智能选矸机器人关键技术研究

作     者：张袁浩 潘祥生 陈晓晶 霍振龙 任书文 季亮 ZHANG Yuanhao;PAN Xiangsheng;CHEN Xiaojing;HUO Zhenlong;REN Shuwen;JI Liang

作者机构：中煤科工集团常州研究院有限公司江苏常州213015 天地(常州)自动化股份有限公司江苏常州213015 

出 版 物：《工矿自动化》 (Journal Of Mine Automation)

年 卷 期：2022年第48卷第6期

页      面：69-76,111页

学科分类：081901[工学-采矿工程] 081902[工学-矿物加工工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 

基　　金：天地科技股份有限公司科技创新创业资金专项项目(2020-TD-ZD010) 

主　　题：智能选矸机器人 矸石分拣 图像识别 煤矸识别 机械臂 运动规划 智能感知和控制 任务分配策略 

摘      要：介绍了智能选矸机器人应用与研究现状,指出目前智能选矸机器人主要基于X射线和图像识别原理,利用高压气动分拣和桁架机器人抓取进行煤矸分离;智能选矸机器人分拣执行机构主要有桁架式、并联式、串联式等类型,响应速度快,常常以“拨和“抓的形式分离矸石;在胶带运输过程中,智能选矸机器人“拨需要考虑不同矸石尺寸的兼容性及运动路径的优化,“抓需考虑机械手的作业空间及机器人的承载能力。分析了智能选矸机器人在现场复杂环境中有效实现矸石分拣的基于深度学习的煤矸识别、面向非结构多约束环境的选矸机械臂运动规划、基于力反馈的机械臂主动柔顺控制、多臂协作分拣任务分配策略及控制等关键技术,并指出基于深度学习的煤矸识别技术作为选矸机器人的关键技术之一,仍需在煤矸数据集高效构建方法、煤矸识别算法的泛化性提升及实时性优化等方面进行进一步研究。结合现场应用和机器人智能化发展需求,指出了智能选矸机器人今后的研究方向:针对现场复杂环境进行技术改进,提高煤矸识别算法的鲁棒性和自适应性;适应复杂环境的智能感知和控制技术及矸石高精度三维位姿估算技术的研究;基于力位混合控制的选矸机器人智能拣矸技术研发;智能选矸机器人井下选矸技术探究。