中新網(wǎng)長沙8月20日電 (王露曼)長期以來，下井鑿巖是一項(xiàng)具有較高風(fēng)險(xiǎn)的工作，需要工人在陰暗封閉、悶熱潮濕、粉塵彌漫的巷道中完成。但來自湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院的殷俊杰、廖子琛等同學(xué)，自主研發(fā)的無人化高精度礦用鑿巖裝備智能控制系統(tǒng)，經(jīng)過三次迭代升級(jí)，實(shí)現(xiàn)了工人不用下井，直接在操控臺(tái)上輕點(diǎn)指尖，便可遠(yuǎn)程控制井下鑿巖臺(tái)車完成作業(yè)。

湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣創(chuàng)新工作室團(tuán)隊(duì)在企業(yè)進(jìn)行鑿巖臺(tái)車定位測試。王露曼 攝

“鑿巖鉆孔是礦山開采與隧道施工的重要環(huán)節(jié)。無論是過去的人工鑿巖，還是近些年的機(jī)械化鑿巖，均需要工人在礦井現(xiàn)場進(jìn)行操作，存在較大安全隱患。”生長于“世界銻都”湖南冷水江市的殷俊杰，從小身邊就有許多親戚從事礦井開采，為了解決他們作業(yè)環(huán)境惡劣的現(xiàn)狀，殷俊杰立志研發(fā)一款智能化鑿巖裝備，實(shí)現(xiàn)井下無人化作業(yè)。

為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，進(jìn)入湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)班學(xué)習(xí)的殷俊杰，與學(xué)校工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)等專業(yè)的十余名同學(xué)組成了團(tuán)隊(duì)，在老師的指導(dǎo)下，開始研發(fā)之旅。

“臺(tái)車臂架定位對(duì)孔是鑿巖作業(yè)的第一步，定位偏差會(huì)影響鑿巖精度和準(zhǔn)確度。”湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣創(chuàng)新工作室負(fù)責(zé)人廖子琛同學(xué)說，在項(xiàng)目初期，他們首選激光雷達(dá)獲取工作面點(diǎn)云輪廓，進(jìn)行定位對(duì)孔。但在雷達(dá)性能測試時(shí)遇到一個(gè)難題——他們使用水泥面、石板面、瓷磚面等，模擬鑿巖臺(tái)車各種作業(yè)工況時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)測試一些比較光滑的平面時(shí)，雷達(dá)獲取的數(shù)據(jù)會(huì)有所缺失。“這意味著在真實(shí)施工環(huán)境中，如遇到地下水滲透等情況，設(shè)備將無法識(shí)別。”

在隨后的一個(gè)月里，團(tuán)隊(duì)成員加班加點(diǎn)、連續(xù)作戰(zhàn)。他們使用10余種不同類型的傳感器進(jìn)行測試，完成了50多次設(shè)備的布線、安裝、調(diào)試，最終選用工業(yè)相機(jī)獲取圖像數(shù)據(jù)的方式，補(bǔ)全了這一部分?jǐn)?shù)據(jù)的缺失，實(shí)現(xiàn)基于工業(yè)相機(jī)、激光雷達(dá)、編碼器多源感知融合的高精度無人化快速定位功能。

“定位精度提升至20毫米內(nèi)，幾乎達(dá)到國內(nèi)最高水平。”殷俊杰說，這一次成功給了團(tuán)隊(duì)莫大鼓舞，在一次次成功與失敗交替、淚水與汗水混雜之中，團(tuán)隊(duì)通過兩年時(shí)間完成了600余次實(shí)地測試與硬件選型、軟硬件聯(lián)合調(diào)試、系統(tǒng)集成優(yōu)化等工作，最終交出了一張滿意“答卷”，并在2024年湖南省大學(xué)生創(chuàng)新大賽斬獲一等獎(jiǎng)。

“該系統(tǒng)內(nèi)置的智能路徑規(guī)劃模塊，能夠根據(jù)隧道地形、巖石特性及施工要求，自動(dòng)計(jì)算出最優(yōu)鉆孔路徑。同時(shí)，基于鑿巖數(shù)據(jù)庫動(dòng)態(tài)調(diào)整鉆孔參數(shù)，真正實(shí)現(xiàn)‘一鍵智鑿’。”殷俊杰說，通過精準(zhǔn)控制和高效作業(yè)，礦井使用該套系統(tǒng)在大幅提高作業(yè)效率的同時(shí)，可減少三分之二的操作人員需求，僅鉆孔定位時(shí)間就從30分鐘縮短至5分鐘。(完)