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综采工作面巡检机器人设计及应用
被引量：
1
1
作者
谷敏永
《煤炭工程》
北大核心
2024年第11期219-224,共6页
对于综采工作面可视化远程干预模式,采用巡检机器人代替人工巡检是实现智能开采的重要手段,在系统分析综采工作面巡检机器人研究现状的基础上,提出了包括巡检机器人自适应工作面、多传感器融合的环境感知与定位等难点,通过设计一种适用...
对于综采工作面可视化远程干预模式,采用巡检机器人代替人工巡检是实现智能开采的重要手段,在系统分析综采工作面巡检机器人研究现状的基础上,提出了包括巡检机器人自适应工作面、多传感器融合的环境感知与定位等难点,通过设计一种适用于综采工作面的巡检机器人系统,解决了巡检机器人自适应综采工作面的难题,并实现工作面环境视频图像采集、滚筒跟踪、快速巡检等功能。经现场验证,巡检机器人主机续航时间≥3.5 h,续航里程≥4.5 km,定位精度≤0.1 m,最大巡检速度可达0.35 m/s,为真正实现巡检机器人代人巡检提供完整、可靠的解决方案。
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关键词
智能化无人开采
综采
工作面
巡
检
机器人
柔性轨道
自由
巡
检
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职称材料
综采工作面巡检机器人关键技术研究
被引量：
40
2
作者
李森
王峰
+2 位作者
刘帅
张国栋
张学亮
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2020年第7期218-225,共8页
目前国内许多煤矿应用了可视化远程干预型智能无人化综采,但是综采工作面内仍然需要1名工人进行巡检作业,为了实现综采工作面支架支护区域内真正无人,需要研究一种综采工作面巡检机器人,实现对综采工作面巡检人员的替代,适应智能综采的...
目前国内许多煤矿应用了可视化远程干预型智能无人化综采,但是综采工作面内仍然需要1名工人进行巡检作业,为了实现综采工作面支架支护区域内真正无人,需要研究一种综采工作面巡检机器人,实现对综采工作面巡检人员的替代,适应智能综采的发展方向。在分析综采工作面巡检机器人研究现状的基础上,指出综采工作面巡检机器人研究目前处于起步阶段,提出了综采工作面巡检机器人研究需要攻克的5个方面的技术难题:综采工作面巡检机器人控制平台健壮性,行走驱动可靠性,移动通信稳定性,群组控制协同性,配套应用合理性。给出并具体分析了综采工作面巡检机器人发展所需的5项关键技术:柔性轨道技术,精准定位导航技术,高可靠控制技术,动态图像采集技术,三维采场模型构建技术。研制了一款综采工作面巡检机器人,以电池供电驱动行走机构沿刮板输送机电缆槽外侧的轨道实现快速移动,轨道之间采用具有一定承载能力的弹簧连接件实现柔性连接,综采工作面巡检机器人搭载惯性导航系统,三维激光扫描装置,红外热成像摄像仪,可见光摄像仪,无线移动终端等装备,可完成对综采工作面直线度、水平度检测,工作面精确定位,工作面点云扫描,采煤机运行状态巡检与工作面快速巡检等功能,并通过无线通信网络实现传感数据准确、快速传输至巷道集控中心。通过在神东榆家梁煤矿43101综采工作面应用,实现最大巡检速度60 m/min,辅助构建的工作面三维点云模型实测精度0.2 m,实现搭载惯导系统在宽360 m综采工作面直线度可控制在±500 mm。综采工作面巡检机器人在质量和电池续航2个方面仍需进一步研究优化,以满足实际生产需求。研究成果可为煤炭行业综采工作面巡检机器人技术的发展提供有益的借鉴。
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关键词
智能化无人开采
综采工作面巡检机器人
快速自由
巡
检
三维激光扫描
综采
工作面
直线度控制
智能煤矿
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职称材料
综采工作面巡检机器人柔性轨道设计与运动学仿真
被引量：
7
3
作者
张旭辉
杜永刚
+1 位作者
霍鑫健
王川伟
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第12期240-246,共7页
煤矿井下综采工作面空间狭小、设备动作频繁,位置关系复杂等问题,导致常规巡检机器人难以直接在工作面运行,自动化监测难度大。根据工况需求,结合环境及设备群动作特点,提出工作面巡检轨道设计要求,采用模块化设计、仿真模拟和样机试验...
