磁轮驱动的钢罐道巡检机器人研究_中国煤炭行业知识服务平台

磁轮驱动的钢罐道巡检机器人研究

作者

封华李强陈朋朋
单位

陕西延长石油矿业有限责任公司中国矿业大学机电工程学院
摘要

钢罐道作为矿井提升容器的导向限位装置，其自身表面受损程度、与罐道梁的安装状态以及每段罐道间的位置关系等直接影响提升容器的安全运行。当前钢罐道的人工巡检存在环境恶劣、效率较低、漏检率高等问题，为了提高立井钢罐道的巡检效率及安全性，本文提出一种磁轮驱动的巡检机器人模型。首先，根据立井钢罐道实际巡检工况的功能需求分析，对机器人进行结构设计，并分析了磁轮驱动下的可靠运行条件，进而对磁轮的设计尺寸进行优化；其次，在扩展卡尔曼滤波（EKF）方法的基础上，借助MARG传感系统对所设计的机器人进行了姿态估计，并运用反步法对机器人在罐道面上的高效运行进行了步态规划；最后，试制了设计模型的物理样机并进行相关攀爬试验，验证了姿态估计算法的可靠性及巡检机器人在钢罐道巡检的可行性。
关键词

攀爬机器人结构设计罐道巡检磁轮优化姿态估计