關(guān)于礦井救援機器人的系統(tǒng)研究

張紅日 王宏辰 林超 劉曉彤

摘要：由于礦井情況復雜且多變，經(jīng)常會出現(xiàn)不同程度的人員傷亡的情況。并且目前我國礦井勘測技術(shù)處于發(fā)展階段，大多數(shù)的設(shè)備處于固定運行，應變能力太差，不能對突發(fā)情況進行調(diào)整，在一些危險場合或危險環(huán)境，不便于人工直接進入作業(yè)，并且救援人員未知礦井內(nèi)部環(huán)境情況下不能輕易展開救援，針對這種情況，我們開發(fā)了用于這些特殊場合的勘測救援車。

關(guān)鍵詞：礦井勘測;救援機器人;未來展望

一、礦井勘測救援機器人項目研發(fā)介紹

該款礦井勘測救援車具有傳感器、單片機、操作系統(tǒng)集于一身，集合了計算機應用技術(shù)、單片機、操作系統(tǒng)、無線通訊網(wǎng)絡(luò)知識。本項目以紅外熱成像、雷達避障系統(tǒng)、測距傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、一氧化碳測量傳感器、二氧化碳測量傳感器、激光雷達、Openmv攝像頭、北斗定位模塊以實現(xiàn)探測有害氣體濃度、井內(nèi)溫度、濕度的探測、井內(nèi)圖像識別，和井內(nèi)人員位置確定，并配合一定的設(shè)備完成從發(fā)現(xiàn)到響應，發(fā)送危險信號，最終完成井內(nèi)安全的分析檢查。利用lora模塊可實現(xiàn)5公里內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸實時反饋將井內(nèi)數(shù)據(jù)發(fā)送至指揮總部可最大限度的減少財產(chǎn)損失和保證生命財產(chǎn)安全。

二、產(chǎn)品的用途、開發(fā)意義及特點

1、產(chǎn)品用途

本產(chǎn)品的主要用途分為兩種一種是實時監(jiān)測井內(nèi)溫濕度數(shù)據(jù)，氣體濃度，與礦井內(nèi)壁壓力數(shù)值。另一種是輔助救援人員，利用自己身的搜救功能協(xié)助救援人員盡快發(fā)現(xiàn)被困人員的具體位置并傳遞井內(nèi)實時圖像。

2、產(chǎn)品意義

目前國內(nèi)缺少專門準對礦井安全領(lǐng)域的救援設(shè)備，本產(chǎn)品可以補上這個缺口，同時本產(chǎn)品同樣是一個勘測設(shè)備，在日常開工同時本產(chǎn)品可以起到對井內(nèi)的各項數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)控，以防某一項數(shù)值激增而工人渾然不知已致災難發(fā)生方才知曉。

本產(chǎn)品還具有良好的延展性能，可將不同的功能進行拆分并可以應用在家庭方面報警器，將來還可能在軍事、救災、環(huán)境、家居、工業(yè)、商業(yè)眾多領(lǐng)域都得到更多的應用。

3、產(chǎn)品特點

（1）勘測救援雙功能

產(chǎn)品擁有多種探測模塊可以對井內(nèi)各項數(shù)據(jù)情況進行實時監(jiān)控預防事故發(fā)生，同時搭載Openmv攝像頭與激光雷達北斗定位模塊以及紅外熱成像儀可以快速準確的定位被困人員同時反饋井內(nèi)圖像更加利于救援人員實行救援。

（2）原地轉(zhuǎn)向

產(chǎn)品兩側(cè)履帶電機分別由PWM調(diào)速器控制，當需要轉(zhuǎn)向時控制兩電機的轉(zhuǎn)速差進行原地轉(zhuǎn)向，而有時會由于地形限制無法原地轉(zhuǎn)向，準對這一情況我們在產(chǎn)品底部增加可變式履帶協(xié)助原地轉(zhuǎn)向。

（3）環(huán)境適應性強

產(chǎn)品的自身結(jié)構(gòu)使得自身對于復雜地形有著良好的適應性例如輪式結(jié)構(gòu)無法通過的地帶履帶式可輕松通過，而履帶式無法通過的路段可變式履帶可協(xié)助通過。

三、礦井勘測救援機器人項目風險

1、市場壓力

由于本產(chǎn)品是新興產(chǎn)品，并沒有代表性的成績和成熟的市場，而且目標客戶對產(chǎn)品情況了解程度也比較低，因此這對產(chǎn)品市場開拓帶來很大阻力。因此我們對應推出體驗性的試機服務(wù)，推廣產(chǎn)品，增加人們對產(chǎn)品的認識與了解。

