煤矿四旋翼巡检机器人系统设计

doi:10.11799/ce202102035

煤炭工程 ›› 2021, Vol. 53 ›› Issue (2): 180-185.doi: 10.11799/ce202102035

煤矿四旋翼巡检机器人系统设计

张力,马宏伟,梁艳,薛旭升

西安科技大学

收稿日期:2020-03-11 修回日期:2020-05-06 出版日期:2021-02-20 发布日期:2021-05-10
通讯作者: 张力 E-mail:277696059@qq.com

Design of quadrotor inspection robot system in coal mine

Received:2020-03-11 Revised:2020-05-06 Online:2021-02-20 Published:2021-05-10

摘要/Abstract

摘要： 基于煤矿环境参数、设备状态及人员情况的巡检需求，针对井下低照度、巷道结构复杂且尚无精确的四旋翼导航定位系统(如北斗、GPS等)等特点，设计了一种煤矿四旋翼巡检机器人。该机器人以机载计算机为控制核心，结合光流、超声波等传感器构建自主飞行控制系统|通过MAVROS向飞控发送控制指令及获取飞行数据|依靠携带的温湿度传感器、气体传感器和摄像头实时获取井下环境信息并通过无线网络将采集到的数据和视频信息实时回传云平台。实验结果表明，该机器人运行稳定，自主性能良好，数据传输可靠。

关键词: 煤矿四旋翼飞行机器人, 巷道环境检测, 信息回传, 控制系统

张力, 马宏伟, 梁艳, 薛旭升. 煤矿四旋翼巡检机器人系统设计[J]. 煤炭工程, 2021, 53(2): 180-185.

参考文献 15

[1]	孙继平,钱晓红.2004—2015年全国煤矿事故分析[J].工矿自动化, 2016, 42(11):1-5.
[2]	陈小静,李智国,张高峰,王裕清.矿井灾害信息探测机器人的设计与运动学分析[J].煤矿机械,2015,36(08):13-15.
[3]	王岩,马宏伟,王星,杨林.基于迭代最近点的井下无人机实时位姿估计[J].工矿自动化,2019,45(09):25-29.
[4]	姜俊英,周展,曹现刚,马晓燕,狄航,吴旭东.煤矿巷道悬线巡检机器人结构设计及仿真[J].工矿自动化,2018,44(05):76-81.
[5]	苏晓光,姜重然,于莉莉,贾婧媛,罗治佳.农业四旋翼飞行器的研究[J].农机化研究,2019,41(07):75-79+84.
[6]	李瑞,史莹晶,李青松.基于VxWorks的小型四旋翼飞行器半实物仿真平台设计[J].实验室研究与探索,2018,37(08):88-93.
[7]	段洪伟. 新型垂直起降无人机的发展[C]. //2014（第五届）中国无人机大会论文集.北京:航空工业出版社,2014:7.
[8]	李栋,林靖宇,高鹏宇,卢子广.无人机输电线路巡检中安全距离测量方法[J].广西大学学报(自然科学版),2016,41(02):498-505.
[9]	Montambault S , Beaudry J , Toussaint K , et al. On the application of VTOL UAVs to the inspection of power utility assets[C]// Applied Robotics for the Power Industry (CARPI), 2010 1st International Conference on. IEEE, 2010.
[10]	杨林,马宏伟,王岩,王川伟,张珍珍.煤矿巡检机器人同步定位与地图构建方法研究[J].工矿自动化,2019,45(09):18-24.
[11]	齐帅,李宝林,程岩. 煤矿救援机器人研究应用现状和需解决的问题[J].矿山机械, 2012,40:7-10.
[12]	Rong X, Song R, Song X, et al. Mechanism and Explosion-proof Design for a Coal Mine Detection Robot[J]. Procedia Engineering, 2011, 15:100-104.
[13]	马宏伟,马琨,田海波.矿山钻孔救援探测机器人研究进展[J].工矿自动化,2019,45(02):24-29.
[14]	马宏伟,薛旭升,尚万峰.基于ABAQUS的煤矿应急无线通信中继器设计[J].制造业自动化,2015,37(10):150-153.
[15]	王志同,牛志刚,郭晨星,李一君.可自动回撤煤矿探测机器人设计[J].工矿自动化,2018,44(05):6-12.

煤矿四旋翼巡检机器人系统设计

Design of quadrotor inspection robot system in coal mine

PDF (Mobile)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献 15

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	蔡海龙. 重型矿用自卸车电液控制系统的设计与实现[J]. 煤炭工程, 2020, 52(9): 161-165.
[2]	赵锐. 综采工作面电液控制系统检测检验现状及趋势[J]. 煤炭工程, 2020, 52(7): 142-146.
[3]	周密林. 矿用纯电动防爆车辆发展现状综述[J]. 煤炭工程, 2020, 52(6): 170-173.
[4]	白全林. 变频-旁路工频控制技术在主通风机上的应用[J]. 煤炭工程, 2020, 52(11): 144-148.
[5]	高晋, 田慕琴, 许春雨, 宋建成, 宋单阳, 兰梦澈. 基于双CAN总线的薄煤层液压支架电液控制系统研究[J]. 煤炭工程, 2020, 52(1): 143-147.
[6]	郝志伟. 基于机器视觉识别技术的煤矿胶带输送自适应控制系统[J]. 煤炭工程, 2019, 51(9): 0-0.
[7]	冀鹏飞. 带式输送机恒压紧力清扫器的研究[J]. 煤炭工程, 2019, 51(4): 58-61.
[8]	杨清翔，杨秀宇. 煤矿工作面智能语音系统设计[J]. 煤炭工程, 2019, 51(3): 23-27.
[9]	杨海源，薛忠新，韦彬，李杨. 选煤厂三维演示及控制系统在张家峁选煤厂的应用[J]. 煤炭工程, 2019, 51(2): 24-27.
[10]	王保强，王国法，李朋. 国产煤用分级破碎设备的技术现状与发展趋势[J]. 煤炭工程, 2018, 50(9): 121-123.
[11]	孙亭勋. 长距离输水工程自动化控制系统设计[J]. 煤炭工程, 2018, 50(8): 21-25.
[12]	周旭. 煤矿防爆液力传动车辆全自动换挡控制系统研究[J]. 煤炭工程, 2018, 50(4): 161-164.
[13]	靳华伟，张新，张安宁. 煤矿天轮车槽装置控制系统设计及其实验研究[J]. 煤炭工程, 2018, 50(12): 17-20.
[14]	尹方洲. 矿井灾变时期井下通风自动化控制系统探讨[J]. 煤炭工程, 2018, 50(1): 60-61.
[15]	张晗. PLC控制系统在半干法烟气脱硫工程中的应用[J]. 煤炭工程, 2018, 50(1): 69-72.