一种基于四旋翼飞行器的煤矿井下应急救援系统的设计与研究

何晓亮,黄晓东,王建宇,高永刚,高 勇

（1.煤科集团沈阳研究院有限公司 辽 宁 大 连 1 16013；2.沈阳航空航天大学 辽 宁 沈 阳116013）

煤矿事故的应急救援根据事故灾害的类型、事故可能引起的破坏程度和事故地点的实际环境采取相应救援方案和救援装备，达到真正的应急救援效果。目前，已经研制成功的救援机器人主要有多履带式机器人、腿轮式机器人、蛇形机器人和蛛行机器人等，在灾害救援中起到了重要作用[1-4]。但是，在井下灾害现场，地面越障机器人的通过难度较大，有一定的局限性，不能完全满足救灾的需求。为进一步完善应急救援系统，开发有效的技术和装备，本文提出了一种基于四旋翼飞行器的煤矿井下应急救援解决方案。在本方案中以四旋翼飞行器作为载体，动态的建立无线网络通信信道，将事故地点的环境情况如瓦斯浓度、一氧化碳浓度、温度等参数和灾害地点的视频画面实时的通过无线信道传送至救援指挥中心，提供较好的救援依据。

1 救援系统的组成

四旋翼飞行器的煤矿井下应急救援系统由调度指挥中心、四旋翼飞行器、无线传输链路节点、布放装置和数据采集终端组成。系统的框图如图1所示。指挥调度中心主要负责对灾难现场实际环境参数和现场视频的接收、过程控制、制定救援任务的具体方案和救援指导。

图1 救援系统框图Fig.1 Rescue system block diagram

四旋翼飞行器主要完成无线传输链路节点的运输和投放、现场视频采集、灾害现场环境参数采集和人员定位信息的动态搜索，同时将采集到的数据信息发送给无线传输链路节点，无线传输链路节点以接连传递方式将数据传送至指挥调度中心。……