煤矿井下综采工作面空间狭小、设备动作频繁,位置关系复杂等问题,导致常规巡检机器人难以直接在工作面运行,自动化监测难度大。根据工况需求,结合环境及设备群动作特点,提出工作面巡检轨道设计要求,采用模块化设计、仿真模拟和样机试验的方法,设计一种新型跨座式巡检机器人柔性轨道,实现在工作面环境的安装调节及当安装设备发生动作变形时轨道自身的自适应补偿。首先设计了巡检机器人柔性轨道的机械结构并确定安装运行方式。其次,以轨道跨接在刮板输送机线缆槽一侧为例,分析刮板输送机在平直、弯曲和起伏3种工况下的弯曲和俯仰变形量,并对柔性轨道进行运动学仿真。在3种工况下,该轨道可随工作面设备完成水平弯曲0~5.4°、竖直倾斜0~6°、伸缩变形0~120 mm,满足实际工况要求。巡检机器人通过柔性轨道时,其主运动方向始终保持匀速直线运动,水平或竖直方向在柔性过度段存在波动,波动幅值均在安全允许范围内。最后搭建柔性轨道物理样机及工作面试验平台,对工作面巡检机器人柔性轨道进行性能验证。结果表明:新型跨座式巡检机器人柔性轨道结构设计合理,可以适应工作面巡检的不同工况,对实现煤矿井下综采工作面机器人巡检具有重要意义。
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关键词
综采
工作面
柔性轨道
巡
检
机器人
刮板输送机
运动学仿真
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职称材料
煤矿综采工作面巡检机器人系统研究
被引量：
61
4
作者
张树生
马静雅
+1 位作者
岑强
朱宇昌
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2019年第10期136-140,共5页
针对煤矿井下综采工作面生产安全、设备运行状况监测等问题,设计了一种柔性轨道式综采工作面巡检机器人系统。重点介绍了该机器人系统的组成结构,分别论述了巡检机器人本体、基站和远程工作站的设计方法,阐述了适用于工作面狭小空间、...
针对煤矿井下综采工作面生产安全、设备运行状况监测等问题,设计了一种柔性轨道式综采工作面巡检机器人系统。重点介绍了该机器人系统的组成结构,分别论述了巡检机器人本体、基站和远程工作站的设计方法,阐述了适用于工作面狭小空间、多弯曲度的柔性轨道组成和结构设计,最后介绍了包括多机器人协作方法等巡检机器人系统的控制软件设计方法。研究表明:该巡检机器人系统监测功能齐全、适应能力强,解决了在煤矿井下工作面有限空间内、复杂工况下的生产监控问题。
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关键词
煤矿
综采
工作面
柔性轨道
巡
检
机器人
煤矿智能化
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职称材料
位姿检测技术在煤矿井下工作面巡检机器人中的应用
被引量：
14
5
作者
张旭辉
周颖
+1 位作者
杨文娟
杜昱阳
《传感器与微系统》
CSCD
2020年第5期152-155,160,共5页
针对煤矿井下综采工作面巡检机器人实时定位难题,提出了一种基于多传感器信息融合的组合导航位姿检测方法。通过研究微机电系统(MEMS)捷联惯导的姿态导航算法和地磁导航算法,以地磁信息获得实时航向角信息,利用卡尔曼滤波融合多源信息...
针对煤矿井下综采工作面巡检机器人实时定位难题,提出了一种基于多传感器信息融合的组合导航位姿检测方法。通过研究微机电系统(MEMS)捷联惯导的姿态导航算法和地磁导航算法,以地磁信息获得实时航向角信息,利用卡尔曼滤波融合多源信息来抑制航向角的漂移,结合四元数和改进的航姿参考系统算法,确定巡检机器人的姿态信息,实现机器人实时位姿测量。借助精密三轴转台和综采工作面实验平台,对组合导航位姿测量系统的静态漂移、动态误差以及振动工况对精度的影响进行了测试。实验结果表明:静态漂移的标准差不大于0.02,测量精度较单一的位姿检测技术有所提高,达到应用要求。
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关键词
综采工作面巡检机器人
捷联惯导系统
精确定姿
减振
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职称材料
综放工作面隔爆型巡检机器人研究与应用
6
作者
关士远
《中国煤炭》
北大核心
2024年第11期86-91,共6页
针对目前综放工作面本安型巡检机器人存在的运行质量差、防护能力弱、动力不足、续航里程短、对周围环境感知能力有限、无法实现常态化运行等问题,设计了一种综放工作面隔爆型巡检机器人,该巡检机器人采用模块化设计,可以搭载多种传感器...
