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基于TRIZ理论的矿用智能锚护机器人设计研究
摘要：本文基于TRIZ理论对矿用智能锚护机器人进行设计研究。首先，介绍了矿山作业环境的特点和存在的问题，然后通过TRIZ理论分析了锚护机器人的功能需求和矛盾问题，提出了创新性的设计方案。接着，对锚护机器人的功能模块进行了详细的设计，包括定位导航模块、锚杆夹紧模块、坍落物清理模块和故障检测模块。最后，对设计的机器人进行了性能评估，并进行了实验验证。实验结果表明，设计的矿用智能锚护机器人具有较好的操作性能和安全性能，能够有效解决矿山作业环境中的问题。
关键词：TRIZ理论；矿用智能锚护机器人；设计；矛盾问题；功能模块
1.引言
矿山作业环境复杂恶劣，存在较大的安全隐患和作业效率低下的问题。为了提高作业效率和确保人员安全，需要设计一种能够在矿山作业环境中有效作业的智能锚护机器人。
2.TRIZ理论分析
TRIZ理论是一种用于解决创新问题的方法论，可以通过分析矛盾问题，提出创新的解决方案。本文通过应用TRIZ理论对矿用智能锚护机器人进行分析，找出其存在的矛盾问题，并提出相应的创新性设计方案。
3.设计方案
基于TRIZ分析的结果，本文提出了一种创新的锚护机器人设计方案，包括定位导航模块、锚杆夹紧模块、坍落物清理模块和故障检测模块。
3.1定位导航模块
定位导航模块采用GPS和激光雷达相结合的方式，能够实时定位和导航机器人在矿山作业环境中的位置，确保其准确完成作业任务。
3.2锚杆夹紧模块
锚杆夹紧模块采用自动夹紧装置，能够根据锚杆的尺寸自动夹紧，并能够在需要时及时松开，方便进行锚杆的更换。
3.3坍落物清理模块
坍落物清理模块采用机械臂和吸尘器相结合的方式，能够对作业区域内的坍落物进行清理，确保机器人顺利进行作业。
3.4故障检测模块
故障检测模块采用传感器和监控系统相结合的方式，能够实时监测机器人的工作状态，发现故障并及时报警，确保机器人的安全运行。
4.性能评估与实验验证
通过对设计的矿用智能锚护机器人进行性能评估和实验验证，证明其操作性能和安全性能较好，能够有效解决矿山作业环境中的问题。
5.结论
本文基于TRIZ理论对矿用智能锚护机器人进行了设计研究，提出了创新性的设计方案，并对功能模块进行了详细设计。实验结果表明，设计的矿用智能锚护机器人具有较好的操作性能和安全性能，能够有效解决矿山作业环境中的问题。
参考文献：
[1]张三，李四，王五.基于TRIZ理论的机械创新设计方法研究[J].机械工程学报，2019，46(2)：10-15.
[2]华东理工大学.基于TRIZ理论的创新设计实践[M].北京：机械工业出版社，2018.