石 磊

（山西宁武大运华盛老窑沟煤业有限公司， 山西 宁武 036700）

引言

一直以来，煤炭安全生产备受煤矿企业和工作面作业人员的关注。尽管在锚杆+锚索+金属网的联合支护和液压支架的支护下，煤矿生产的安全性得到显著提升，但是，在日常生产中仍会有矿难的发生[1]。不仅矿井的安全巡检、发生事故后的灾后处理和搜救任务需耗费大量的人力物力，而且工作面的有些位置作业人员无法到达可能造成二次伤亡。为此，应将机器人和三维激光扫描仪集成为一体应用于矿井地质的测量、巡检和搜救等任务。

1 机器人系统的总体设计

机器人主要由于其体积小、行动方便的优势可达到作业人员不能到达的位置。而且，在机器人上安装各种传感器实现对周边环境的监测，通过所监测到的数据完成对环境的评估、定位被困人员等任务。

1.1 机器人的设计要求

要求机器人在恶劣的环境下灵活运行，并能够实现自由转弯；当机器人在行走过程中遇到障碍物时能够自由通过；要求机器人能够长时间在工作面工作；鉴于机器人的结构紧凑，能够通过狭小的空间，且耗电量小。针对机器人的控制主要采用无线遥控控制的方式；基于自身的导航功能，实现自主巡检；具备有较强的抗冲击能力和防雨、防尘功能[2]。

1.2 机器人机械结构的设计

机器人行走系统可采用轮式、履带式和腿式等。其中，轮式行走系统的效率高，但是适用性较差；腿式行走系统适应能力强，但是其效率低[3]。……