煤矿井下救援机器人供电系统开发_郑春晖
煤矿井下救援机器人供电系统开发
中图 分 类 号 ： Ｔ Ｐ ２ ４ ２
文献 标 识 码 ： Ａ
文章 编 号 ： １ ０ ０ ６ — ８ ９ ３ ７ （ ２ ０ １ ３ ） １ ０ — ０ ０ ４ ９ — ０ ３
Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｆ ｐｏ ｗｅ ｒ ｓ ｕｐ ｐ ｌ ｙ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｏ ｆ ｕ ｎｄ ｅ ｒ ｇ ｒ ｏ ｕ ｎ ｄ ｃ ｏ ａ ｌ ｍｉ ｎｅ ｒ ｅ ｓ ｃ ｕ ｅ ｒ ｏ ｂ ｏ ｔ
人 长 时 间工 作 的稳 定 性 。
于机器人本体 内部空间。
２ 供 电系统设计
针对机器人 的特点 和实际应用情 况 ， 车体部分选用
４ ８ Ｖ 镍氢 电池 为动力系统供 电 ； ２ ４ Ｖ 锂 电池 为控制系统 供 电； 遥操作盒选用２ ４ ｖ 锂电池供 电。 从安全性 和可靠性 角度考虑 ， 采用动力 电与控制 电分别供 电的方案 ， 如图２
所 示
１ 总体结构设计
机器人 总体框架结构 ， 如图１ 所示。
图 １ 机 器 人 总 体 结构 框 架 图
机器人总体采用履带式结构 ， 具有前 后移动和差动 转 向两个 自由度 ， 实 现机器人 的灵活移 动 ； 摆臂 固定在
机器人首尾两端４ 个顶点处 ， 可 以实 现 ３ ６ ０ 。 自由转 向 Nhomakorabea， 提
ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ． Ｃｏ ｍｐ ａ ｒ ｅ ｄ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｔ ｅ ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｅ ｘ ｐ ｅ ｉｍｅ ｒ ｎ ｔ ， ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｓ ｃ ｈ ｅ ｍｅ ｉ ｓ ｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｄ ｆ ｅ ａ ｓ ｉ ｂ ｌ ｅ ．
机器人在煤矿救援中的作用
机器人在煤矿救援中的作用在现代工业化生产中，煤矿是一个非常重要的产业，但是煤矿生产中常常发生事故，这给人们的生命财产带来了很大的威胁。
为了保护生产者的生命安全，机器人成为了煤矿救援的重要工具。
本文将探讨机器人在煤矿救援中的作用。
一、机器人在煤矿救援中的作用机器人可以在煤矿救援工作中发挥重要的作用。
它可以在矿井中进行搜索和救援，为救援人员提供支持和协助。
具体来说，在煤矿救援中，机器人可以实现以下功能：1. 搜救失事人员机器人可以在煤矿的狭小空间中进行搜索任务，找到被掩埋的失事人员。
这是机器人在煤矿救援中的主要任务之一。
机器人可以搭载高精度传感器，扫描矿井内的所有角落。
机器人可以察觉到被掩埋的人员的位置和身体状况，从而为救援工作提供及时而准确的信息。
2. 传递信息机器人可以把搜索到的信息传递给救援人员，帮助救援人员更好地展开救援工作。
机器人可以搭载视频和音频设备，实时传递矿井内的情况，以便救援人员了解到现场的实际情况。
机器人还可以通过无线电信号，使救援人员能够迅速了解到情况，采取有效的措施。
3. 进行检测和测量机器人可以检测煤矿内空气浓度、温度、湿度等参数，对煤矿内部环境进行实时监测。
机器人还可以搭载测量设备，如激光测距仪等，进行准确的测量。
这对救援工作的顺利进行十分重要。
4. 提供医疗服务机器人还可以搭载医疗设备，如心电图仪、氧气瓶等，对受伤人员进行急救和治疗。
机器人可以在救援人员无法到达的地方提供医疗服务，为受伤人员争取时间，最大限度减少生命损失。
