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履带式煤矿救援机器人越障能力分析与越障过程仿真
被引量:
6
1
作者
杜习波
王振
《河南理工大学学报(自然科学版)》
CAS
北大核心
2016年第5期677-684,共8页
为制定煤矿救援机器人越障策略从而进行有效运动控制,选择台阶、斜坡和沟道等3种典型障碍,依据运动学原理研究救援机器人在3种障碍上的越障过程,得到了机器人的极限越障能力;运用Recur Dyn软件建立了救援机器人3D模型。通过越障仿真试验...
为制定煤矿救援机器人越障策略从而进行有效运动控制,选择台阶、斜坡和沟道等3种典型障碍,依据运动学原理研究救援机器人在3种障碍上的越障过程,得到了机器人的极限越障能力;运用Recur Dyn软件建立了救援机器人3D模型。通过越障仿真试验,得到机器人越障过程中俯仰角、俯仰角速度等参数的变化规律。研究结果可为判定机器人能否越障以及制定越障策略提供依据和参考。
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关键词
履带式煤矿救援机器人
越障能力
越障过程仿真
3D模型
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职称材料
多节履带式煤矿救援机器人机构及其动力学仿真
被引量:
4
2
作者
刘罡
刘玉斌
+2 位作者
赵杰
刘刚峰
朱磊
《高技术通讯》
CAS
CSCD
北大核心
2011年第1期83-87,共5页
为在煤矿事故复杂环境下及时获得事故现场信息,提出了一种可穿越狭窄空间、翻越较高障碍并可携带多种环境探测传感器的多节串联多履带式的新型煤矿救援机器入。采用递推形式的牛顿欧拉法建立了该机器入的动力学模型,并利用Maflab Func...
为在煤矿事故复杂环境下及时获得事故现场信息,提出了一种可穿越狭窄空间、翻越较高障碍并可携带多种环境探测传感器的多节串联多履带式的新型煤矿救援机器入。采用递推形式的牛顿欧拉法建立了该机器入的动力学模型,并利用Maflab Function模块进行了动力学仿真分析。分析结果表明,影响该机器人动力学特性的主要因素是其各单元之间的耦合作用、各单元的初始状态以及地面土壤参数,此结论为实现该机器人的控制提供了有效的依据。
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关键词
煤矿
救援
机器人
机构建模
动力学仿真
牛顿欧拉法
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职称材料
履带式煤矿救援机器人行走机构研究
被引量:
10
3
作者
李秋生
闫小军
《煤炭技术》
北大核心
2017年第10期199-201,共3页
通过分析现有煤矿救援机器人履带行走机构的特点,结合履带行走机构越障基本条件,提出一种多节履带救援机人行走机构的设计方案,并对该机构在越障临界状态进行受力和稳定性分析,结果表明该行走机构可翻越较高障碍高度,环境适应能力强。
关键词
煤矿
救援
机器人
行走机构
稳定性分析
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职称材料
无线传感器网络技术在煤矿救援机器人的应用研究
4
作者
刘国鹏
《煤矿机械》
2025年第3期212-215,共4页
煤矿救援工作一直被视为一项危险的任务。爆炸发生后,当救援人员在没有环境条件感知的情况下进入巷道时,随时面临着再次发生爆炸的风险,因此通过无线传感器对矿井环境中有毒气体进行远程检测。设计了一种基于无线传感器网络的自适应煤...
煤矿救援工作一直被视为一项危险的任务。爆炸发生后,当救援人员在没有环境条件感知的情况下进入巷道时,随时面临着再次发生爆炸的风险,因此通过无线传感器对矿井环境中有毒气体进行远程检测。设计了一种基于无线传感器网络的自适应煤矿救援机器人,由带有监测功能的传感器和控制机构组成,通过可靠的无线通信实时传输监测到的环境数据。该救援机器人可以引导救援人员在远程规划救援行动,减少煤矿灾害造成的损失,同时进行高效的救援行动。
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关键词
煤矿
救援
机器人
无线传感器
温度传感器
危险气体探测器
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职称材料
多节履带式煤矿井下搜索机器人设计
被引量:
12
5
作者
孙久伟
刘罡
+2 位作者
韩震峰
刘刚峰
赵杰
《煤矿机械》
北大核心
2009年第9期20-23,共4页
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...
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。
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关键词
搜索
机器人
多节
履带式
履带
-地面模型
煤矿
救援
结构设计
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职称材料
履带式煤矿救灾机器人系统效率模型分析
被引量:
6
6
作者
方海峰
蔡李花
+2 位作者
李允旺
范纪华
龚婵媛
《煤炭技术》
CAS
北大核心
2014年第4期206-208,共3页
对履带式煤矿救灾机器人的能量传递过程进行了理论分析,得到了各环节的效率公式,尤其对行走机构的效率进行了详细的分析,并据此建立了机器人系统综合效率的模型。通过对模型的分析发现,可以通过对放电电流的控制优化来提高机器人能量使...
对履带式煤矿救灾机器人的能量传递过程进行了理论分析,得到了各环节的效率公式,尤其对行走机构的效率进行了详细的分析,并据此建立了机器人系统综合效率的模型。通过对模型的分析发现,可以通过对放电电流的控制优化来提高机器人能量使用效率。进一步仿真得到履带式机器人系统效率和电流、电池容量的关系,结论可以为建立机器人能耗模型、提高机器人系统效率提供理论依据。
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关键词
履带式
机器人
系统效率
煤矿
能量传递
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职称材料
基于行星轮机构履带式煤矿侦察机器人越障性能分析
被引量:
4
7
作者
李琳
李超宇
杨冰冰
《煤炭技术》
CAS
2018年第11期289-292,共4页
为提高煤矿侦察机器人在未知环境中的垂直越障能力,提出一种基于行星轮履带式移动机器人,可以根据实时地形被动垂直越障,结构简单、控制方便。通过对移动机器人的机械结构设计和垂直越障原理分析,在Adams虚拟软件中进行仿真实验。结果表...
为提高煤矿侦察机器人在未知环境中的垂直越障能力,提出一种基于行星轮履带式移动机器人,可以根据实时地形被动垂直越障,结构简单、控制方便。通过对移动机器人的机械结构设计和垂直越障原理分析,在Adams虚拟软件中进行仿真实验。结果表明,基于行星轮机构履带式煤矿侦察机器人机械结构设计可靠,能够翻越垂直障碍物为550 mm,且垂直越障性能稳定。
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关键词
煤矿
侦察
机器人
行星轮机构
履带式
结构设计
越障性能分析
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职称材料
基于改进A*和势场法的轮式煤矿救援机器人路径规划
被引量:
1
8
作者
王宏伟
李超
+2 位作者
梁威
姚林虎
李永安
《煤炭科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第8期159-170,共12页
煤矿救援机器人在非结构化井下巷道环境中执行搜救任务,传统的路径规划算法用于搜索空间较大或者复杂度较高的非结构化环境时,可能会面临效率低、非最优路径和平滑度较差等问题;此外,巷道存在复杂的交叉口等环境特征,机器人在该区域容...
