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JournalofIntelligentMine
2025年第3期
/摘要/
为解决煤矿井下高粉尘、低照度以及非结构化地形等复杂环境导致的人工巡检效率低、风险
高以及机器人通用化程度低的问题，采用模块化设计方法和结构优化设计技术，研究了适用于煤
矿井下环境的自主导航和多传感器数据采集方法，构建了一套适用于复杂矿井环境的巡检系统。
通过在模拟矿井环境测试巡检速度为3.0m/s，沿巷道长度和高度方向测量最大误差分别小于5%
和2%，满足三维重建精度要求。
煤矿井下飞行巡检机器人研究与应用展望
王保兵王凯
2019年，国家矿山安全监察局颁布了《煤矿机光、弱光环境下自主导航作业，替代人工实现对煤
器人重点研发目录》，共提出38种重点研发的机器矿井下设备或者环境进行巡察。
人；2023年1月，工业和信息化部、国家能源局、
国家矿山安全监察局等十七部门发布的《“机器
煤矿井下飞行巡检机器人设计
人+”应用行动实施方案》，提出支持机器人产业发
展，支持煤矿智能化建设。煤矿井下飞行巡检机器人系统主要由机器人和
受限于煤矿井下不同地质条件，矿山智能化建远端指控系统组成。煤矿井下飞行巡检机器人采用
设遵循“一矿一策”，煤矿井下环境高粉尘、低照四旋翼构型，由动力电机、电池组、控制系统和激
度、GPS拒止、狭小空间、非结构化地形等特点，光雷达等组成。地面远端指控系统具备数据接收显
对通用型煤矿井下机器人的研制提出更大挑战。目示及发送无人机控制指令的功能，通过WiFi链路接
前，煤矿井下巡检机器人行走机构型式，一般分为收并显示飞行巡检机器人在煤矿井下采集的点云和
轨道式、轮式和履带式，尺寸重量大、灵活性差、视频数据，代替工人巡察作业。煤矿井下飞行巡检
地形适应能力弱，且单一型号难以满足不同矿井环机器人系统组成如图1所示。
境和工况的要求。煤矿井下飞行巡检机器人系统突破多项技术难
针对煤矿井下作业工艺及任务存在对象复杂多题，并具有多方面的场景适应性优势。
样、标准化程度低、场景差异大等特征，分析适合（1）模块化设计，满足不同需求
煤矿井下场景使用的飞行巡检机器人技术，研究了煤矿井下飞行巡检机器人采用模块化设计，可
井下飞行机器人边界条件约束、结构设计、运动控根据任务场景选用不同的传感器，通用化平台，解
制等关键技术。满足煤矿井下应用特定场景，设计决单一型号难以满足同样需求，不同矿井环境和工
了一种适于煤矿井下使用的飞行巡检机器人，搭载况对机器人要求的难题。
激光雷达和视觉传感器、气体检测传感器，可在无（2）优化防爆设计，提升续航能力
2025·369
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煤矿井下飞行巡检机器人攻克了大功率电机及结构自重、电池容量、防爆电机及旋翼效率、散热
大容量电池组防爆结构轻量化设计难题。防爆电机等多因素耦合影响，得到煤矿井下飞行巡检机器人
是巡检机器人飞行性能的关键组成部分，防爆电机
初级会计持证人
专注于经营管理类文案的拟写、润色等，本人已有10余年相关工作经验，具有扎实的文案功底，尤善于各种框架类PPT文案，并收集有数百万份各层级、各领域规范类文件。欢迎大家咨询！
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