煤矿机器人技术专题（来源：《工矿自动化》）

来源：工矿自动化

《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》指出，到2025年大型煤矿和灾害严重煤矿实现井下重点岗位机器人作业，加快煤矿机器人研发和产业应用。煤矿机器人是实现无人值守、无人巡检、无人排险、无人驾驶而替代人工操作的智能机器载体，将在未来煤矿智能化系统中占有重要位置。《工矿自动化》据此整理了相关机器人论文，形成此专题。

行业视野: 智能化
类别; 65个
关键词; 43位
专家; 12篇
论文; 6956IP
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基于双粒子群算法的矿井搜救机器人路径规划

作者(Author)：封硕 , 谢廷船, 康靖, 李建良

摘要：针对在复杂地形中标准的粒子群算法用于矿井搜救机器人路径规划存在迭代速度慢和求解精度低的问题，提出了一种基于双粒子群算法的矿井搜救机器人路径规划方法。首先将障碍物膨胀化处理为规则化多边形，以此建立环境模型，再以改进双粒子群算法作为路径寻优算法，当传感器检测到搜救机器人正前方一定距离内有障碍物时，开始运行双改进粒子群算法：改进学习因子的粒子群算法（CPSO）粒子步长大，适用于相对开阔地带寻找路径，而添加动态速度权重的粒子群算法（PPSO）粒子步长小，擅长于在障碍物形状复杂多变地带寻找路径；然后评估2种粒子群算法得到的路径是否符合避障条件，若均符合避障条件则选取最短路径作为最终路径；最后得到矿井搜救机器人在整个路况模型中的最优行驶路径。仿真结果表明，通过改进学习因子和添加动态速度权重提高了粒子群算法的收敛速度，降低了最优解波动幅度，改进的双粒子群算法能够与路径规划模型有效结合，在复杂路段能够寻找到最优路径，提高了路径规划成功率，缩短了路径长度。

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工矿自动化

2020年第01期

413

351
煤矿救援机器人路径平滑算法研究

作者(Author)：陶德俊, 姜媛媛, 刘延彬, 辛元芳, 罗俊

摘要：针对煤矿救援机器人利用A*算法规划出来的路径存在转折次数多和路径不够平滑等问题，提出了一种基于改进A*算法的煤矿救援机器人路径平滑算法。首先利用Douglas-Peucker（D-P）算法对A*算法产生的全段路径进行处理，剔除路径中的冗余节点，提取出若干路径节点作为关键节点，解决了A*算法路径冗余节点多、路径转折次数多的问题；然后利用三次样条函数对基于关键节点的整段路径进行拟合处理，得到一条平滑的路径，有效缩短了路径长度。仿真实验结果表明，该算法通用性很强，虽然规划时间与A*算法相比略有增加，但规划出来的路径转折次数少，路径长度短，且路径质量高于遗传平滑算法。

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工矿自动化

2019年第10期

505

127
煤矿救灾机器人灾变环境侦测技术探讨

作者(Author)：郑学召, 闫兴, 崔嘉明, 郭军

摘要：在分析传统的煤矿救灾机器人突水水源、火灾及瓦斯浓度侦测技术原理和特点的基础上，提出了基于无线自组网的煤矿救灾机器人突水水源侦测方法、基于大数据的煤矿救灾机器人火灾侦测方法、基于多源信息融合的煤矿救灾机器人瓦斯浓度侦测方法，可有效提高煤矿救灾机器人突水水源、火灾及瓦斯浓度侦测的准确率。指出了煤矿救灾机器人灾变环境侦测技术将深度融合云计算、人工智能、物联网等现代信息技术，从而全面提升煤矿救灾机器人灾变环境侦测结果的可靠性。