二、机器人在煤矿救援中的局限性机器人虽然可以在煤矿救援中发挥重要的作用，但它也有一定的局限性。
1. 无法代替人类机器人在某些方面虽然可以取代人类，但是机器人始终只是一种机械设备。
在煤矿救援工作中，因救援现场复杂多变，很多工作需要救援人员根据实际情况及时做出决策。
机器人离不开人类的操作和智慧。
2. 能源成本高机器人依赖于电池或者外部电源设备，而煤矿环境条件恶劣，电力供应不稳定，因此机器人运转时间受限，能进行的搜索和救援任务也有所限制。
矿井用灭火机器人的硬件电路设计与应用
矿井用灭火机器人的硬件电路设计与应用随着矿井的深入开采，其环境条件变得越来越复杂，一旦发生火灾事故，往往会造成严重的人身伤亡和财产损失。
为提高矿井火灾事故的应对速度和效果，现有的矿井灭火设备已经无法满足需求。
研发一种能够在极端环境下进行灭火的机器人成为了必要的措施。
本文将针对矿井用灭火机器人的硬件电路设计与应用进行详细阐述。
矿井用灭火机器人的硬件电路设计主要包括控制模块、传感器模块、执行器模块和电源模块。
控制模块是机器人的大脑，用于控制机器人的运动和灭火装置的操作。
控制模块采用单片机作为核心芯片，通过编程控制机器人的各项功能。
控制模块还可连接无线通讯模块，实现与操作员的无线通讯，让操作员能够实时监控机器人的状态并远程控制机器人的行动。
传感器模块是机器人的感知器官，负责感知矿井环境的温度、气体浓度、湿度等参数，并将感知到的数据传输给控制模块进行处理。
传感器模块可以包括温度传感器、气体传感器、湿度传感器等多种传感器，分布在机器人的不同位置，以提高感知的全面性和准确性。
执行器模块是机器人的执行器官，负责执行控制模块发出的命令，实现机器人的运动和灭火装置的操作。
执行器模块通常包括电机、舵机等驱动装置，用于驱动机器人的轮子、臂杆等运动装置。
执行器模块还需要配备灭火装置，如喷水装置或干粉灭火装置，并能够根据控制模块的指令进行相应的灭火操作。
电源模块是机器人的能量来源，负责为机器人的各个模块提供电源。
由于矿井环境复杂，常常没有外部电源供应，因此电源模块需要采用可充电电池或可更换电池的设计，并具备长时间工作的能力。
电源模块还需要具备过充电保护和过放电保护等功能，以确保机器人的安全运行和电池的寿命。
矿井用灭火机器人的应用主要体现在应对矿井火灾事故的场景中。
当发生火灾事故时，机器人首先通过传感器模块感知矿井环境的温度和气体浓度等参数，然后根据控制模块的指令进行相应的灭火操作。
机器人可以通过执行器模块的运动装置快速移动到火灾现场，并通过灭火装置执行相应的灭火操作，如喷射水流或干粉等。
矿井用灭火机器人的硬件电路设计与应用
矿井用灭火机器人的硬件电路设计与应用1. 引言1.1 矿井用灭火机器人的硬件电路设计与应用概述矿井用灭火机器人是一种具有自主导航和灭火功能的智能机器人，在矿井事故发生时能够迅速响应并采取相应行动，保障矿工和矿井设备的安全。
硬件电路设计是矿井用灭火机器人的重要组成部分，直接影响着机器人的性能和可靠性。
在矿井用灭火机器人的硬件电路设计中，主要包括传感器、执行器、控制系统和电源管理系统等模块。
传感器模块负责感知环境信息，例如温度、烟雾、气体浓度等，为机器人提供灭火决策的依据。
执行器模块负责执行具体的灭火操作，如释放灭火剂、启动喷水装置等。
控制系统则负责对传感器数据进行分析处理，并控制执行器的动作，实现灭火任务的自动化。
电源管理系统在矿井用灭火机器人中尤为重要，它负责为机器人提供稳定的电源供应，并确保各个模块正常运行。
同时，电源管理系统也需要考虑节能和高效的设计，以延长机器人的工作时间和提高工作效率。
综上所述，矿井用灭火机器人的硬件电路设计是保障机器人正常运行和有效执行灭火任务的关键，不断完善和优化硬件电路设计对提升机器人性能和适应性至关重要。
