煤矿井下搜救探测机器人及其控制系统设计

针对煤矿井下矿难发生后的复杂环境,设计了一种新型的煤矿井下搜救探测机器人运动装置及其控制系统。文章对此系统的运动功能、硬件配置和软件设计进行了讨论。此装置机构设计合理,具有较强的通过性和自主环境适应能力,控制系统采用分层结构,环境感知能力强,实时性好,控制精度高,可以实现对机器人精确、灵活的控制,具有广阔的应用前景。     

煤矿井下搜救探测机器人结构设计

根据煤矿井下的环境特点,结合现有机器人结构组成,设计用于煤矿井下搜救探测机器人。该机器人由履带、摆臂复合式结构构成,分3段,具有良好的越障能力、地面适应能力和机械性能。其传感器支撑臂具有2个自由度,可以实现传感器的空间姿态调整。对其结构组成、运动原理、传动特点等进行了介绍和总结。为后续的动力学仿真、控制系统搭建和传感器选择等提供了工作平台。     

基于RPY的煤矿井下探测机器人越障分析

以煤矿井下探测机器人TUT-CMDR为研究模型,运用RPY和柱面坐标转换对其建立坐标系后进行分析,计算出煤矿探测机器人在任意位置的质心坐标,分析了机器人正向越障姿势和越障高度,绘制出了质心和越障高度与摆臂摆角和车身俯仰角的三维关系,并将分析结果与实验数据对比。研究方法和结论为机器人的越障控制提供了依据。     

基于模型参考自适应的煤矿井下探测机器人控制系统研究

针对矿井下复杂状况,将模型参考自适应控制算法应用于煤矿井下探测机器人TUT-CMDR,构建直流电机传动系统的数学模型,采用波波夫超稳定性理论设计自适应控制器,并在Matlab/Simulink环境下建模仿真,结果表明系统在电机参数和负载变化时能很快恢复到稳态值,具有较强的自适应能力。     

井下探测机器人的应用和设计

煤矿是中国工业的基础,煤炭资源也是我国目前实现全面工业化的主要手段,煤矿企业在我国有着举足轻重的地位,但是在我国矿难也日益成为了严重的问题,如何在发生事故后,进行有效救援,是当前我国煤矿企业需要研究的重点问题。文章就一种煤矿井下探测机器人的设计和应用进行了简要的研究。     

基于多传感器的煤矿探测机器人控制系统研究

针对煤矿探测机器人在煤矿井下事故现场未知环境中的控制需求,研究了基于多传感器的智能控制系统原理与构架方式,提出了煤矿探测机器人3层分布式模块化控制结构,其核心决策规划系统采用多智能体Agent原理进行设计,各个功能Agent按照机器人的行为决策过程递阶分布,各模块间按照反应式的行为准则相互协调配合,完成探测机器人的决策与控制过程。经试验验证,该系统可以使煤矿探测机器人具有处理复杂任务与应对煤矿井下地形环境的能力,实现了机器人的智能控制。     

煤矿环境探测机器人航位研究

为了提高煤矿环境探测机器人的导航和定位性能,结合煤矿特殊的环境条件,采用惯性测量单元、电子罗盘和履带轴角编码器组合的导航方式,并通过对航向角、俯仰角和横滚角的修正,提高了机器人的定位和导航性能。     

夹河矿举行煤矿井下环境探测与搜救多机器人系统专家现场测试会

为提高矿井抢险救灾能力，最大限度地减少损失，采用机器人进行井下环境监测和搜救是实现这一目标的必由之路和发展方向。     

煤矿环境探测机器人混合动力电源研究

为了使煤矿探测机器人具有更好的越障能力,针对普通动力电池难以提供机器人所需大电流放电的情况,结合动力电池和超级电容的特性,设计了动力电池和超级电容组成的混合电源。通过机器人模型进行运动学仿真得出使机器人爬上不同角度的坡道所需的最大电流,而以普通动力电池和混合电源的电流输出能力分别能使机器人爬上的最大坡度为30°和37°,并通过机器人爬坡试验获得了机器人实际最大爬坡角度,与仿真结果一致。表明混合电源能够提高机器人的越障能力。     

