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重介质选煤工艺流程分析论文
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摘要 ：本文为了不断改进重介质选煤工艺流程，提升其应用效果，主要分析了重介质选煤工艺的原理、选煤设备，并对五种典型的重介质选煤工艺流程进行阐述，针对不同选煤厂的煤质特点和产品需求提出应用的建议。最后，提出了提升重介质选煤技术工艺水平的措施，以供参考。
关键词 ：煤炭；重介质选煤；工艺流程
1、重介质选煤
我国选煤厂应用最多的选煤方法就是重介质选煤，重介质选煤方法是重力选煤中精度和效率是最高的。目前，重介质选煤方法主要应用于难选煤、高硫煤和稀缺煤种，重介质选煤方法应用的介质为磁铁矿粉，悬浮液由重介质和水配置而成。重介质选煤设备主要分为两种：重介质旋流器和重介质分选机，其中重介质旋流器主要是利用离心力进行煤炭分选，工艺较为简单，投资较少且自动化程度较高，重介质旋流器经过多年的生产实践及研发，已经实现了50mm不脱泥入洗。重介质分选机则主要是利用重力作用，重介质分选机包括：双锥形、斜轮和立轮等，目前主要应用于块煤主选、分选，其可分选的粒度范围较大且精度高、效果好。
2、重介质选煤工艺流程
重介质选煤工艺近年来发展较快，技术更加的多样化。可以满足不同煤质的需求，并可以适应入选原煤不同的粒度组成，实现选煤企业的所需要的产品结构类型。不同重介质选煤工艺其分选效果也不相同，目前我国应用较多且效果较好的五种重介质选煤工艺如下：
块煤跳汰—末煤重介质旋流器分选工艺
该种煤炭分选方法是利用跳汰机分选处理块煤，利用重介质旋流器分选末煤的方式，该工艺流程的优点在于利用跳汰机分选可以节约成本，且处理量较大，重介质旋流器分选则可以极大的提高分选精度，两者的结合可以再保证分选质量的同时节约选煤成本，现该工艺主要应用于块煤可选性高，末煤可选性差的选煤厂。但是，选煤厂使用该工艺虽然能够保障精煤产品质量，但对出产率则产生一定的'不利影响。
块煤重介质分选机—末煤重介质旋流器分选工艺
该工艺主要是针对末煤和块煤不同的结构特点，有针对性的选择是采用重介质旋流器分选法还是重介质分选机分选法。
重介质旋流器二次分选工艺
该分选工艺主要是采用两产品重介质旋流器，首先对煤炭进行粗选，排除煤炭中的矸石，第一次进入重介质旋流器，然后在将块精煤粉碎，在将粗精煤与粉碎的块煤混合，二次进入重介质旋流器精选。两产品重介质旋流器包括两种类型：高密度旋流器和低密度旋流器，高密度旋流器主要是在重产物中将矸石和煤分选开，低密度旋流器是将重产物和精煤分选。重介质旋流器二次分选工艺，主要适用于选煤厂对精煤灰分要求较低且原煤含矸石含量较高的情况，该工艺可以保证较高的分选效率、回收率和精煤质量都较高，但该工艺存在的问题是投资较大、脱介较复杂，不利于选煤厂管理。
三产品重介质旋流器分级分选工艺
依据三产品重介质旋流器分选技术发展形成了三产品重介质旋流器分级分选工艺，主要设备包括两种：大直径和小直径重介质旋流器，还包括介质回收净化系统，实现了0～80mm不同原煤的分级入选。该工艺流程为，首先分选出细粒煤和粗粒煤，通过对原入煤料进行预先分级脱泥处理实现，其中细粒煤直径为～2mm，粗粒煤直径为2～80mm；然后，将细粒煤、粗粒煤分别加入到小直径和大直径重介质旋流器中分选，煤泥则进入浮选系统。该工艺的优势在于，利用高科技设备自动化程度高，工艺流程简单，有助于选煤企业降低投资和运行费用，提高煤炭分选质量，使选煤企业实现最大的经济效益。
三产品重介质旋流器分选工艺
三产品重介质旋流器分选工艺流程包括两个部分，首先是主选阶段，利用低密度悬浮液将再选入料和精煤分选出来；其次是再选阶段，主选阶段悬浮液经过浓缩后变成高密度悬浮液，再选阶段将矸石和中煤进行分选。三产品重介质旋流器工艺具有节约成本、操作简单、效率高的特点，可以利用一种中悬浮液就可以分选出矸石、中煤和精煤。该工艺流程有两种形式：无压给料和有压给料，目前选煤厂应用较多的是无压给料分选工艺，该工艺流程操作简单，前期投资较低。目前三产品重介质旋流器分选工艺在我国的应用已经十分普遍。
3、重介质选煤工艺流程应用中的建议
对重介质选煤工艺流程分析结合我国不同选煤厂对煤质的需求和煤质特点，在应用重介质选煤工艺流程时应注意的问题包括以下几点：
（1）对于大直径三产品重介质旋流器分选工艺来说，不同粒度物料的分选密度受到流体运动阻力的影响较大。通常，分选粒度范围与煤炭粒度上限息息相关，而实际分选密度的差异也较大，影响综合分选效果。此外，对于大颗粒的中煤，其含有夹矸煤，对中煤进行粉碎后会产生一定量的精煤，因此，在确定块中煤再选方案之前，应对块中煤破碎并采取相应的分析。
（2）如果选煤厂对精煤质量有特殊要求，且入选原煤含有大量的矸石和煤泥，应入选前首先确定好如何处理矸石和煤泥。对于矸石含量较高的原煤，应先采用两产品重介质旋流器排矸，然后依据粗精煤不同粒度范围和夹矸煤量等因素，对粉碎粒度进行确定，进而采用两产品旋流器对其精选，可以极大的提升回收率并保证精煤的质量。对于原煤中含有较多煤泥的，应加大对煤泥的脱除，尽可能的降低达标介质的分流量，保证旋流器的分选效果。
（3）如果是大型的选煤厂，其分选的原煤中末煤密度与块煤的密度相差较大，可以采用分级入选的方式，首先对入选煤进行排矸处理，运用浅槽重介质分选机进行，其次利用三产品重介质旋流器进行分选，将粉碎后的粗精煤块煤与末煤分开。该过程需要重点注意的是，各选煤厂应依据煤质的粒度大小分级，在进行分级入选。
4、提高重介质选煤技术工艺水平的措施
提升选煤系统的自动化水平
选煤厂应建立远程控制和监控系统，对设备的各项参数进行实时监控，将实时参数提供给选煤厂组织生产部门，为其决策提供可靠的依据。同时，对于关键的设备进行监控，如遇到故障应发送远程报警信号，以便于选煤厂调度人员可以及时的掌握设备故障情况，判断故障发生的原因，并提出设备故障解决的方案，避免选煤设备发生故障对生产造成的影响。通过对选煤厂工艺流程的监控，提高工艺流程中设备的自动控制水平。
优化选煤工艺机械设备状态
重介质旋流器是重介质选煤厂的主要机械设备，主要洗选设备的运行状态对于选煤厂生产技术指标和经济指标都有着极大的影响，重介质旋流器的寿命主要受到设备材质、生产管理水平和原煤矸石量等因素的影响。选煤厂在保证旋流器材质合格的前提下，因此选煤厂的管理及技术人员应科学使用重介质旋流器。由于重介质旋流器内衬具有硬度大、脆性高的特征，禁止大块物料或金属物料进入旋流器，否则会造成旋流器堵塞和损坏。这样会极大的降低重介质旋流器的寿命，影响其正常运行。同时，选煤厂运行维护人员要定期对旋流器内壁磨损情况进行检查和维护。
引进专业技术人才
选煤厂对于专业技术人才应加大引进的力度，并对企业的原有员工进行相应的考核和培训，提高选煤厂员工的专业技术水平，保障选煤质量。选煤厂应进行资源的合理优化，建立统一的领导和管理制度，保证相应资金的落实，加大对现有选煤技术的改进，提高原油系统的生产效率。