2. 正文2.1 矿井用灭火机器人的硬件电路设计原理在设计矿井用灭火机器人的硬件电路时，需要考虑到其工作环境的特殊性和任务需求。
硬件电路设计原理是确保机器人能够准确、高效地执行灭火任务的重要基础。
以下是一些常用的硬件电路设计原理：1. 高可靠性：矿井环境通常存在高温、高湿和高尘等因素，因此硬件电路需要具有高可靠性，能够在恶劣条件下正常运行。
2. 高效能：为了确保机器人在灭火任务中能够及时响应和执行指令，硬件电路需要具有高效能，能够快速、准确地传输和处理信息。
3. 高精度：在执行灭火任务时，机器人需要准确感知、定位和操作目标位置，因此硬件电路设计需要具有高精度，能够实现精确的控制。
4. 多功能性：考虑到矿井环境的复杂性和多样性，硬件电路设计需要具有多功能性，能够适应不同的任务需求和变化的工作条件。
矿井用灭火机器人的硬件电路设计与应用
矿井用灭火机器人的硬件电路设计与应用
矿井用灭火机器人是一种能够在矿井等危险环境中进行灭火救援的机器人。
它可以通过配备的硬件电路来实现自主移动、火源定位、水源供给和灭火等功能。
该机器人的硬件电路设计包括以下几个方面：
1. 控制系统：采用嵌入式处理器作为控制核心，搭配以及相关的电路设计，实现对机器人的整体控制。
控制系统可以实现机器人的移动控制、传感器数据采集和处理、通信等功能。
2. 传感器系统：为了实现火源的定位和环境感知，矿井用灭火机器人配备了多种传感器。
比如红外传感器可以用来检测火源的温度和位置，燃气传感器可用于检测可燃气体的浓度，温湿度传感器可以检测环境的温度和湿度等。
3. 气源供给系统：机器人需要持续的水源供给来进行灭火工作。
为此，矿井用灭火机器人配备了水泵和水箱，并通过相关的电路设计将水泵与控制系统进行连接。
这样可以实现对水源供给系统的控制，确保机器人在灭火过程中不会出现水源不足的情况。
矿井用灭火机器人的应用主要是在矿井等危险环境中进行火灾事故的灭火救援工作。
它可以替代人工进入危险区域进行灭火工作，减少了人员伤亡的风险。
该机器人可以通过遥控或自主导航的方式进行工作。
在火灾发生时，机器人可以根据收到的传感器数据进行火源定位，并通过控制系统自主移动到火源附近。
然后，通过气源供给系统将水源供给到火源位置进行灭火。
在整个过程中，机器人可以实时将火灾信息传递给人员，提供指导和参考。
煤矿救援机器人软件系统研究的开题报告
煤矿救援机器人软件系统研究的开题报告一、选题背景近年来，煤矿事故频发，煤矿救援工作成为一项十分关键的任务。
下井救援工作中，人员可能会受到突发状况的影响，因此需要一种可以代替人工救援的技术手段。
机器人救援作为一种比较成熟的技术手段，已经被广泛地应用于煤矿救援工作中。
煤矿救援机器人能够有效地代替人员进入救援现场，执行搜索、救援和清理等任务。
机器人救援技术的核心是其软件系统。
软件系统将通过计算机程序控制机器人的运动、传感器的使用、任务的完成等。
而如何设计一种高效、稳定、灵活的煤矿救援机器人软件系统，成为了本研究的主要目标。
二、研究目标和内容本研究的目标在于设计开发一套煤矿救援机器人软件系统，在保证系统高效、稳定的同时实现其灵活性。
系统主要包括以下几点内容：1. 控制系统：通过自主研发的控制程序，控制机器人器械的运动及其效能。
2. 传感器系统：煤矿救援机器人需要多种传感器来感知外界环境和检测所需进行的任务情况。
其中主要包括激光雷达、摄像头、测距仪等传感器。
本系统需在传感器接口的读写、传感器数据的处理及处理结果的应对等方面进行优化。
3. 任务系统：根据不同的煤矿救援场景，系统可以根据实际需求灵活地配置机器人的任务。
因此，任务系统需要具备一定的灵活性，使其能够灵活的应对不同的救援场景。
4. 其他辅助模块：为了保证系统完整、可用，还需要开发实现一些辅助模块，包括状态监测模块、运动控制模块等。
三、研究意义煤矿救援机器人软件系统的研发，对于煤矿救援以及机器人技术的发展都具有重要的意义。