针对目前综放工作面本安型巡检机器人存在的运行质量差、防护能力弱、动力不足、续航里程短、对周围环境感知能力有限、无法实现常态化运行等问题,设计了一种综放工作面隔爆型巡检机器人,该巡检机器人采用模块化设计,可以搭载多种传感器,具备充足的动力和有效的防护能力,同时提供三维感知能力。分析总结了综放工作面实变轨道的具体形态,针对其实际轨道形态,设计了能有效应对轨道变形的机械结构,解决了通过性难题。通过在煤矿实际应用表明,该巡检机器人具有三维实时建图功能,能够为煤机实时割煤提供指导,也能够实现常态化运行。
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关键词
综放
工作面
巡
检
机器人
三维实时建图
激光点云
模型预测控制
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职称材料
综采巡检机器人关键技术研究
被引量：
17
7
作者
张守祥
张学亮
+4 位作者
张磊
杨士军
刘帅
南柄飞
张代祥
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第1期247-255,共9页
智能化综采工作面安装了大量固定传感器,但依然存在监控盲区和监控滞后的问题。引入巡检机器人技术,对综采工作面的全覆盖和实时监控,是智能化开采的必要技术手段。从国家宏观政策和智能开采技术2个层面,分析了智能开采对综采巡检机器...
智能化综采工作面安装了大量固定传感器,但依然存在监控盲区和监控滞后的问题。引入巡检机器人技术,对综采工作面的全覆盖和实时监控,是智能化开采的必要技术手段。从国家宏观政策和智能开采技术2个层面,分析了智能开采对综采巡检机器人的迫切需求,根据综采工作面巡检机器人的发展现状,总结了综采工作面应用机器人需要解决的柔性轨道、移动通信无缝漫游、远程控制和自主操作等技术难题。通过研究用于综采巡检机器人的跨式柔性轨道、行走控制、移动通信、移动精确定位、惯性导航、动态图像采集和控制采煤机调高等7项关键技术,提出了建立巡检机器人的感知理论技术装备体系、研究井下机器人动力供应技术、建立高性能的无缝漫游移动通信系统、开发超高清热成像和毫米波对综采生产时的三维实景呈现技术、研制集成视觉雷达和煤层探测的超前探测机载装置等5个重点研究方向。在薄煤层综采工作面进行了工业试验,研制的巡检机器人搭载三维激光雷达和惯性导航系统,沿采煤机电缆槽上铺设的轨道边行走边检测,达到了60 m/min的最大巡检速度,实现了双频WiFi零切换的无缝漫游高速通信,根据机载激光雷达扫描和惯性导航系统建立了综采工作面三维截割地质模型,进行了巡检模式下的智能割煤工艺试验,工作面直线度检测和找直偏差不超过150 mm,验证了巡检机器人能够为智能开采提供安全、高效的技术保障。
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关键词
综采
工作面
巡
检
机器人
智能开采
柔性轨道
移动控制
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职称材料
基于视频巡检的综采工作面无人化关键技术研究
被引量：
17
8
作者
牛剑峰
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2019年第10期141-146,共6页
针对综采工作面采煤机自动控制和工作面自动找直等技术难题,分析了现有技术存在的局限性及其缺陷,介绍了传统作业模式,提出了传统设计思维模式存在的问题。将应用技术与现场环境相结合,提出了一种解决煤岩界面识别和工作面直线度检测问...
针对综采工作面采煤机自动控制和工作面自动找直等技术难题,分析了现有技术存在的局限性及其缺陷,介绍了传统作业模式,提出了传统设计思维模式存在的问题。将应用技术与现场环境相结合,提出了一种解决煤岩界面识别和工作面直线度检测问题的离线控制系统,提出了基于在工作面上风头工作的悬挂式轨道视频巡检系统技术方案,介绍了现有常用的矿用巡检装置结构形式,进行了视频巡检装置结构设计,详细描述了视频巡检装置工作原理及其应用模式。使用视频巡检装置对煤壁拍摄图像,通过图像灰度识别技术进行煤岩界面辨识与测量,实现采煤机基于煤岩界面数据驱动的自动控制。使用视频巡检装置对工作面液压支架上设置的标签拍摄图像,通过视觉测量技术进行工作面直线度检测,实现液压支架基于工作面直线度检测数据驱动的自动找直控制,从而解决综采工作面无人化的煤岩界面识别和工作面直线度检测2个技术难题。随着综采工作面无人化技术的不断突破与成功应用,也必将推动综采工作面无人化技术的发展与应用。
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关键词
综采
工作面
煤岩识别
直线度
视频
巡
检
自动控制
无人化开采
煤矿智能化
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职称材料
基于SLAM和虚拟现实的综采工作面巡检系统
被引量：
7
9
作者
任伟
《工矿自动化》
CSCD
北大核心
2023年第5期59-65,共7页
针对综采工作面巡检机器人由于缺乏尺度信息导致可靠性较低的问题,将虚拟现实(VR)技术引入综采工作面巡检中,设计了基于即时定位与地图构建(SLAM)和VR的综采工作面巡检系统。该系统包括位于井下的巡检机器人子系统和位于地面的VR实时渲...
