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[发明专利]用于煤矿井下防冲钻孔的多参数随钻测量智能钻杆及方法-CN202310897767.8在审
发明人： 戴剑博;王忠宾;邢飞;王清峰;向浩;司垒;陈航 -专利权人：中国矿业大学;中煤科工集团重庆研究院有限公司;义马煤业集团股份有限公司
申请日： 2023-07-21 - 公布日： 2023-10-24 - 主分类号： E21B47/00 文献下载
摘要：一种用于煤矿井下防冲钻孔的多参数随钻测量智能钻杆及方法，钻杆：孔内测量部分由温度测量单元、伽马测量单元、轨迹测量单元、电源单元、无线通信模块一和DSP处理器模块组成；温度、轨迹和伽马测量单元安装在测量短节中；电源单元安装在发射短节中；无线通信模块一安装在发射短节中；孔口控制部分由钻机、转速传感器、无线通信模块二和上位机组成；转速传感器安装在钻机中的驱动电机上；无线通信模块二与上位机连接，同时，通过无线与无线通信模块一连接；方法：利用钻机推动钻杆本体沿着设定轨迹路线进行探测钻孔作业，根据温度信息、岩性信息控制钻机转速，根据轨迹信息进行纠偏调整作业。该钻杆及方法能高效地在钻进过程中完成实时测量作业。
用于煤矿井下钻孔参数测量智能钻杆方法

[发明专利]一种用于防冲钻孔机器人的钻杆装置及其使用方法-CN202210516808.X有效
发明人：司垒;刘凯杰;王忠宾;梁斌;谭超;闫海峰;魏东;戴剑博;顾进恒;刘新华;邹筱瑜;路绪良 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2022-05-13 - 公布日： 2023-10-03 - 主分类号： E21B17/046 文献下载
摘要：一种用于防冲钻孔机器人的钻杆装置及其使用方法，包括多组首尾活动连接的钻杆组件；每组包括位于钻杆主体内并从外至内依次套装的第一筒体、第二筒体、支撑轴；支撑轴一端伸出至钻杆主体的首端外侧并设有与钻杆主体尾端插装周向限位的第一闭锁组件；第二筒体一端伸出至钻杆主体的首端外侧、并设有与钻杆主体尾端轴向限位的第二闭锁组件；第一筒体轴向滑动、首端设有滑动时带动第二筒体转动的槽孔组件；弹簧套装在第二筒体上、一端与第一筒体首端面接触。本用于防冲钻孔机器人的钻杆装置及其使用方法，不仅实现多组钻杆组件首尾活动连接，保障钻杆组件之间的锁定、解锁，方便对其拆装，而且实现整体正反转的进钻、退钻，适用范围更广。
一种用于钻孔机器人钻杆装置及其使用方法

[发明专利]一种防冲钻孔机器人控制架构设计方法及控制系统-CN202310730550.8在审
发明人：张聪;王忠宾;顾进恒;司垒;张修峰;魏东;闫海峰;谭超;邹筱瑜;戴剑博;刘新华;李国营 -专利权人：中国矿业大学;山东能源集团有限公司
申请日： 2023-06-20 - 公布日： 2023-08-04 - 主分类号： E21B44/00 文献下载
摘要：一种防冲钻孔机器人控制架构设计方法及控制系统，构建四层网络架构模型，并根据功能将网络划分为驱动层、接口层、核心层和用户层四层结构；在驱动层分别设置行走控制子系统、钻具调姿子系统、钻杆装卸子系统和自适应钻进子系统；在接口层设置设备控制接口、设备维护接口和数据采集接口；在核心层设置设备管理单元、环境感知单元、无人化钻进单元、运行状态监测单元和工作数据单元；在用户层设置视频监控系统、数字孪生系统和人机交互系统；系统包括防冲钻孔机器人、井下远程控制中心、井上集控中心、遥控器、云平台和移动端。该方法有助于实现防冲钻孔机器人自主钻孔作业过程；该系统有利于实现孔泄压区域无人化或少人化作业。
一种钻孔机器人控制架构设计方法控制系统