1. 实现自动化救援: 煤矿救援机器人软件系统的研发，能够实现对煤矿救援工作的自动化，并能够提高救援效率和成功率，在煤矿人员的生命安全方面具有重要意义。
2. 体现机器人技术的发展: 煤矿救援机器人软件系统的研发，具有强烈的技术含量，能够推动机器人科技的发展，具有强烈的示范性和引领性。
四、预期成果与进度安排预期成果：本研究的成果是一套高效、稳定、灵活的煤矿救援机器人软件系统。
煤矿救援机器人电源系统设计
煤矿救援机器人电源系统设计我国是世界产煤大国，由于作业设备和工艺相对落后，导致各类矿难事故频繁发生。
煤矿救援机器人可以在发生矿难但救援人员无法进入的紧急情况下，第一时间进入高危区域、探明灾区情况、寻找遇险人员，为抢险救灾提供决策支持，增加被困人员生还几率，减少救援人员伤亡，是安全生产的迫切需要。
电源系统作为煤矿救援机器人重要组成部分，却一直无法解决其作业时间短，续航里程低的问题，从而制约了煤矿救援机器人的发展。
锂离子蓄电池由于具有重量轻、储能大、功率大、寿命长、自放电系数小、温度适应范围宽泛、无记忆效应等优点，特别适合作为矿用电源使用。
1 技术方案概述鉴于矿用救援机器人的使用特性，其电源系统应具备以下特点：体积小，重量轻（能量比高），可实现井下快速更换。
因此，将整个系统设计成井上充电系统及井下供电系统两部分。
井下供电系统由防爆电源箱及放置在电源箱内的电池组及放电控制系统组成，主要负责为救援机器人提供电力，并进行放电管理，可以实现井下快速更换；井上充电系统由充电机及充电控制系统组成，当更换完的电源箱运至井上后，负责对电池组进行充电及管理。
其组成如下图1所示。
根据某型号煤矿井下救援机器人技术要求，其电源系统技术指标应满足如下要求：（1）电池组容量：48V/60Ah；（2）电源箱外形尺寸不大于：480mm×420mm×350mm；（3）电源箱重量：不大于60kg；（4）额定工作电流：20A，最大工作电流：50A。
2 电池模块成组设计及防爆箱设计2.1 单体电池选用锂离子电池技术参数如下表1所示：2.2 电池模块成组设计电池组采用16串的方式，总容量60Ah。
每个单体电池加装一个温度传感器，保证其工作可靠性。
2.3 防爆箱设计防爆箱结构设计充分考虑了防爆、减振及轻量化的要求。
防爆箱分为下部4个独立隔爆的电池腔，上部的控制腔以及最外侧的接线腔三个主要腔体。
箱体重56kg，满足设计要求。
矿业工程专业井下防灾救援机器人系统研究
矿业工程专业井下防灾救援机器人系统研究近年来，矿难事件频频发生，给矿工们的生命财产安全带来了巨大威胁。
因此，研发一套高效可靠的井下防灾救援机器人系统对于矿业工程专业来说十分重要。
本文将探讨该系统的研究进展、技术特点以及未来发展趋势。
井下矿难救援是一项高风险、高危险性的任务，在传统的手工救援中，矿工面临着诸多的困难和风险，而研发一套井下防灾救援机器人系统可以极大地提升救援效率和矿工的生命安全。
在井下环境中，机器人需要具备复杂的自主导航、探测和救援能力，才能应对各种灾害和障碍。
井下环境的特殊性使得机器人系统需要具备出色的耐高温和防腐蚀性能。
例如，在火灾事故中，机器人需要能够承受高温环境，进行热成像探测，寻找被困矿工和火源。
同时，机器人需要配备有效的防腐蚀措施，以应对井下可能存在的化学物质和湿度。
另外，井下救援机器人系统需要具备良好的通信和定位系统。
由于井下信号覆盖不稳定，传统无线通信技术难以满足实际需求。
因此，研究人员正在探索采用声波、激光和红外等技术实现井下通信和定位。
这些技术可以提供可靠的数据传输和位置信息，为救援行动提供准确的参考。
针对这些技术特点，研究人员已经取得了一定的进展。
首先，针对井下环境的自主导航，机器人可以通过红外传感器、激光雷达等设备感知周围的环境信息，利用自主路径规划算法避开障碍物，以达到快速准确的导航。
其次，机器人配备了热成像仪，可以通过图像处理和智能算法识别出潜在的危险源和被困矿工。