煤矿救援机器人在非结构化井下巷道环境中执行搜救任务,传统的路径规划算法用于搜索空间较大或者复杂度较高的非结构化环境时,可能会面临效率低、非最优路径和平滑度较差等问题;此外,巷道存在复杂的交叉口等环境特征,机器人在该区域容易偏离预设路线或与路口壁面发生剐蹭。为了克服这些问题并提高机器人的导航精度,提出了针对轮式煤矿救援机器人的路径规划算法改进方案:①改进启发式全局路径规划A*算法,通过分层邻域搜索与剪枝的方法改进邻域搜索方式,优化代价函数以更好地平衡实际代价和启发式代价的影响,更准确地评估每个节点的代价,使其适应实际情况且缩减了计算量,并利用B样条方法对路径进行平滑处理;②利用随机样本一致算法(RANSAC)构建煤矿巷道壁面的几何模型,以便提取交叉路口特征点坐标纳入规划系统,利用B样条曲线基函数的局部支撑性优化路径,当后续添加路径优化点时,仅影响相应区间的曲线形状,对路径的其余部分不产生影响;③根据构建的环境几何模型和提取的特征点建立综合局部势场,引入调整系数优化势场分布,并使用粒子群算法(PSO)优化的PID算法实现运动控制,增强机器人针对巷道交叉口等复杂环境通行的适应能力。通过MATLAB和机器人操作系统(ROS)仿真验证了算法原理与应用的可行性,结果表明该方法可以实现在复杂交叉环境中路径规划、自主行驶等功能。
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关键词
煤矿
救援
机器人
路径规划
B样条方法
势场控制
PID控制算法
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职称材料
煤矿救援机器人路径规划研究
9
作者
朱洪波
殷宏亮
《工矿自动化》
CSCD
北大核心
2024年第12期145-154,共10页
针对煤矿救援机器人采用双向A*算法存在搜索效率低、路径安全性和平滑性差,及动态窗口法(DWA)融合全局路径规划算法存在实时寻路效率低等问题,提出了一种基于分层平滑优化双向A*引导DWA(HSTA*−G−DWA)算法的煤矿救援机器人路径规划方法...
针对煤矿救援机器人采用双向A*算法存在搜索效率低、路径安全性和平滑性差,及动态窗口法(DWA)融合全局路径规划算法存在实时寻路效率低等问题,提出了一种基于分层平滑优化双向A*引导DWA(HSTA*−G−DWA)算法的煤矿救援机器人路径规划方法。首先,将碰撞约束函数的调整机制引入双向A*算法中,以提高路径规划的安全性。其次,在双向A*算法的代价函数中增加归正因子函数,防止正反向搜索路径不相交的情况,同时为预估代价函数增加动态加权因子函数以剔除路径搜索过程中无关扩展节点的搜索,从而提升路径搜索效率。然后,利用分层平滑优化策略消除路径中的冗余点和转折角,以减少节点数量和路径长度,并提高路径平滑性。最后,若煤矿救援机器人按照初始全局路径行驶过程中探测到未知障碍物,则利用全局路径引导DWA实现局部动态避障。仿真实验结果表明:①静态环境下HSTA*−G−DWA算法路径搜索时间较传统A*算法和双向A*算法分别平均减少了81.82%和64.63%,路径的安全性和平滑性更好。②未知环境下HSTA*−G−DWA算法可实时避开环境中出现的未知障碍物,路径长度较快速扩展随机树(RRT)算法、改进A*算法和现有融合算法分别减少了10.34%,14.28%和2.45%,路径搜索时间较现有融合算法平均减少了70.48%。实验室环境下实验结果表明:①静态环境下,HSTA*−G−DWA算法路径搜索时间较传统A*算法平均减少了58.75%,机器人边缘距障碍物的最小距离平均增加了0.71 m。②未知环境下,相比于传统A*算法,HSTA*−G−DWA算法可实时避开环境中出现的未知障碍物且路径的平滑性更好。
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关键词
煤矿
救援
机器人
路径规划
双向A*算法
分层平滑
动态窗口法
动态加权因子
归正因子
动态避障
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职称材料
一种新型煤矿救援机器人履带行走机构设计
被引量:
18
10
作者
孙国栋
李雨潭
朱华
《工矿自动化》
北大核心
2015年第6期21-25,共5页
从履带机构的结构复杂度、越障性能、可操作性以及履带的接地比压4个方面分析了现有煤矿救援机器人履带行走机构的优缺点,针对现有履带结构的优缺点设计了一种新型履带行走机构的结构;结合煤矿救援机器人的相关要求,给出了该新型结构主...
从履带机构的结构复杂度、越障性能、可操作性以及履带的接地比压4个方面分析了现有煤矿救援机器人履带行走机构的优缺点,针对现有履带结构的优缺点设计了一种新型履带行走机构的结构;结合煤矿救援机器人的相关要求,给出了该新型结构主要尺寸的优化计算公式;根据所提出的计算公式,设计了CUMT-5型煤矿救援机器人。CUMT-5机器人的实际运行结果表明,该新型履带行走机构结构简单,越障性能好,具有良好的可操作性。
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关键词
煤矿
救援
机器人
履带
机构
优化计算
越障
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职称材料
基于粒子群算法的煤矿救援机器人路径规划
11
作者
钟本源
张楠
魏少雄
《山东煤炭科技》
2024年第12期96-100,105,120,共7页
针对煤矿救援机器人在井下巷道中进行搜救时,存在搜索效率低且易发生剐蹭的问题,选择煤矿救援机器人为研究对象,提出了一种基于智能仿生算法的路径规划解决方案,通过仿真实验开展井下路径规划研究,分析路径规划算法在井下应用面临的问题...