[发明专利]一种防冲钻孔机器人钻具全自主装卸液压控制系统及方法-CN202211382069.6有效
发明人：司垒;单光朋;顾进恒;王忠宾;梁斌;魏东;闫海峰;谭超;邹筱瑜;戴剑博;刘新华 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2022-11-07 - 公布日： 2023-06-27 - 主分类号： F15B13/02 文献下载
摘要：一种防冲钻孔机器人钻具全自主装卸液压控制系统及方法，系统：液压泵对比例换向阀进行供油，比例换向阀一通过单向节流阀、液控单向阀C与顶升油缸连接，比例换向阀二通与液压马达连接；比例换向阀三通过双液控单向阀二与手钳液压缸连接；比例换向阀四通过双液控单向阀一与插销液压缸一至六连接；方法：装填作业，顶升板升到设定高度，解除对最下面一排钻具的固定，使钻具下落到顶升板上，对倒数第二排钻具进行固定，液压马达驱动梭臂向内转动，并带动手钳向钻具库下方移动，使顶升板下降，对钻具进行夹持，驱动梭臂向外转动，并带动手钳向钻进系统方向移动，松开钻具，使钻具装填到位。该系统及方法能提高防冲钻孔机器人装卸钻具时的自动化程度。
一种钻孔机器人钻具全自主装卸液压控制系统方法

[发明专利]一种金刚石和碳纳米管复合截齿的制备工艺-CN202310134455.1在审
发明人： 戴剑博;曹帅阳;王忠宾;司垒;谭超;闫海峰;魏东;顾进恒 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2023-02-20 - 公布日： 2023-05-26 - 主分类号： B22F5/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种金刚石和碳纳米管复合截齿的制备工艺，通过低温活化液相烧结技术，将镍铬合金作为活化相添加到金刚石、碳纳米管和碳化钨组成的胎体材料中，在1000~1500℃的真空氛围中热压烧结制备出集高耐磨性和抗冲击性一体的复合截齿；低温活化液相烧结技术可以在较低的烧结温度下实现金刚石、碳纳米管、镍铬合金与基体之间化学冶金结合，从根本改善四者之间的结合强度，提高基体对金刚石和碳纳米管的把持力，同时又避免了金刚石和碳纳米管的热损伤，而且活性元素合金熔化流淌，填充基体颗粒间缝隙，获得致密烧结体，从根本上提高复合截齿的耐磨性和抗冲击韧性，达到高效、长久稳定截割硬岩的目的。
一种金刚石纳米复合制备工艺

[发明专利]一种基于激光视觉融合的防冲钻孔机器人同步定位与地图构建方法-CN202211646032.X在审
发明人：刘新华;王辉;方淙敏;王忠宾;康明霞;司垒;魏东;邹筱瑜;顾进恒;戴剑博 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2022-12-21 - 公布日： 2023-05-02 - 主分类号： G01C21/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于激光视觉融合的防冲钻孔机器人同步定位与地图构建方法，包括：通过视觉激光里程计构建新的描述子，并求解出对应两帧图像对应描述子间的位姿变换关系；通过激光惯性里程计消除激光雷达的运动畸变，对点云进行特征提取与匹配，并求解出当前激光雷达的位姿；通过匹配历史关键帧进行回环检测；通过位姿图优化的方法对回环检测以及里程计位姿估计的结果进行优化，最终输出位姿数据和地图；本发明将激光与视觉相融合，有效的提高了系统的鲁棒性和准确性，可提高定位的精度、改善地图的质量以及精度，有效为移动机器人自主导航提供扎实的理论基础；本发明具有通用性，可以适用于不同种类、不同型号的传感器。
一种基于激光视觉融合钻孔机器人同步定位地图构建方法

[发明专利]一种煤矿钻孔机器人的棘轮式自动装卸正反转通讯钻杆-CN202210231541.X有效
发明人：司垒;张鹏辉;王忠宾;魏东;谭超;闫海峰;刘新华;戴剑博;顾进恒;邹筱瑜 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2022-03-10 - 公布日： 2023-05-02 - 主分类号： E21B17/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种煤矿钻孔机器人的棘轮式自动装卸正反转通讯钻杆，涉及钻具技术领域，包括钻杆本体，所述钻杆本体至少设置有两个，套管的内部顺序安装有，芯轴，所述芯轴活动安装在钻杆本体的内部，用于对接另一个钻杆本体；伸长机构，所述伸长机构和芯轴抵触安装，伸长机构驱使芯轴伸出或退回钻杆本体；触发机构，触发机构驱使伸长机构前推芯轴；棘轮锁紧模块，棘轮锁紧模块用于相邻的两个钻杆本体周向和轴向锁死。该煤矿钻孔机器人的棘轮式自动装卸正反转通讯钻杆，可实现钻杆正反转进行缓冲松动处理抱钻事故，同时钻机也可自动装卸钻杆来实现钻杆间通讯传递，为真正实现现场全程无人化钻孔施工提供技术支撑，并且钻机应用该钻杆时脱离了人工辅助操作，减低了工人的劳动强度。
一种煤矿钻孔机器人棘轮自动装卸反转通讯钻杆

