[01118750]基于群体智能的多煤矿井下探测机器人研究

本文设计了一种轮履结合的可变履带式井下探测机器人,轮履结合式移动机器人既有轮式机器人的优点,又克服了履带式机器人的缺陷。该机器人的行走机构在攀越井下障碍和特殊地形的过程中优势明显,具有较强的对复杂地形的适应能力和爬坡越障能力,能够顺利地攀越连续台阶、圆台地形、矩形凸台、梯形凸台、斜坡地形和沟道地形等。同时,在汽车转向系统的基础上加以改进,设计出一种适用于井下探测机器人的转向机构,以齿轮齿条式转向器为设计中心,采用梯形横拉杆结构,其转弯灵活,结构紧凑,使用方便,有效地克服了履带式机器人转弯速度慢,转弯半径大,转弯效果差的缺陷,并经过Solidworks软件的整体装配和Adams软件的模拟仿真,验证了所规划运动模态逻辑顺序的正确性,并得知轮履结合的可变履带式井下探测机器人可以有效地减缓地形变化对于主车体的振动,对于复杂的井下地形具有较好的通过性与平顺性,且具有良好的转向能力和平衡能力,可以有效调节行走机构主车体的相对平衡,适宜在井下复杂地形下探测环境信息。同时,将群体智能模型和理论分析结果应用到机器人领域,以编队和觅食任务为背景,在井下实现多探测机器人之间的协调合作。机器人还可将井下的温度、压力和人员伤亡信息及时传输给指挥中心,辅助救援人员采取紧急决策、实施快速有效的抢救方案,为我省的煤矿井下探测工作提供有效依据。在减少人员伤亡和财产损失方面优势明显,在当今这个提倡建立资源节约型和环境友好型的社会进程中具有广阔的应用前景和很大的推广价值。