能增效
21世纪全球正面临着能源危机，全球正在进行节能减排活动，因此在矿山机械的设计之初就应该考虑降低能耗的设计。动力方面可以使用电喷式发动机，可以有效提高燃油效率，并能进行自动控制；液压驱动方面，努力提高液压传动的效率，减少油液的泄露和损失，避免油液泄露污染环境；材料方面，可以采用新型金属材料，不仅可以调高矿山机械的强度，还可以减轻整机重量，从而节省了驱动过程中的能耗。
2.4 软件发挥更大作用
在具有先进的微处理器、传感器、控制元件之后，必须开发与之相适应的功能强大、可靠性高、适应性强的软件，用于实现机电液一体化智能显示控制。随着现代各种汇编语言和高级语言的发展，不断的有新的编程平台出现，为矿山机械的控制软件开发提供了便利条件。同时，软件开发中的控制算法也日趋重要，可用专家系统建立合理的控制算法，PID和模糊控制等各种控制算法的综合控制算法将会得到更完美的应用。另外，软件开发中应留有二次开发的位置，为差异化、个性化的矿山机械实现各项功能。
2.5 智能化机群的协同作业
随着矿山对大规模作业，多巷道同时施工，开采进度要求的提高，智能化的多台不同种类矿山机械协同作业是未来发展的趋势。机群的协同作业是智能化的单机、现代化的通讯设备、GPS、遥控设备和合理的施工工艺相结合的产物。这一领域也为机电液一体化在矿山机械上的应用提供了广阔的发展空间。诚然这是未来矿山机械的发展方向，甚至未来可以实现无人开采，但目前基于矿山机械智能化发展进程，我们应该循序渐进，一步一步实现技术突破。
2.6 电流变流体技术
为了防止信号传输、传感器使用、电机使用过程，外界及其自身造成的电磁干扰，未来应广泛采用电流变流体技术。电流变流体（ER流体）在自由状态下为可自由流动的混悬液体，一旦处在电场作用下，它会迅速固化，根据电场强弱程度分别显现粘稠、胶凝和坚硬的状态，且固化度与场强成正比。这种特性使它能理想地运用于液压系统和机械系统的阀、阻尼器及动力传输装置等。他对电信号响应极快，实在不到1ms的时间内实现状态变化。它采用PWM控制，可降低能耗，简化设计，延长寿命。
结语：矿山机械是现代矿山开采的重要工具，而机电一体化技术推动着矿山机械的不断发展。本文从矿山机械的机电液一体化系统的组成介绍了其特点和发展历程，并分别从液压效率提高、微机处理器性能提高、软件性能提高、智能协同工作等方面介绍了矿山机械机电液一体化的未来发展趋势，为我们以后深入研究矿山机械机电液一体化技术奠定了基础。
参考文献：
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[2]戚天明.从世界矿山机械发展趋势谈我国矿山机械的发展策略[J].矿山机械，2007（10）：7-18.
[3]史志远，朱真才，韩振铎.矿山机械发展探讨[J].矿冶，2006，15（1）：86-88.
论文作者:宋超
论文发表刊物:《基层建设》2017年第35期
论文发表时间:2018/4/20
标签：矿山机械论文; 机电论文; 技术论文; 作业论文; 液压论文; 压路机论文; 传感器论文; 《基层建设》2017年第35期论文;