针对煤矿救援机器人在井下巷道中进行搜救时,存在搜索效率低且易发生剐蹭的问题,选择煤矿救援机器人为研究对象,提出了一种基于智能仿生算法的路径规划解决方案,通过仿真实验开展井下路径规划研究,分析路径规划算法在井下应用面临的问题;简述路径规划算法的分类和使用场景,比对分析算法的优缺点;分别选择采用PSO粒子群算法、GWO灰狼算法和GA遗传算法作为煤矿救援机器人路径规划的基本算法,并对算法原理进行简要分析。为验证三种算法路径规划的优劣,进行MATLAB仿真实验,构建三张不同障碍物地图来模仿机器人在复杂路径下的行驶路线。结果表明:PSO算法最短路径相较GWO算法和GA算法分别下降了7.05%和2.85%。粒子群算法在稳定性、路径规划精度方面更高,满足井下救援需求。
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关键词
煤矿
救援
机器人
井下无人驾驶
路径规划
粒子群算法
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职称材料
煤矿救援机器人的通信系统设计
被引量:
15
12
作者
刘建
朱华
+1 位作者
郑之增
宋明
《煤炭科学技术》
CAS
北大核心
2009年第8期87-90,共4页
为了保证煤矿救援机器人通信性能的可靠性,根据ISO/OSI层次模型设计了通信系统,该系统包括机身通信系统和上下位机通信系统。针对物理层,介绍了快速建立井下有线光纤网络和以Zigbee技术为基础的Ad Hoc无线网络的方式;针对数据链路层,根...
为了保证煤矿救援机器人通信性能的可靠性,根据ISO/OSI层次模型设计了通信系统,该系统包括机身通信系统和上下位机通信系统。针对物理层,介绍了快速建立井下有线光纤网络和以Zigbee技术为基础的Ad Hoc无线网络的方式;针对数据链路层,根据高级数据链路控制(HDLC)协议设计了上下位机的stop-wait-ARQ串口通信协议,保证了数据传输的正确性,也进一步提高了通信系统的可靠性;使用MSComm控件设计了上位机和下位机通信软件,在应用层实现了串口通信协议。通过矿井现场试验验证了该系统的可靠性和数据传输的正确性。
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关键词
救援
机器人
通信
AD
HOC
OSI
煤矿
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职称材料
基于人工鱼群算法的煤矿救援机器人路径规划
被引量:
11
13
作者
姚正华
任子晖
陈艳娜
《煤矿机械》
北大核心
2014年第4期59-61,共3页
根据煤矿救援环境特点,采用人工鱼群算法对救援路径进行规划,在二维平面内建立环境模型,并采用威胁区域距离检测的方式处理优化约束条件。对不同数目参考点选取进行对比研究,增加参考点数目,路径长度增加,算法复杂程度提高,迭代时间延长...
根据煤矿救援环境特点,采用人工鱼群算法对救援路径进行规划,在二维平面内建立环境模型,并采用威胁区域距离检测的方式处理优化约束条件。对不同数目参考点选取进行对比研究,增加参考点数目,路径长度增加,算法复杂程度提高,迭代时间延长,算法性能下降;参考点过少会导致路径规划成功率降低。仿真结果表明,设置合理的参考点数目,人工鱼群算法能在较短的迭代时间内成功规划得到最优路径。
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关键词
人工鱼群算法
路径规划
煤矿
救援
机器人
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职称材料
基于双目视觉技术的煤矿救援机器人研究进展
被引量:
19
14
作者
翟国栋
张文涛
+3 位作者
岳中文
潘涛
胡文渊
卢杏浩
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2020年第7期206-217,共12页
针对发生煤矿事故后的环境探测和紧急救援任务,研发和使用煤矿救援机器人是提高救援效率和降低救援危险系数的关键途径,而双目视觉技术是煤矿救援机器人获取事故现场信息和实现自主避障及路径规划的前提。首先,基于双目视觉技术的实现流...
针对发生煤矿事故后的环境探测和紧急救援任务,研发和使用煤矿救援机器人是提高救援效率和降低救援危险系数的关键途径,而双目视觉技术是煤矿救援机器人获取事故现场信息和实现自主避障及路径规划的前提。首先,基于双目视觉技术的实现流程,介绍了视觉测距的数学原理,归纳了目前摄像机标定领域的代表性方法,包括传统标定方法、主动视觉标定方法和自标定方法。阐述了立体视觉匹配中全局匹配算法、局部匹配算法和亚全局匹配算法的最新研究成果,并比较了3类匹配算法的优缺点。然后,在对近年来煤矿救援机器人研究文献进行分析的基础上,研究了双目视觉技术在煤矿救援机器人中的应用和发展情况。指出双目视觉技术在煤矿救援机器人领域的研究范围主要涵盖立体视觉匹配算法、模式分类与识别、视觉测量与3维重建、组合测量与定位、视觉伺服控制和基于虚拟现实技术的视觉算法仿真等方面。最后,根据煤矿非结构化环境的高动态和强干扰特点,指出煤矿救援机器人现场应用的关键是解决运动模糊和镜头污染、超广角镜头的非线性大幅畸变、弱/零照度条件等技术难题;根据煤矿救援机器人双目视觉的大视场、高精度、自适应感知等要求,提出了包括多自由度测量、多传感器信息融合、基于主动视觉的自适应感知等未来发展建议。
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关键词
煤矿
救援
机器人
双目视觉
摄像机标定
立体视觉匹配
应急
救援
信息融合
主动视觉
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职称材料
基于ZigBee的煤矿救援机器人无线通信系统设计
被引量:
10
15
作者
吕晓华
闫晶
宿敬肖
《煤炭技术》
CAS
北大核心
2022年第7期195-197,共3页
首先针对煤矿救援机器人系统进行总体设计,并分析当前主流的无线通信技术的优缺点,确定在矿道中选用900 MHz的ZigBee组网完成救援机器人的无线通信;然后根据ZigBee技术自身特性设计了无线组网的流程,使无线通信带宽更高,维护更加方便,...
首先针对煤矿救援机器人系统进行总体设计,并分析当前主流的无线通信技术的优缺点,确定在矿道中选用900 MHz的ZigBee组网完成救援机器人的无线通信;然后根据ZigBee技术自身特性设计了无线组网的流程,使无线通信带宽更高,维护更加方便,同时避免了因传输路径占用而无法进行数据传递的问题;最后基于CC2530芯片完成了煤矿救援机器人无线通信系统的硬件设计,并依据设计的通信协议,实现了多机器人协作完成救援任务。
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关键词
ZIGBEE
煤矿
救援
机器人
无线通信
CC2530
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职称材料
煤矿救援机器人全局路径规划
被引量:
14
16
作者
张小艳
周筱媛
魏娟
《西安科技大学学报》
CAS
北大核心
2008年第2期323-326,335,共5页
全局路径规划是煤矿救援机器人自主导航的关键技术之一,其任务是按照某一最优指标寻找一条从起始点到目标点的安全避碰路径。文中针对矿难发生后,井下部分巷道的局部环境不确定的特点,提出以矿难前的已知GIS系统为基础,结合改进蚁群算...
