關于礦井救援機器人的系統研究

張紅日 王宏辰 林超 劉曉彤

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

關鍵詞：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介紹

該款礦井勘測救援車具有傳感器、單片機、操作系統集于一身，集合了計算機應用技術、單片機、操作系統、無線通訊網絡知識。本項目以紅外熱成像、雷達避障系統、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探測有害氣體濃度、井內溫度、濕度的探測、井內圖像識別，和井內人員位置確定，并配合一定的設備完成從發現到響應，發送危險信號，最終完成井內安全的分析檢查。利用lora模塊可實現5公里內數據傳輸實時反饋將井內數據發送至指揮總部可最大限度的減少財產損失和保證生命財產安全。

二、產品的用途、開發意義及特點

1、產品用途

本產品的主要用途分為兩種一種是實時監測井內溫濕度數據，氣體濃度，與礦井內壁壓力數值。另一種是輔助救援人員，利用自己身的搜救功能協助救援人員盡快發現被困人員的具體位置并傳遞井內實時圖像。

2、產品意義

目前國內缺少專門準對礦井安全領域的救援設備，本產品可以補上這個缺口，同時本產品同樣是一個勘測設備，在日常開工同時本產品可以起到對井內的各項數據進行實時監控，以防某一項數值激增而工人渾然不知已致災難發生方才知曉。

本產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、環境、家居、工業、商業眾多領域都得到更多的應用。

3、產品特點

（1）勘測救援雙功能

產品擁有多種探測模塊可以對井內各項數據情況進行實時監控預防事故發生，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圖像更加利于救援人員實行救援。

（2）原地轉向

產品兩側履帶電機分別由PWM調速器控制，當需要轉向時控制兩電機的轉速差進行原地轉向，而有時會由于地形限制無法原地轉向，準對這一情況我們在產品底部增加可變式履帶協助原地轉向。

（3）環境適應性強

產品的自身結構使得自身對于復雜地形有著良好的適應性例如輪式結構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

由于本產品是新興產品，并沒有代表性的成績和成熟的市場，而且目標客戶對產品情況了解程度也比較低，因此這對產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，推廣產品，增加人們對產品的認識與了解。

2、品牌風險

產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目標客戶會對我們的產品性能和效果產生質疑認為可能實際性能會與宣傳不符，這將會影響產品的銷售和產品形象。對此我們將提供更多的客戶體驗機會，讓更多人感受產品功能和可靠，讓產品的形象盡快樹立。

3、財務風險

財務風險是指公司的財務結構不合理、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研，提出財務風險解決方案和相應的預警機制，同時提高財務管理相關人員的專業知識水平。

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。經過代工廠加工完成的產成品，在線下體驗店進行宣傳銷售。

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

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

項目團隊創建公司初始前期資金主要用于基礎硬件設施的建設、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品的大批量投產，投資額度會進一步增大。公司的經營將從初代產品系列為基礎研發升級款，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，轉入規模化營銷階段，在各方面配套服務建好后穩定全國市場，將產品推向群眾。

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：由于本產品是新興產品，并沒有代表性的成績和成熟的市場，而且目標客戶對產品情況了解程度也比較低，因此這對產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，推廣產品，增加人們對產品的認識與了解。

⑵品牌風險：產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目標客戶會對我們的產品性能和效果產生質疑認為可能實際性能會與宣傳不符，這將會影響產品的銷售和產品形象。對此我們將提供更多的客戶體驗機會，讓更多人感受產品功能和可靠，讓產品的形象盡快樹立。

⑶財務風險：財務風險是指公司的財務結構不合理、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研，提出財務風險解決方案和相應的預警機制，同時提高財務管理相關人員的專業知識水平。

結束語： 礦井工人是我國最危險的職業之一，所以保護礦井工人生命安全的裝備以及設施對現如今的中國市場乃至放眼全國都是非常重要的。基于此，相關人員可以積極研發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出研究項目的優勢。

參考文獻：

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