全球首发,引领智慧矿山转型的“破界者”

2025-12-11 17:04:44
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全球首发,引领智慧矿山转型的“破界者”

2025年10月28日,在第二十一届中国国际煤炭采矿技术交流及设备展览会上,全球首款220kg矿用防爆六关节工业机械臂正式发布。这款产品由中国煤科常州研究院携手汇川技术及其旗下子公司智鼎科技联合研发,其核心部件已通过矿用防爆及煤安认证,能够在高湿度、高粉尘、高瓦斯等复杂恶劣环境中,替代人工完成喷浆、3D密闭墙打印、选矸等高危作业任务,为煤矿井下机器替人实现规模化应用铺平道路,被誉为“井下智能作业的重要里程碑”。

本次发布仪式由中国煤科常州研究院副总经理陈晓晶、矿用化技术线电机防爆技术主管张健强,汇川技术传动产品与解决方案总裁章正昌、汇川智鼎总经理张兆宇、汇川智鼎技术经理王亮、汇川技术重工装备BU总经理蒋靖伟共同剪彩。

四大行业难题,一次性突破

当前,矿山智能化进程仍面临诸多瓶颈,尤其是在井下高危区域,重型作业依然高度依赖人工,存在危险性高、效率低、难以控制等问题。恶劣的作业环境不仅提升了设备运维成本,还导致执行精度下降、零部件寿命不可控、系统响应延迟等问题,形成井下装备智能化的最后一道壁垒。

尽管目前行业内已具备智能“大脑”与“神经网络”,但缺少能在极端条件下稳定、精准执行任务的“钢铁臂膀”。此次发布的220kg矿用防爆六关节工业机械臂,正是在安全与效率方面实现重大突破,为行业带来了全新的解决方案。

突破力量边界

220kg的负载能力在当前煤矿矿用防爆机器人领域处于领先水平,堪称井下作业的“重力担当”。该机械臂采用“全电驱+隔爆兼浇封”专利结构,将伺服驱动系统、编码器及关节电机全部集成于隔爆腔体中,防爆等级达ExdbIMb,重复定位精度高达±0.05mm,已达到地面工业自动化设备的水准。

突破灵巧边界

六关节仿生结构赋予机械臂接近人手的灵活性,使其在狭窄的井巷中依然操作自如。同时采用航空级超高功率密度伺服电机,使关节部件重量减少50%,体积缩小30%,真正实现了“举重若轻”的作业表现。

突破智能边界

该机械臂集成“慧眼+小脑+大脑”三位一体的智能系统,构建起精准感知与智能控制的全链路闭环。通过视觉与力觉的多模态融合感知,配合自研力控算法,实现了喷浆、搬运等任务的自适应作业,成为具备自主判断与执行能力的“具身智能体”。

突破融合边界

机械臂可与5G通信、数字孪生平台无缝连接,成为“透明矿山”建设的重要基础设施。同时发布的InoRobotLab、InoRobotSim及EX机电一体化数字孪生仿真平台,构建起完整的编程—仿真—运维闭环,显著缩短了装备开发周期约30%,系统稳定性提升20%。

三大工艺场景,全面打通

智能喷浆

通过视觉与力控协同扫描巷道,系统可智能规划喷浆路径,并实时感知喷枪与岩面的距离及反作用力,自动调整作业姿态。力控精度的提升使喷浆回弹率由30%降至15%以下,每年可节约约20万元混凝土成本;喷射厚度误差控制在±15mm以内,支护强度均匀度提升35%。

3D打印密闭墙

六关节结构可高度还原人工砌筑动作,打印头采用恒压接触,墙体平整度≤10mm,施工效率提升60%,工期缩短一半,一次性验收合格率达100%。

AI视觉选矸

基于AI视觉的矸石识别率达98%,显著提高煤质,同时降低外运成本。其具备视觉碰撞识别能力,可在密集设备环境中安全作业,避免与皮带机、支架发生碰撞;力控系统支持柔性抓取,防止因力度过大损坏设备或碎煤,实现全天候24小时无人化、高精度选矸作业。

该机械臂集成气体与视觉传感器,能够实时采集瓦斯浓度、巷道变形等环境数据,并上传至矿井AI大数据平台,为灾害预警系统提供关键支持,成为矿山智能感知网络的核心节点。

中国煤科常州研究院副总经理陈晓晶表示,常州研究院在矿用防爆领域主导制定了多项国家标准与行业规范,此次与汇川技术合作,旨在推动防爆技术向开放生态转化,逐步将高危作业迁移至地面控制中心。

汇川技术传动产品与解决方案总裁章正昌指出,依托常州研究院在防爆领域的深厚积累,加上汇川在伺服电机及光机电液气系统方面的自研平台,实现了井下场景中重载、防爆、精密三大指标的有机结合。未来,相关技术将进一步矿用化、谱系化,为矿山智能化提供持续可靠的技术支撑。

在此次发布活动中,双方正式签署战略合作协议,将在矿山装备的国产化、智能化等方面深化合作。中国煤科常州研究院副总经理陈晓晶与汇川智鼎总经理张兆宇代表双方完成签约。

220kg矿用防爆六关节工业机械臂的发布,不仅成功解决了井下重载与高危作业的痛点,更为智能矿山的建设提供了可复制、可扩展的工程样本,标志着行业向“井下智能作业破界者”迈出关键一步。

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