全局路径规划是煤矿救援机器人自主导航的关键技术之一,其任务是按照某一最优指标寻找一条从起始点到目标点的安全避碰路径。文中针对矿难发生后,井下部分巷道的局部环境不确定的特点,提出以矿难前的已知GIS系统为基础,结合改进蚁群算法获取环境不确定情况下的优化路径,从而获得全局最优路径的策略;依据安全性、路径最短原则设计了适应值评价函数,依此作为路径评价和信息素更新的依据;为避免停滞现象,采用确定性选择和随机选择相结合的路径选择策略。实验结果验证了算法的正确性和有效性。
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关键词
蚁群算法
煤矿
救援
机器人
全局路径规划
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职称材料
煤矿救援机器人防爆创新设计探讨
被引量:
13
17
作者
李雨潭
朱华
《煤炭技术》
CAS
2018年第2期269-271,共3页
为了解决采用现行防爆技术给机器人带来的重量大、功率不足等问题,提出了简化相关防爆结构与短时防爆技术2种新的方法以适用于煤矿救援机器人的设计。以CUMT-V型煤矿救援机器人作为实例,给出了具体的防爆设计方案。设计结果显示,采用所...
为了解决采用现行防爆技术给机器人带来的重量大、功率不足等问题,提出了简化相关防爆结构与短时防爆技术2种新的方法以适用于煤矿救援机器人的设计。以CUMT-V型煤矿救援机器人作为实例,给出了具体的防爆设计方案。设计结果显示,采用所提出的方法可以大大减轻机器人的重量,简化机器人结构。然而,虽然所提方法有利于机器人的设计,但只是进行了理论分析,从安全的角度仍需进行严格的试验才能真正应用于煤矿救援机器人。
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关键词
煤矿
救援
机器人
防爆设计
短时防爆
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职称材料
煤矿救援机器人机械臂轨迹规划算法研究
被引量:
6
18
作者
韩涛
李静
+2 位作者
黄友锐
徐善永
许家昌
《工矿自动化》
北大核心
2021年第11期45-52,共8页
针对煤矿井下复杂环境中救援机器人机械臂轨迹规划不合理、规划方法收敛速度慢等问题,提出了一种基于融合杜鹃搜索的灰狼优化(CS-GWO)算法的煤矿救援机器人机械臂轨迹规划算法。以五次多项式插值为基本轨迹规划方法,在机械臂关节空间进...
针对煤矿井下复杂环境中救援机器人机械臂轨迹规划不合理、规划方法收敛速度慢等问题,提出了一种基于融合杜鹃搜索的灰狼优化(CS-GWO)算法的煤矿救援机器人机械臂轨迹规划算法。以五次多项式插值为基本轨迹规划方法,在机械臂关节空间进行轨迹规划,通过CS-GWO算法对得到的轨迹进行优化,实现机械臂时间-能量最优轨迹规划。CS-GWO算法在灰狼优化(GWO)算法的位置更新方式中融入杜鹃搜索(CS)算法的2次扰动过程,结合CS算法的莱维飞行模式和鸟巢位置随机更新的特点,使得狼群在向猎物逼近的过程中能够随机跳出局部搜索区域,扩大了搜索范围,避免算法陷入局部最优解,增强了GWO算法的全局搜索能力。Matlab仿真结果表明,CS-GWO算法能够有效提高CS算法的收敛速度和GWO算法的全局搜索能力,其稳定性更好,整体性能较优;利用机械臂轨迹规划算法可得到一条时间-能量最优轨迹,各关节角位移、角速度、角加速度曲线均光滑、连续,有效解决了煤矿井下复杂环境中救援机器人机械臂最优轨迹规划问题。
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关键词
煤矿
救援
机器人
机械臂
轨迹规划
关节角轨迹
五次多项式插值
灰狼优化算法
杜鹃搜索算法
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职称材料
救援机器人在煤矿事故中的应用研究
被引量:
8
19
作者
杨玉平
路国庆
《煤矿机械》
北大核心
2014年第2期166-167,共2页
煤矿事故发生后井下环境异常复杂危险,勘测救援机器人能够在事故发生后迅速派到井下展开勘测和救援工作。多源信息融合技术应用于勘测救援机器人信息预处理中,能够提高机器人在未知复杂环境下工作的精准信息处理能力。提出了采用分散型...
煤矿事故发生后井下环境异常复杂危险,勘测救援机器人能够在事故发生后迅速派到井下展开勘测和救援工作。多源信息融合技术应用于勘测救援机器人信息预处理中,能够提高机器人在未知复杂环境下工作的精准信息处理能力。提出了采用分散型多源信息融合方法,结合分布式控制系统结构,提高机器人信息处理,道路避障及智能控制能力,设计了系统的硬件结构,给出了机器人井下路径规划方法。现场作业表明,煤矿井下勘测救援机器人能够安全避障行驶,最终可靠灵活地完成预设的现场勘测救援任务,并向远程监控中心传回现场各种实时信息。
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关键词
煤矿
救援
机器人
多源信息融合
避障
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职称材料
煤矿救援机器人语音交互单元设计
被引量:
2
20
作者
褚成成
葛世荣
+1 位作者
朱华
方海峰
《煤矿机械》
北大核心
2010年第4期1-3,共3页
为了实现煤矿灾害救援过程中指挥中心与伤员或者现场救灾人员的语音交互,设计了煤矿救援机器人的语音交互单元,并通过实验证明了方案的可行性、实用性。该单元主要由光纤传输装置、语音控制电路、语音存储与录放电路和音频放大电路组成。
关键词
煤矿
救援
机器人
语音交互
音频放大
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职称材料
题名
履带式煤矿救援机器人越障能力分析与越障过程仿真
被引量:
6
1
作者
杜习波
王振
机构
中国矿业大学机电工程学院
河南理工大学机械与动力工程学院
出处
《河南理工大学学报(自然科学版)》
CAS
北大核心
2016年第5期677-684,共8页
基金
国家高技术研究发展计划(863计划)项目(2012AA041504)
文摘
为制定煤矿救援机器人越障策略从而进行有效运动控制,选择台阶、斜坡和沟道等3种典型障碍,依据运动学原理研究救援机器人在3种障碍上的越障过程,得到了机器人的极限越障能力;运用Recur Dyn软件建立了救援机器人3D模型。通过越障仿真试验,得到机器人越障过程中俯仰角、俯仰角速度等参数的变化规律。研究结果可为判定机器人能否越障以及制定越障策略提供依据和参考。
关键词
履带式煤矿救援机器人
越障能力
越障过程仿真
3D模型
Keywords
track coal mine rescue robot
obstacle-surmounting capability
obstacle-surmounting course simulation
3D model
分类号
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
多节履带式煤矿救援机器人机构及其动力学仿真
被引量:
4
2
作者
刘罡
刘玉斌
赵杰
刘刚峰
朱磊
机构
哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室
出处
《高技术通讯》
CAS
CSCD
北大核心
2011年第1期83-87,共5页
基金
863计划(2007AA041501)资助项目.
