[实用新型]一种基于煤矿、隧道信息采集的飞行机器人

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种基于煤矿、隧道信息采集的飞行机器人，通过传感器网络实时检测煤矿里的各种数据信息，分析传感器传回的数据判断，然后做出相应的动作；基于场景-拓扑的自主定位方法的飞行机器人飞行导航环境重建，为矿上人员提供各类信息集合，并使报警装置发出声音等信号提醒，从而实现了对矿下信息进行的有效监控和报警以及信息采集。

背景技术：

中国是矿藏丰富，随着矿藏的大量开发，矿难事故也时有发生。面对与日俱增的应急需求，特别是面对日趋复杂的安全生产指挥调度应用,还都不能满足安全生产的现状。近年来，采矿安全生产问题引起了社会的广泛关注。在灾害发生前如何对隐患进行准确及时的检测与预防，灾后如何尽最大可能的进行施救。同时，有关矿难预防工作主要体现在安全规范的落实，矿洞环境变化的监测，安全区域的检测，重要信息的报警。

近年来，随着嵌入式处理器，微传感器技术的快速发展,机器人逐步向高效,准确，多功能化方向发展。采用机器人进行监控可以实现二十四小时的不间断检测，能扩大检测的区域和发现人工无法发现的危险信息，并且能及时自动报警，降低灾害发生的机率，为人民生命财产安全提供有利的保障。矿难发生后，探测机器人可以第一时间获得井下受灾情况，进行信息的反馈，为制定救援方案提供有效依据，通常需要大量的巡逻人员不时地检查该环境的各个角落，以保障整个大的环境中人员及财产安全，需要进行救援时有会面临井下环境不明的情况，这个时候派出机器人对井内情况进行探查，确定环境无危险后，派出救护人员进行救援。

在各种控制理论和控制方案日益成熟的情况下，飞行机器人的控制问题由传统的手动无线电遥控飞行逐渐转化为自主控制飞行。目前，飞行机器人凭借结构简单，性能可靠，高度灵活性和适应性等特点，使其在无人机学术研宄领域成为新的前沿和热点。

但现今，对煤矿信息探测的研发，我国基本主要专注于陆地机器人的研究。由于煤矿环境复杂，地面常有积水、石头以及凸凹不平等地面状况，发生事故的煤矿环境非常复杂，地面有积水、存在大量可燃易爆和有毒气体。同时对防爆还有很高的要求，地面探测机器人，对于越过障碍和防爆装置都提出了较高的要求。而两者之间，又存在相互制约和矛盾的状态。

实用新型内容：

本实用新型的目的是提供一种基于煤矿、隧道信息采集的飞行机器人。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种基于煤矿、隧道信息采集的飞行机器人，其组成包括：微控制器、电源模块，所述的微控制器分别与传感器模块、电源模块、驱动模块、支撑单元、无线通讯模块、动力模块连接，所述的无线通讯模块与上位机连接，所述的无线通讯模块与上位机连接，所述的动力模块与机器人机身连接，所述的传感器模块包括摄像头、压力传感器、温度传感器、飞行控制板、读写器、激光传感器、风力传感器、气体传感器、生命探测器、超声波传感器，所述的动力模块包括无刷电机，所述的机器人机身包括旋翼。

所述的基于煤矿、隧道信息采集的飞行机器人，所述的微控制器为16位CPU处理芯片扩展板。

本实用新型的有益效果：

本实用新型与普通的固定翼飞行器、单旋翼飞行器相比,八旋翼无人飞行器拥有许多独特应用优势:

（1）机动性强：八旋翼飞行器可控性强,能在非常狭小的空间中直接起飞,也能很方便实现定点悬停、低速飞行、侧飞、倒飞及定点旋转等,机动灵活。

（2）能源利用率高：八旋翼飞行器组件都是电动设备,直接采用电能供电,比油动型直升机及固定翼飞行器能源利用率要高很多,且更为环保。

（3）安全性高：八旋翼飞行器由八个旋翼同时旋转提供升力,较普通直升机而言,有效降低了每个旋翼的最高转速。

（4）通过飞机携带的读写器，实现自定位和人员定位的功能。

（5）通过自身携带的传感器获得各类数据信息，通过无线通信的发式传送给矿上人员。

（6）代替陆地机器人，具有自巡航和导航能力。

本实用新型的八旋翼飞行机器人的指标如下：

（1）整机轻量化：含供电电池在内，整机重量在 5kg 以内；

（2）提高有效载荷：有效载荷达到10kg；