煤矿机器人智能安全充电系统设计

煤矿机器人工作在井下危险气体环境下,特别是对于井下移动式巡检机器人,其动力系统的能源供给方式主要以锂电池供电为主,目前《煤矿安全规程》对锂电池的井下使用有着严格的限制条件,其充电必须要求在专用的充电硐室中进行。为提高煤矿机器人的续航能力和实用性,研究一种煤矿机器人智能安全充电系统,提出煤矿机器人专用充电硐室构想,设计煤矿机器人井下智能岔轨及硐室内充电技术,系统由煤矿机器人、煤矿机器人移动轨道、煤矿机器人转向用智能岔轨以及硐室内充电桩组成,通过井下巡检机器人专用充电硐室和智能岔轨技术的设计,可实现巡检类机器人井下在轨充电,有利于煤矿机器人井下不间断智能巡检作业。     

矿用探测机器人虚拟控制系统研究

针对当前煤矿井下事故频发,井下救援难度增大等问题,提出了一种虚拟控制系统,通过遥控虚拟机器人在井下进行环境信息采集以及障碍物信息提取,实现机器人的局部与全局导航定位,根据这些信息实现对机器人的人为决策以及干预。研究成果可使井下机器人的作业可控、可预知,且移植性较强,提高了救援机器人的作业效率。     

煤矿井下机器人结构与控制的若干问题

在分析和研究煤矿井下环境和作业的特殊性的基础上，给出了我国煤矿井下机器人应具备的主要特点，提出并着重论述了煤矿井下机器人的结构和控制等关键问题的设计原则和基本思想，特别强调了在满足作业要求的前提下，“简单、可靠、经济”等原则的现实意义和至关重要性，色画出了独具煤矿特色的工业机器人的基本框架。把我国工业机器人的研究拓展到煤矿采掘作业领域。     

矿井复杂危险环境侦测机器人研究应用

针对煤矿井下信息采集手段有限,风声事故后给救援工作带来困难的问题,结合防爆技术和机器人技术,研究设计了一款煤矿巡检侦察机器人,详细论述了煤矿巡检侦察机器人系统组成和工作原理,介绍了机器人软件系统设计方法,并在煤矿井下进行了相关试验。实际应用表明,该机器人负载能力大,越障能力强,适应复杂环境和地形,可代替人工进行煤矿探查,作业效率高。     

煤矿井下瓦斯智能巡检机器人系统的研究与设计

针对当前煤矿井下瓦斯巡检作业依赖人员操作和固定探头感知存在的自动化程度低和灵活机动性差等问题,设计了一种煤矿井下瓦斯智能巡检机器人系统(以下简称机器人系统),介绍了机器人系统的总体设计,并对机器人系统的本体机构设计、控制系统设计以及信息与通信系统设计进行了详细的介绍。测试结果表明,该机器人系统能够满足复杂巡检工况地形的越障要求,能够完成煤矿井下环境中瓦斯的实时精准监测。     

基于虚拟现实的煤矿救援机器人远程控制技术

针对当前煤矿井下救援机器人自主导航效率低下,难以满足矿难时效性的救援要求,提出了一种基于虚拟现实(VR)的煤矿救援机器人远程控制方案,以虚拟仿真技术、智能检测与控制、远程通信、环境动态建模等技术为基础,以煤矿救援机器人的远程控制为目标,建立了煤矿救援机器人虚拟仿真模型以及井下工作环境场景,对传感器数据进行解析动态建模,完成机器人井下的以巷道为基础的局部定位,并实时更新煤矿救援机器人井下作业场景,为机器人自主控制增加了判据。此方案定位于复杂工况下有效的人工远程干预,借助VR技术充分融合人、机和环境信息,可有效提升井下矿难救援效率。     

煤矿移动机器人双机合作运动测试和分析

针对煤矿井下的恶劣环境,自主研发了移动式煤矿移动机器人,机器人采用无线遥控和超声波自主避障相结合的控制模式,可以代替作业人员进入井下巷道执行任务、环境探测和灾后遇险人员的搜救。在已模块化机器人的基础上,对2个机器人进行球铰连接,通过软件调试,对机器人的跑偏进行修正,并通过实验完成了运动控制策略的优选。为多机器人合作的运动控制策略提供参考。     

煤矿井下探测机器人远程控制系统

随着机器人技术的迅猛发展,在生产安全形势较为严峻的煤矿领域引入机器人进行井下探测成为一大研究热点。首先对煤矿井下探测机器人进行简单介绍,在此基础上分别从系统结构、软硬件设计以及系统功能等方面对煤矿井下探测机器人远程控制系统进行阐述。     