5、结语
重介质选煤技术是我国选煤厂应用的主要技术之一，重介质选煤技术特点是分选效率较高、精度高，该技术可以极大的提高煤炭综合利用率，尽可能的提高选煤厂的经济效益。随着我国对选煤工艺技术的不断研究，重介质选煤技术应用越来越广泛，在实践过程中改进技术，为我国煤炭行业的发展提供帮助。
参考文献：
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煤矸石是煤炭开采，洗选加工过程中产生的固体废弃物，也是可利用的资源，具有双重性。若将其作为废弃物堆放处理，不仅要占用大量的土地，而且因其含硫，在自燃、风化时还会严重污染环境。本人根据不同种类煤矸石组成特点，介绍了国内外煤矸石资源化利用的多种方法，并重点分析了采用化学法制备絮凝剂、净水剂技术。同时指出了国内煤矸石资源化利用的发展方向。
一、煤炭工业发展现状煤炭是我国重要的基础能源和重要原料，煤炭工业的发展支撑了国民经济的快速发展。在20世纪50年代和60年代，煤炭在我国一次能源生产和消费结构中的比重分别占90％和80％以上，2004年煤炭所占的比例分别为和。（一）改革开放以来煤炭工业取得显著成绩1．煤炭产量持续增长全国原煤产量由改革开放初期的6亿吨左右提高到2004年产量亿吨，增长2倍多，处于历史最高水平，为我国国民经济发展提供了能源保障。2．生产水平大幅度提高大中型煤矿机械化水平、单产、单进、原煤工效，都逐年增高。建成了一批国际领先、高产高效矿井，初步建全了技术、设计、制造、培训比较完整的技术保障体系。3．产业结构调整取得重大进展政企分开迈出重大步伐，大多数国有大中型煤炭企业开始建立现代企业制度。一些企业开始了跨地区、跨行业的产业联合，煤、电、化、路、港、航产业链开始形成，一批劣势企业退出市场。4．行业整体效益不断增加在经历三年严重的经济困难后，2001年煤炭行业开始走出低谷，呈现恢复性增长。2002年后步入快速增长周期，经济运行质量不断提高。2004年全国规模以上煤炭企业补贴后实现利润达418亿元。（二）行业主要特点1．煤炭是资源性行业煤炭是不可再生的资源。煤矿的寿命取决于其所拥有的煤炭储量。我国大多数煤矿远离城市和经济发达地区、社会负担重，经济基础差。地区条件不一，煤炭企业发展不平衡性在行业中十分突出。2．煤炭是高危行业因煤矿生产条件所限，从历史上看，在各国工业部门中，煤矿的事故死亡率是最高的。我国煤矿95%生产能力是井工开采。高瓦斯和双突矿井占全国煤矿矿井总量的1/3，90％矿井有煤尘爆炸危险性。随着开采深度增加，影响安全生产因素愈来愈多，条件愈来愈复杂。3．煤炭是投资高风险行业煤矿开采环节复杂，矿井建设投资大，周期长，见效慢，煤炭市场不确定因素多。因此，从建井到生产，经营风险大，多数煤炭企业产业结构上的问题影响了企业市场适应能力和抗灾能力。4．煤炭是为国民经济发展做贡献的行业煤炭属于初级产品，煤矿的效益向后续加工工业传递和辐射。单一的产品结构，企业经济效益难以提高，我国煤炭开采的价值和效益体现在后续产业和对国民经济发展的支撑作用。二、煤炭工业面临的主要挑战（一）资源保障问题我国煤炭品种齐全、资源比较丰富，但资源勘探程度低，经济可采储量和人均占有量较少，资源破坏和浪费严重，生态环境和水资源严重制约煤炭资源的开发。我国煤炭资源区域分布不均衡。秦岭、大别山以北，煤炭储量占全国总储量的，其中晋、陕、蒙三省（区）占全国的65%。资源保证程度低。截止2000年末，我国尚未利用的精查储量约为600亿吨，目前可供大中型矿井利用的精查储量仅300亿吨左右。据估算，到2020年，煤炭精查储量需增加约1250亿吨。当前我国资源破坏和浪费严重。部分煤炭企业存在着"采厚弃薄"、"吃肥丢瘦"等浪费资源现象，全国煤矿平均资源回收率为30%～35%左右，资源富集地区的小型矿井资源回收率只有10%～15%。我国适合建设大型煤炭基地的整装煤田，随意被分割肢解现象严重。（二）煤矿生产能力与技术结构问题1．煤矿生产技术水平低全国采煤机械化程度仅为42％，除部分国有大矿之外，大多数煤矿生产技术水平低，装备差，效率低。特别是乡镇煤矿，基本上是非机械化开采。2004年乡镇煤矿产量仍占我国煤炭总产量的39％，在资源消耗和人员伤亡上，已付出了很大的代价。2．部分煤矿超能力生产据调查分析，2003年国有煤矿的亿吨产量中，属于超能力和无能力矿井生产的煤炭约为亿吨，占国有煤矿产量的13%。煤矿超强度超能力生产满足了国民经济发展对煤炭的需求，但其造成的负面影响，一是缩短煤矿开采年限，二是威胁煤矿安全生产。3．大中型煤矿煤炭供给能力不足据预测，我国现有生产煤矿和在建煤矿的合计生产能力到2010年和2020年分别为亿吨和亿吨。要实现煤炭产需平衡，需要再建设一批新井和扩大现有煤矿的生产能力，预计到2010年和2020年分别需要再增加生产能力亿吨和亿吨。（三）行业结构与企业发展问题1．煤炭产业集中度低2004年我国前8家煤炭企业市场集中度为，远低于世界其它主要产煤国家。2．煤炭企业负担过重煤矿企业税负比1994年税制改革前提高了6个百分点；2003年，煤炭行业支出铁路建设基金约100多亿元；国有重点煤矿企业办社会问题突出，地方政府接收困难，原国有重点煤矿办社会年净支出60亿元。2004年末，原国有重点煤矿在职人员257万人，由于所在地区社会承受能力弱，难以减人提效。部分煤矿资源枯竭，生产能力下降，生产成本上升，富余人员、工伤抚恤人员多，转产困难。3．煤矿企业效益差、职工收入低2004年原中央财政煤炭企业补贴前亏损面仍高达48%，补贴后仍有6%的企业亏损。2004年原国有重点煤矿在岗职工平均收入16812元，低于全国平均水平。（四）煤矿安全与矿区环境治理问题1．煤炭安全形势严峻2004年煤矿共死亡6027人，百万吨死亡率为，显著高于世界其它主要国家。如美国为，波兰；大多数煤矿生产和安全技术装备落后，防灾抗灾能力差，重大、特大事故频繁发生。2004年共发生死亡10人以上特大和特别重大事故42起，死亡1008人。2．矿区环境治理问题矿井生产中排放的煤矸石约占原煤产量的8～10%，现已累计堆存煤矸石30多亿吨，占地超过15万亩。矿区地面塌陷、煤田自燃火灾、部分煤矸石自燃、煤矿瓦斯排放对生态环境构成严重影响。煤矿开采每年排出地下水约22亿立方米，我国西北部主要煤炭产区，煤炭开采加剧了水资源的匮乏，对矿区生态环境造成影响。井下煤层气年抽出量约100亿立方米，90％直接排放到大气中。（五）煤炭运输与燃煤污染问题1．煤炭运输制约我国煤炭资源主要分布在西北部，而煤炭消费重心在东南部，形成了"北煤南运、西煤东调"的格局，运输距离长，运输费用高，影响煤炭供应能力和市场竞争力：铁路运力不足的问题将长期存在；港口吞吐能力满足不了需要；公路长距离运输成本过高。2．煤炭消费与环境保护问题煤炭在利用过程中将产生大量的污染物和温室气体。特别是煤炭的不合理利用，排放了大量烟尘和有害气体，严重污染环境。随着煤炭消费量的增加，环境保护压力将越来越大。我国酸雨覆盖区已扩大到约占国土总面积的30%，SO2排放的75%以上来源于燃煤。