文摘
为在煤矿事故复杂环境下及时获得事故现场信息,提出了一种可穿越狭窄空间、翻越较高障碍并可携带多种环境探测传感器的多节串联多履带式的新型煤矿救援机器入。采用递推形式的牛顿欧拉法建立了该机器入的动力学模型,并利用Maflab Function模块进行了动力学仿真分析。分析结果表明,影响该机器人动力学特性的主要因素是其各单元之间的耦合作用、各单元的初始状态以及地面土壤参数,此结论为实现该机器人的控制提供了有效的依据。
关键词
煤矿
救援
机器人
机构建模
动力学仿真
牛顿欧拉法
Keywords
mine rescue robot, mechanism modeling, dynamics simulation, Newton-Euler method
分类号
TU623.5 [建筑科学—建筑技术科学]
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职称材料
题名
履带式煤矿救援机器人行走机构研究
被引量:
10
3
作者
李秋生
闫小军
机构
河北工程大学机械与装备工程学院
出处
《煤炭技术》
北大核心
2017年第10期199-201,共3页
文摘
通过分析现有煤矿救援机器人履带行走机构的特点,结合履带行走机构越障基本条件,提出一种多节履带救援机人行走机构的设计方案,并对该机构在越障临界状态进行受力和稳定性分析,结果表明该行走机构可翻越较高障碍高度,环境适应能力强。
关键词
煤矿
救援
机器人
行走机构
稳定性分析
Keywords
coal mine rescue robot
walking mechanism
stability analysis
分类号
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
无线传感器网络技术在煤矿救援机器人的应用研究
4
作者
刘国鹏
机构
中国煤炭科工集团太原研究院有限公司
山西天地煤机装备有限公司
煤矿采掘机械装备国家工程实验室
出处
《煤矿机械》
2025年第3期212-215,共4页
基金
山西省专利转化计划项目(202404004)
山西省重点研发计划项目(202202020101005)
+1 种基金
天地科技股份有限公司科技创新创业资金专项项目重点项目(2022-2-TD-ZD001)
山西天地煤机装备有限公司科技重大项目(M2023-ZD12)。
文摘
煤矿救援工作一直被视为一项危险的任务。爆炸发生后,当救援人员在没有环境条件感知的情况下进入巷道时,随时面临着再次发生爆炸的风险,因此通过无线传感器对矿井环境中有毒气体进行远程检测。设计了一种基于无线传感器网络的自适应煤矿救援机器人,由带有监测功能的传感器和控制机构组成,通过可靠的无线通信实时传输监测到的环境数据。该救援机器人可以引导救援人员在远程规划救援行动,减少煤矿灾害造成的损失,同时进行高效的救援行动。
关键词
煤矿
救援
机器人
无线传感器
温度传感器
危险气体探测器
Keywords
coal mine rescue robot
wireless sensor
temperature sensor
hazardous gas detector
分类号
TD67 [矿业工程—矿山机电]
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职称材料
题名
多节履带式煤矿井下搜索机器人设计
被引量:
12
5
作者
孙久伟
刘罡
韩震峰
刘刚峰
赵杰
机构
哈尔滨工业大学机器人研究所
出处
《煤矿机械》
北大核心
2009年第9期20-23,共4页
基金
国家863计划支持(2007AA041501)
文摘
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。
关键词
搜索
机器人
多节
履带式
履带
-地面模型
煤矿
救援
结构设计
Keywords
search robot
multi-section crawler-type
track-terrain model
coal mine rescue
structure design
分类号
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
履带式煤矿救灾机器人系统效率模型分析
被引量:
6
6
作者
方海峰
蔡李花
李允旺
范纪华
龚婵媛
机构
江苏科技大学机电与汽车工程学院
中国矿业大学机电工程学院
出处
《煤炭技术》
CAS
北大核心
2014年第4期206-208,共3页
基金
国家自然科学基金(51205391)
江苏科技大学青年科研基金
张家港校区青年科研基金
文摘
对履带式煤矿救灾机器人的能量传递过程进行了理论分析,得到了各环节的效率公式,尤其对行走机构的效率进行了详细的分析,并据此建立了机器人系统综合效率的模型。通过对模型的分析发现,可以通过对放电电流的控制优化来提高机器人能量使用效率。进一步仿真得到履带式机器人系统效率和电流、电池容量的关系,结论可以为建立机器人能耗模型、提高机器人系统效率提供理论依据。
关键词
履带式
机器人
系统效率
煤矿
能量传递
Keywords
tracked robot
system efficiency
mine
energy transfer
分类号
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
基于行星轮机构履带式煤矿侦察机器人越障性能分析
被引量:
4
7
作者
李琳
李超宇
杨冰冰
机构
太原理工大学机械工程学院
山西省矿山流体控制工程实验室
矿山流体控制国家地方联合工程实验室
出处
《煤炭技术》
CAS
2018年第11期289-292,共4页
基金
山西省研究生教育创新项目(2017SY026)
文摘
为提高煤矿侦察机器人在未知环境中的垂直越障能力,提出一种基于行星轮履带式移动机器人,可以根据实时地形被动垂直越障,结构简单、控制方便。通过对移动机器人的机械结构设计和垂直越障原理分析,在Adams虚拟软件中进行仿真实验。结果表明,基于行星轮机构履带式煤矿侦察机器人机械结构设计可靠,能够翻越垂直障碍物为550 mm,且垂直越障性能稳定。
关键词
煤矿
侦察
机器人
行星轮机构
履带式
结构设计
越障性能分析
Keywords
coal mine reconnaissance robot
planetary gear mechanism
crawler obstacle
structural desig
performance analysis
分类号
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
基于改进A*和势场法的轮式煤矿救援机器人路径规划
被引量:
1
8
作者
王宏伟
李超
梁威
姚林虎
李永安
机构
太原理工大学机械与运载工程学院
太原理工大学山西省煤矿智能装备工程研究中心
出处
《煤炭科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第8期159-170,共12页
基金
山西省基础研究计划资助项目(202203021222082)
山西省揭榜招标资助项目(20201101008)
