矿用救援探测机器人系统设计与研究

为了提升煤矿救援探测机器人在受限空间救援探测过程中通信稳定性、可靠性,以及煤矿事故现场非结构环境的通过性能,研制出一种具有自动跟随收放通信光缆功能的新型履带式救援探测机器人系统。当救援探测机器人移动时,自动收放光缆装置通过张紧传感器张力的检测,控制光缆卷筒旋转速度与机器人行走速度匹配,保证救援探测机器人收放线时行走通畅、与遥控服务器可靠通信。并对救援探测机器人悬挂履带行走机构进行越障性能分析,测试结果表明,救援探测机器人可顺利通过22 cm高的台阶,线缆卷筒通信光缆收放正常,机器人四路图像数据传输清楚连续,环境检测数据传输正常,系统整体运行稳定。

矿山钻孔救援探测机器人研究进展

分析了国内外钻孔救援技术、煤矿救援探测机器人及矿山钻孔救援探测机器人的研究现状,指出将煤矿救援探测机器人和管道机器人的研究成果与矿山钻孔救援的探测需求相结合,可以研制出满足要求的矿山钻孔救援探测机器人,提高井下灾后救援的成功率。从移动机构、导航、定位和路径规划、传感探测、通信和控制方式、能源供给、防爆性能等方面分析了矿山钻孔救援探测机器人的关键技术及其发展趋势,指出应围绕机器人的通过性、可靠性、轻量化、智能化等目标,在移动机构、能源供给和防爆性能等方面进行创新设计,提高传感检测范围和精度,研究未知、非结构化环境中的导航、定位及控制的智能算法,提高机器人的环境适应性。

矿山钻孔救援探测机器人设计

基于矿山钻孔救援探测需求,针对现有探测机器人信息探测范围窄、探测距离较短、功能单一、无越障能力等问题,设计了一种矿山钻孔救援探测机器人。该机器人能够通过Φ225mm救援钻孔到达煤矿井下,利用携带的传感器和摄像头获取灾变区域的环境信息和被困人员信息,并将信息实时传到地面;以NImyRIO作为控制核心,采用LabVIEW图形化编程构建控制系统,利用有线通信方式实现机器人在灾变区域内的数据远程控制。试验结果表明:该机器人运动性能良好,具有体积小、质量轻、越障能力强等特点,可顺利通过救援孔,能够对井下环境信息进行实时检测和传输,为地面救援指挥中心决策提供了第一手资料。

一种基于ARM的救援探测机器人的设计

本文主要介绍了一种基于ARM内核的S3C44B0救援探测机器人的设计,该机器人由将实时性较高的操作系统Linux移植到S3C44B0的控制系统、多传感器系统、运行与避障电路系统、图像采集处理系统、无线数据收发系统组成。在Linux开发环境下编写应用程序,实现能远程控制救援探测机器人行走与自动避障、温度和湿度以及O2、H2S、C2H4O等几十种可燃和有毒气体含量的检测、现场图像的采集、无线传输与控制的功能,其特点是能够远程无线控制机器人和远程采集信息。

灾害救援探测机械雷达信号同步传递模型构建

针对当前方法所建模型雷达信号传递耗时长、建模结果与实际结果拟合度低的问题,提出基于SHD的灾害救援探测机械雷达信号同步传递模型。利用小波变换对救援探测机械雷达图像进行研究,整体分解雷达图像,去除雷达图像的冗余和相关性信息,在利用计算机处理雷达图像前,分析和处理离散二维信号,采用低通滤波器来分解雷达信号,通过控制阈值来对雷达图像进行编码,压缩处理雷达图像;在此基础上,计算雷达信号辨识框架的基本信度分配和Pignistic概率,建立贝叶斯信度函数,分析Dempster信度合成规则,采用识别方法来确定雷达的类型,计算识别信号与其他信号参数之间的形似度,并对每种雷达信号参数的相似度做归一化处理,利用SDH技术构建雷达信号同步传递模型。实现了救援探测机械雷达信号同步传递模型的构建。结合实验,在对雷达信号传递耗时和雷达信号同步传递建模结果与实际结果拟合度测试时,实验结果证明,提出方法建模结果与实际结果的拟合度较高,更符合实际结果。

计算机与PLC通信技术在煤矿探测与救援机器人中的应用

机器人内部各个控制模块之间的通信、下位机PLC模块与上位机PC之间的通信是机器人智能控制中的重要环节。以某大学研制的煤矿探测与救援机器人为平台,介绍下位机中多个PLC的通信过程及下位机与上位机通信的实现,重点阐述了采用Visual C++6.0开发串行通信程序来实现PC与PLC实时通信的过程。通过PC对机器人的通信控制实验证明,这种通信方式简单有效、实时性较强。

矿井钻孔救援通信技术的研究进展及趋势

阐述了矿井钻孔救援通信技术原理,详细介绍了钻孔救援通信技术即钻孔救援探测技术、矿井救援指挥系统及可视化技术、钻孔救援高速传输及交换技术的国内外研究进展,指出了矿井救援通信技术亟需解决的问题及发展趋势:钻孔救援通信系统各功能组成上应相互独立又有机统一,使系统在功能升级过程中不影响其他功能的正常使用;钻孔救援通信技术在进行音、视频图像采集,灾难现场环境监测,通信和存储等环节上应有更高的准确性;进一步提高数据通信系统的可靠性,使钻孔救援通信系统本身具有自检及恢复功能,为矿井救援方案的制定提供有效参考;完善与救援通信设备配套的应用软件,确保救援中信息实时交互传输,具有逼真的现场感,便于指挥人员后续的决策;研究数据采集系统错误及误差的判定及预警技术,使探测到的救援信息准确无误,提高救援效率及成功率。

基于STC89C52的探测救援智能车的设计与研究

随着计算机技术以及控制技术的发展,智能小车的开发和应用逐渐受到重视,最初是将其应用于观光以及工厂运料中,取得了良好应用效果。近几年,人们开始主张使用智能车开展探测救援工作,如何设计适应能力强、智能性高的探测救援智能车是我们需要研究的课题。本文探讨了基于STC89C52的探测救援智能车的硬件设计与软件设计。

探地雷达:浅表地球物理科学技术中的重要工具

探地雷达(GPR)是浅表地球物理科学技术中的一项重要手段.其重要性体现在它的应用广泛性和有效性.在工程检测、环境保护、文物考古、灾害救援、反恐安检、资源勘探、水文水利等科学技术领域中探地雷达都在发挥着其他手段无法取代的重要作用.关于探地雷达发展历史、基本系统及原理、信号处理与成像等方面的综述性文章已经很多.本文将重点评述作为浅表地球物理观测技术重要手段的探地雷达在几个基础地学与工程技术领域中的应用.这些方面包括沙漠中高大沙丘的内部结构与形成机理,永久冻土的现状探测与演化预测,民用基础设施(公路、桥梁、大坝、堤防)内部或地基内空洞及软弱带的检测,以及地震灾害现场生命探测与救援.本文还将用一定篇幅评述探地雷达技术的变异形式(如钻孔雷达、探月雷达).评述将结合观测实例,尤其是在中国大陆的实例.最后将就探地雷达技术现存的问题及发展方向提出个人见解.需要强调的是,尽管本文以探地雷达的科研应用为主题,浅表地球物理科技成果在各个领域的成功应用绝对不可能倚赖任何单一手段或方法.所有成功的实例都证明一定要强调某一方法为主,其他手段为辅,多手段、多方法的有效配合,才有可能最大程度的减小探测结果的非唯一性,提高准确度和精确度.