2003年SO2排放总量增加至2158万吨，酸雨污染加重。2003年燃煤总量增加，烟尘排放总量增加至1047万吨。我国CO2排放量目前居世界第二位，CO2的排放约80%来自煤炭燃烧。三、煤炭工业发展的战略对策通过优化结构、合理开发利用，保障煤炭长期稳定供给，促进煤炭行业健康、协调、可持续发展。煤炭是我国重要的基础能源和重要原料，是不可再生的矿产资源。煤炭生产是高危险性和高风风险的行业，要把节约资源、保障安全和保护环境放在重要的位置，合理开发利用，以保障煤炭长期稳定供给。煤炭行业必须淘汰技术落后的粗放型生产方式，走新型工业化道路，国家应制定长远战略对煤炭资源实行保护性开采和利用。优化行业结构。我国煤炭产业集中度仍然很低，具备安全生产条件的煤矿生产能力不足，必须抓好大型煤炭基地建设，培育和发展大型煤炭企业集团。煤炭是艰苦和危险的行业，必须改善行业的发展环境，以吸引投资和人才。优化生产技术结构，进一步用先进适用技术改造和提升煤炭工业。要搞好新井建设和现有矿井技术改造，建设高产高效矿井，促进产业升级，实现煤矿生产技术装备的现代化；要全面提高煤矿开采技术水平，支持大型煤炭企业通过收购、兼并、联合、重组方式改造中小煤矿；要逐步淘汰资源回收率低、安全条件差的落后生产技术，支持依法生产的小煤矿，通过技术改造，实现有序健康发展。优化产品结构，提高煤炭及煤炭行业的竞争力。发展和推广应用洁净煤技术，通过煤炭高效洁净利用技术，减少煤炭利用过程中的污染物和温室气体排放，提高煤炭的竞争力；通过煤炭加工和转化延长煤炭产品的产业链，拓展煤炭市场。（一）培育和发展大型企业和企业集团通过市场引导和政府推动，积极培育和发展跨地区、跨行业、跨所有制、跨国经营、亿吨级以上的大型企业集团。这些企业集团国内市场占有率将达到60%以上，成为商品煤供应基地、出口煤基地、煤炭深加工基地和市场投资主体。鼓励煤炭企业发展相关产业。支持煤电联营，鼓励煤炭与电力企业联合建立坑口电厂；支持煤炭企业与冶金、化工和建材行业实现上下游产业的联营。（二）建设大型煤炭基地根据国务院"重点支持大型煤炭基地建设，促进煤电联营，形成若干个亿吨级煤炭骨干企业"的决策，结合煤炭开发布局，选择煤炭资源条件好，具有发展潜力的矿区作为大型煤炭基地。抓好基地内主要矿区的新井建设和现有矿井技术改造，提高大型煤炭基地产能比重。建设大型煤炭基地，提高大中型煤矿的技术水平和生产能力，保障煤炭长期稳定供给。13个大型煤炭基地，现有煤矿生产能力8亿吨，预计2010年达到15亿吨，2020年达到18亿吨。（三）建设高产高效矿井、全面提高煤矿开采技术水平大力发展综合机械化采掘技术，推进高产高效煤矿建设，实现煤矿高效、安全、洁净开采。建设一批大中型现代化矿井；对现有大中型矿井进行技术改造；联合改造小煤矿，全面提高煤矿开采技术水平和资源采出率。我国煤矿采煤机械化程度仅为42％，小型煤矿采煤方法和采煤工艺必须进行改革，要逐步淘汰和禁止非正规采煤方法和落后的采煤工艺，大力推广机械化采煤技术。（四）建立煤矿安全长效机制提高安全生产准入门槛。目前乡镇小煤矿产量仍占我国煤炭总产量的39%，乡镇小煤矿生产保障了我国煤炭需求的供给，但在资源消耗和人员伤亡上，付出了很大的代价。必须建立严格的煤炭开采准入制度，逐步淘汰安全条件差的落后煤矿。加大煤矿安全投入。国家继续对煤炭行业特别是煤矿安全给予必要的政策支持，重点支持大中型煤矿技术改造。在规范煤矿维简费管理的基础上，严格安全费用提取和使用，加大煤矿安全生产设施投入。加大监察执法力度。加强对各类煤矿的安全监察，依法惩处违法违规现象，做到有法必依，执法必严，违法必究。在2010年前，全国煤矿百万吨死亡率力争从2004年的降到以下，其中大型煤矿为以下。（五）加强煤炭开发的资源保障增加煤炭资源勘查投入。要建设大型煤矿和煤炭基地，应为煤炭资源勘探的投入创造良好的环境。加强资源管理。资源勘探开发登记、矿业权设置必须符合煤炭开发规划和矿区总体规划。国家要控制大型矿区勘查开发规划的审批。提高煤炭资源利用率。制定可行的管理措施和经济政策，激励企业珍惜煤炭资源，不断提高资源回收率。（六）大力开发和推广洁净煤技术洁净煤技术可使煤炭成为高效和比较洁净利用的燃料，是中国能源可持续发展的现实选择，包括四个部分，即煤炭加工技术、燃烧技术、煤炭转化技术和开发利用中的污染控制技术。中国已成为世界煤炭焦化生产、消费及贸易大国。通过气化、液化等转化技术，生产替代石油的发动机燃料和化工产品，如乙烯、丙烯等。大力发展现代化高效燃煤发电技术，改变我国终端能源的消费结构，减少煤炭直接燃烧造成的污染和温室气体排放，保障能源供给和安全。（七）资源综合开发与环境保护开发煤层气资源。依托资源和政策优势，当前以地面开发与煤矿井下瓦斯抽放相结合，实现煤层气开发产业化，变废为宝、变害为利。做好水资源保护与矿井水利用，矿区土地复垦与环境保护，控制煤矸石的产出量，提高煤矸石的综合利用率。（八）关注煤炭行业发展的深层次问题1．提高煤炭运输能力加快铁路运煤通道建设，提高煤炭运输能力；放开铁路运输价格，取消计划内外双重价格；尽快取消铁路建设基金。2．切实减轻煤炭企业税收负担借鉴国外主要采煤国家经验，制定符合煤炭工业发展规律的税收政策体系，公平税负。按照国务院1994年确定的"既要建立新的增值税机制，又要照顾煤炭行业的实际困难，不增加国有重点煤炭企业的税负水平，保持1993年的税负的原则"，调整煤炭税收政策。3．加快分离企业办社会职能加快企业主辅分离，分离企业办社会的职能，努力拓宽就业渠道，做好煤矿及矿区人员的再就业工作。4．建立和完善煤矿准入和退出机制规范煤矿准入标准，建立和完善勘探开发资质认证制度，提高资源开发、土地利用、环境保护准入门槛，减少煤矿数量，提高产业集中度。坚决关闭开采方式落后和不符合基本安全生产条件的小煤矿，严厉打击非法开采现象，保障安全生产。解决煤矿衰老报废的转产、人员安置等问题，鼓励和引导企业调整产业结构，发展替代产业，为其生存和发展创造良好的外部条件。5．科学界定煤炭产业地位参照国际的有关做法，可将煤炭行业划入第一产业范围，制定相关法律、法规和与其产业地位相适应的财政、税收、金融、投资政策。6．建立煤炭价格形成机制政府应考虑煤炭资源、环境治理、煤矿安全、煤矿衰老报废等成本因素，制定合理的煤炭指导价格；鼓励煤炭企业积极与发电企业协商确定电煤价格，签订中长期合作协议。7．稳定煤炭进出口政策要从有利于煤炭工业长远发展出发，按照世界贸易组织规则，依据资源和市场需求，调整煤炭产品的进出口结构，加强出口煤基地建设，稳定出口份额。