针对综采工作面巡检机器人由于缺乏尺度信息导致可靠性较低的问题,将虚拟现实(VR)技术引入综采工作面巡检中,设计了基于即时定位与地图构建(SLAM)和VR的综采工作面巡检系统。该系统包括位于井下的巡检机器人子系统和位于地面的VR实时渲染子系统2个部分。巡检机器人子系统利用激光SLAM技术实现实时三维扫描,并建立三维地图,同时利用全景相机实时捕获综采工作面的场景,将实时获取的激光点云及全景视频传输到VR实时渲染子系统。VR实时渲染子系统采用GPU加速技术对激光点云进行着色,通过对Unreal三维引擎渲染部分进行定制化开发,实现对激光点云的实时渲染,并将激光点云投屏到VR眼镜上。远程操作人员通过VR眼镜实时获取现场三维场景,通过操作手柄远程控制巡检机器人动作,从而实现基于第一视角的综采工作面巡检。井下工业性试验结果表明,该系统可实现视角自由切换,并对场景进行放大,从而能够更好地观察到细节部分,精确性和可靠性更高;采用GPU加速技术进行点云着色,处理时间明显比CPU处理时间短,GPU实时性更高,整个系统的延时能满足巡检任务需求。
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关键词
综采
工作面
巡
检
机器人
激光SLAM
VR
GPU加速
实时渲染
三维感知
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职称材料
综采工作面智能云台摄像仪研制
被引量：
7
10
作者
刘鹏坤
王聪
+1 位作者
刘帅
张守祥
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2019年第12期242-249,共8页
针对现有综采工作面视频监控多为定点监测,且不能保证工作面设备在运动过程中的全方位观察等问题,提出了一种综采工作面智能云台摄像仪的研制。通过构建云台摄像仪视频编码压缩、电动机驱动设计、红外补光、步进电动机硬件系统方案,同...
针对现有综采工作面视频监控多为定点监测,且不能保证工作面设备在运动过程中的全方位观察等问题,提出了一种综采工作面智能云台摄像仪的研制。通过构建云台摄像仪视频编码压缩、电动机驱动设计、红外补光、步进电动机硬件系统方案,同时开发云台控制程序、预置点巡检算法、调焦控制算法等。在满足云台功能的基础上,加入去雾算法、ROI感兴趣区域标定算法、光流法运动跟踪算法等智能功能,实现对工作面液压支架和采煤机的运动感知,人员违章或设备异常的智能报警,以及在滚筒截煤过程中,能够通过暗通道去雾获取更清晰的图像。在黄陵、兖矿、神东等集团煤矿多个工作面进行设备安装应用,结果表明智能云台摄像仪可替代原有无云台摄像仪,减少工作面摄像仪设备的50%,对井下远程可视化操作提供了辅助,应用效果较好。
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关键词
综采
工作面
云台摄像仪
压缩编码
预置点
巡
检
暗通道去雾
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职称材料
题名
综采工作面巡检机器人设计及应用
被引量：
1
1
作者
谷敏永
机构
北京天玛智控科技股份有限公司
出处
《煤炭工程》
北大核心
2024年第11期219-224,共6页
基金
天玛智控重点项目(2023-TM-023-C1)。
文摘
对于综采工作面可视化远程干预模式,采用巡检机器人代替人工巡检是实现智能开采的重要手段,在系统分析综采工作面巡检机器人研究现状的基础上,提出了包括巡检机器人自适应工作面、多传感器融合的环境感知与定位等难点,通过设计一种适用于综采工作面的巡检机器人系统,解决了巡检机器人自适应综采工作面的难题,并实现工作面环境视频图像采集、滚筒跟踪、快速巡检等功能。经现场验证,巡检机器人主机续航时间≥3.5 h,续航里程≥4.5 km,定位精度≤0.1 m,最大巡检速度可达0.35 m/s,为真正实现巡检机器人代人巡检提供完整、可靠的解决方案。
关键词
智能化无人开采
综采
工作面
巡
检
机器人
柔性轨道
自由
巡
检
Keywords
intelligent unmanned mining
fully-mechanized working face
inspection robot
flexible track
free inspection
分类号
TD67 [矿业工程—矿山机电]
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职称材料
题名
综采工作面巡检机器人关键技术研究
被引量：
40
2
作者
李森
王峰
刘帅
张国栋
张学亮
机构
北京天地玛珂电液控制系统有限公司
出处
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2020年第7期218-225,共8页
基金
国家重点研发计划资助项目(2017YFC0804304,2017YFC0804306)
中国煤炭科工集团有限公司科技创新创业资金资助专项(2018ZD006)
天地科技股份有限公司科技创新创业资金资助项目(2019-TD-ZD002)。
文摘
