[實(shí)用新型]礦井自主智能探測(cè)多機(jī)器人系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201020271968.5
• 申請(qǐng)日: 2010-07-27
• 公開（公告）號(hào): CN201794611U
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣金鵬;邱平平;周勇;楊伯群;王宣;陳琳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海中為智能機(jī)器人有限公司
• 主分類號(hào): E21F11/00
• 分類號(hào): E21F11/00;E21F17/18;G08C17/02
• 代理公司: 上海浦東良風(fēng)專利代理有限責(zé)任公司 31113
• 代理人: 陳志良

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種礦井井下具有防爆能力、能根據(jù)巷道實(shí)際情況移動(dòng)的自主智能探測(cè)機(jī)器人，特別是公開一種礦井自主智能探測(cè)多機(jī)器人系統(tǒng)，主要用于對(duì)煤礦事故巷道進(jìn)行探測(cè)，掌握第一手資料，以便實(shí)施救援，屬于機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體說(shuō)屬于礦井探測(cè)機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域。?

背景技術(shù)

煤礦作為高危行業(yè)之一，安全生產(chǎn)始終是頭等大事，歷來(lái)是國(guó)家關(guān)注的重點(diǎn)，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)2006年初至2009年底，國(guó)內(nèi)煤礦發(fā)生近千起礦難，導(dǎo)致大量礦工死亡。在煤礦事故救援工作中，礦井井下自主智能探測(cè)機(jī)器人用于掌握事故現(xiàn)場(chǎng)第一手信息和資料，提高救援效率，最大限度減少傷亡和損失。當(dāng)?shù)V井井下自主智能探測(cè)機(jī)器人為探測(cè)環(huán)境信息超過(guò)某種極限時(shí)，救援隊(duì)員就不能進(jìn)入此環(huán)境中實(shí)施救援，以免引起二次爆炸，避免導(dǎo)致救援隊(duì)員的傷亡。目前很多專利進(jìn)行了礦井探測(cè)機(jī)器人的研究。在用關(guān)鍵詞“機(jī)器人+礦井”專利搜索中，共有14個(gè)項(xiàng)目專利。?

CN101643096和CN201249820提出了一種輪式的煤礦井下救援探測(cè)機(jī)器人，但是該發(fā)明最大的缺點(diǎn)是：(1)探測(cè)機(jī)器人的重心沒(méi)有控制，導(dǎo)致機(jī)器人的爬坡能力和越障能力差；(2)沒(méi)有選擇類似履帶結(jié)構(gòu)的輪子，因此容易打滑；(3)沒(méi)有自主導(dǎo)航模塊，因此需要救援隊(duì)員遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)遙控，這樣需要傳輸圖像和控制命令，通訊帶寬要求高，但是巷道的無(wú)線通訊能力很差，無(wú)法滿足無(wú)線遙控的要求。為了遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)遙控，該專利采用了光纖通訊，而在煤礦爆炸時(shí)，拖線的探測(cè)機(jī)器人無(wú)法進(jìn)行實(shí)際的工作；(4)該發(fā)明中所涉及的機(jī)器人不具備多個(gè)機(jī)器人協(xié)調(diào)工作的能力，因此也就無(wú)法發(fā)揮多個(gè)機(jī)器人能力，極大限制了探測(cè)機(jī)器人的應(yīng)用。(5)沒(méi)有解決遠(yuǎn)程通訊和復(fù)雜礦井環(huán)境探測(cè)的問(wèn)題。?

CN201516604U、CN201305046、CN201179899、CN101244728、CN101417674提出了模塊化履帶搖臂式煤礦井下探測(cè)機(jī)器人。該機(jī)器人屬于履帶式移動(dòng)平臺(tái)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，但是這些發(fā)明最大的缺點(diǎn)是：(1)履帶式探測(cè)機(jī)器人在煤礦中非常容易被煤渣到硬的物體卡死，尤其是在巷道中轉(zhuǎn)彎時(shí)，物體容易進(jìn)入履帶，導(dǎo)致履帶被卡死；(2)這些專利所涉及的機(jī)器人沒(méi)有自主導(dǎo)航模塊，因此與CN101643096專利的機(jī)器人具有同樣的問(wèn)題；(3)這些發(fā)明中所涉及的機(jī)器人也不具備多個(gè)機(jī)器人協(xié)調(diào)工作的能力；(5)沒(méi)有解決遠(yuǎn)程通訊和復(fù)雜礦井環(huán)境探測(cè)的問(wèn)題。?