山东煤矸石产值达两亿 提前三年达规划目标（ 2008-03-31 08:07 ） 来源：大众日报山东省煤炭工业局30日发布的最新统计显示，截至2007年底，我省煤矿煤矸石综合利用总产值达到2亿元，煤矸石利用率达到，提前三年达到了“十一五”末的规划目标。其中省属煤炭企业的煤矸石综合利用率达到了，不但当年的煤矸石全部利用，还消耗了一部分以前产生的煤矸石。我省现有256处在生产煤矿。煤炭生产和加工过程中产生的煤矸石，既占用大量土地，又造成自燃，污染大气和地下水质，为此，山东煤炭行业把煤矸石综合利用作为节能减排的重要工作。来自省煤炭局的统计显示，目前全省已建成的以燃烧煤矸石、煤泥为主的低热值综合利用电厂装机容量达到万千瓦，发电量120亿千瓦时，年利用煤矸石、煤泥1411万吨。煤矸石不仅能发电、制砖，我省还将其用于置换开采，下井充填换得大量优质煤炭升井。我省煤炭系统大力推广以煤矸石充填开采为主的绿色采煤新技术，目前在新矿集团、枣矿集团、兖矿集团、淄矿集团、临矿集团以及济宁市、枣庄市等煤矿实现了充填开采，年产煤炭300万吨，充填矸石500万吨，部分煤矿实现了矸石不上井或地面矸石下井回填，减少了地面煤矸石堆放和对环境的污染，保护和改善了生态环境。同时，大力实施采煤塌陷区域煤矸石充填复垦和土地再造工程，部分煤矿利用矸石充填塌陷区复垦造田，已占采煤沉陷面积的85%以上。2007年，山东70个村庄的10万人将搬迁，为亿吨煤炭让出地方。这一行动，将缓解日趋紧张的煤炭需求压力。但另一方面，从长远看，产业升级和经济结构调整必须加快推进鲁西南平原村庄稠密。这一次，一个涉及近10万人的搬迁行动将要进行，目的是为这些稠密村庄下埋藏的煤炭资源让路。与山西的富煤地多为山区不同，山东煤集聚在平原，其中有一半被村庄压占。许多煤矿已面临无煤可采的窘境，这个煤炭生产量在过去排名第二的省份，近两年产量不断降低。煤对山东至关重要。“十五”期间，山东的钢铁、冶金产量和发电量全都保持了两位数以上的增长，有的年份增长速度甚至高达40％。目前，山东的GDP总量已跃居全国第二，这之中，做为主要能源的煤炭功不可没。为了更多地开采，搬走煤层之上的村庄成为不得不为的选择。2007年，山东省宣布要“解放”亿吨煤炭资源，为此需要搬迁70个村庄，近10万人。在此之前，建国至今的57年中，山东共有一座县城和近150个村庄因此搬了家。目前全省仍有压煤村庄400多个，他们中的许多将在今后次第搬家。因采煤而动迁的人口总数在当地并没有确切统计数据，但许多人估计至少有七八十万，仅次于三峡移民。“这是一个浩大工程，一头系着山东的发展，一头系着山东的稳定，任务之重难以想象。”山东省压煤村庄搬迁办公室副主任陈文根说。这一办公室设立已有20多年历史，从省、市、县一直设到乡与镇，是山东独有的机构。人为煤让路在山东济宁市十里营村，上千村民亲眼见证了“桑田沧海”———离村庄几百米开外，他们种了一辈子的地在两三年前渐渐下沉，变成一个巨大的湖，据说有好几千亩，面积仍在继续扩大。“看着地裂缝，看着水就冒出来。”樊老汉的两亩菜地正在湖中。腊月初八，他缩在湖边一堆柴火旁，一根一根努力烤弯竹竿做鱼网。60岁的樊老汉世代在此种地为生，日子一直平静，直到1990年代末兖州矿业集团2号井在这里开采。从这块庄稼地下每年掏出400多万吨煤，地表很快出现裂缝，波及不远处的村庄。两年多前，地下煤层掘尽后，煤矿撤出。随着矿井顶部的支护被拆除，樊老汉们的菜地就向着地下600多米处的空洞跌落，地下水涌成了湖。济宁过去只有微山湖等少数湖泊，而现在，新的大湖正不断出现———平均每年产生近3万亩塌陷地。而在1949－2000年的50年里，山东全省土地塌陷的总和不过37万亩。济宁城周边，煤矿越来越多。这个城市的煤炭储量，占了全省的一半，目前聚集着8个煤矿集团。人们传说，倘若这些矿全部采完塌陷，济宁城将变成一座四面环水的孤岛。随着煤炭的大规模开采，全市将有437个村庄受到不同程度的影响，有317个需要搬迁，60万人将因此搬家。十里营村正是其中之一。庄稼地里的煤炭采完了，接下来便轮到了地下同样埋着煤的村子。2005年春节前，济宁政府和兖矿集团的人员一起出现，宣布全村将整体搬迁，并马上挨家挨户丈量完了所有房屋面积。“国家搞建设，我们应该让路。”樊老汉说，“再说人家还赔了钱。”这似乎是山东含煤村庄共同的命运。应对煤荒他们的命运与煤矿的命运紧紧相连。如果村庄不搬迁，许多煤矿将无煤可采，数以万计煤矿工人面临失业。在山东的历史上，煤一直有着重要地位。这个以资源著称的省份，自明朝开始煤业兴盛。19世纪末引来德国殖民局局长三次入鲁，写出《山东的煤矿》等调查报告。后来德国出兵强占胶州湾，并大肆开矿。洋务派随后意识到“船炮机器之用，非铁不成，非煤不济”，于是继河北开平矿务局之后，在山东枣庄创建官督商办中兴矿局，不久后成为当时中国最大的民族资本煤矿。建国初期，山东煤炭产量几乎每两年翻一番。除了1990年代末（当时经济紧缩、关闭小煤窑）产量有所下降，其他年份大多都维持着近两位数的增长幅度。全速开掘多年，煤层渐现衰竭，山东煤矿普遍手中无粮。年鉴记载，仅仅从1976年到1990年，全省统配矿就报废矿井40对，年生产能力1000多万吨。目前，全省七大矿业集团大多都已接续紧张，其中新汶集团的储量只能开采17年。“以前总以为煤多，”一位在煤炭系统多年的人士说，“其实甚至干不了一代人。”按现有储量和产能计算，山东的煤炭只能开采不足40年，其中50％都被压在村庄之下。即使全部完成搬迁，开采成本也将异常高昂———由于深埋在几百米甚至上千米的地下，每一吨山东煤炭的开采成本原来就已经比山西高出上百元。发展非煤产业已经被视为煤矿的共同出路。在1990年代，当兖州矿业集团高层去东北一个资源枯竭的矿务局开会时，见到煤矿职工的孩子衣着破烂，靠捡矿渣为生，回来后就决心发展非煤产业。那以后山东煤矿有的做衬衫，有的做皮带，“副业”五花八门。直到本世纪初，煤矿才发现只有围绕着煤才有优势，“副业”渐渐回归煤炭的中间产品———煤化工、煤电铝。现在，兖矿集团的非煤产业已占收入的一半，而投资依然持续增加，仅煤制油一项，投资将超过1000亿。中间产品能带来丰厚利润，却也带来对煤炭更为迫切的需求，尽管这些中间产品中许多利用的是煤矸石、高硫煤等过去难以利用的资源。然而山东煤矿的产量却在连年下降：以兖矿集团为例，连续3年以来，这个全国第四大煤炭企业在本省的产量以每年几百万吨的速度下降，旗下上市公司的利润深受影响。找矿，于是成为新世纪里所有山东煤矿的主题词，他们的足迹甚至远至澳大利亚、印度尼西亚。目前7大矿业集团已取得省外煤炭资源探矿权或采矿权32处，可采储量约164亿吨，按现有产能计算能开采101年。位于烟台的龙矿集团，在资源压力中被逼下了海。去年夏天，他们从渤海海面下350米深的海底采出了煤炭。未雨绸缪煤荒，并非仅关乎煤矿，整个山东都为此担忧。此时，山东的工业正在以前所未有的速度增长，而煤炭是其“黑色血液”。两个世纪前，在英格兰斯塔福德郡，一个债台高筑的工程师通过燃烧煤炭来带动活塞，抽出了深井里的水。那是人类第一次自由地驾驭能源，也是这种肮脏的冒着浓烟的黑色燃料头一次展示它的魔力。工业革命由此起源，世界自此翻天覆地。此后煤炭一直占据着工业世界的舞台中心，直到20世纪初石油世纪来临。在富煤少油的中国，“煤炭世纪”延续至今。随着新世纪以来新一轮经济周期崛起，煤炭越来越成为硬通货。在前两年的“电荒”中，缺电省份纷纷由省长书记带队前往煤炭大省“找煤”，甚至出现过发改委下令截留铁路上的煤炭，直接送进地方电厂的事情。