[發明專利]一種足式煤礦井下智能巡航搜救機器人

在審

• 申請號: 202110031831.5
• 申請日: 2021-01-11
• 公開（公告）號: CN112644601A
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 劉浩峰;石少勇;柳佳樂;龐好男;欒廣鑫;李明晶
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: B62D57/032
• 分類號: B62D57/032;B62D57/024;B25J11/00;B25J19/04;E21F11/00;H04N5/225;G01S17/89;G01V8/10;B33Y80/00;B33Y70/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及機器人技術領域，具體說的是一種足式煤礦井下智能巡航搜救機器人，包括載物單元、腿部單元、控制單元和外圍器件，載物單元作為本裝置的主體與腿部單元直接相連，控制單元安裝在載物單元內部，外圍器件安裝在載物單元表面，本發明可以進入災后礦井中進行自主探測，搜尋遇難人員以及提供急救物資，且在過程中建立礦井三維結構地圖并標記礦下受難人員的坐標位置信息，同時機器人可以檢測礦內瓦斯等氣體含量信息，機器人可將信息通過無線傳輸模塊傳給礦井外的PC機，可有效輔助救援人員了解受難人員的位置以及礦井內部的具體情況，降低礦井救援中人員傷亡率。

技術領域

本發明涉及機器人技術領域，具體說的是一種足式煤礦井下智能巡航搜救機器人。

背景技術

礦難發生后，礦井環境中充滿危險性，人類不能夠貿然進入并搜救。如果貿然派人進去搜救或者摸排礦井環境，極其容易發生二次事故，導致更多生命財產的損失，經調查了解，目前礦井災難發生后大都采用兩種方式進行處理。

第一種方式，礦井環境中都安裝有各種傳感器來檢測礦井環境，災難發生后通過查看傳感器數據來判斷災后的礦井環境，再制定搜救方案。這種方式往往有很多缺點，在實際災難發生后不能有效的完成任務。缺點一是傳感器不足以遍布所有礦井環境，會帶來很多檢測盲區，災難發生的地點很容易出現檢測盲區，導致不能夠采集礦井下數據，缺點二是礦井災難發生時，傳感器設備和傳感器數據傳輸系統往往會被破壞，無法有效檢測災難區域的環境，缺點三是目前礦井中傳感器種類有限且放置位置固定，災難發生后的環境極其復雜，原本針對災前礦井環境布置的傳感器往往不能發揮有效作用。

第二種方式，利用機器人進入災后的礦井環境進行探索，大都采用履帶式機器人或輪式機器人進行搜救，履帶式機器人和輪式機器人通過地形的能力相對于足式還是很低，對于受災礦井內部的復雜環境就很難順利通過。

然而，災后礦井中的地形是非常復雜的，有碎石、狹縫、臺階、溝壑、陡坡等多種地形，六足式機器人的結構特性使它可以輕松通過這些復雜的路段。所以由足式機器人進入災后礦井進行搜救，可以很大程度的提高搜救效率，還能夠減少搜救人員的傷亡風險，非常適合執行礦井事故后的搜救工作。

現有報道的足式煤礦井下救援機器人有：華北科技學院胡興志設計的一種煤礦井下六足蜘蛛搜救機器人專利申請號：201410828955.6。上述足式煤礦井下救援機器人不足是：活體檢測的能力不夠完善，不具有對煤礦井下結構進行實時三維建模的能力，不具有足端反饋調整步態的功能。鑒于此，本發明提供了一種足式煤礦井下智能巡航搜救機器人，其具體有益效果如下：

1.本發明所述的一種足式煤礦井下智能巡航搜救機器人，其支撐腿是基于黑色尼龍材料3D打印的網狀支撐結構，具有良好的硬度和韌性，可以適應于礦井內的各種復雜地形。

2.本發明所述的一種足式煤礦井下智能巡航搜救機器人，其支撐腿內部的光電傳感器、足尖和彈簧的配合設計，當機器人足尖著地時壓縮彈簧上升，使得足尖末端伸入光電傳感器的光電門中，從而形成擋光使光電傳感器的輸出信號改變并傳輸給舵機控制板，從而實時判斷機器人每只腿的著地狀態，在通過舵機控制板調整舵機的位置來調整腿部的動作。

3.本發明所述的一種足式煤礦井下智能巡航搜救機器人，其礦用瓦斯傳感器的設計可以使機器人在進行救援探測時實時監測周圍瓦斯氣體的濃度。

4.本發明所述的一種足式煤礦井下智能巡航搜救機器人，其照明燈、RGB-D深度攝像頭和激光雷達的配合設計可以實時采集環境的色彩和深度信息并將信息輸入JestonNano控制板對礦井內部結構進行實時建模并將建模的結果通過無線傳輸模塊遠程傳輸給PC機，使得礦井外的人可以了解礦井內部的情況。

5.本發明所述的一種足式煤礦井下智能巡航搜救機器人，人體紅外檢測模塊和RGB-D深度攝像頭的配合設計可以對礦井下的遇難人員進行活體檢測和視覺追蹤。

6.本發明所述的一種足式煤礦井下智能巡航搜救機器人，儲藥倉的內部裝有急救物資，當機器人靠近遇難者時可以為其提供急救物資。