目前国内许多煤矿应用了可视化远程干预型智能无人化综采,但是综采工作面内仍然需要1名工人进行巡检作业,为了实现综采工作面支架支护区域内真正无人,需要研究一种综采工作面巡检机器人,实现对综采工作面巡检人员的替代,适应智能综采的发展方向。在分析综采工作面巡检机器人研究现状的基础上,指出综采工作面巡检机器人研究目前处于起步阶段,提出了综采工作面巡检机器人研究需要攻克的5个方面的技术难题:综采工作面巡检机器人控制平台健壮性,行走驱动可靠性,移动通信稳定性,群组控制协同性,配套应用合理性。给出并具体分析了综采工作面巡检机器人发展所需的5项关键技术:柔性轨道技术,精准定位导航技术,高可靠控制技术,动态图像采集技术,三维采场模型构建技术。研制了一款综采工作面巡检机器人,以电池供电驱动行走机构沿刮板输送机电缆槽外侧的轨道实现快速移动,轨道之间采用具有一定承载能力的弹簧连接件实现柔性连接,综采工作面巡检机器人搭载惯性导航系统,三维激光扫描装置,红外热成像摄像仪,可见光摄像仪,无线移动终端等装备,可完成对综采工作面直线度、水平度检测,工作面精确定位,工作面点云扫描,采煤机运行状态巡检与工作面快速巡检等功能,并通过无线通信网络实现传感数据准确、快速传输至巷道集控中心。通过在神东榆家梁煤矿43101综采工作面应用,实现最大巡检速度60 m/min,辅助构建的工作面三维点云模型实测精度0.2 m,实现搭载惯导系统在宽360 m综采工作面直线度可控制在±500 mm。综采工作面巡检机器人在质量和电池续航2个方面仍需进一步研究优化,以满足实际生产需求。研究成果可为煤炭行业综采工作面巡检机器人技术的发展提供有益的借鉴。
关键词
智能化无人开采
综采工作面巡检机器人
快速自由
巡
检
三维激光扫描
综采
工作面
直线度控制
智能煤矿
Keywords
intelligent unmanned mining
patrol robots for fully-mechanized mining face
free rapid inspection
3D laser scanning
straightness control of fully-mechanized mining face
intelligent coal mine
分类号
TD67 [矿业工程—矿山机电]
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职称材料
题名
综采工作面巡检机器人柔性轨道设计与运动学仿真
被引量：
7
3
作者
张旭辉
杜永刚
霍鑫健
王川伟
机构
西安科技大学机械工程学院
陕西省矿山机电装备智能监测重点实验室
出处
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第12期240-246,共7页
基金
陕西省省级重点研发计划资助项目(2018ZDCXL-GY-06-04)。
文摘
煤矿井下综采工作面空间狭小、设备动作频繁,位置关系复杂等问题,导致常规巡检机器人难以直接在工作面运行,自动化监测难度大。根据工况需求,结合环境及设备群动作特点,提出工作面巡检轨道设计要求,采用模块化设计、仿真模拟和样机试验的方法,设计一种新型跨座式巡检机器人柔性轨道,实现在工作面环境的安装调节及当安装设备发生动作变形时轨道自身的自适应补偿。首先设计了巡检机器人柔性轨道的机械结构并确定安装运行方式。其次,以轨道跨接在刮板输送机线缆槽一侧为例,分析刮板输送机在平直、弯曲和起伏3种工况下的弯曲和俯仰变形量,并对柔性轨道进行运动学仿真。在3种工况下,该轨道可随工作面设备完成水平弯曲0~5.4°、竖直倾斜0~6°、伸缩变形0~120 mm,满足实际工况要求。巡检机器人通过柔性轨道时,其主运动方向始终保持匀速直线运动,水平或竖直方向在柔性过度段存在波动,波动幅值均在安全允许范围内。最后搭建柔性轨道物理样机及工作面试验平台,对工作面巡检机器人柔性轨道进行性能验证。结果表明:新型跨座式巡检机器人柔性轨道结构设计合理,可以适应工作面巡检的不同工况,对实现煤矿井下综采工作面机器人巡检具有重要意义。
关键词
综采
工作面
柔性轨道
巡
检
机器人
刮板输送机
运动学仿真
Keywords
fully-mechanized mining face
flexible track
inspection robot
scraper conveyor
kinematics simulation
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
煤矿综采工作面巡检机器人系统研究
被引量：
61
4
作者
张树生
马静雅
岑强
朱宇昌
机构
中信重工开诚智能装备有限公司
出处
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2019年第10期136-140,共5页
基金
国家重点研发计划资助项目(2017YFC0804306)
文摘
针对煤矿井下综采工作面生产安全、设备运行状况监测等问题,设计了一种柔性轨道式综采工作面巡检机器人系统。重点介绍了该机器人系统的组成结构,分别论述了巡检机器人本体、基站和远程工作站的设计方法,阐述了适用于工作面狭小空间、多弯曲度的柔性轨道组成和结构设计,最后介绍了包括多机器人协作方法等巡检机器人系统的控制软件设计方法。研究表明:该巡检机器人系统监测功能齐全、适应能力强,解决了在煤矿井下工作面有限空间内、复杂工况下的生产监控问题。