在24个缺电省市的一片焦灼之中，山东却气定神闲———它既不缺煤也不缺电。底子厚实，帮助山东成为增长周期中耀眼的明星。从1980年代到现在，山东的GDP排名从全国的十几位跃升到第二，过去五年里年均增长率高达13％。经济列车飞驰多年，却突然在2004年发现燃料不足。省统计局发布统计报告，全省能源消费总量已超过生产总量，从能源输出省变为能源输入省。这一年，山东煤炭净调入量比上年猛增％，达到3816万吨，接近全省煤炭产量的1／3。2005年，山东消耗了亿吨标准煤，为全国之最。对资源饥渴的经济体依然在以两位数的速度膨胀着，保证能源的充足供应，关系着这个省的命脉。省长韩寓群在《政府工作报告》中明确将“能源资源供需矛盾”视为制约未来发展的因素之一。当山东越来越依赖于外部能源时，运输成为难以逾越的瓶颈。煤炭运力的高度紧张历来是全国通病，以致每年的煤炭订货会往往被称为“车皮会”，铁路上的每一个事件，都会使得脆弱的链条绷紧几圈，受到惊吓的价格上蹿下跳。在电荒期间，山东少有的一次拉闸，便是因为铁路运力不足导致省内东部以山西煤为主要燃料的电厂缺煤停机，烟台、潍坊、青岛限电数日，省经贸委官员赶赴铁道部请求支援。这场小小的停电对普通山东人来说不值一提，然而却让有识之士前所未有地感到担忧，节约能源的呼声由此日强。现在山东已成为最重视太阳能的省份之一，齐鲁大地放眼望去几乎每个居民区顶楼都密布着吸收阳光的转换器，在德州市甚至连路灯都用上了太阳能。但太阳能毕竟只能替代能源需求中极为微小的一部分，面对日益增长的需求，更为现实的疗法显然是“造血”———加快开采深埋在村庄底下的那些煤炭。搬迁的日子，便一天天近了。生活在别处在山东，采煤的历史几乎就是搬迁和争吵的历史，不过以前通常是宗族力量的谈判。到1900年，山东巡抚袁世凯与德国铁路公司签订矿务公司章程，是山东最早的关于采矿引起地面建筑物损害赔偿的地方法规。30年后，第二次《山东矿业报告》记载了峄县中兴公司开矿后“居民如燕巢幕上岌骸自危”，村人申请诉讼，并第一次由县、省两级政府出面解决。建国以来，村庄搬迁在大跃进中起步并不断加速。自1975开始的21年里，国家投入资金亿，搬走了肥城县整个县城和周围7座村庄，解放煤炭1922万吨。正是在山东历史上最大规模的这次迁移中，省政府制定了压煤村庄搬迁的补偿标准，并于1999年进行修订，提高了补偿价格，楼房最高可以达到300元／平方米。尽管按规定标准可以依据物价上涨水平上浮，但记者走访的三个县级压煤搬迁办公室都承认，这一指数的变动并不多。其中邹城所属的济宁市去年上浮了近17％，已是全省最高。在离邹平市平阳寺镇（搬迁镇）不远的一个村子里，尽管没有任何要搬迁的音讯，村民们还是赶着盖起了楼房，每层只有一人高，有的楼板是用稀稀疏疏的木板搭成的。据说附近村子里还有人盖了四层楼，好几千平方米，按照面积补偿应该拿到上百万。这些问题让煤矿和政府都头疼不已。这些年来煤矿开采带来的摩擦引起矛盾重重，甚至有村民扒火车偷煤。至于采煤引起的斑裂、塌陷赔偿，更是纠纷不断，以致有压煤村庄搬迁办公室的人自嘲为“第二信访局”。不过并非所有人都不愿搬迁，在肥城王瓜店镇东大封村，村民们都很高兴因此住进了“新农村”。村支书杨仁庚觉得这是他这些年来做的最大的一件事，“如果不是搬迁，我们现在还住在坑坑洼洼的旧村里，连一条直路都没有。”十年前，在采煤造成村里一条两里多长的路出现裂缝后，这个千年老村就希望能整体搬迁，却由于那时候煤炭企业困难到工资都发不出而搁浅，直到几年后当地肥城矿业集团的大封煤矿采完了除村庄之外所有的煤。抓住这个机会，村子底下含煤并不多的东大封村主动要求搬迁。为了省钱，他们将村子搬到一块没有多少地下水的采煤塌陷地上，这能让煤矿少掏近3000万。不过就在决定建房的那天，因为一则地基不稳的传言，一夜之间有300多户原打算盖楼房的人家改成了平房。尽管如此，新的东大封村依然让村民们感到“很漂亮，过去可不敢想”。别墅、楼房、平房区统一规划，下水道等设施统一施工，学校、敬老院、广场全都是新盖的，“连整个村的门槛都是统一修的”。这些漂亮的新村常常修建在离乡镇更近、交通更便利的地方，让那些地下没有煤炭的村子无比羡慕。在邹城市平阳寺镇附近的一个村子里，几位村民懊恼不已，他们村庄的四周都有煤，惟独村子底下没有，“真倒霉，只怕是几十年也赶不上隔壁村（搬迁新建村）那水平了。”去年年底，山东省发改委主任倪永康总结说：“（2005年以来全省搬迁工作解放可采煤炭资源7000多万吨），既有效缓解了部分煤炭企业开采连续紧张的局面，又有利于加快矿区建设社会主义新农村步伐。”另一方面，就在宏观调控不断加强的这两年，土地政策越收越紧，这让山东的压煤村庄搬迁一度陷于停滞，因为批不到建设新村的土地指标。“一边是越来越严的国家政策，一边是越来越紧张的煤炭产量，中间还要平衡煤矿和村庄之间复杂的利益纠葛，”一位压煤村庄搬迁办公室负责人说，“我们天天都在踩钢丝。”踩着钢丝的并不只是他们，一位在山东煤炭业浸淫数十年的人士也深有同感。在东大封村，旧村尚未搬迁完，迫不及待的煤矿已经开始开采。到现在搬迁完毕，村下并不富裕的煤炭也已被开采殆尽，大封煤矿随之关闭。不过这并不是一件糟糕的事情。恰恰相反，山东省社科院经济研究所所长张国强认为能源紧张是件好事，“对山东来说，那一天迟早要来，早来一天就会逼着山东经济早一天升级。”新华网山东频道5月15日电 四川汶川发生地震后，深深牵动着煤矿职工的心，山东新汶矿业集团立即组织了一次向灾区人民献爱心捐款活动，据初步统计，本次活动共捐款近300万元。灾情传来，新矿集团召开专门会议，对捐款活动进行安排部署，全集团干部职工捐款达到了局级领导每人不少于1000元，矿处级每人不秒于500元，科级每人不少于200元。离退休职工和家属们纷纷主动捐款。天下矿工是一家。新矿集团董事长郎庆田希望尽快将这批捐款用于灾区煤矿恢复生产和救助受灾矿工。此外，新矿集团已经成立了两个救灾小分队，抽调身体素质好、实战经验丰富的救护队员待命，随时听候上级指示奔赴救灾一线。干部职工们表示，把对灾区人民的牵挂转化为力量，立足本职岗位，抓好安全生产，保证煤炭调运和资源供给
人工智能哪一个方向比较好写的话，我觉得应该是说它的应用方面比较好写吧，因为对于专业知识可能不太了解，但是它的使用的话应该比较简单。
《人工智能与机器人研究》，汉斯出版社的
智能音箱、语音助理、自动驾驶、全由机器人运行的智能港口人工智能技术研究是由汉斯出版社发行的一本关注人工智能与机器人研究领域最新进展的国际中文期刊。主要刊登国内外人工智能领域的研究成果与进展。人工智能技术，由汉斯出版社发行，本刊支持思想创新、学术创新，倡导科学，繁荣学术，集学术性、思想性为一体，旨在为了给世界范围内的科学家、学者、科研人员提供一个传播、分享和讨论人工智能与机器人研究领域内不同方向问题与发展的交流平台。
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随着社会发展的需要和机器人应用领域的扩大，人们对智能机器人的要求也越来越高。下面是我整理的机器人智能技术论文，希望你能从中得到感悟!