山西省重点研发计划资助项目(202102100401017)。
文摘
煤矿救援机器人在非结构化井下巷道环境中执行搜救任务,传统的路径规划算法用于搜索空间较大或者复杂度较高的非结构化环境时,可能会面临效率低、非最优路径和平滑度较差等问题;此外,巷道存在复杂的交叉口等环境特征,机器人在该区域容易偏离预设路线或与路口壁面发生剐蹭。为了克服这些问题并提高机器人的导航精度,提出了针对轮式煤矿救援机器人的路径规划算法改进方案:①改进启发式全局路径规划A*算法,通过分层邻域搜索与剪枝的方法改进邻域搜索方式,优化代价函数以更好地平衡实际代价和启发式代价的影响,更准确地评估每个节点的代价,使其适应实际情况且缩减了计算量,并利用B样条方法对路径进行平滑处理;②利用随机样本一致算法(RANSAC)构建煤矿巷道壁面的几何模型,以便提取交叉路口特征点坐标纳入规划系统,利用B样条曲线基函数的局部支撑性优化路径,当后续添加路径优化点时,仅影响相应区间的曲线形状,对路径的其余部分不产生影响;③根据构建的环境几何模型和提取的特征点建立综合局部势场,引入调整系数优化势场分布,并使用粒子群算法(PSO)优化的PID算法实现运动控制,增强机器人针对巷道交叉口等复杂环境通行的适应能力。通过MATLAB和机器人操作系统(ROS)仿真验证了算法原理与应用的可行性,结果表明该方法可以实现在复杂交叉环境中路径规划、自主行驶等功能。
关键词
煤矿
救援
机器人
路径规划
B样条方法
势场控制
PID控制算法
Keywords
coal mine rescue robot
path planning
B-spline method
potential field control
PID control algorithm
分类号
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
煤矿救援机器人路径规划研究
9
作者
朱洪波
殷宏亮
机构
安徽理工大学电气与信息工程学院
出处
《工矿自动化》
CSCD
北大核心
2024年第12期145-154,共10页
基金
国家自然科学基金项目(62003001)
安徽高校自然科学研究项目重大项目(2023AH040157)。
文摘
针对煤矿救援机器人采用双向A*算法存在搜索效率低、路径安全性和平滑性差,及动态窗口法(DWA)融合全局路径规划算法存在实时寻路效率低等问题,提出了一种基于分层平滑优化双向A*引导DWA(HSTA*−G−DWA)算法的煤矿救援机器人路径规划方法。首先,将碰撞约束函数的调整机制引入双向A*算法中,以提高路径规划的安全性。其次,在双向A*算法的代价函数中增加归正因子函数,防止正反向搜索路径不相交的情况,同时为预估代价函数增加动态加权因子函数以剔除路径搜索过程中无关扩展节点的搜索,从而提升路径搜索效率。然后,利用分层平滑优化策略消除路径中的冗余点和转折角,以减少节点数量和路径长度,并提高路径平滑性。最后,若煤矿救援机器人按照初始全局路径行驶过程中探测到未知障碍物,则利用全局路径引导DWA实现局部动态避障。仿真实验结果表明:①静态环境下HSTA*−G−DWA算法路径搜索时间较传统A*算法和双向A*算法分别平均减少了81.82%和64.63%,路径的安全性和平滑性更好。②未知环境下HSTA*−G−DWA算法可实时避开环境中出现的未知障碍物,路径长度较快速扩展随机树(RRT)算法、改进A*算法和现有融合算法分别减少了10.34%,14.28%和2.45%,路径搜索时间较现有融合算法平均减少了70.48%。实验室环境下实验结果表明:①静态环境下,HSTA*−G−DWA算法路径搜索时间较传统A*算法平均减少了58.75%,机器人边缘距障碍物的最小距离平均增加了0.71 m。②未知环境下,相比于传统A*算法,HSTA*−G−DWA算法可实时避开环境中出现的未知障碍物且路径的平滑性更好。
关键词
煤矿
救援
机器人
路径规划
双向A*算法
分层平滑
动态窗口法
动态加权因子
归正因子
动态避障
Keywords
coal mine rescue robots
path planning
bidirectional A*algorithm
hierarchical smoothing
dynamic window approach
dynamic weighting factor
correction factor
dynamic obstacle avoidance
分类号
TD774 [矿业工程—矿井通风与安全]
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职称材料
题名
一种新型煤矿救援机器人履带行走机构设计
被引量:
18
10
作者
孙国栋
李雨潭
朱华
机构
中国矿业大学机电工程学院
出处
《工矿自动化》
北大核心
2015年第6期21-25,共5页
基金
国家高技术研究发展计划(863计划)课题(2012AA041504)
文摘
从履带机构的结构复杂度、越障性能、可操作性以及履带的接地比压4个方面分析了现有煤矿救援机器人履带行走机构的优缺点,针对现有履带结构的优缺点设计了一种新型履带行走机构的结构;结合煤矿救援机器人的相关要求,给出了该新型结构主要尺寸的优化计算公式;根据所提出的计算公式,设计了CUMT-5型煤矿救援机器人。CUMT-5机器人的实际运行结果表明,该新型履带行走机构结构简单,越障性能好,具有良好的可操作性。
关键词
煤矿
救援
机器人
履带
机构
优化计算
越障
Keywords
coal mine rescue robot
crawler mechanism
optimization calculation
obstaclesurmounting
分类号
TD774 [矿业工程—矿井通风与安全]
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职称材料
题名
基于粒子群算法的煤矿救援机器人路径规划
11
作者
钟本源
张楠
魏少雄
机构
山西大同大学煤炭工程学院
山西大同大学机电工程学院
出处
《山东煤炭科技》
2024年第12期96-100,105,120,共7页
基金
山西省高等学校科技创新项目(2022L442)“矿井悬挂式灭火机器人的设计”。
文摘
针对煤矿救援机器人在井下巷道中进行搜救时,存在搜索效率低且易发生剐蹭的问题,选择煤矿救援机器人为研究对象,提出了一种基于智能仿生算法的路径规划解决方案,通过仿真实验开展井下路径规划研究,分析路径规划算法在井下应用面临的问题;简述路径规划算法的分类和使用场景,比对分析算法的优缺点;分别选择采用PSO粒子群算法、GWO灰狼算法和GA遗传算法作为煤矿救援机器人路径规划的基本算法,并对算法原理进行简要分析。为验证三种算法路径规划的优劣,进行MATLAB仿真实验,构建三张不同障碍物地图来模仿机器人在复杂路径下的行驶路线。结果表明:PSO算法最短路径相较GWO算法和GA算法分别下降了7.05%和2.85%。粒子群算法在稳定性、路径规划精度方面更高,满足井下救援需求。
关键词
煤矿
救援
机器人
井下无人驾驶
路径规划
粒子群算法
Keywords
coal mine rescue robot
downhole unmanned driving
path planning