关键词
煤矿
综采
工作面
柔性轨道
巡
检
机器人
煤矿智能化
Keywords
coal mine
fully-mechanized mining face
flexible track
inspection robot
intelligent mine
分类号
TD67 [矿业工程—矿山机电]
TP242.3 [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
位姿检测技术在煤矿井下工作面巡检机器人中的应用
被引量：
14
5
作者
张旭辉
周颖
杨文娟
杜昱阳
机构
西安科技大学机械工程学院
陕西省矿山机电装备智能监测重点实验室
出处
《传感器与微系统》
CSCD
2020年第5期152-155,160,共5页
文摘
针对煤矿井下综采工作面巡检机器人实时定位难题,提出了一种基于多传感器信息融合的组合导航位姿检测方法。通过研究微机电系统(MEMS)捷联惯导的姿态导航算法和地磁导航算法,以地磁信息获得实时航向角信息,利用卡尔曼滤波融合多源信息来抑制航向角的漂移,结合四元数和改进的航姿参考系统算法,确定巡检机器人的姿态信息,实现机器人实时位姿测量。借助精密三轴转台和综采工作面实验平台,对组合导航位姿测量系统的静态漂移、动态误差以及振动工况对精度的影响进行了测试。实验结果表明:静态漂移的标准差不大于0.02,测量精度较单一的位姿检测技术有所提高,达到应用要求。
关键词
综采工作面巡检机器人
捷联惯导系统
精确定姿
减振
Keywords
inspection robot for fully mechanized working face
strap-down inertial navigation system(SINS)
precise attitude determination
reduce vibration
分类号
TP242.6 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
TP806 [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
综放工作面隔爆型巡检机器人研究与应用
6
作者
关士远
机构
北京天玛智控科技股份有限公司
出处
《中国煤炭》
北大核心
2024年第11期86-91,共6页
基金
北京天玛智控科技股份有限公司重点项目(2023-TM-023-C1)。
文摘
针对目前综放工作面本安型巡检机器人存在的运行质量差、防护能力弱、动力不足、续航里程短、对周围环境感知能力有限、无法实现常态化运行等问题,设计了一种综放工作面隔爆型巡检机器人,该巡检机器人采用模块化设计,可以搭载多种传感器,具备充足的动力和有效的防护能力,同时提供三维感知能力。分析总结了综放工作面实变轨道的具体形态,针对其实际轨道形态,设计了能有效应对轨道变形的机械结构,解决了通过性难题。通过在煤矿实际应用表明,该巡检机器人具有三维实时建图功能,能够为煤机实时割煤提供指导,也能够实现常态化运行。
关键词
综放
工作面
巡
检
机器人
三维实时建图
激光点云
模型预测控制
Keywords
fully mechanized mining face
inspection robot
3D real-time mapping
laser point cloud
model predictive control
分类号
TD67 [矿业工程—矿山机电]
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职称材料
题名
综采巡检机器人关键技术研究
被引量：
17
7
作者
张守祥
张学亮
张磊
杨士军
刘帅
南柄飞
张代祥
机构
山东工商学院信息与电子工程学院
北京天玛智控科技股份有限公司
中煤华晋集团有限公司
兖矿能源集团股份有限公司设备管理中心
出处
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第1期247-255,共9页
基金
国家重点研发计划资助项目(2017YFC0804306)
山东省重大科技创新工程资助项目(2019SDZY01)
山东省重大科技创新工程资助项目(2020CXGC011501)。
文摘
智能化综采工作面安装了大量固定传感器,但依然存在监控盲区和监控滞后的问题。引入巡检机器人技术,对综采工作面的全覆盖和实时监控,是智能化开采的必要技术手段。从国家宏观政策和智能开采技术2个层面,分析了智能开采对综采巡检机器人的迫切需求,根据综采工作面巡检机器人的发展现状,总结了综采工作面应用机器人需要解决的柔性轨道、移动通信无缝漫游、远程控制和自主操作等技术难题。通过研究用于综采巡检机器人的跨式柔性轨道、行走控制、移动通信、移动精确定位、惯性导航、动态图像采集和控制采煤机调高等7项关键技术,提出了建立巡检机器人的感知理论技术装备体系、研究井下机器人动力供应技术、建立高性能的无缝漫游移动通信系统、开发超高清热成像和毫米波对综采生产时的三维实景呈现技术、研制集成视觉雷达和煤层探测的超前探测机载装置等5个重点研究方向。在薄煤层综采工作面进行了工业试验,研制的巡检机器人搭载三维激光雷达和惯性导航系统,沿采煤机电缆槽上铺设的轨道边行走边检测,达到了60 m/min的最大巡检速度,实现了双频WiFi零切换的无缝漫游高速通信,根据机载激光雷达扫描和惯性导航系统建立了综采工作面三维截割地质模型,进行了巡检模式下的智能割煤工艺试验,工作面直线度检测和找直偏差不超过150 mm,验证了巡检机器人能够为智能开采提供安全、高效的技术保障。