刍议智能机器人及其关键技术
【摘 要】文章介绍了机器人的定义，阐述了智能机器人研究领域的关键技术，最后展望了智能机器人今后的发展趋势。
【关键词】智能机器人;信息融合;智能控制
一、机器人的定义
自机器人问世以来，人们就很难对机器人下一个准确的定义，欧美国家认为机器人应该是“由计算机控制的通过编程具有可以变更的多功能的自动机械”;日本学者认为“机器人就是任何高级的自动机械”，我国科学家对机器人的定义是：“机器人是一种自动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器。”目前国际上对机器人的概念已经渐趋一致，联合国标准化组织采纳了美国机器人协会(RIA：Robot Institute of America)于1979 年给机器人下的定义：“一种可编程和多功能的，用来搬运材料、零件、工具的操作机;或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统。”概括说来，机器人是靠自身动和控制能力来实现各种功能的一种机器。
二、智能机器人关键技术
随着社会发展的需要和机器人应用领域的扩大，人们对智能机器人的要求也越来越高。智能机器人所处的环境往往是未知的、难以预测的，在研究这类机器人的过程中，主要涉及到以下关键技术：
(1)多传感器信息融合。多传感器信息融合技术是近年来十分热门的研究课题，它与控制理论、信号处理、人工智能、概率和统计相结合，为机器人在各种复杂、动态、不确定和未知的环境中执行任务提供了一种技术解决途径。机器人所用的传感器有很多种，根据不同用途分为内部测量传感器和外部测量传感器两大类。内部测量传感器用来检测机器人组成部件的内部状态，包括：特定位置、角度传感器;任意位置、角度传感器;速度、角度传感器;加速度传感器;倾斜角传感器;方位角传感器等。外部传感器包括：视觉(测量、认识传感器)、触觉(接触、压觉、滑动觉传感器)、力觉(力、力矩传感器)、接近觉(接近觉、距离传感器)以及角度传感器(倾斜、方向、姿式传感器)。多传感器信息融合就是指综合来自多个传感器的感知数据，以产生更可靠、更准确或更全面的信息。经过融合的多传感器系统能够更加完善、精确地反映检测对象的特性，消除信息的不确定性，提高信息的可靠性。融合后的多传感器信息具有以下特性：冗余性、互补性、实时性和低成本性。目前多传感器信息融合方法主要有贝叶斯估计、卡尔曼滤波、神经网络、小波变换等。
(2)导航与定位。在机器人系统中，自主导航是一项核心技术，是机器人研究领域的重点和难点问题。导航的基本任务有3点：一是基于环境理解的全局定位：通过环境中景物的理解，识别人为路标或具体的实物，以完成对机器人的定位，为路径规划提供素材;二是目标识别和障碍物检测：实时对障碍物或特定目标进行检测和识别，提高控制系统的稳定性;三是安全保护：能对机器人工作环境中出现的障碍和移动物体作出分析并避免对机器人造成的损伤。机器人有多种导航方式，根据环境信息的完整程度、导航指示信号类型等因素的不同，可以分为基于地图的导航、基于创建地图的导航和无地图的导航3类。根据导航采用的硬件的不同，可将导航系统分为视觉导航和非视觉传感器组合导航。视觉导航是利用摄像头进行环境探测和辨识，以获取场景中绝大部分信息。目前视觉导航信息处理的内容主要包括：视觉信息的压缩和滤波、路面检测和障碍物检测、环境特定标志的识别、三维信息感知与处理。非视觉传感器导航是指采用多种传感器共同工作，如探针式、电容式、电感式、力学传感器、雷达传感器、光电传感器等，用来探测环境，对机器人的位置、姿态、速度和系统内部状态等进行监控，感知机器人所处工作环境的静态和动态信息，使得机器人相应的工作顺序和操作内容能自然地适应工作环境的变化，有效地获取内外部信息。
(3)路径规划。路径规划技术是机器人研究领域的一个重要分支。最优路径规划就是依据某个或某些优化准则(如工作代价最小、行走路线最短、行走时间最短等)，在机器人工作空间中找到一条从起始状态到目标状态、可以避开障碍物的最优路径。路径规划方法大致可以分为传统方法和智能方法两种。传统路径规划方法主要有以下几种：自由空间法、图搜索法、栅格解耦法、人工势场法。大部分机器人路径规划中的全局规划都是基于上述几种方法进行的，但这些方法在路径搜索效率及路径优化方面有待于进一步改善。人工势场法是传统算法中较成熟且高效的规划方法，它通过环境势场模型进行路径规划，但是没有考察路径是否最优。智能路径规划方法是将遗传算法、模糊逻辑以及神经网络等人工智能方法应用到路径规划中，来提高机器人路径规划的避障精度，加快规划速度，满足实际应用的需要。其中应用较多的算法主要有模糊方法、神经网络、遗传算法、Q学习及混合算法等，这些方法在障碍物环境已知或未知情况下均已取得一定的研究成果。
(4)机器人视觉。视觉系统是自主机器人的重要组成部分，一般由摄像机、图像采集卡和计算机组成。机器人视觉系统的工作包括图像的获取、图像的处理和分析、输出和显示，核心任务是特征提取、图像分割和图像辨识。而如何精确高效的处理视觉信息是视觉系统的关键问题。目前视觉信息处理逐步细化，包括视觉信息的压缩和滤波、环境和障碍物检测、特定环境标志的识别、三维信息感知与处理等。其中环境和障碍物检测是视觉信息处理中最重要、也是最困难的过程。机器人视觉是其智能化最重要的标志之一，对机器人智能及控制都具有非常重要的意义。目前国内外都在大力研究，并且已经有一些系统投入使用。
(5)智能控制。随着机器人技术的发展，对于无法精确解析建模的物理对象以及信息不足的病态过程，传统控制理论暴露出缺点，近年来许多学者提出了各种不同的机器人智能控制系统。机器人的智能控制方法有模糊控制、神经网络控制、智能控制技术的融合(模糊控制和变结构控制的融合;神经网络和变结构控制的融合;模糊控制和神经网络控制的融合;智能融合技术还包括基于遗传算法的模糊控制方法)等。近几年，机器人智能控制在理论和应用方面都有较大的进展。在模糊控制方面，等人论证了模糊系统的逼近特性，首次将模糊理论用于一台实际机器人。模糊系统在机器人的建模控制、对柔性臂的控制、模糊补偿控制以及移动机器人路径规划等各个领域都得到了广泛的应用。在机器人神经网络控制方面，CMCA(Cere-bella Model Controller Articulation)应用较早的一种控制方法，其最大特点是实时性强，尤其适用于多自由度操作臂的控制。
(6)人机接口技术。智能机器人的研究目标并不是完全取代人，复杂的智能机器人系统仅仅依靠计算机来控制目前是有一定困难的，即使可以做到，也由于缺乏对环境的适应能力而并不实用。智能机器人系统还不能完全排斥人的作用，而是需要借助人机协调来实现系统控制。因此，设计良好的人机接口就成为智能机器人研究的重点问题之一。人机接口技术是研究如何使人方便自然地与计算机交流。为了实现这一目标，除了最基本的要求机器人控制器有1个友好的、灵活方便的人机界面之外，还要求计算机能够看懂文字、听懂语言、说话表达，甚至能够进行不同语言之间的翻译，而这些功能的实现又依赖于知识表示方法的研究。因此，研究人机接口技术既有巨大的应用价值，又有基础理论意义。目前，人机接口技术已经取得了显著成果，文字识别、语音合成与识别、图像识别与处理、机器翻译等技术已经开始实用化。另外，人机接口装置和交互技术、监控技术、远程操作技术、通讯技术等也是人机接口技术的重要组成部分，其中远程操作技术是一个重要的研究方向。
三、总结与展望
机器人是自动化领域的主题之一，人们几十年来对机器人的开发和研究，使机器人技术取得了巨大的进步。随着人工智能、智能控制和计算机技术的发展，机器人的应用领域必将不断扩大，性能不断提高，在未来的生产、生活、科研当中会发挥更重要的作用。
参 考 文 献
[1]孙华，陈俊风，吴林.多传感器信息融合技术及其在机器人中的应用[J].传感器技术.2003，22(9)：1～4
[2]王灏，毛宗源.机器人的智能控制方法[M].北京：国防工业出版社，2002
[3]金周英.关于我国智能机器人发展的几点思考[J].机器人技术与应用.2001(4)：5～7
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近年来，世界各个发达国家竞相发展机械电子工程，以提高本国的成产力水平，机械电子工程也不断向智能化、网络化、柔性化发展，机械电子工程与人工智能的完美融合给这一产业带来了革命性的变革和惊人的经济效益。以下是我精心整理的人工智能论文读书报告的相关资料，希望对你有帮助!
