煤矿井下仿生机器人技术应用与前景分析

• Published in: 煤炭学报 Vol. 45; no. 6; pp. 2155 - 2169
• Main Authors: 宋锐, 郑玉坤, 刘义祥, 马昕, 李贻斌
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 山东大学控制科学与工程学院,山东济南250061 01.06.2020; 智能无人系统教育部工程研究中心,山东济南250061
• Subjects: 仿生机器人; 煤矿机器人; 煤矿智能化; 无人化作业
• ISSN: 0253-9993
• DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.ZN20.0328

TD67%TP242; 当前煤矿安全生产正面临着重大技术挑战,井下作业技术的智能化、无人化迫在眉睫,机器人化替代已成为重要解决途径.煤矿智能化是煤炭工业高质量发展的核心技术支撑,从煤矿井下智能化、无人化作业需求出发,综述了目前掘进、采煤、运输、安控、救援五大类煤矿机器人国内外的应用现状.在此基础上,就国内外仿生机器人技术在煤矿作业中的应用现状做了概述,指出了煤矿仿生机器人技术与装备发展思路和研究方向.综述了仿生机构、仿生感知、仿生控制、仿生驱动和仿生材料等关键技术的研究现状,并阐述了仿生技术较现有设备的优势及可应用场景.结合目前仿生技术与人工智能技术的发展水平,科学分析了仿生机器人的发展趋势,包括:从传统驱动器向生物肌肉驱动器的发展,从刚性结构向软体和刚柔混合结构发展,由传统材料到新型生物材料发展,从单一运动模式向高机动多栖机器人发展,从传统控制方法向生物智能控制发展,从机电系统机器人向生物系统机器人发展,从单一机器人向集群机器人发展.结合仿生机器人技术的发展趋势,展望了仿生机器人技术在煤矿无人化作业中的应用前景:新型功能材料的应用,高效行走方式的应用,智能环境感知的应用,智能化自主作业的应用,为煤矿仿生机器人的开发利用提供参考.