煤矿巡检机器人巷道气体环境智能检测系统设计

发布时间：2022-02-26 14:03

　　目前井下危险气体巡检机器人大多采用升降机构或固定探头的形式进行气体环境感知,对机器人的行驶灵活性产生了影响,且受机器人本体结构的限制,大多数巡检机器人只能检测到传感器安装范围内的局部气体环境信息,缺乏针对巷道任意截面空间内的气体浓度检测。针对以上问题,设计了一种基于气体扩散模型的煤矿巡检机器人巷道气体环境智能检测系统。该系统以气体扩散理论为基础,结合煤矿巷道气体环境特点,引入巷道壁帮围岩、风速、气体扩散系数对煤矿巷道气体扩散模型的影响,采用虚拟像源法和遗传算法优化BP神经网络智能算法建立了巷道气体扩散优化模型。通过传感器检测系统获取巡检机器人在行进过程中任意点的气体浓度等环境信息,代入气体扩散优化模型求解最优气体扩散系数,通过输入巷道某点坐标位置,可计算求解相应点的气体浓度分布情况,随着巡检机器人的移动,可获取其路径中不同巷道截面上气体浓度分布数据。实验结果表明,该系统能够解算出符合检测误差要求的巷道任意截面上任意点的气体浓度,并实现动态实时检测;克服了传统煤矿巷道气体检测方法的局限性。利用巡检机器人取代人工巡检作业,为煤矿井下气体智能检测提供了一种新思路与新方法。 

【文章来源】：工矿自动化. 2020,46(06)北大核心

【文章页数】：6 页

【文章目录】：
0 引言
1 系统设计
    1.1 系统总体框架
    1.2 硬件系统组成
    1.3 信息处理软件
2 巷道气体扩散优化模型构建
    2.1 气体扩散理论
    2.2 巷道气体扩散优化模型
3 巷道气体环境信息检测策略
4 系统实验验证
5 结语


【参考文献】：
期刊论文
[1]煤矿综采工作面巡检机器人系统研究[J]. 张树生,马静雅,岑强,朱宇昌.  煤炭科学技术. 2019(10)
[2]煤矿井下瓦斯智能巡检机器人系统的研究与设计[J]. 张海波,茹瑞鹏,张静.  中国煤炭. 2019(04)
[3]融合环境因素的有限空间毒气扩散危害程度分析[J]. 谢雪凌,郑霞忠.  人民长江. 2018(08)
[4]智能矿山平台建设与实现[J]. 阙建立.  工矿自动化. 2018(04)
[5]基于高斯模型的液氨储罐泄漏扩散仿真分析[J]. 王丹,赵江平,刘冬华,李雯.  环境工程. 2016(07)
[6]煤矿灾害信息探测机器人的设计与实现[J]. 秦玉鑫.  煤矿机械. 2015(01)
[7]一种改进的放射性气体扩散高斯预估模型算法[J]. 李世威,王建强,曾俊伟.  计算机应用研究. 2012(01)
[8]矿井瓦斯爆炸毒害气体传播规律[J]. 刘永立,陈海波.  煤炭学报. 2009(06)
[9]瓦斯爆炸事故有毒气体扩散及危险区域分析[J]. 贾智伟,景国勋,张强.  中国安全科学学报. 2007(01)

硕士论文
[1]本安探测机器人气体采样及处理系统研究[D]. 薛春荣.煤炭科学研究总院 2014



本文编号：3644625