机械电子工程与人工智能的关系探究
摘 要 近年来，世界各个发达国家竞相发展机械电子工程，以提高本国的成产力水平，机械电子工程也不断向智能化、网络化、柔性化发展，机械电子工程与人工智能的完美融合给这一产业带来了革命性的变革和惊人的经济效益。本文分别从机械电子工程、人工智能、两者融合3个方面探讨了这一趋势。
关键词 机械电子工程;人工智能;信息处理
0 引言
传统的机械工程一般分为两大类，包括动力和制造。制造类工程包括机械加工、毛坯制造和装配等生产过程，而动力类工程包括各式发电机。电子工程与传统的机械工程相比来言是较新的学科，两者于上世纪逐渐结合在一起。最初，电子工程与机械工程是以块与块的分离模式或功能替代的模式相结合，随着科学技术的不断向前推动，传统的机械工程与现代的电子工程通过信息技术有机的结合起来，形成了现在的机械电子工程学科。随着人工智能技术的不断发展，机械电子工程由传统的能量连接、动能连接逐步发展为信息连接，使得机械电子工程具有了一定的人工智能。传统的机械电子工程通过现代的科学技术进入到一个新的发展领域，同时，人工智能技术伴随着机械电子工程的日益复杂，也得到了长足的发展。
1 机械电子工程
机械电子工程的发展史
20世纪是科学发展最辉煌的时期，各类学科相互渗透、相辅相成，机械电子工程学科也在这一时期应运而生，它是由机械工程与电子工程、信息工程、智能技术、管理技术相结合而成的新的理论体系和发展领域。随着科学技术的不断发展，机械电子工程也变的日益复杂。
机械电子工程的发展可以分为3个阶段：第一阶段是以手工加工为主要生产力的萌芽阶段，这一时期生产力低下，人力资源的匮乏严重制约了生产力的发展，科学家们不得不穷极思变，引导了机械工业的发展。第二阶段则是以流水线生产为标志的标准件生产阶段，这种生产模式极大程度上提高了生产力，大批量的生产开始涌现，但是由于对标准件的要求较高，导致生产缺乏灵活性，不能适应不断变化的社会需求。第三阶段就是现在我们常见的现代机械电子产业阶段，现代社会生活节奏快，亟需灵活性强、适应性强、转产周期短、产品质量高的高科技生产方式，而以机械电子工程为核心的柔性制造系统正是这一阶段的产物。柔性制造系统由加工、物流、信息流三大系统组合而成，可以在加工自动化的基础之上实现物料流和信息流的自动化。
机械电子工程的特点
机械电子工程是机械工程与电子技术的有效结合，两者之间不仅有物理上的动力连结，还有功能上的信息连结，并且还包含了能够智能化的处理所有机械电子信息的计算机系统。机械电子工程与传统的机械工程相比具有其独特的特点：
1)设计上的不同。机械电子工程并非是一门独立学科，而是一种包含有各类学科精华的综合性学科。在设计时，以机械工程、电子工程和计算机技术为核心的机械电子工程会依据系统配置和目标的不同结合其他技术，如：管理技术、生产加工技术、制造技术等。工程师在设计时将利用自顶向下的策略使得各模块紧密结合，以完成设计;2)产品特征不同。机械电子产品的结构相对简单，没有过多的运动部件或元件。它的内部结构极为复杂，但却缩小了物理体积，抛弃了传统的笨重型机械面貌，但却提高了产品性能。
机械电子工程的未来属于那些懂得运用各种先进的科学技术优化机械工程与电子技术之间联系的人，在实际应用当中，优化两者之间的联系代表了生产力的革新，人工智能的发展使得这一想法变成可能。
2 人工智能
人工智能的定义
人工智能是一门综合了控制论、信息论、计算机科学、神经生理学、心理学、语言学、哲学等多门学科的交叉学科，是21世纪最伟大的三大学科之一。尼尔逊教授将人工智能定义为：人工智能是关于怎样表示知识和怎样获得知识并使用知识的科学。温斯顿教授则认为：人工智能就是研究如何使计算机去做过去只有人才能做的智能工作。至今为止，人工智能仍没有一个统一的定义，笔者认为，人工智能是研究通过计算机延伸、扩展、模拟人的智能的一门科学技术。
人工智能的发展史
萌芽阶段
17世纪的法国科学家发明了世界上第一部能进行机械加法的计算器轰动世界，从此之后，世界各国的科学家们开始热衷于完善这一计算器，直到冯诺依曼发明第一台计算机。人工智能在这一时期发展缓慢，但是却积累了丰富的实践经验，为下一阶段的发展奠定了坚实的基础。
第一个发展阶段
在1956年举办的“侃谈会”上，美国人第一次使用了“人工智能”这一术语，从而引领了人工智能第一个兴旺发展时期。这一阶段的人工智能主要以翻译、证明、博弈等为主要研究任务，取得了一系列的科技成就，LISP语言就是这一阶段的佼佼者。人工智能在这一阶段的飞速发展使人们相信只要通过科学研究就可以总结人类的逻辑思维方式并创造一个万能的机器进行模仿。
挫折阶段
60年代中至70年代初期，当人们深入研究人工智能的工作机理后却发现，用机器模仿人类的思维是一件非常困难的事，许多科学发现并未逃离出简单映射的方法，更无逻辑思维可言。但是，仍有许多科学家前赴后继的进行着科学创新，在自然语言理解、计算机视觉、机器人、专家系统等方面取得了卓尔有效的成就。1972年，法国科学家发现了Prolog语言，成为继LISP语言之后的最主要的人工智能语言。
第二个发展阶段
以1977年第五届国际人工智能联合会议为转折点，人工智能进入到以知识为基础的发展阶段，知识工程很快渗透于人工智能的各个领域，并促使人工智能走向实际应用。不久之后，人工智能在商业化道路上取得了卓越的成就，展示出了顽强的生命力与广阔的应用前景，在不确定推理、分布式人工智能、常识性知识表示方式等关键性技术问题和专家系统、计算机视觉、自然语言理解、智能机器人等实际应用问题上取得了长足的发展。
平稳发展阶段
由于国际互联网技术的普及，人工智能逐渐由单个主体向分布式主体方向发展，直到今天，人工智能已经演变的复杂而实用，可以面向多个智能主体的多个目标进行求解。
3 人工智能在机械电子工程中的应用
物质和信息是人类社会发展的最根源的两大因素，在人类社会初期，由于生产力水平低，人类社会以物质为首要基础，仅靠“结绳记事”的方法传递信息，但随着社会生产力的不断发展，信息的重要性不断被人们发现，文字成为传递信息最理想的途径，最近五十年间，网络的普及给信息传递带来了新的生命，人类进入到了信息社会，而信息社会的发展离不开人工智能技术的发展。不论是模型的建立与控制，还是故障诊断，人工智能在机械电子工程当中都起着处理信息的作用。
由于机械电子系统与生俱来的不稳定性，描述机械电子系统的输入与输出关系就变得困难重重，传统上的描述方法有以下几种：1)推导数学方程的方法;2)建设规则库的方法;3)学习并生成知识的方法。传统的解析数学的方法严密、精确，但是只能适用于相对简单的系统，如线性定常系统，对于那些复杂的系统由于无法给出数学解析式，就只能通过操作来完成。现代社会所需求的系统日益复杂，经常会同时处理几种不同类型的信息，如传感器所传递的数字信息和专家的语言信息。由于人工智能处理信息时的不确定性、复杂性，以知识为基础的人工智能信息处理方式成为解析数学方式的替代手段。
通过人工智能建立的系统一般使用两类方法：神经网络系统和模糊推理系统。神经网络系统可以模拟人脑的结构，分析数字信号并给出参考数值;而模糊推理系统是通过模拟人脑的功能来分析语言信号。两者在处理输入输出的关系上有相同之处也有不同之处，相同之处是：两者都通过网络结构的形式以任意精度逼近一个连续函数;不同之处是：神经网络系统物理意义不明确，而模糊推理系统有明确的物理意义;神经网络系统运用点到点的映射方式，而模糊推理系统运用域到域的映射方式;神经网络系统以分布式的方式储存信息，而模糊推理系统则以规则的方式储存信息;神经网络系统输入时由于每个神经元之间都有固定联系，计算量大，而模糊推理系统由于连接不固定，计算量较小;神经网络系统输入输出时精度较高，呈光滑曲面，而模糊推理系统精度较低，呈台阶状。
随着社会的不断发展，单纯的一种人工智能方法已经不能满足日益增长的社会需要，许多科学家开始研究综合性的人工智能系统。综合性的人工智能系统采用神经网络系统与模糊推理系统相结合的方法，取长补短，以获得更全面的描述方式，模糊神经网络系统便是一成功范例。模糊神经网络系统做到了两者功能的最大融合，使信息在网络各层当中找到一个最适合的完全表达空间。逻辑推理规则能够对增强节点函数，为神经网络系统提供函数连结，使两者的功能达到最大化。
4 结论
科学的不断发展带来的不仅是学科的高度细化、深化，而且是学科间的高度融合。人工智能就是各学科交叉与综合之后的结果，秉承这一天性，人工智能与机械电子工程自然的进行了完美融合，这一全新领域的发展必将引领世界潮流，促进生产力的飞速发展。