同时，机器人系统还配备了无线监测装置，可以监测井下的气体浓度、温度和湿度等信息，及时预警潜在危险。
未来，井下防灾救援机器人系统的发展仍有待突破。
首先，我们需要加强对机器人的智能性和自主性研究，使其能够适应复杂多变的井下环境。
其次，可以通过机器学习和人工智能的应用，提升机器人的感知、理解和决策能力，使其更加精准地执行任务。
最后，需要进一步优化机器人的设计和制造工艺，提高机器人的可靠性和耐用性，确保其在恶劣的井下环境中长时间运行。
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第３２卷第１０期煤矿井下救援机器人供电系统开发郑春晖，杨涛（沈阳新松机器人自动化股份有限公司，辽宁沈阳110168）收稿日期：2013-02-13作者简介：郑春晖（1978—），男，河北沙河人，硕士研究生，工程师，研究方向：服务机器人，机器人控制。
摘要：文章针对煤矿井下救援机器人长时间续航工作的问题，设计开发了一套供电系统。
设计了机器人总体结构，构建了供电系统方案，开发了电量监控系统及其算法，并结合实验结果进行了对比分析，证明了该设计方案的可行性。
关键词：井下救援；机器人；供电系统；电量监控中图分类号：TP242文献标识码：A文章编号：1006-8937（2013）10-0049-03Research of power supply system of underground coal mine rescue robotＺＨＥＮＧＣｈｕｎ－ｈｕｉ，ＹＡＮＧＴａｏ（ＳｉａｓｕｎＲｏｂｏｔａｎｄＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈｅｎｙａｎｇ，Ｌｉａｏｎｉｎｇ１１０１６８，Ｃｈｉｎａ）Abstract:Ａｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙｓｙｓｔｅｍｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍａｂｏｕｔｃｏｎｔｉｎｕａｌｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｍｉｎｅｒｅｓｃｕｅｒｏｂｏｔ．Ｔｈｅｏｖｅｒａｌｌｓｔｒｕｃ－ｔｕｒｅｏｆｔｈｅｒｏｂｏｔａｎｄｔｈｅｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙｓｙｓｔｅｍｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄ，ｔｈｅｅｌｅｃｔｒｉｃｑｕａｎｔｉｔｙｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍａｎｄａｌｇｏｒｉｔｈｍａｒｅｒｅｓｅａｒｃｈｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｏｆｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ｔｈｅｄｅｓｉｇｎｓｃｈｅｍｅｉｓｐｒｏｖｅｄｆｅａｓｉｂｌｅ．Keywords ：ｍｉｎｅｒｅｓｃｕｅ；ｒｏｂｏｔ；ｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙｓｙｓｔｅｍ；ｅｌｅｃｔｒｉｃｑｕａｎｔｉｔｙｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ企业技术开发TECHNOLOGICAL DEVELOPMENT OF ENTERPRISE第３２卷第１０期Ｖｏｌ．３２Ｎｏ．１０２０１３年４月Ａｐｒ．２０１３目前，我国的煤矿企业安防水平在逐步提高，但矿井灾害探测和救援技术装备还非常欠缺，因此，迫切需要研发可靠、稳定、智能化程度较高的井下救援机器人。