关键词
综采
工作面
巡
检
机器人
智能开采
柔性轨道
移动控制
Keywords
fully-mechanized mining face
patrol inspection robot
intelligent mining
flexible track
mobile control
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
基于视频巡检的综采工作面无人化关键技术研究
被引量：
17
8
作者
牛剑峰
机构
北京天地玛珂电液控制系统有限公司
出处
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2019年第10期141-146,共6页
基金
国家重点研发计划资助项目(2018YFC0604500)
能源自主创新资助项目(发改投资(2015)1780号)
文摘
针对综采工作面采煤机自动控制和工作面自动找直等技术难题,分析了现有技术存在的局限性及其缺陷,介绍了传统作业模式,提出了传统设计思维模式存在的问题。将应用技术与现场环境相结合,提出了一种解决煤岩界面识别和工作面直线度检测问题的离线控制系统,提出了基于在工作面上风头工作的悬挂式轨道视频巡检系统技术方案,介绍了现有常用的矿用巡检装置结构形式,进行了视频巡检装置结构设计,详细描述了视频巡检装置工作原理及其应用模式。使用视频巡检装置对煤壁拍摄图像,通过图像灰度识别技术进行煤岩界面辨识与测量,实现采煤机基于煤岩界面数据驱动的自动控制。使用视频巡检装置对工作面液压支架上设置的标签拍摄图像,通过视觉测量技术进行工作面直线度检测,实现液压支架基于工作面直线度检测数据驱动的自动找直控制,从而解决综采工作面无人化的煤岩界面识别和工作面直线度检测2个技术难题。随着综采工作面无人化技术的不断突破与成功应用,也必将推动综采工作面无人化技术的发展与应用。
关键词
综采
工作面
煤岩识别
直线度
视频
巡
检
自动控制
无人化开采
煤矿智能化
Keywords
fully-mechanized mining face
coal-rock identification
straightness
video inspection
auto-control
unmanned mining
intelligent mine
分类号
TD67 [矿业工程—矿山机电]
TG156.91 [金属学及工艺—热处理]
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职称材料
题名
基于SLAM和虚拟现实的综采工作面巡检系统
被引量：
7
9
作者
任伟
机构
北京天玛智控科技股份有限公司
出处
《工矿自动化》
CSCD
北大核心
2023年第5期59-65,共7页
基金
山东省重大科技创新工程项目(2019SDZY01)
国家能源集团2021年度重点项目(GJNY-21-25)。
文摘
针对综采工作面巡检机器人由于缺乏尺度信息导致可靠性较低的问题,将虚拟现实(VR)技术引入综采工作面巡检中,设计了基于即时定位与地图构建(SLAM)和VR的综采工作面巡检系统。该系统包括位于井下的巡检机器人子系统和位于地面的VR实时渲染子系统2个部分。巡检机器人子系统利用激光SLAM技术实现实时三维扫描,并建立三维地图,同时利用全景相机实时捕获综采工作面的场景,将实时获取的激光点云及全景视频传输到VR实时渲染子系统。VR实时渲染子系统采用GPU加速技术对激光点云进行着色,通过对Unreal三维引擎渲染部分进行定制化开发,实现对激光点云的实时渲染,并将激光点云投屏到VR眼镜上。远程操作人员通过VR眼镜实时获取现场三维场景,通过操作手柄远程控制巡检机器人动作,从而实现基于第一视角的综采工作面巡检。井下工业性试验结果表明,该系统可实现视角自由切换,并对场景进行放大,从而能够更好地观察到细节部分,精确性和可靠性更高;采用GPU加速技术进行点云着色,处理时间明显比CPU处理时间短,GPU实时性更高,整个系统的延时能满足巡检任务需求。
关键词
综采
工作面
巡
检
机器人
激光SLAM
VR
GPU加速
实时渲染
三维感知
Keywords
fully mechanized working face
inspection robot
laser SLAM
VR
GPU acceleration
real time rendering
3D perception
分类号
TD67 [矿业工程—矿山机电]
TD82 [矿业工程—煤矿开采]
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职称材料
