煤矿井下探测机器人的远程监控设计与实现

发布时间：2017-06-05 22:11

  本文关键词：煤矿井下探测机器人的远程监控设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：伴随着人们对煤矿需求的日益增大,煤矿开采工作越来越繁重,而保证开采的安全生产显得尤为重要。煤矿井下探测机器人远程监控系统的应用可以预防发生安全事故,尤其在发生煤矿事故的时候能在救援行动能发挥巨大作用。本课题针对目前国内在煤矿井下探测机器人研究方面的不足,根据煤矿事故情况下的现场需求而设计并实现了一个专门的探测机器人来实现远程监控。本课题根据当前国内外矿井探测机器人发展现状、存在的实际问题和应用需求,并结合实时性、可靠性、稳定性以及经济性要求,将机器人远程控制技术和视频、传感器监控技术相结合,对煤矿井下探测机器人远程监控系统进行总体设计。分析了煤矿井下探测机器人远程监控的技术,包括基本模型、模式分析和影响因素三个方面;重点研究了煤矿井下远程通信,结合井下有线通信和无线通信的优缺点选择最佳的通信方案。根据远程监控系统的需求和功能要求,给出了系统整体设计方案,并分别实现了硬件系统和软件系统。硬件系统包括有:CPU模块、串口通信模块、无线通信模块、传感器模块、摄像机模块、电源模块和其他模块;软件系统包括有:机器人软件、上位机软件和人机交互界面。最后结合所实现硬件和软件进行系统调试,主要分为仿真调试、硬件调试、软件调试和联机调试四部分;系统调试验证所有系统功能的正确性、可靠性和稳定性,保证煤矿井下机器人能够完成远程监控的任务。
【关键词】：煤矿井下探测机器人 远程监控 无线通信 视频传输 环境监测
【学位授予单位】：江西理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD76;TP242
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 绪论7-13
• 1.1 课题研究背景与意义7-8
• 1.2 国内外煤矿井下探测机器人的发展现状8-10
• 1.3 煤矿井下探测机器人研究的关键技术10-12
• 1.3.1 自主环境适应技术10-11
• 1.3.2 无线通信技术11
• 1.3.3 人机交互技术11-12
• 1.4 本文主要工作12-13
• 第二章 机器人远程监控技术13-22
• 2.1 机器人远程监控系统13-17
• 2.1.1 远程监控系统基本模型13-15
• 2.1.2 远程监控系统模式15-16
• 2.1.3 远程监控系统影响因素16-17
• 2.2 煤矿井下远程通信研究17-21
• 2.2.1 煤矿井下有线通信17-18
• 2.2.2 煤矿井下无线通信18-20
• 2.2.3 煤矿井下最佳通信方案20-21
• 2.3 本章小结21-22
• 第三章 煤矿井下探测机器人远程监控系统总体设计22-26
• 3.1 总体需求分析22-23
• 3.2 系统功能要求23
• 3.3 总体设计方案23-24
• 3.4 机器人结构24-25
• 3.5 本章小结25-26
• 第四章 远程监控系统硬件实现26-49
• 4.1 硬件电路设计软件介绍26-27
• 4.2 硬件电路总体设计27-29
• 4.3 系统各模块的实现29-46
• 4.3.1 CPU模块29-32
• 4.3.2 串口通信模块32-33
• 4.3.3 无线通信模块33-36
• 4.3.4 传感器模块36-37
• 4.3.5 摄像机模块37-38
• 4.3.6 电源模块38-40
• 4.3.7 其他模块40-46
• 4.4 机器人实物图46-48
• 4.5 本章小结48-49
• 第五章 远程监控系统软件实现与测试49-62
• 5.1 软件整体结构49-50
• 5.2 软件实现50-57
• 5.2.1 编程环境50-51
• 5.2.2 机器人软件实现51-53
• 5.2.3 上位机软件实现53-54
• 5.2.4 人机界面软件实现54-57
• 5.3 系统测试57-61
• 5.3.1 系统硬件测试57-58
• 5.3.2 系统软件测试58-59
• 5.3.3 整体联机测试59-61
• 5.4 本章小结61-62
• 第六章 结论62-64
• 参考文献64-67
• 附录A 系统原理图67-68
• 附录B 系统PCB图68-69
• 附录C 程序69-79
• 致谢79-80
• 攻读学位期间的研究成果80-81