本文针对井下救援机器人在复杂环境下可靠续航工作的问题，设计开发了一套机器人供电系统，保证了机器人长时间工作的稳定性。
1总体结构设计机器人总体框架结构，如图1所示。
图1机器人总体结构框架图机器人总体采用履带式结构，具有前后移动和差动转向两个自由度，实现机器人的灵活移动；摆臂固定在机器人首尾两端4个顶点处，可以实现360°自由转向，提高越障能力；本体上方布置一个手臂，手臂顶端安装摄像头，可以实时观察到机器人当前所处的状态和周围环境的信息；控制/动作、传感、通讯、供电等子系统均安装于机器人本体内部空间。
2供电系统设计针对机器人的特点和实际应用情况，车体部分选用48V 镍氢电池为动力系统供电；24V 锂电池为控制系统供电；遥操作盒选用24V 锂电池供电。
从安全性和可靠性角度考虑，采用动力电与控制电分别供电的方案，如图2所示。
图2供电系统方案设计车体部分：采用48V 镍氢电池作为动力系统供电；采用24V 镍氢电池作为控制电供电，其他等级电压通过DC-DC 模块进行转换。
云台部分：24V 锂电池给本安电源供电，加安全栅将本安电路和非本安电路进行隔离，本安电源通过DC-DC 模块转换电压等级，给搭载在云台上的传感设备等供电。
操作盒：采用24V 锂电池，隔爆封装在显示屏后，通企业技术开发２０１３年４月过DC-DC模块为各部分供电。
3电量监控系统设计3.1硬件功能设计电量监控系统主要实现以下功能：①实时采集电源端口电压和通过电流，并据此计算出电池剩余电量，即SOC；②在收到相应上位机命令时，把剩余电量通过CAN 总线发送给上位机；③在收到相应上位机命令时，控制动力电的通断，防止机器人运行到高浓度瓦斯的环境引起事故。
根据以上需求设计电量监控系统的硬件系统，如图3所示。
图3电量监测系统硬件设计框图通过霍尔电压/电流传感器采集电池端口电压和工作电流，采集的数据通过通讯接口发送到核心控制器模块，核心控制器模块据此计算剩余电量，如果电量过低或者收到上位机发送的关机指令时，核心控制器通过继电器模块关闭电池对外供电接口。
3.2电量监控算法实现目前，易于实现的电池剩余电量计算方法主要有两种：安时法和开路电压法。
本文创造性的让两种算法进行互补，即有开路电压算法矫正的安时法，取得了很好的效果。
①安时法。
根据电流对时间的积分，来计算电量，可得如下公式来计算放电量（负时为充电量）：t乙i（τ）dτ（1）为了在MCU上实现以上算法，需要对以上算法进行离散化：Q（t）=tn=0Σi（n△t）△t（2）只要足够满足香农采样定理，即可用离散化的算式代替积分算式。
根据上述分析，可得电池剩余电量百分数：q r（t）Q0-q（t）Q0×100%（3）式中，Q0为机器人的总电量；q（t）为机器人已经消耗的电量；q r（t）为机器人剩余的电量。
安时法计算电量具有算法简单、计算精度高的优点，但是由于电池自放电、老化等原因，会造成电池的总电量逐渐变少，这样安时法计算出的电量就存在原理性误差。
②开路电压法。
由电池的内部特性决定电池的剩余电量和电池开路电压成正相关关系，即：Q（t）∞V开路（4）而通常情况下，电池开路电压没法直接测量，工程上常用端口电压和通过电流计算开路电压，即：V开路=V端口+i×r内阻（5）考虑内阻变化和电池内部电容特性的影响，V开路与r内阻不是理想的线性关系但两者可以是相互关联的，即：Q（t）=f（υ，i）（6）以上函数关系，采用理论推导将非常复杂，本文采取恒流放电的实验方法，分别获得在不同放电电流情况下测试电池端口电压的变化情况，得出不同电流情况下的电池电量与端口电压的关系曲线，如图4、5、6所示，并将曲线以最小二乘法进行分段线性化处理得到易于MCU处理的线性化曲线组，即i=i n时：Q（t）=k×V端口+b（7）开路电压法，计算电量在电池寿命内（即电池老化不是特别严重）的计算精度高且不受电池自放电因素的影响，但是本算法需要采集电池在不同电流恒流放电情况的数据进行分析，而通常情况下，工程上只能每0.5A进行一次恒流放电试验，因此，一旦机器人工作电流瞬间变化太大，开路电压法算法计算出的电量会有很大误差。
