煤矿轮式移动机器人隔爆仓体与控制模式研究
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摘要
本文研究的重点是煤矿井下隔爆型轮式移动机器人的设计及其控制模式。在深入研究煤矿井下设备防爆要求及相关标准的基础上,初步确定了煤矿隔爆移动机器人的性能参考指标。重点对机器人的行走机构、传动机构、隔爆壳体等进行研究、设计,并最终研制出MMR-1机器人样机。以MMR-1机器人为研究平台,分析其控制系统的整体需求,设计完成整体控制系统。提出了巢式控制器结构作为研究机器人控制模式的方法,此结构可很好地规划机器人的行为顺序。提出一种模块图法表示机器人的行为序列,并能很好地分析机器人的具体行为规则,更有助于控制决策的程序编写。研究了激光扫描仪的测量方法和通信方式,并提出基于激光扫描仪的井下巷道中D-K路标导航方法,利用归一分离算法进行识别,实验表明此方法可行、有效。
This paper mainly focused on the designing and control mode of the wheeled mobile robot in coal mine. On the basis of in-depth study of the coal mine equipment explosion-proof requirements and related standards, the reference index of the coal mine explosion-proof performance of the mobile robot was initially identified. Concentrated on the research and design of the robot such as walking mechanism, driving mechanism, and flameproof enclosure, the MMR-1(mining mobile robot) Robot prototype was eventually developed. With MMR-1Robot as the research platform, the overall control of the hardware system is designed based on the overall demand of its control system. Taking nested controller as the research method of the robot control mode, the structure can be well planned for the sequence of robot behavior. This paper proposed a new module diagram representation of robot behavior sequence which can be a very good analysis of robot specific rules of conduct and is helpful to program the decision procedure for the preparation of control. Based on the study in the laser scanner measurement methods and means of communication, this paper proposed a method based on laser scanner in the underground roadways "D-K landmark navigation method", and use the methods for identification. The experiment shows that the effectiveness and the feasibility of this method.
This paper mainly focused on the designing and control mode of the wheeled mobile robot in coal mine. On the basis of in-depth study of the coal mine equipment explosion-proof requirements and related standards, the reference index of the coal mine explosion-proof performance of the mobile robot was initially identified. Concentrated on the research and design of the robot such as walking mechanism, driving mechanism, and flameproof enclosure, the MMR-1(mining mobile robot) Robot prototype was eventually developed. With MMR-1Robot as the research platform, the overall control of the hardware system is designed based on the overall demand of its control system. Taking nested controller as the research method of the robot control mode, the structure can be well planned for the sequence of robot behavior. This paper proposed a new module diagram representation of robot behavior sequence which can be a very good analysis of robot specific rules of conduct and is helpful to program the decision procedure for the preparation of control. Based on the study in the laser scanner measurement methods and means of communication, this paper proposed a method based on laser scanner in the underground roadways "D-K landmark navigation method", and use the methods for identification. The experiment shows that the effectiveness and the feasibility of this method.
引文
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