particle swarm optimization algorithm
分类号
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
煤矿救援机器人的通信系统设计
被引量:
15
12
作者
刘建
朱华
郑之增
宋明
机构
中国矿业大学机电工程学院
出处
《煤炭科学技术》
CAS
北大核心
2009年第8期87-90,共4页
基金
国家高技术研究发展计划(863计划)资助项目(2006AA04Z208)
文摘
为了保证煤矿救援机器人通信性能的可靠性,根据ISO/OSI层次模型设计了通信系统,该系统包括机身通信系统和上下位机通信系统。针对物理层,介绍了快速建立井下有线光纤网络和以Zigbee技术为基础的Ad Hoc无线网络的方式;针对数据链路层,根据高级数据链路控制(HDLC)协议设计了上下位机的stop-wait-ARQ串口通信协议,保证了数据传输的正确性,也进一步提高了通信系统的可靠性;使用MSComm控件设计了上位机和下位机通信软件,在应用层实现了串口通信协议。通过矿井现场试验验证了该系统的可靠性和数据传输的正确性。
关键词
救援
机器人
通信
AD
HOC
OSI
煤矿
Keywords
rescue robot
communication
Ad Hoc
OSI
coal mine
分类号
TD67 [矿业工程—矿山机电]
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职称材料
题名
基于人工鱼群算法的煤矿救援机器人路径规划
被引量:
11
13
作者
姚正华
任子晖
陈艳娜
机构
中国矿业大学信电学院
长江师范学院机电学院
重庆理工大学汽车学院
出处
《煤矿机械》
北大核心
2014年第4期59-61,共3页
基金
国家自然科学基金项目(61105063)
文摘
根据煤矿救援环境特点,采用人工鱼群算法对救援路径进行规划,在二维平面内建立环境模型,并采用威胁区域距离检测的方式处理优化约束条件。对不同数目参考点选取进行对比研究,增加参考点数目,路径长度增加,算法复杂程度提高,迭代时间延长,算法性能下降;参考点过少会导致路径规划成功率降低。仿真结果表明,设置合理的参考点数目,人工鱼群算法能在较短的迭代时间内成功规划得到最优路径。
关键词
人工鱼群算法
路径规划
煤矿
救援
机器人
Keywords
AFSA
path planning
mine rescue
robot
分类号
TP301.6 [自动化与计算机技术—计算机系统结构]
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职称材料
题名
基于双目视觉技术的煤矿救援机器人研究进展
被引量:
19
14
作者
翟国栋
张文涛
岳中文
潘涛
胡文渊
卢杏浩
机构
中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院
中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院
神华信息技术有限公司
智能矿山(煤炭行业)工程研究中心
福建省信息处理与智能控制重点实验室(闽江学院)
出处
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2020年第7期206-217,共12页
基金
中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2020YJSJD06)
国家重点研发计划资助项目(2017YFC0804307)
+2 种基金
国家级大学生创新创业训练计划资助项目(201911413045)
北京高等学校高水平人才交叉培养“实培计划”毕业设计(创业类)资助项目(2019110750146)
福建省信息处理与智能控制重点实验室(闽江学院)开放基金资助项目(MJUKF-IPIC201905)。
文摘
针对发生煤矿事故后的环境探测和紧急救援任务,研发和使用煤矿救援机器人是提高救援效率和降低救援危险系数的关键途径,而双目视觉技术是煤矿救援机器人获取事故现场信息和实现自主避障及路径规划的前提。首先,基于双目视觉技术的实现流程,介绍了视觉测距的数学原理,归纳了目前摄像机标定领域的代表性方法,包括传统标定方法、主动视觉标定方法和自标定方法。阐述了立体视觉匹配中全局匹配算法、局部匹配算法和亚全局匹配算法的最新研究成果,并比较了3类匹配算法的优缺点。然后,在对近年来煤矿救援机器人研究文献进行分析的基础上,研究了双目视觉技术在煤矿救援机器人中的应用和发展情况。指出双目视觉技术在煤矿救援机器人领域的研究范围主要涵盖立体视觉匹配算法、模式分类与识别、视觉测量与3维重建、组合测量与定位、视觉伺服控制和基于虚拟现实技术的视觉算法仿真等方面。最后,根据煤矿非结构化环境的高动态和强干扰特点,指出煤矿救援机器人现场应用的关键是解决运动模糊和镜头污染、超广角镜头的非线性大幅畸变、弱/零照度条件等技术难题;根据煤矿救援机器人双目视觉的大视场、高精度、自适应感知等要求,提出了包括多自由度测量、多传感器信息融合、基于主动视觉的自适应感知等未来发展建议。
关键词
煤矿
救援
机器人
双目视觉
摄像机标定
立体视觉匹配
应急
救援
信息融合
主动视觉
Keywords
coal mine rescue robot
binocular vision
camera calibration
stereo vision matching
emergency rescue
information fusion
active vision
分类号
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
TD67 [矿业工程—矿山机电]
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职称材料
题名
基于ZigBee的煤矿救援机器人无线通信系统设计
被引量:
10
15
作者
吕晓华
闫晶
宿敬肖
机构
河北工程技术学院
出处
《煤炭技术》
CAS
北大核心
2022年第7期195-197,共3页
文摘
首先针对煤矿救援机器人系统进行总体设计,并分析当前主流的无线通信技术的优缺点,确定在矿道中选用900 MHz的ZigBee组网完成救援机器人的无线通信;然后根据ZigBee技术自身特性设计了无线组网的流程,使无线通信带宽更高,维护更加方便,同时避免了因传输路径占用而无法进行数据传递的问题;最后基于CC2530芯片完成了煤矿救援机器人无线通信系统的硬件设计,并依据设计的通信协议,实现了多机器人协作完成救援任务。
关键词
ZIGBEE
煤矿
救援
机器人
无线通信
CC2530
Keywords
ZigBee
coal mine rescue robot
wireless communication
CC2530
分类号
TP242.2 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
TD65 [矿业工程—矿山机电]
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职称材料
