煤矿井下仿生机器人技术应用与前景分析 论文

随着全球能源需求的增加，煤矿作为重要的能源生产部门，其安全高效的生产一直是人们关注的焦点。在煤炭开采过程中，传统的井下作业方法面临着诸多技术挑战，如恶劣的工作环境、高危的人身安全风险以及作业效率的提升需求。当前，煤矿井下作业技术的智能化、无人化已经迫在眉睫，而机器人技术的应用被视为解决这些问题的重要途径。

仿生机器人技术是模仿自然界生物的形态、结构、功能和行为的一种高科技技术。它将生物体的特征应用到机器人设计与制造中，使其在特定环境中拥有更加出色的表现。文章重点讨论了煤矿机器人在智能化、无人化作业中的现状与发展趋势，归纳了掘进、采煤、运输、安全控制和救援这五大类机器人在实际作业中的应用现状。这些机器人技术在一定程度上实现了煤矿作业的自动化和远程控制，但依然面临一些技术上的挑战和改进空间。

仿生机器人技术主要包含仿生机构、仿生感知、仿生控制、仿生驱动和仿生材料等关键技术。在技术发展趋势方面，文章指出仿生机器人技术正在经历从传统驱动器向生物肌肉驱动器的转变，从刚性结构向软体及刚柔混合结构的演进，从传统材料向新型生物材料的革新等多个方向的演变。

对于仿生机器人技术的应用前景，文章展望了其在煤矿无人化作业中的应用，具体包括新型功能材料的应用、智能环境感知的应用、智能化自主作业的应用等，这些应用不仅有助于提升煤矿作业的安全性，还能提高作业效率并减轻工作人员的劳动强度。

文章还强调了5G技术在煤矿智能化中的应用前景，以及边缘云协同计算技术在智慧矿山中的基础保障作用。煤矿井下仿生机器人技术的应用与前景分析，不仅提出了当前煤矿作业在智能化、无人化方面所遇到的挑战，而且指出了仿生机器人技术在未来煤矿生产中的潜在应用方向和研究重点。