带式输送机作为散料运输的重要设备，被广泛应用于煤矿、冶金和建材行业。在长时间连续运行过程中，带式输送机输送带会发生跑偏、纵向撕裂等故障，因此，对其监测非常重要。
近日，中国矿业大学联合浙江大学的科研人员联合设计了一种新型带式输送机自动巡检机器人，并提出了一种基于轨道摩擦式驱动和齿轮齿条啮合驱动混合的巡检机器人驱动方式，研究同时建立了巡检机器人的三维模型及控制系统设计，实现了巡检机器人约11小时续航。成果以《基于功能分析的带式输送机自动巡检机器人设计》为题于4月9日在《煤炭科学技术》进行了网络首发。
传统带式输送机巡检机器人的驱动方式为轨道式和齿轮式两种。前者运行平稳、噪声低、成本低，但爬坡能力弱且容易打滑；后者虽然爬坡能力强，但铺设齿条成本高。为了兼顾两种驱动方式的优点，研究人员采用功能分析法进行总体设计，即将巡检机器人的总功能分解为若干子功能，再在子功能维度上，找到解决方案或途径。
巡检机器人总功能图
巡检机器人功能树
结合长距离露天带式输送机巡检机器人的具体需求，为了避免布线困难，提高信息采集的连续性，采用锂电池供电、电动机驱动、无线和有线两种数据传输接口、机头机尾自动返航以及遇到障碍物自动避障功能。为了方便现场和监控室对巡检机器人的操作，启停方式设定为无线遥控和机载按钮两种启停方式。在上述分析的基础上，研究提出的巡检机器人功能的解决方案为：A3+B2+C6+D1+E4+F2+G3+H1+I1。
巡检机器人子功能-解决方案图
巡检机器人运动
研究同时对巡检机器人的机械结构及控制系统进行了设计。通过对巡检机器人进行运动学仿真，验证了巡检机器人的运动状态，顺利实现了巡检机器人水平运动和上下坡运动的相互转换。
最后，研究人员通过电机输出轴转矩及转速等得出巡航机器人的续航时间约为11.3小时，因此在煤矿现场提供备用电池一套，或者提供备用巡检机器人一套，即可实现一台巡检机器人/锂电池在工作，另一台备用巡检机器人/锂电池在充电中，从而实现循环巡检。
这项研究得到了国家自然科学基金面上项目、中央高校基本科研业务费资助项目、江苏高校优势学科建设工程资助项目的资金支持。