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数字化家庭是未来智能小区系统的基本单元。所谓“数字化家庭”就是基于家庭内部提供覆盖整个家庭的智能化服务，包括数据通信、家庭娱乐和信息家电控制功能。数字化家庭设计的一项主要内容是通信功能的实现，包括家庭与外界的通信及家庭内部相关设施之间的通信。从现在的发展来看，外部的通信主要通过宽带接入。intenet，而家庭内部的通信，笔者采用目前比较具有竞争力的蓝牙(bluetootlh)无线接入技术。传统的数字化家庭采用pc进行总体控制，缺乏人性化。笔者根据人工情感的思想设计一种配备多种外部传感器的智能机器人，将此智能机器人视作家庭成员，通过它实现对数字化家庭的控制。本文主要就智能机器人在数字化家庭医疗保健方面的应用进行模型设计，在智能机器人与医疗仪器和控制pc的通信采用蓝牙技术。整个系统的成本较低，功能较为全面，扩展应用非常广阔，具有极大的市场潜力。2 智能机器人的总体设计2．1 智能机器人的多传感器系统机器人智能技术中最为重要的相关领域是机器人的多感觉系统和多传感信息的集成与融合[1]，统称为智能系统的硬件和软件部分。视觉、听觉、力觉、触觉等外部传感器和机器人各关节的内部传感器信息融合使用，可使机器人完成实时图像传输、语音识别、景物辨别、定位、自动避障、目标物探测等重要功能；给机器人加上相关的医疗模块(ccd、camera、立体麦克风、图像采集卡等)和专用医疗传感器部件，再加上医疗专家系统就可以实现医疗保健和远程医疗监护功能。智能机器人的多传感器系统框图如图1所示。2．2 智能机器人控制系统机器人控制系统包含2部分：一是上位机，一般采用pc，它完成机器人的运动轨迹规划、传感器信息融合控制算法、视觉处理、人机接口及远程处理等任务；二是下位机，一般采用多单片机系统或dsp等作为控制器的核心部件，完成电机伺服控制、反馈处理、图像处理、语音识别和通信接口等功能。如果采用多单片机系统作为下位机，每个处理器完成单一任务，通过信息交换和相互协调完成总体系统功能，但其在信号处理能力上明显有所欠缺。由于dsp擅长对信号的处理，而且对此智能机器人来说经常需要信号处理、图像处理和语音识别，所以采用dsp作为智能机器人控制系统的控制器[2]。控制系统以dsp(tms320c54x)为核心部件，由蓝牙无线通信、gsm无线通信(支持gprs)、电机驱动、数字罗盘、感觉功能传感器(视觉和听觉等)、医疗传感器和多选一串口通信(rs-232)模块等组成，控制系统框图如图2所示。 (1)系统通过驱动电机和转向电机控制机器人的运动，转向电机利用数字罗盘的信息作为反馈量进行pid控制。(2)采用爱立信(ericsson)公司的rokl01007型电路作为蓝牙无线通信模块，实现智能机器人与上位机pc的通信和与其他基于蓝牙模块的医疗保健仪器的通信。(3)支持gprs的gsm无线通信模块支持数据、语音、短信息和传真服务，采用手机通信方式与远端医疗监控中心通信。(4)由于tms320c54x只有1个串行口，而蓝牙模块、gsm无线模块、数字罗盘和视觉听觉等感觉功能传感器模块都是采用rs一232异步串行通信，所以必须设计1个多选一串口通信模块进行转换处理。当tms320c54x需要蓝牙无线通信模块的数据时通过电路选通；当t~ms320c54x需要某个传感器模块的数据时，关断上次无线通信模块的选通，同时选通该次传感器模块。这样，各个模块就完成了与1~ms320c54x的串口通信。3 主要医疗保健功能的实现智能机器人对于数字化家庭的医疗保健可以提供如下的服务：(1)医疗监护通过集成有蓝牙模块的医疗传感器对家庭成员的主要生理参数如心电、血压、体温、呼吸和血氧饱和度等进行实时检测，通过机器人的处理系统提供本地结果。(2)远程诊断和会诊通过机器人的视觉和听觉等感觉功能，将采集的视频、音频等数据结合各项生理参数数据传给远程医疗中心，由医疗中心的专家进行远程监控，结合医疗专家系统对家庭成员的健康状况进行会诊，即提供望(视频)、闻、问(音频)、切(各项生理参数)的服务[3]。3．1机器人视觉与视频信号的传输机器人采集的视频信号有2种作用：提供机器人视觉；将采集到的家庭成员的静态图像和动态画面传给远程医疗中心。机器人视觉的作用是从3维环境图像中获得所需的信息并构造出环境对象的明确而有意义的描述。视觉包括3个过程：(1)图像获取。通过视觉传感器(立体影像的ccd camera)将3维环境图像转换为电信号。(2)图像处理。图像到图像的变换，如特征提取。(3)图像理解。在处理的基础上给出环境描述。通过视频信号的传输，远程医疗中心的医生可以实时了解家庭成员的身体状况和精神状态。智能机器人根据医生的需要捕捉适合医疗保健和诊断需求的图像，有选择地传输高分辨率和低分辨率的图像。在医疗保健的过程中，对于图像传送有2种不同条件的需求：(1)医生观察家庭成员的皮肤、嘴唇、舌面、指甲和面部表情的颜色时，需要传送静态高清晰度彩色图像；采用的方法是间隔一段时间(例如5分钟)传送1幅高清晰度静态图像。(2)医生借助动态画面查看家庭成员的身体移动能力时，可以传送分辨率较低和尺寸较小的图像，采用的方法是进行合理的压缩和恢复以保证实时性。3．2机器人听觉与音频信号的传输机器人采集的音频信号也有2种作用：一是提供机器人听觉；二是借助于音频信号，家庭成员可以和医生进行沟通，医生可以了解家庭成员的健康状况和心态。音频信号的传输为医生对家庭成员进行医疗保健提供了语言交流的途径。机器人听觉是语音识别技术，医疗保健智能机器人带有各种声交互系统，能够按照家庭成员的命令进行医疗测试和监护，还可以按照家庭成员的命令做家务、控制数字化家电和照看病人等。声音的获取采用多个立体麦克风。由于声音的频率范围大约是300hz一3400hz，过高或过低频率的声音在一般情况下是不需要传输的，所以只用传送频率范围在1000hz-3000hz的声音，医生和家庭成员就可以进行正常的交流，从而可以降低传输音频信号所占用的带宽，再采用合适的通信音频压缩协议即可满足实时音频的要求。智能机器人的听觉系统如图3所示。3．3各项生理信息的采集与传输传统检测设备通过有线方式连到人体上进行生理信息的采集，各种连线容易使病人心情紧张，从而导致检测到的数据不准确。使用蓝牙技术可以很好地解决这个问题，带有蓝牙模块的医疗微型传感器安置在家庭成员身上，尽量使其不对人体正常活动产生干扰，再通过蓝牙技术将采集的数据传输到接收设备并对其进行处理。在智能机器人上安装1个带有蓝牙模块的探测器作为接收设备，各种医疗传感器将采集到的生理信息数据通过蓝牙模块传输到探测器，探测器有2种工作方式：一是将数据交给智能机器人处理，提供本地结果；二是与internet连接(也可以通过gsm无线模块直接发回)，通过将数据传输到远程医疗中心，达到医疗保健与远程监护的目的。视频和音频数据的传输也采用这种方式。智能机器人的数据传输系统如图4所示。4 蓝牙模块的应用4．1蓝牙技术概况蓝牙技术[4]是用于替代电缆或连线的短距离无线通信技术。它的载波选用全球公用的2．4ghz(实际射频通道为f=2402 k×1mhz，k=0，1，2，…，78)ism频带，并采用跳频方式来扩展频带，跳频速率为1600跳/s。可得到79个1mhz带宽的信道。蓝牙设备采用gfsk调制技术，通信速率为1mbit/s，实际有效速率最高可达721kbit/s，通信距离为10m，发射功率为1mw；当发射功率为100mw时，通信距离可达100m，可以满足数字化家庭的需要。4．2蓝牙模块rokl01007型蓝牙模块[5]是爱立信公司推出的适合于短距离通信的无线基带模块。它的集成度高、功耗小(射频功率为1mw)，支持所有的蓝牙协议，可嵌入任何需要蓝牙功能的设备中。该模块包括基带控制器、无线收发器、闪存、电源管理模块和时钟5个功能模块，可提供高至hci(主机控制接口)层的功能。单个蓝牙模块的结构如图5所示。4．3主，从设备硬件组成蓝牙技术支持点到点ppp(point-t0-point pro-tocol)和点对多点的通信，用无线方式将若干蓝牙设备连接成1个微微网[6]。每个微微网由1个主设备(master)和若干个从设备(slave)组成，从设备最多为7台。主设备负责通信协议的动作，mac地址用3位来表示，即在1个微微网内可寻址8个设备(互联的设备数量实际是没有限制的，只不过在同一时刻只能激活8个，其中1个为主，7个为从)。从设备受控于主设备。所有设备单元均采用同一跳频序列。将带有蓝牙模块的微型医疗传感器作为从设备，将智能机器人上的带有蓝牙模块的探测器作为主设备。主从设备的硬件主要包括天线单元、功率放大模块、蓝牙模块、嵌入式微处理器系统、接口电路及一些辅助电路。主设备是整个蓝牙的核心部分，要完成各种不同通信协议之间的转换和信息共享，以及同外部通信之间的数据交换功能，同时还负责对各个从设备的管理和控制。5 结束语随着社会的进步，经济的发展和人民生活水平的提高，越来越多的人需要家庭医疗保健服务。文中提出的应用于数字化家庭医疗保健服务的智能机器人系统的功能较为全面，且在家用智能机器人、基于蓝牙技术的智能家居和数字化医院等方面的拓展应用非常广阔，具有极大的市场潜力。