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工矿自动化

2019年第10期

475

179
基于捷联惯导和里程计的井下机器人定位方法研究

作者(Author)：马宏伟, 张璞, 毛清华, 周颖

摘要：针对现有煤矿井下移动机器人定位方法存在定位难、精度低的问题，提出了一种基于捷联惯导和里程计的井下机器人定位方法。该方法利用卡尔曼滤波对捷联惯导进行初始对准，以此确定定位的初始坐标，得到初始姿态转换矩阵；利用捷联惯导独立完成机器人位置解算，同时利用里程计输出的速度信息与捷联惯导输出的实时姿态转换矩阵进行航位推算解算，再次得到机器人的位置信息；为了减少累积误差对捷联惯导的影响，使用里程计和捷联惯导构成航位推算系统，采用SageHusa自适应滤波设计组合定位算法，选择误差作为系统状态，经过滤波计算和校正，可获得机器人的精确位置信息。实验结果表明，该方法可实现机器人实时定位，有效减少捷联惯导累积误差的影响;定位精度较高，机器人在Y向运动4.3 m，Z向运动0.25 m后，Y向定位误差为0.25 m，Z向定位误差为0.005 m。

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工矿自动化

2019年第04期

890

6034
基于架间行走机器人的液压支架直线度测量方法

作者(Author)：白晋铭, 王然风, 付翔

摘要：针对目前液压支架直线度测量方法存在测量维度低、误差较大、易受粉尘影响等问题,提出了一种基于架间行走机器人的液压支架直线度测量方法。该方法主要用于支撑掩护式支架,在架间行走机器人上布置传感器,用于直接测量液压支架底座的横向偏移、纵向偏移、横向斜角和纵向倾角等多维位置偏移信息,从而通过支架位置偏移量表征液压支架的直线度信息。试验结果表明,相邻两架偏移误差值在0.2cm以内,相邻两架角度误差在10′以内;当模型增加到100架支架,依据常规液压支架1.5m的中心距计算,在工作面长度为150m时,预计会产生位置偏移累计误差10cm,角度累计误差8°20′,对于长度不超过150m的短距离综采工作面,这个累计误差在可接受的范围内,可满足液压支架直线度的测量需求。相比于传统的一维测量信息,该方法通过4维位置偏移信息可为液压支架群的控制提供参考。

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工矿自动化

2019年第01期

843

386
带式输送机故障巡检机器人系统设计

作者(Author)：张涛, 吴高镇

摘要：针对现有带式输送机故障检测方法劳动强度大、可靠性较差等问题,提出了一种带式输送机故障巡检机器人系统设计方案。首先分析了带式输送机常见的输送带和托辊故障类型及其原因,包括输送带横向断裂、纵向撕裂、打滑、跑偏及堆煤,托辊磨损和转动卡死等;然后针对不同故障类型,选定了系统传感器,包括激光雷达、单目相机、烟雾传感器、声音传感器和温度传感器,并提出了相应的故障检测算法;最后给出了系统上位机和下位机软件流程。

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工矿自动化

2018年第10期

460

224
煤矿搜救机器人最优路径规划算法

作者(Author)：金祖进, 程刚, 郭锋, 魏昊然

摘要：针对煤矿搜救机器人路径规划过程中因受障碍区间的干扰导致全局最优路径难以确定的问题,提出了基于梯度-坐标轮换法的煤矿搜救机器人最优路径规划算法。机器人首先按照梯度-坐标轮换法运动,然后根据已有的运动路径进行局部路径优化,并对所规划的局部最优路径进行可行性判断,直到路径中不存在障碍区间为止。仿真结果表明,该算法能够使煤矿搜救机器人在避开障碍的前提下,准确地规划出从出发点到目标点的全局最优路径,从而提高机器人运动路径规划的合理性和高效性。

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工矿自动化

2018年第10期

409

216
煤矿掘进机器人虚拟仿真与远程控制系统

作者(Author)：张旭辉, 陈利, 马宏伟, 毛清华, 杜昱阳, 赵友军

摘要：针对现有掘进机视频监控和遥测遥控等监控方式存在图像不清晰、无法真实反映掘进机位姿和工况状态等问题,提出了一种煤矿掘进机器人虚拟仿真与远程控制系统,介绍了系统方案设计,对掘进机器人改进设计、虚拟仿真远程监控平台、掘进机器人控制模型等关键技术进行了研究。该系统利用虚拟现实技术有机整合井下操作人员、掘进机器人和井下环境信息,以掘进机器人自动掘进和远程人工干预为目的,实现了掘进过程的运动控制和巷道成型掘进控制功能。实验结果验证了该系统的有效性和良好的控制性能。

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工矿自动化

2016年第12期

1051

348