煤炭科学技术

作者：郝明锐,

关键词：无轨辅助运输, 轮式机器人, 环境感知, 无线通信, 自主定位,

为实现煤矿井下物料标准化装载、智能化配送、自动化转运和无人化运输的连续型辅助运输工艺，解决当前煤矿无轨辅助运输存在的系统能耗高、尾气污染严重、自动化和信息化水平落后，难以满足标准化、智能化的现代物流要求等问题，提出了一种矿井轮式物料运输机器人的设计方案，其具备清洁动力、环境感知、定位导航和自动驾驶等功能，可作为煤矿智能辅助运输系统的运载平台。该方案采用模块化设计将运输机器人的行走、装载等基本功能划分为独立的单元模块，根据不同需求进行组合，完成多种作业任务，达到减少车型种类，增加部件通用性的目的，为实现矿井物料运输的标准化和无人化提供装备基础。① 针对煤矿巷道的特殊工况和物料运输需求，提出了该型机器人的技术指标和总体架构，明确了各系统的层级关系和单元组成。② 介绍了作为机器人主要功能载体的行走底盘的结构形式和技术特点，进行了动力系统的匹配设计，并通过建立底盘运动学模型和相应的微分方程，提出了预测机器人行驶状态的描述参数和控制变量。③ 介绍了机器人环境感知、无线通讯和自主定位等系统的设计方案：环境感知系统综合采用RGB-D深度相机和平面激光雷达等多种传感设备，实现机器人在巷道运行时的实时数据采集；无线通讯系统通过在巷道内部署低延迟的WiFi+LoRa+UWB防爆基站，实现机器人运行范围内无线通信网络的全覆盖；自主定位系统综合利用了无线通信定位功能和环境感知定位技术，以实现机器人运行时的精确定位与导航。

来源：2022年第4期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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