[實(shí)用新型]無線傳感礦井救援機(jī)器人的控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201120405329.8
• 申請日: 2011-10-21
• 公開（公告）號(hào): CN202230382U
• 公開（公告）日: 2012-05-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙杰;崔崇信;董金波;孟嬌茹;任思璟;于宗艷
• 申請（專利權(quán)）人: 黑龍江科技學(xué)院
• 主分類號(hào): G05B19/418
• 分類號(hào): G05B19/418
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 張宏威

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種機(jī)器人的控制系統(tǒng)，特別涉及一種礦難發(fā)生后在井下實(shí)施救援的無線傳感機(jī)器人的控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

我國大多數(shù)煤礦是深埋地下，目前約有煤礦2.6萬個(gè)，95％以上是井下人工開采。井下工作環(huán)境惡劣，生產(chǎn)條件復(fù)雜，地質(zhì)條件多變，容易發(fā)生各種事故。近年來隨著能源需求量的不斷加大，采煤量的逐年增加，各種煤礦礦井災(zāi)害事故頻繁發(fā)生，如瓦斯突出、礦井頂板、透水、火災(zāi)、有害氣體、煤塵爆炸等。

目前我國煤礦事故死亡人數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過世界其他產(chǎn)煤國家煤礦死亡人數(shù)的總和，約占世界礦難人數(shù)的80％。每年上百次的事故發(fā)生，成千人的礦工死亡，煤礦安全形勢已經(jīng)十分嚴(yán)峻。

在災(zāi)害發(fā)生后，井下作業(yè)人員來不及撤離，被困井內(nèi)等待救援。煤礦井下工作環(huán)境惡劣，造成突發(fā)性事故的因素較多，受自然條件的制約及工作場所、資源條件的不斷變化，災(zāi)害發(fā)生后，作業(yè)礦工被困井下，需要及時(shí)監(jiān)測井下環(huán)境狀況、準(zhǔn)確地判斷井下作業(yè)人員的位置并準(zhǔn)確制定救援方案，這對開展救援工作來說是十分重要和緊迫的，通常的方法是派救護(hù)隊(duì)員下井。而煤礦井下發(fā)生瓦斯爆炸或其他礦難事故后，因井下環(huán)境變化很大，受有害氣體、缺氧、高溫、煙霧、透水等各種因素的影響，救援人員難以在第一時(shí)間進(jìn)入事故現(xiàn)場勘察并展開搜索救援行動(dòng)，因而導(dǎo)致大量人員傷亡。而且井下存在發(fā)生二次災(zāi)害的可能，甚至造成救援人員的傷亡。

美國是開展煤礦救援機(jī)器人研究較早的國家之一，也是煤礦救援機(jī)器人研究水平最高的國家。現(xiàn)有的國外礦井搜救機(jī)器人主要應(yīng)用在國外的煤礦，而由于國外的煤礦多為露天煤礦，采集環(huán)境信息用的傳感器無法直接應(yīng)用于國內(nèi)的礦井搜救環(huán)境。

國內(nèi)研究礦井救災(zāi)機(jī)器人的工作開展相對較晚，研究機(jī)構(gòu)也相對較少，近年來國內(nèi)一些科研院所和高校推出了一些自行研發(fā)的救援機(jī)器人，但由于機(jī)器人技術(shù)開始較晚，研究進(jìn)展緩慢。而國內(nèi)的搜救機(jī)器人多數(shù)為用于地震、火災(zāi)等事故的救援機(jī)器人，傳感器種類單一、數(shù)量少，無法全面而準(zhǔn)確地采集事故發(fā)生后礦井下的復(fù)雜的環(huán)境信息，并且由于井下鋪設(shè)的線纜可能在事故中發(fā)生損壞，而使系統(tǒng)崩潰無法工作。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是為了解決目前我國研發(fā)的救援機(jī)器人傳感器種類單一、數(shù)量少，無法全面而準(zhǔn)確地采集事故發(fā)生后礦井下的復(fù)雜的環(huán)境信息，并且由于井下鋪設(shè)的線纜可能在事故中發(fā)生損壞，而使系統(tǒng)崩潰無法工作的問題，提供一種無線傳感礦井救援機(jī)器人的控制系統(tǒng)。

本實(shí)用新型的無線傳感礦井救援機(jī)器人的控制系統(tǒng)，它包括主控制器、定位系統(tǒng)、超聲波避障系統(tǒng)、生命探測系統(tǒng)、視覺系統(tǒng)、井下環(huán)境檢測系統(tǒng)、電源模塊和基于zigbee技術(shù)的無線通信系統(tǒng)；主控制器的第一輸入輸出端連接基于zigbee技術(shù)的無線通信系統(tǒng)的輸入輸出端，主控制器的第二輸入輸出端連接超聲波避障系統(tǒng)的輸入輸出端，主控制器的第三輸入輸出端連接生命探測系統(tǒng)的輸入輸出端，定位系統(tǒng)的輸出端連接主控制器的第四輸入端，視覺系統(tǒng)的輸出端連接主控制器的第五輸入端，井下環(huán)境檢測系統(tǒng)的輸出端連接主控制器的第六輸入端，電源模塊的輸出端連接主控制器的第七輸入端。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于礦難發(fā)生后進(jìn)行巷道的環(huán)境檢測和被困礦工生命探測，并通過無線網(wǎng)絡(luò)與地面及被困礦工通信，避免了鋪設(shè)線纜在事故中發(fā)生損壞而使系統(tǒng)崩潰無法工作的問題。本實(shí)用新型多處使用了傳感器，能全面而準(zhǔn)確地采集事故發(fā)生后礦井下復(fù)雜的環(huán)境信息。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型的定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本實(shí)用新型的超聲波避障系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本實(shí)用新型的生命探測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本實(shí)用新型的井下環(huán)境檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本實(shí)用新型的基于zigbee技術(shù)的無線通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式