地下铲运机遥控控制系统的研究

地下铲运机遥控控制系统由无线数据传输系统和车载计算机控制系统组成。无线数据传输系统采用两套专业数传电台,用以完成对地下铲运机的车辆状态信息检测,控制信号的传输,以及视频监控设备的数据传输。车载计算机控制系统采用分布式控制系统（DCS）,通讯方式为异步通讯。上位PC接收由遥控操作室发出的遥控控制指令,依据研发的地下铲运机控制策略解释分解遥控控制指令,传输到下位PLC,由下位PLC执行遥控控制指令,完成对地下铲运机的操作控制。     

煤矿井下斜巷控制系统的研究

目前煤矿井下辅助运输系统特别是轨道运输系统自动化装备水平低,运输效率不高;安全运行保障性差,辅助运输事故的频繁发生,阻碍了矿井"本安型"建设全面推进,为了保障井下斜巷运输的安全性、高效性,介绍了自行开发的煤矿井下斜巷控制系统。系统结构简单、操作方便、安全可靠、适应性强、具有广阔的应用前景。     

煤矿地面供热远程集中控制系统的改造及应用

本文针对煤矿供热系统的远程控制问题进行研究,结合国家能源集团宁夏煤业有限责任公司红柳煤矿的实际情况,对地面供热系统进行远程控制,逐步实现供热自动化、智能化.研究结果表明,实现煤矿供热自动化改造,能有效采集热源数据,本文阐述了利用科学数据加以控制热源成本、节约能源的措施,对煤矿有效控制生产成本有一定的借鉴意义.     

一种井下铲运机无线遥控系统

为了保证井下铲运机进入矿房时的作业人员安全,并且考虑到地下采矿环境复杂多变,特此设计了一种无线遥控系统。该遥控系统主要由遥控器、车载控制器构成。遥控器及车载控制器均以ARM处理器为控制核心。遥控器将作业人员的操作转换成控制指令,按照一定的通信协议,以无线的形式将控制指令发送出去。车载控制器具有遥控和本地控制2种工作模式。车载控制器工作在遥控模式时,接收遥控器发出的控制指令,并依此作业;车载控制器工作在本地控制模式时,接收车载控制手柄及按钮的命令进行作业。遥控模式可以使得作业人员远离危险环境,提高了安全性;本地控制模式可使得作业人员在铲运机上作业,兼具了灵活性。该系统具有投资小、见效快的特点,非常适合复杂多变的井下采矿作业。     

煤矿井下无线通讯系统

煤炭工业是关系国民经济命脉的支柱性行业,煤炭生产的安全性一直以来都是人们关注的焦点问题。文章首先对煤矿井下无线通信系统的现实需求进行简单介绍,然后对煤矿井下无线通信系统的网络结构设计方案进行全面的分析和探讨。     

基于无线传感器的煤矿远程安全监控系统研究

目前,我国煤炭采掘的安全生产状况不容乐观,尤其中小型煤矿事故频发。研制一套基于无线传感器的安全监控系统,设计井下行走机器人和井上工作台,开发了机器人自动避障和无线遥控两种行走模式,采用MQ-2瓦斯传感器和601LD无线监控器,采用nRF905无线数据收发芯片,实现实时数据采集与回传和图像同步动态跟踪显示。对比试验结果表明,该系统克服了传感器检测不稳定和调制复杂等缺陷,具有高智能、高精度、大视野、稳定可靠等优势。     

基于无线通信的移动机器人远程控制系统

介绍了一种移动机器人远程控制系统的设计和应用。论述了系统的硬件组成和软件实现方法,采用无线通信技术进行上位机与机器人的信息交互。实验结果表明,在有效距离内,该方案能够保障无线通信的可靠性和实时性。实现了上位机对机器人的灵活控制,机器人可以对周围环境进行温度数据采集,有较好地实用价值和应用前景。     

煤矿矿井移动机器人的设计与研究

介绍了移动机器人的功能和工作任务,对移动机器人进行了系统设计,包括移动、视觉结构和路径规划具体算法,总结了机器人的各部分组成以及其功能。     

井下局部通风机实现远程集中控制技术

为了进一步提高煤矿井下尤其是高瓦斯矿井局部通风机的使用与控制,降低因矿井局部通风机造成瓦斯超限影响进尺的事故率,提高局部通风装备和管理水平,杜绝瓦斯超限事故的发生,根据《煤矿安全规程》的规定,提出煤矿井下局部通风机实现地面远程集中控制。