矿山搜寻机器人关键技术研究及其发展.pdfVIP

科 技 综 述 ScienceTechnology Summarize 矿山搜寻机器人 关键技术研究及其发展 文f王廷军 副教授．上海电机学院机械学院 (200245) 王廷军上海电机学院副教授，从事机电一 化、 器人技术的研究工作。 摘要：在分析矿井灾害前后井下环境的基础上，介绍了一种代替救护队 员进行井下失踪矿工搜寻定位作业的四履带机器人，主要包括井下失踪 矿工搜寻机器人的移动机构、控制系统和视觉系统，介绍了履带驱动单 元技术、防爆技术、通讯、视觉导航控制、矿工视觉识别等技术，并展 望了其今后的发展趋势。 Abstract：This article recounts the fou卜ped raiI missing miner searching robot that could replace the ambulanceman to search and locate missing miners after mine di— sasters based on the complex environment underground mine．1ts mob_le mechanism． control system and video system were analyzed．Pedrail d riving unit method，explo— sion—proof technology，communication mode，video system and recognition technol— ogy had been introduced．And development tendency were viewed． 一 引言 害发生后，及时、快速、准确地进行井下失踪矿工的 我国煤矿井下事故频发，其中瓦斯爆炸事故危害 搜寻和定位是极其重要的。在救护队员难于到达的局 最大，约占煤矿灾害性事故的60％以上。灾害发生后， 部区域，使用机器人代替救护队员进行搜寻、定位，可 作业矿工常常被困井下，目前的搜救办法就是派矿山 以加快搜寻进度，及时找到并定位遇难人员，为事故 救护队员下井直接搜救。由于灾害发生后，井下环境 救援赢得时间。因此，根据煤矿井下事故前后特殊地 破坏严重，现场情况异常复杂，常常通风停运、排水 形环境的要求，设计了一种新型履——腿复合功能的 故障、电力中断，瓦斯浓度居高不下，使人工搜救工 四履带移动机器人，用于矿山井下发生事故后，在井 作异常困难。救护队员往往不能或无法进入某些危险 下危险环境里代替救护队员进行失踪矿工的搜寻定位 的区域进行搜救工作，也就无法迅速找到里面被困的 作业和现场环境监测。 矿工、伤员和遇难人员，从而延误了最佳抢救时机，增 加了伤亡和事故损失。井下积聚的瓦斯气体还可能发 二、矿山井下环境对矿工搜寻机器人的要求 生二次爆炸，造成救护队员的二次伤亡。因此，在灾 井下失踪矿工搜寻机器人(UMMMSR)是一种自 况下会保持几日，矿工搜寻机器人系统在井下温度变 化范围内要能可靠工作。 5．煤尘 ； 正常情况下，井下的煤尘具有一定的浓度，并随 风向而流动。在事故发生后的有效救援时间内，巷道 内仍会存在大量的煤尘。煤尘会进入运动副的表面， 加剧轴承等零件的磨损，并且会附着在CCD光学传感 i 器、光源的表面上，影响机器人的寿命和搜寻精度。这 就要求机器人零件密封、润滑密封、并使用不易沾附 灰尘的光学材料。 6．潮湿与积水 ； 井下环境潮湿，事故发生后，井下排水系统可能 受到破坏，即使恢复排水后也会造成巷道的高湿度， 这就决定了机器人要在一个湿度大、路面湿滑并有