2、品牌風險

產(chǎn)品宣傳時應有讓人信服的相應品牌，而對于我們剛起步的公司大多數(shù)目標客戶會對我們的產(chǎn)品性能和效果產(chǎn)生質(zhì)疑認為可能實際性能會與宣傳不符，這將會影響產(chǎn)品的銷售和產(chǎn)品形象。對此我們將提供更多的客戶體驗機會，讓更多人感受產(chǎn)品功能和可靠，讓產(chǎn)品的形象盡快樹立。

3、財務(wù)風險

財務(wù)風險是指公司的財務(wù)結(jié)構(gòu)不合理、融資不當使公司可能導致公司的運作失控喪失償債能力而導致投資者預期收益下降的風險。對此我們應該做好市場調(diào)研，提出財務(wù)風險解決方案和相應的預警機制，同時提高財務(wù)管理相關(guān)人員的專業(yè)知識水平。

四、礦井勘測救援機器人項目盈利手段

1.對外進行產(chǎn)成品的對外銷售，與各大采礦公司準對礦井安全進行深度合作，在初見成效后進行大力推廣。經(jīng)過代工廠加工完成的產(chǎn)成品，在線下體驗店進行宣傳銷售。

2.出租設(shè)備以及對應設(shè)備的使用人員，進行對外設(shè)備租賃，收取設(shè)備的租賃費，在對于租用公司不會使用產(chǎn)品的情況下，可以協(xié)同設(shè)備一起租賃設(shè)備使用人員，或者設(shè)備使用教學實施人員。在盈利的同時，擴大了設(shè)備的影響力，以及變相宣傳。

3.外包服務(wù)，公司內(nèi)部設(shè)立專業(yè)的項目團隊，組建一支專業(yè)的工程團隊，對適用的項目工程，進行外包服務(wù)，招投標贏得項目工程實施的機會，對資方提供工程服務(wù)，達到收益的目的。

項目團隊創(chuàng)建公司初始前期資金主要用于基礎(chǔ)硬件設(shè)施的建設(shè)、人員招募等，風險投資為融資主要渠道，隨著項目的開展以及產(chǎn)品的大批量投產(chǎn)，投資額度會進一步增大。公司的經(jīng)營將從初代產(chǎn)品系列為基礎(chǔ)研發(fā)升級款，以A1市場為先頭陣地，在取得一定影響與份額后進而開拓A2市場，轉(zhuǎn)入規(guī)模化營銷階段，在各方面配套服務(wù)建好后穩(wěn)定全國市場，將產(chǎn)品推向群眾。

五、礦井勘測救援機器人項目的未來展望

本項目面臨的風險主要有一下幾種：

⑴市場壓力：由于本產(chǎn)品是新興產(chǎn)品，并沒有代表性的成績和成熟的市場，而且目標客戶對產(chǎn)品情況了解程度也比較低，因此這對產(chǎn)品市場開拓帶來很大阻力。因此我們對應推出體驗性的試機服務(wù)，推廣產(chǎn)品，增加人們對產(chǎn)品的認識與了解。

⑵品牌風險：產(chǎn)品宣傳時應有讓人信服的相應品牌，而對于我們剛起步的公司大多數(shù)目標客戶會對我們的產(chǎn)品性能和效果產(chǎn)生質(zhì)疑認為可能實際性能會與宣傳不符，這將會影響產(chǎn)品的銷售和產(chǎn)品形象。對此我們將提供更多的客戶體驗機會，讓更多人感受產(chǎn)品功能和可靠，讓產(chǎn)品的形象盡快樹立。

⑶財務(wù)風險：財務(wù)風險是指公司的財務(wù)結(jié)構(gòu)不合理、融資不當使公司可能導致公司的運作失控喪失償債能力而導致投資者預期收益下降的風險。對此我們應該做好市場調(diào)研，提出財務(wù)風險解決方案和相應的預警機制，同時提高財務(wù)管理相關(guān)人員的專業(yè)知識水平。

結(jié)束語： 礦井工人是我國最危險的職業(yè)之一，所以保護礦井工人生命安全的裝備以及設(shè)施對現(xiàn)如今的中國市場乃至放眼全國都是非常重要的?；诖?，相關(guān)人員可以積極研發(fā)礦井勘測救援機器人，在救援時盡快的定位被困人員的位置縮短救援時間，盡全力幫助被困人員得到及時的救援，從而最大限度的展現(xiàn)出研究項目的優(yōu)勢。

參考文獻：

[1]王立華，張秋寶.復雜條件下礦井水文地質(zhì)類別研究[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計.2017.第24期（4062）.