CN101265813是基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的礦井搜索探測(cè)多機(jī)器人系統(tǒng)。該專利涉及的機(jī)器人是多關(guān)節(jié)體機(jī)器人，它具有蛇形細(xì)長(zhǎng)結(jié)構(gòu)并采用履帶行走方式，具有搭載倉(cāng)，可攜帶多個(gè)小型偵查機(jī)器人；小型偵查機(jī)器人，通過(guò)沿途的被釋放，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)信息采集和遠(yuǎn)距離通訊；遠(yuǎn)程操控終端，設(shè)置在地面上，與多關(guān)節(jié)體探測(cè)機(jī)器人和多個(gè)小型偵查機(jī)器人組成無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，搭建起操作者和機(jī)器人間的通訊鏈路；救援人員在遠(yuǎn)端實(shí)時(shí)操控機(jī)器人各部分的運(yùn)動(dòng)，并獲取現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境信息和被困人員信息。這種方式解決了部分遠(yuǎn)距離通訊的問(wèn)題。但是主要缺點(diǎn)是：(1)由一個(gè)機(jī)器人攜帶多個(gè)小的機(jī)器人，數(shù)量受到限制；(2)在蛇形履帶機(jī)器人沿途放置小的偵查機(jī)器人的過(guò)程中，多大距離放置一個(gè)小的偵查機(jī)器人很難確定，因?yàn)橄锏赖耐ㄓ崡l件差別非常大；(4)蛇形履帶機(jī)器人不具備自主導(dǎo)航功能，因此需要遠(yuǎn)程操作人員實(shí)時(shí)遙控，需要實(shí)時(shí)視頻傳輸，而由多個(gè)小型偵查機(jī)器人組成無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，無(wú)法傳輸實(shí)時(shí)的視頻圖像；(5)小的偵查機(jī)器人沒(méi)有自主導(dǎo)航功能，也無(wú)法將其實(shí)時(shí)視頻傳輸給遠(yuǎn)程操控終端，因此無(wú)法按照救援隊(duì)員的指令工作；(6)該機(jī)器人系統(tǒng)無(wú)法解決多巷道探測(cè)問(wèn)題，也就是說(shuō)，當(dāng)需要從一個(gè)巷道進(jìn)入另一個(gè)巷道工作時(shí)，該機(jī)器人系統(tǒng)無(wú)法整體推進(jìn)。?

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是解決現(xiàn)有探測(cè)機(jī)器人的缺陷，公開一種礦井自主智能探測(cè)多機(jī)器人系統(tǒng)，子機(jī)器人間基于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊連接，自動(dòng)建立與礦井巷道環(huán)境相適應(yīng)的多機(jī)器人隊(duì)列。?

本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種礦井自主智能探測(cè)多機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于：所述的多機(jī)器人系統(tǒng)是空間分布式的機(jī)器人系統(tǒng)，在該多機(jī)器人系統(tǒng)中，各子機(jī)器人的結(jié)構(gòu)是完全相同的，每個(gè)子機(jī)器人都是自主智能移動(dòng)的；多機(jī)器人系統(tǒng)根據(jù)巷道的實(shí)際情況自動(dòng)進(jìn)行工作隊(duì)形的調(diào)整；多機(jī)器人系統(tǒng)由多個(gè)子機(jī)器人和無(wú)線遙控智能終端組成，最大達(dá)到255個(gè)子機(jī)器人，子機(jī)器人主要包括無(wú)線通訊模塊、智能通訊協(xié)調(diào)模塊、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、自主導(dǎo)航模塊和傳感器檢測(cè)模塊；子機(jī)器人相互間通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊連接，并通過(guò)智能通訊協(xié)調(diào)模塊確保各子機(jī)器人之間協(xié)同工作，自動(dòng)建立與礦井巷道環(huán)境相適應(yīng)的多機(jī)器人隊(duì)列。?