基于5G技术的矿用四旋翼巡检机器人设计

吴文臻

(1.煤炭科学技术研究院有限公司，北京 100013；2.煤矿应急避险技术装备工程研究中心，北京 100013；3.北京市煤矿安全工程技术研究中心，北京 100013)

国家煤矿安全监察局在2019年1月份公布了《煤矿机器人重点研发目录》，引导更多煤炭企业、科研机构及机器人制造企业加大在煤矿机器人研发投入，突破煤矿机器人应用关键技术，实现煤矿井下机器人的常态化应用，减少煤矿工人的作业危险度和劳动繁重度。随着煤矿智能化建设的持续推进，以及煤矿招工难进一步加剧的现状，减少井下作业人员的需求日益突出[1-3]。

在矿井运输系统中，带式输送机是常用的运输设备，而带式输送机在运行中常出现撕裂、跑偏、打滑、堆煤等故障，因此需要对带式输送机进行定期巡检[4]。目前带式输送机沿线巡检普遍采用轨道式巡检机器人，可以解决行走式机器人无法适应带式输送机沿线底鼓变形而稳定前进的难题，但是存在巡检角度固定、敷设轨道占据空间的问题。基于上述两种方式巡检机器人各自存在的问题[5-8]，本文设计采用四旋翼飞行式机器人来完成对带式输送机沿线进行日常巡检工作。

5G通信系统具有大带宽、低时延、大连接的三大典型应用场景，其中大带宽及低时延场景非常契合四旋翼飞行式巡检机器人在井下完成巡检工作对无线传输网络的特性要求[9，10]。结合矿用5G通信技术日趋成熟以及巡检机器人应用需求，本文设计了一种基于5G网络的矿用四旋翼巡检机器人。……