矿井灾害信息探测机器人设计与运动学研究

"煤矿灾害信息探测机器人的设计与运动学分析" 本文主要探讨了在矿井灾害环境下，如何设计和分析一款用于信息探测的机器人。针对煤矿井下灾后的复杂环境，设计了一种特殊的机器人，它能沿着顶板的工字钢轨道行走，以收集灾后的关键信息。该机器人由行走机构、机械臂箱体、三自由度机械手、传感器系统等组成，具备气体检测、图像采集、障碍物识别和避障等功能。 在设计部分，机器人采用两个驱动轮沿轨道侧壁行走，确保在受限空间内的稳定移动。CD8多参数气体传感器可以检测多种有害气体及环境参数，而摄像头和距离传感器则负责图像信息的获取和障碍物感知。三自由度机械手能灵活调整机器人的姿态，适应环境变化，执行避障和救援任务。 在运动学分析方面，文章应用了Denavit-Hartenberg(D-H)参数法构建了机器人的运动学理论模型。D-H参数法是一种常用的方法，用于描述多关节机械臂的运动关系。通过这个模型，可以精确计算出机器人的末端执行器在不同位置和姿态下的坐标。此外，借助Pro/E软件进行了机器人运动的仿真模拟，验证了模型的正确性和实用性。仿真结果显示，机器人能够在不同倾斜度的轨道上顺利行走，证明了其设计的合理性。 研究中，还提到了该研究得到的基金支持，包括国家自然科学基金、高等学校博士学科点专项科研基金以及河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室的资助。这些资金的投入为该机器人的研发提供了必要的财务支持。 总结来说，这篇研究对矿井灾害信息探测机器人的设计和运动学分析进行了深入探讨，不仅提出了具体的设计方案，还通过理论建模和仿真验证了机器人的功能和可行性。这项工作对于推动矿井安全技术的进步，尤其是在灾害信息采集和应急救援方面，具有重要的理论指导和实践价值。