题名
煤矿救援机器人全局路径规划
被引量:
14
16
作者
张小艳
周筱媛
魏娟
机构
西安科技大学计算机系
西安科技大学机械工程学院
出处
《西安科技大学学报》
CAS
北大核心
2008年第2期323-326,335,共5页
基金
陕西省自然科学基金项目(2007E212)
文摘
全局路径规划是煤矿救援机器人自主导航的关键技术之一,其任务是按照某一最优指标寻找一条从起始点到目标点的安全避碰路径。文中针对矿难发生后,井下部分巷道的局部环境不确定的特点,提出以矿难前的已知GIS系统为基础,结合改进蚁群算法获取环境不确定情况下的优化路径,从而获得全局最优路径的策略;依据安全性、路径最短原则设计了适应值评价函数,依此作为路径评价和信息素更新的依据;为避免停滞现象,采用确定性选择和随机选择相结合的路径选择策略。实验结果验证了算法的正确性和有效性。
关键词
蚁群算法
煤矿
救援
机器人
全局路径规划
Keywords
ant colony algorithm
coal mine rescue robot
global path planning
分类号
TD76 [矿业工程—矿井通风与安全]
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职称材料
题名
煤矿救援机器人防爆创新设计探讨
被引量:
13
17
作者
李雨潭
朱华
机构
中国矿业大学机电工程学院
江苏省矿山智能采掘装备协同创新中心
出处
《煤炭技术》
CAS
2018年第2期269-271,共3页
基金
国家863计划项目(2012AA041504)
文摘
为了解决采用现行防爆技术给机器人带来的重量大、功率不足等问题,提出了简化相关防爆结构与短时防爆技术2种新的方法以适用于煤矿救援机器人的设计。以CUMT-V型煤矿救援机器人作为实例,给出了具体的防爆设计方案。设计结果显示,采用所提出的方法可以大大减轻机器人的重量,简化机器人结构。然而,虽然所提方法有利于机器人的设计,但只是进行了理论分析,从安全的角度仍需进行严格的试验才能真正应用于煤矿救援机器人。
关键词
煤矿
救援
机器人
防爆设计
短时防爆
Keywords
coal mine
rescue robot
explosion-proof design
short-time explosion-proof
分类号
TD77 [矿业工程—矿井通风与安全]
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职称材料
题名
煤矿救援机器人机械臂轨迹规划算法研究
被引量:
6
18
作者
韩涛
李静
黄友锐
徐善永
许家昌
机构
安徽理工大学电气与信息工程学院
出处
《工矿自动化》
北大核心
2021年第11期45-52,共8页
基金
安徽省重点研究与开发计划项目(202104g01020012)
安徽省教育厅自然科学研究重点项目(KJ2019A0110)。
文摘
针对煤矿井下复杂环境中救援机器人机械臂轨迹规划不合理、规划方法收敛速度慢等问题,提出了一种基于融合杜鹃搜索的灰狼优化(CS-GWO)算法的煤矿救援机器人机械臂轨迹规划算法。以五次多项式插值为基本轨迹规划方法,在机械臂关节空间进行轨迹规划,通过CS-GWO算法对得到的轨迹进行优化,实现机械臂时间-能量最优轨迹规划。CS-GWO算法在灰狼优化(GWO)算法的位置更新方式中融入杜鹃搜索(CS)算法的2次扰动过程,结合CS算法的莱维飞行模式和鸟巢位置随机更新的特点,使得狼群在向猎物逼近的过程中能够随机跳出局部搜索区域,扩大了搜索范围,避免算法陷入局部最优解,增强了GWO算法的全局搜索能力。Matlab仿真结果表明,CS-GWO算法能够有效提高CS算法的收敛速度和GWO算法的全局搜索能力,其稳定性更好,整体性能较优;利用机械臂轨迹规划算法可得到一条时间-能量最优轨迹,各关节角位移、角速度、角加速度曲线均光滑、连续,有效解决了煤矿井下复杂环境中救援机器人机械臂最优轨迹规划问题。
关键词
煤矿
救援
机器人
机械臂
轨迹规划
关节角轨迹
五次多项式插值
灰狼优化算法
杜鹃搜索算法
Keywords
coal mine rescue robot
manipulator arm
trajectory planning
joint angle trajectory
quintic polynomial interpolation
grey wolf optimization algorithm
cuckoo search algorithm
分类号
TD774 [矿业工程—矿井通风与安全]
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职称材料
题名
救援机器人在煤矿事故中的应用研究
被引量:
8
19
作者
杨玉平
路国庆
机构
河北科技大学理工学院
河北科技大学信息科学与工程学院
出处
《煤矿机械》
北大核心
2014年第2期166-167,共2页
基金
河北科技厅科技支撑计划项目(12213504D)
文摘
煤矿事故发生后井下环境异常复杂危险,勘测救援机器人能够在事故发生后迅速派到井下展开勘测和救援工作。多源信息融合技术应用于勘测救援机器人信息预处理中,能够提高机器人在未知复杂环境下工作的精准信息处理能力。提出了采用分散型多源信息融合方法,结合分布式控制系统结构,提高机器人信息处理,道路避障及智能控制能力,设计了系统的硬件结构,给出了机器人井下路径规划方法。现场作业表明,煤矿井下勘测救援机器人能够安全避障行驶,最终可靠灵活地完成预设的现场勘测救援任务,并向远程监控中心传回现场各种实时信息。
关键词
煤矿
救援
机器人
多源信息融合
避障
Keywords
coal mine
rescue robot
multi-source information fusion
obstacle avoidance
分类号
TD77 [矿业工程—矿井通风与安全]
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职称材料
题名
煤矿救援机器人语音交互单元设计
被引量:
2
20
作者
褚成成
葛世荣
朱华
方海峰
机构
中国矿业大学机电学院
出处
《煤矿机械》
北大核心
2010年第4期1-3,共3页
基金
国家"863"高技术研究发展计划项目:(2006AA04Z208)
文摘
为了实现煤矿灾害救援过程中指挥中心与伤员或者现场救灾人员的语音交互,设计了煤矿救援机器人的语音交互单元,并通过实验证明了方案的可行性、实用性。该单元主要由光纤传输装置、语音控制电路、语音存储与录放电路和音频放大电路组成。
关键词
煤矿
救援
机器人
语音交互
音频放大
Keywords
coal mine rescue
robot
voice interactive
audio amplification
分类号
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
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2010
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