Study on key technology of patrol robots for fully-mechanized mining face
LI Sen,WANG Feng,LIU Shuai,ZHANG Guodong,ZHANG Xueliang
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,是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,提出综采工作面巡检机器人研究目前处于起步阶段,指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技术、高可靠行走驱动技术、移动通信实时控制技术、协同控制技术、应用配套技术。
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60m/min;辅助构建出工作面三维点云模型实测精度0.2 m;实现搭载惯导系统360m综采工作面直线度可控制在±50mm;综采工作面巡检机器人在质量和电池续航两个方面仍需进行进一步的研究优化,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。
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
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司 中国煤炭学会学术期刊工作委员会