摘要：
这个机器人是针对矿井下挖煤工作而设计的，主要目的是为了替代挖煤工人手工挖煤的现状。首先机器人深入矿井之下，到达最深处。之后，利用机器人头部装有的识别煤矿石功能的识别器，去寻煤矿。接着设计成钻头状的左臂，可以将煤矿石凿下来，弄成小块。设计成铲子状的右臂，将小煤块装入手推车中，或者最好是直接放到传送带上，让传送带将煤块运送出去。以此种方式，替代挖煤工人危险的工作。 关键词：延时开关电路
煤矿识别，煤矿挖掘，井下作业，机械臂操作，机器人行走
设计背景鼠标垫制作：
我们从新闻中经常可以得知矿难等重大安全事故频发。瓦斯燃烧、瓦斯爆炸、煤矿漏水、煤矿塌方等等都是煤矿经常遇到的事故,有煤矿就一定要有事故,难道就没有解决的办法?矿难就
不能休止吗？2010年3月28日至4月1日，在短短的5天时间之内，连续发生了3起重大煤矿安全事故，让国家安监局领导忙忙碌碌。在这连续发生的3起恶性矿难的背后，是人命与金钱在博弈。近年来，小煤矿安全事故频发。接二连三的煤矿特大安全事故让人们心痛。痛定思痛，我们迫切需要探究一下矿难频发的深层次原因，寻科学破解难题之路。
除此以外，让我们走近矿工的工作环境。这些“黑搏斗士”是用自己黑黑的双手，用最原始的铁铲、铁钎和畚箕、矿车把我们这个社会必不可少的煤炭一块块挖下来，一车车运到地面上去。走进矿道，可以看到到处是积水、煤渣，如果走错矿道，后果不堪设想。挖煤工都是“三班倒”作业，一组3至5人，一般都是从早上7时下井傍晚回来。他们一天一般只吃一次中午饭，而且会在下午3点钟时吃，也只是自己带快食面或面饼“点心”。挖煤工都是计件作业，多劳多得，但每月最多工资也就在1500元至2000元之间，偶尔会高一点。有人说挖煤是“阴间做钱阳间使”。看到黑的挖煤工、黑的煤炭、黑的隧道时，心里总有一种说不出的惊悸，总会想起这样一句话：“总有一种力量让我们泪流满面，总有一段情景让我们感动不已，总有一种生存方式让我们难以忘怀，总有一个故事让我们刻骨铭心。”他们是怎样的千辛万苦，怎样的无奈，每天要承受怎样的危险，要付出多大的工作量，才知道这些和大自然搏斗的舞者是多么可爱，多么令人尊敬。没有他们，就没有出井的煤，没有
煤，这个世界就缺少光明，缺少推动经济发展的燃料。
在如此恶劣的环境条件下工作，在如此危险的工作环境中劳作，挖煤工用生命换来我们生活中所用的能源。为了解决挖煤工的问题，所以在这里我想设计一个机器人，去替代挖煤工危险及艰难的工作。
设计思路：
这个机器人，是针对矿井下挖煤工作而设计的，由于特殊的使用环境，机器人行走起来要稳一些，并且把机器人全身大部分的重量放在下半身，否则容易在并不平整的矿道上摔倒。另外，要在机器人身上安装碰撞传感器和红外传感器，通过传感器，让机器人感知障碍物的距离，最终以此种方式让机器人到达矿井的最深处。
到达矿井最深处之后，任务就是区分岩石和煤矿，这时安装在机器人头部的煤矿识别装置就要发挥作用了。识别出来煤矿之后，利用左机械臂的钻头将煤矿钻下来成小块，接着用右机械臂将煤矿铲起来，放到传送带上。整个挖煤过程就完成了。
详细具体设计方案
一、整体结构
整个机器人呈人体的形状，下肢主要以实现机器人移动为目的，而上肢用于煤炭的挖掘与采集，头部用于识别旷道与煤矿。机器人是通过电力驱动的，所以必须携带储电池，也是安装在机身。烷基醚硫酸盐
二、中央处理系统：
机器人的头部安装一个中央处理系统，作为机器人的大脑，它主要调节机器人三大系统：机器人视觉系统、下肢行走驱动系统、机械臂控制系统。中央处理器系统要安装红外线距离测量仪、摄像头、识别煤矿的装置、机械臂传感器，并且能够控制机器人的行走、机械臂操作等。铁氧体电感
三、机器人视觉系统：
识别原理：
1)碰撞传感器
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碰撞传感器是使机器人有感知碰撞环上的碰撞信息能力的传感器。在机器人的左前、右前、左后、右后设置有四个碰撞开关,它们与碰撞环共同构成了碰撞传感器。
2)红外传感器
主要用来检测前方、左前方和右前方的障碍,检测距离范围为10～80cm。可以通过调节两个电位器来调节左右两个红外的检测距离。
3）煤矿识别装置
通过以上两种传感器，可以让机器人顺利的识别出哪里是旷道，以便顺利的走到旷道的尽头。通过煤矿识别装置，可以上机器人区分出哪里是岩石，那里是煤矿。
四、下肢行走系统：
为保证机器人的重心较低，走路较稳，采用仿生六足机器人模型。用直流电机，为机器人的下肢提供动力，支持其行走功能。 原理：
六足步行机器人的步行方式通常采用三角步态。三角步态中，六组机器人身体一侧的前足、后足与另一侧的中足共同组成支撑相或摆动相，处于同相三条腿的动作完全一致，及三条腿支撑，三条腿抬起来换步。抬起的每条腿从躯体上看是开链结构，相当于串联手臂，同时着地的3条腿或者6条腿与躯体构成并联多闭链多自由度机构。步行机器人在正常行走条件下，各个支撑腿与地面接触存在摩擦不打滑，可简化为点接触，相当于机构学上的3个自由度球面副，再加上踝关节、膝关节及髋关节（各关节为单自由度，相当于转动副），每条腿都有6个但自由度运动副。通过公式计算，无论机器人采取的步态及地面状况如何，躯体在一定范围内，均可灵活到达任意的位置，并呈现要求的姿态。
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直流电机是一种将电能转换为机械能的装置。直流电机工作时需要给电机转子上的线圈通电。电流在线圈中流动便产生一个磁场，该磁场与线圈外固定的永久磁铁产生的磁场相斥。这两个磁场相互作用产生的力可推动电机转子转动。用于描述电机电源要求和电机性能的参数有很多。其中，最基本的一个就是他的工作电压（额定电压），该电压是驱动电机推荐使用的电压。当实际电压低于额定电压时，大多数电机仍可以正常工作，但输出功率要减小。另外，大多数厂家给出的电机额定电压都比较保守，所以当实际电压高于额定电压时，电机一般也可以正常工作，但通过这种方法获得输出功率增加是以牺牲电机寿命为代价的。电机的另一个性能参数是工作电流。电压恒定时，电机上的电流与它的输出功率成正比。当空载运行时，电机的电流最小；当负载增大到使电机堵转的程度时，电机上的电流最大，该电流被称为电机的堵转电流，它也是电机在额定电压下的最大工作电流。 通过电机的电流越大，电机产生的转动力（或转矩）就越大，这是电机转子线圈与周围永久磁铁之间电磁场相互作用的直接结果。线圈中产生的磁场强度与通过它的电流大小成正比，而电机输出轴上的转矩与两个磁场的强度直接相关。
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