[發(fā)明專利]一種基于無線中繼飛行器及其井下網(wǎng)絡(luò)重組方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201910090465.3
• 申請日: 2019-01-29
• 公開（公告）號: CN109819531A
• 公開（公告）日: 2019-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 溫祿淳;陳凡東;張維斌;李桐喆;黃玄哲;李冰;石磊;梁博;史若彤
• 申請（專利權(quán)）人: 煤科集團(tuán)沈陽研究院有限公司
• 主分類號: H04W84/18
• 分類號: H04W84/18;H04W40/22;H04W4/02;H04B17/318;G05D1/10
• 代理公司: 沈陽易通專利事務(wù)所 21116
• 代理人: 王建男

本發(fā)明涉及煤礦井下無線通信技術(shù)領(lǐng)域，一種基于無線中繼飛行器，包括主控制器，以及分別與主控制器電性連接的生命探測模塊，其用于對井下生命跡象進(jìn)行檢測；信號強度檢測模塊，其用于對飛行器當(dāng)前位置進(jìn)行信號強度檢測；氣體檢測模塊，其用于對飛行器當(dāng)前位置進(jìn)行氣體濃度檢測；無線中繼模塊，其用于在井下獲取殘余節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)請求信號組成新的網(wǎng)絡(luò)，并在著陸后作為無線中繼傳輸節(jié)點；飛行驅(qū)動模塊，其用于驅(qū)動飛行器飛行；飛行移動模塊，其用于控制飛行器的飛行姿態(tài)；中繼投放模塊，其內(nèi)置有若干個無線中繼器并可投放無線中繼器，所述無線中繼器逐一信號連接并實現(xiàn)所述無線中繼模塊和所述井上控制中心信號中繼。本飛行器可擺脫地形限制進(jìn)行井下救援無線網(wǎng)絡(luò)重組。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及煤礦井下無線通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于無線中繼飛行器及其井下網(wǎng)絡(luò)重組方法。

背景技術(shù)

煤礦井下救援無線網(wǎng)絡(luò)的重組恢復(fù)，是進(jìn)行井下及時救援的關(guān)鍵因素，直接影響井下救援人員或者救援機(jī)器人與救援指揮中心之間的通信，而網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時間的快慢對實施救援具有決定性的作用，目前，面對煤礦瓦斯爆炸等事故導(dǎo)致的井下無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)中斷問題，較為先進(jìn)的方案是利用以履帶式為主要行走機(jī)構(gòu)的地面移動機(jī)器人攜帶無線通信中繼器在災(zāi)害現(xiàn)場進(jìn)行布放，對井下殘余網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行搜索并重新自主編隊組網(wǎng)，這樣的方式雖然改善了傳統(tǒng)救援機(jī)器人員鋪設(shè)有線通信方式建立應(yīng)急通信系統(tǒng)救援效率低等問題。

例如中國專利(公開號CN108337038A)，其公開了一種基于mesh網(wǎng)絡(luò)的井下多飛行器協(xié)同救援方法及系統(tǒng)，其采用多個飛行器協(xié)同工作，由眾多飛行器協(xié)同工作，形成一個新的網(wǎng)絡(luò)，其網(wǎng)絡(luò)組建技術(shù)復(fù)雜，使用眾多飛行器實現(xiàn)成本高昂。

例如中國專利(公開號CN101265813B)，該專利提出一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的礦井搜索探測多機(jī)器人系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過履帶式機(jī)器人攜帶小型偵查機(jī)器人，同時搭建操作者和機(jī)器人之間的通訊鏈路。此種方法由于受到地形的限制，在遇到如積水，雜物阻擋的調(diào)節(jié)下，機(jī)器人無法繼續(xù)前進(jìn)。另外，履帶式機(jī)器人前進(jìn)速度慢，且由于井下發(fā)生事故后形成的環(huán)境非常惡劣復(fù)雜，地面存在的積水和碎石阻礙了機(jī)器人的前進(jìn)，增加了履帶式移動機(jī)器人的避障難度，最終浪費了整個救援通信網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)的寶貴時間。

類似的還有中國專利(公開號103046961A)，公開了一種井下應(yīng)急救援通信網(wǎng)絡(luò)自主搭建機(jī)器人及方法，此機(jī)器人及方法同樣存在履帶式機(jī)器人前進(jìn)速度慢，且由于井下發(fā)生事故后形成的環(huán)境非常惡劣復(fù)雜，地面存在的積水和碎石阻礙了機(jī)器人前進(jìn)等諸多的問題。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明提出一種基于無線中繼飛行器，解決了上述提到的利用履帶式為主要行走機(jī)構(gòu)的地面移動機(jī)器人因惡劣地形限制無法有效移動并進(jìn)行井下無線網(wǎng)絡(luò)重組的問題，同時本技術(shù)實現(xiàn)成本低廉。同時本發(fā)明還提出一種基于無線中繼飛行器的井下網(wǎng)絡(luò)重組方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

在第一個技術(shù)方案中，

一種基于無線中繼飛行器，其特征在于：包括

主控制器，以及分別與主控制器電性連接的

生命探測模塊，其用于對井下生命跡象進(jìn)行檢測；

信號強度檢測模塊，其用于對飛行器當(dāng)前位置進(jìn)行信號強度檢測；

氣體檢測模塊，其用于對飛行器當(dāng)前位置進(jìn)行氣體濃度檢測；

無線中繼模塊，其用于在井下獲取殘余節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)請求信號組成新的網(wǎng)絡(luò)，并在著陸后作為無線中繼傳輸節(jié)點；

飛行驅(qū)動模塊，其用于驅(qū)動飛行器飛行；

飛行移動模塊，其用于控制飛行器的飛行姿態(tài)；

中繼投放模塊，其內(nèi)置有若干個無線中繼器并可投放無線中繼器，所述無線中繼器逐一信號連接并實現(xiàn)所述無線中繼模塊和所述外接信號接收主控制器信號中繼。