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 C.托马斯;胡力行;;机器人在金属矿山的应用前景[J];国外金属矿采矿;1988年01期

2 刘振宝;辛洪兵;王文静;;网控机器人技术及其控制系统的研究状况[J];北京工商大学学报(自然科学版);2006年03期

3 赵晓光;赵冬斌;曹志强;梁自泽;;机器人在抢险救灾中的应用[J];中国应急救援;2007年01期

4 王忠民;刘军;窦智;杜占灵;;矿难救援机器人的研究应用现状与开发[J];煤矿机械;2007年11期

5 陈炯;;管内机器人的开发[J];电焊机;2009年05期

6 马晓;;控制机器人卸垛轮胎的方法和系统[J];轮胎工业;2012年05期

7 张萍;陈士桐;;智能清仓机器人在煤矿的应用[J];山东煤炭科技;2013年01期

8 刘华洁;张策;张仕民;朱吉祥;;管内高压智能封堵机器人[J];石油机械;2013年06期

9 王运赣;;机器人在锻压生产中的应用[J];锻压机械;1984年05期

10 李小京;;一种专用的视觉机器人语言[J];天津纺织工学院学报;1990年02期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 杨朝虹;张海珠;;机器人技术的应用与发展[A];先进制造技术论坛暨第五届制造业自动化与信息化技术交流会论文集[C];2006年

2 王明辉;王楠;李斌;;面向灾难救援的机器人控制站系统设计[A];中国仪器仪表学会第十二届青年学术会议论文集[C];2010年

3 郭戈;王燕;王伟;;一种多机器人协作方法[A];第二十届中国控制会议论文集（下）[C];2001年

4 崔世钢;邴志刚;彭商贤;王玉东;;基于远程脑概念的服务机器人开发平台的设计与研究[A];先进制造技术论坛暨第二届制造业自动化与信息化技术交流会论文集[C];2003年

5 杨莹;丁X;许侃;;国际机器人科学知识前沿演化的可视化分析[A];科学学理论与科学计量学探索——全国科学技术学暨科学学理论与学科建设2008年联合年会论文集[C];2008年

6 唐矫燕;赵群飞;黄杰;杨汝清;;基于两足步行椅机器人的人在环中的助残机器人控制系统[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年

7 薛颂东;曾建潮;杜静;;具运动学特性约束的群机器人目标搜索[A];2009中国控制与决策会议论文集（2）[C];2009年

8 张国伟;李斌;龚海里;王聪;郑怀兵;;废墟洞穴搜救机器人控制软件设计与实现[A];中国仪器仪表学会第十二届青年学术会议论文集[C];2010年

9 崔世钢;方景林;刘嘉q;彭商贤;邴志刚;;服务机器人开发中测控问题的研究[A];中国仪器仪表学会第五届青年学术会议论文集[C];2003年

10 吴国盛;李云霞;李骊;;一种基于极坐标系下的机器人动态避碰算法[A];2006中国控制与决策学术年会论文集[C];2006年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 冬冬;看看自动化机器人在包装业中能起多大作用[N];中国包装报;2005年

2 莽九晨　周之然;有感“机器人道德法”[N];人民日报;2007年

3 记者 陈琳;机器人总动员[N];第一财经日报;2010年

4 记者 孙亚斐;千余支队伍携机器人亮相金城[N];兰州日报;2011年

5 崔鑫;机器人也能和您一起下厨[N];北京科技报;2012年

6 特约记者 杨保国;中国科大“蓝鹰”称雄机器人世界杯[N];大众科技报;2007年

7 本报记者　 陈淑娟;机器人走近生活[N];计算机世界;2006年

8 虎虎;科学好玩（三）[N];四川科技报;2007年

9 孙潜彤;新松公司：在机器人研发领域显身手[N];经济日报;2008年

10 财宣邋Q孟推，

本文编号：424734