本文采用开路电压矫正算法的电流积分法：设电池图5电池6A恒流放电时电池电量与端口电压的关系曲线及分段线性拟合的折线图图6电池3A恒流放电时电池电量与端口电压的关系曲线及分段线性拟合的折线图图4电池9A恒流放电时电池电量与端口电压的关系曲线及分段线性拟合的折线图50第３２卷第１０期插件的脚本、密码字典、结果报表数据。
SysConfig ：全局系统配置信息，如禁止扫描地址列表、扫描完后关机等。
ScanAddrBook ：待扫描的目标主机地址列表、描述等。
ScanReport ：保存扫描结果及根据用户配置格式生成报表。
VulnerabilityInfo ：管理漏洞描述及漏洞相关信息。
DictionaryInfo ：管理系统的密码字典。
PlugInfo ：管理漏洞插件信息，如漏洞脚本，匹配信息等。
ReportInfo ：管理扫描结果报告及系统自身的报表数据。
EventLog ：系统运行日志、扫描、调试及错误信息的产生。
3结语本文在扫描器原有功能的基础上，给出了一个新的系统信息模型，该系统建模方法具有良好的通用性和工程借鉴价值。
但是模型中各对象的属性、操作及关系定义还需要进一步完善。
在以后的工作中，将对网络漏洞扫描器的建模方法和模型在具体平台上的实现方法做进一步的研究，并不断改进。
参考文献：[1]张玉清．安全扫描技术[M]．北京：清华大学出版社，2004.[2]王航．系统安全与入侵检测[M]．北京：清华大学出版社，2002.（上接第43页）实际电量为Q 0，利用电流积分法计算电池电量为Q 1；利用开路电压法计算的电池电量为Q 2。
第一步：计算两种电量算法得出的电量的差值：ΔQ=Q 1-Q 2；第二步：如果ΔQ<10，说明两种算法计算结果相似，那么计算结果具有可信性，可以认为Q 0=Q 1。
相反则认为计算结果不可信，跳入第三步处理；第三步：计算是否当前的工作电流变化太大，令Δi （n ）=i （n ）-i （n-1），如果Δi （n ）>5说明电流瞬间变化太大，引起开路电压法计算不准确，所以Q 0=Q 2。
如果相反，则代表开路电压法计算结果具有可靠性，那么电流积分算法不可靠，故更新电流积分法中用到的机器人总电量，并认为Q 0=Q 1。
将以上算法在ARM cortex-M3内核的MCU 上进行验证，并编写相应上位机监控软件，监测电池的工作情况，证明以上算法克服了安时法和开路电压法的缺点，电量计算相对稳定可靠，误差控制在10%以内。
监控效果，如图7所示。
5结语本文针对井下救援机器人长时间可靠续航工作的问题，建立了一套供电系统方案，并开发了电量监控系统及其算法，结合实验结果对机器人剩余电量进行了计算，证明了该设计方案的可行性，可考虑将其应用于实际产品开发。
参考文献：[1]王勇，朱华，王永胜，等．煤矿救灾机器人研究现状及需要重点解决的技术问题[J]．煤矿机械，2007，28（4）:107-109．[2]李允旺，葛世荣，朱华．煤矿救灾机器人应用探讨[J]．煤矿机械，2009，30（1）:164-167．[3]钱善华，葛世荣，王永胜，等．救灾机器人研究现状与煤矿救灾的应用[J]．机器人，2006，28（3）：350-354．[4]王忠民，刘军，窦智．矿难救援机器人的研究应用现状与开发[J]．煤矿机械，2007，28（11）：6-8．[5]蒋诚．自主移动机器人总体设计及路径规划的研究[D]．哈尔滨：哈尔滨工程大学，2007．[6]李磊，叶涛，谭民，等．移动机器人技术研究现状与未来[J]．机器人，2002，24（5）:475-480．图7机器人系统供电情况监测效果图郑春晖，等：煤矿井下救援机器人供电系统开发51。