题名
综采工作面智能云台摄像仪研制
被引量：
7
10
作者
刘鹏坤
王聪
刘帅
张守祥
机构
中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院
中煤科工清洁能源股份有限公司
北京天地玛珂电液控制系统有限公司
出处
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2019年第12期242-249,共8页
基金
国家重点研发计划资助项目(2017YFC0804300)
文摘
针对现有综采工作面视频监控多为定点监测,且不能保证工作面设备在运动过程中的全方位观察等问题,提出了一种综采工作面智能云台摄像仪的研制。通过构建云台摄像仪视频编码压缩、电动机驱动设计、红外补光、步进电动机硬件系统方案,同时开发云台控制程序、预置点巡检算法、调焦控制算法等。在满足云台功能的基础上,加入去雾算法、ROI感兴趣区域标定算法、光流法运动跟踪算法等智能功能,实现对工作面液压支架和采煤机的运动感知,人员违章或设备异常的智能报警,以及在滚筒截煤过程中,能够通过暗通道去雾获取更清晰的图像。在黄陵、兖矿、神东等集团煤矿多个工作面进行设备安装应用,结果表明智能云台摄像仪可替代原有无云台摄像仪,减少工作面摄像仪设备的50%,对井下远程可视化操作提供了辅助,应用效果较好。
关键词
综采
工作面
云台摄像仪
压缩编码
预置点
巡
检
暗通道去雾
Keywords
fully-mechanized mining face
cloud camera
compression coding
preset point inspection
dark channel defogging
分类号
TD67 [矿业工程—矿山机电]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
综采工作面巡检机器人设计及应用
谷敏永
《煤炭工程》
北大核心
2024
1
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职称材料
2
综采工作面巡检机器人关键技术研究
李森
王峰
刘帅
张国栋
张学亮
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2020
40
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职称材料
3
综采工作面巡检机器人柔性轨道设计与运动学仿真
张旭辉
杜永刚
霍鑫健
王川伟
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2022
7
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职称材料
4
煤矿综采工作面巡检机器人系统研究
张树生
马静雅
岑强
朱宇昌
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2019
61
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职称材料
5
位姿检测技术在煤矿井下工作面巡检机器人中的应用
张旭辉
周颖
杨文娟
杜昱阳
《传感器与微系统》
CSCD
2020
14
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职称材料
6
综放工作面隔爆型巡检机器人研究与应用
关士远
《中国煤炭》
北大核心
2024
0
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职称材料
7
综采巡检机器人关键技术研究
张守祥
张学亮
张磊
杨士军
刘帅
南柄飞
张代祥
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2022
17
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职称材料
8
基于视频巡检的综采工作面无人化关键技术研究
牛剑峰
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2019
17
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职称材料
9
基于SLAM和虚拟现实的综采工作面巡检系统
任伟
《工矿自动化》
CSCD
北大核心
2023
7
在线阅读
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职称材料
10
综采工作面智能云台摄像仪研制
刘鹏坤
王聪
刘帅
张守祥
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2019
7
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职称材料
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