煤矿机器人检测检验技术发展趋势 及存在的问题

分析了煤矿井下机器人检测检验技术国内外现状及发展趋势,针对煤矿机器人提出需进一步研究组合型防爆安全检测检验技术,并应引入基于仿真分析对机器人爬坡、越障、防爆结构设计合理性及环境适应性的检测评估技术,急需搭建井下应急救援环境实验室,开展煤矿机器人环境适应能力实验与分析,通过大量实验对煤矿机器人动力电源充电安全性进行验证,同时应加快煤矿机器人检测检验标准或规范的制定,更有效地对煤矿机器人性能、指标、工作及贮存条件等进行管控。     

煤矿钻锚机器人控制系统设计

针对目前煤矿井下巷道掘进作业中锚杆支护环节存在的人工操作频繁、支护效率低等问题,研究设计了一种结构简单的煤矿钻锚机器人。主要设计了钻锚机器人的控制系统,选用罗克韦尔Compact Logix系列MicroLogix 1100控制器,融合多传感器技术,通过工业以太环网EtherNet实现机器人本地遥控控制和远程人机交互控制。对钻锚机器人控制系统进行硬件选型配置和软件设计,实现钻锚机器人自动控制。为煤矿井下钻锚设备智能化研究提供设计依据。     

煤矿井下机器人钻臂智能控制研究

把神经网络控制技术引入至煤矿井下机器人的钻臂控制系统里,针对机器人钻臂控制系统实施研究。推导出了工作装置电液比例控制系统的传递函数,设计了电液比例控制系统,分析了神经网络控制问题,构建了煤矿井下机器人电控系统模型,讨论了机器人钻臂控制问题。     

多节履带式煤矿井下搜索机器人设计

面向煤矿井下事故后非结构化的极端环境,提出了一种多节履带式搜索机器人,先于抢险人员进入井下,探测环境和被困人员情况,并将信息传回控制中心,辅助煤矿救援。通过对机器人工作环境进行分析,建立了井下搜索机器人履带-地面模型,提出了能在复杂非结构环境下灵活越障的机器人整体构型,设计了具有高机动性的行走机构和关节模块,采用机器人仿真软件Webots进行了仿真,为建立实用化的系统工程样机并完成工程试的验验证提供依据。     

矿用橡套软电缆接续与护套修复的应用研究

分析了矿井供电系统特点及矿用橡套软电缆的特点,介绍了一种考虑电缆绝缘屏蔽断口电场控制的矿用橡套软电缆接续方案。通过具体的试验数据,证明了该方案的可靠性,并对矿用电缆的护套修复及矿用电缆附件的安全问题进行了探讨,提出了矿用电缆中间接头煤矿安全认证分为金属类和非金属类的建议。     

矿用轨道式自动测风机器人研究与设计

由于煤矿井下人工对巷道风速、风量和气体浓度检测的繁琐性和不精确性,容易造成通风系统决策错误导致安全事故发生。针对上述问题,研究设计了一种矿用轨道式自动测风机器人系统,论述了轨道式自动测风机器人的结构组成和九点精确定位检测方法,对测风机器人的硬件系统和软件系统进行设计。该机器人系统可实现巷道通风参数自动采集,为矿井通风安全提供有效保障。     

Research of the underground coal bunker clearing robot

With the long-term use of coal bunker, a certain amount of sticking objects will be formed on its wall, and coal mine clearing robot can replace man in clearing the bunker wall. Also, since it equip with an explosion-proof camera, the worker can determine the operation by observing the well-head monitor. Moreover, it cannot work unless it is placed in position and supported stably, and it has three degrees of freedom: rotating, stretching, and shovel coal. It is driven by the hydraulic and controlled by PLC. The underground coal mine clearing robot changs the traditional clearing methods, man does not have to enter the bunker to clear it, which ensures the production safety of coal transportation.     

煤矿井下作业施工安全监测及报警系统研究

为了提高煤矿井下作业施工安全监测精度,保障煤矿井下作业安全,设计一种煤矿井下作业施工安全监测及报警系统。该系统以悬挂式巡检机器人作为载体,搭载视觉传感器、气体传感器、烟雾传感器以及声音传感器4种采集设备,采集井下环境参数和生产参数;通过通信网络将参数传输到监测中心,在监测中心运行针对参数类型的不同,运行4种不同的监测程序;根据监测结果判断是否需要报警。实验结果表明,所设计系统应用下,准确监测和报警的样本数量与实际情况差别不大,只有在设备状态样本、塌方前岩石破碎声响和震动样本上出现了误差,说明本系统的监测准确性较高。     

裴沟矿井下综合防降尘系统的优化研究及应用

 介绍了郑煤集团裴沟煤矿在“三软”煤层综采工作面及运输路线内现有的综合防降尘技术体系应用基础之上,根据防降尘原理,并重点注重防降尘体系井下现场实际应用的可行性及可操作性进行针对性研究与改革,进一步优化了现行井下综合防降尘系统,确保了系统正常可靠的运行,极大的提高了降尘率,为矿井安全生产奠定了良好的基础。