[发明专利]一种矿用换杆机械臂及液压控制方法-CN202211569937.1在审
发明人：闫海峰;姚永成;王忠宾;梁斌;顾进恒;戴剑博;司垒;周震;董红帅;龚子耀;刘立奇 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2022-12-08 - 公布日： 2023-03-07 - 主分类号： E21B19/14 文献下载
摘要：一种矿用换杆机械臂及液压控制方法，系统：大臂两端分别与底座和小臂之间转动连接，底座连接在回转支承上，并由液压马达驱动旋转，大臂与底座之间、大臂与小臂之间各连接有一个液压缸；手腕俯仰液压马达一连接在小臂的端部，并驱动安装有手腕横摆液压马达二的第二马达安装座转动，手腕横摆液压马达二驱动安装有手腕旋转液压马达的第三马达安装座转动，手腕旋转液压马达驱动手爪关节总成转动；方法：控制手爪打开，控制机械臂动作到抓取位置；抓取钻杆；控制机械臂到达上杆位置；松开钻杆；机械臂复位；控制机械臂动作到取杆位置；抓取钻杆；控制机械臂到达放杆位置；松开钻杆；机械臂复位。该系统及方法自动化程度高，能提高井下换杆作业的效率。
一种矿用换杆机械液压控制方法

[发明专利]一种侧夹式液压打桩机位姿监测系统及其位姿反解方法-CN202210609188.4在审
发明人： 戴剑博;王秀忠;徐杰 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2022-05-31 - 公布日： 2022-08-19 - 主分类号： E02D7/06 文献下载
摘要：本发明公开了一种侧夹式液压打桩机位姿监测系统及其位姿反解方法，包括设置在打桩机机体上的位姿传感单元、位移传感单元、数据采集模块、数据处理模块、通信管理机制模块、监测系统模块；所述位姿传感单元设置在打桩机末端偏摆机构的中心部位用于测量打桩机末端偏摆机构所夹持桩体X、Y、Z三轴方向位姿信息；所述位移传感单元安置在打桩机机械臂的三组动臂油缸上用于测量打桩机机械臂液压油缸活塞的推进行程；能够通过已知桩体的位姿信息反解出打桩机机械臂关节偏角，从而确定打桩机机械大臂、小臂以及打桩机末端偏摆机构三组动臂油缸活塞的推进行程，从而为操作人员调整桩体位姿提供数据参考。
一种侧夹式液压打桩机位监测系统及其位姿反解方法

[发明专利]一种防冲钻孔机器人动态障碍物监测系统及监测方法-CN202210535570.5在审
发明人：魏东;闫海峰;王忠宾;司垒;谭超;刘新华;顾进恒;戴剑博;辛德忠 -专利权人：中国矿业大学;中煤科工集团重庆研究院有限公司
申请日： 2022-05-17 - 公布日： 2022-08-16 - 主分类号： G06V20/10 文献下载
摘要：一种防冲钻孔机器人动态障碍物监测系统及监测方法，采用防爆广角摄像仪对防冲巷道场景进行采集，通过Lucas–Kanade光流法和随机采样一致性算法实时提取视野区域内的移动目标，获取所提取移动目标的运动特征信息，基于该信息采用强跟踪模型对移动目标运行趋势进行估计，判别移动目标在后续时刻是否会落入依据广角摄影仪与防冲钻孔机器人的刚性关系所建立的警戒区域，若是则语音提示模块报警并将制动信号发送给防冲钻孔机器人行走控制器进行制动。本发明避免了引入多相机或云台带来的控制及防爆困难，为防冲钻孔机器人安全作业创造条件，实现防冲钻孔机器人行进过程中的自主保护，防止发生碰撞事故，提高其对泄压巷道工作环境的适应性。
一种钻孔机器人动态障碍物监测系统方法

[发明专利]一种新型空间分布IMU的防冲钻孔机器人位姿调节方法-CN202210339521.4在审
发明人：刘新华;方淙敏;张修峰;王忠宾;司垒;谭超;闫海峰;田厚强;邹筱瑜;康明霞;赵啦啦;魏东;戴剑博;顾进恒 -专利权人：中国矿业大学;山东能源集团有限公司
申请日： 2022-04-01 - 公布日： 2022-07-08 - 主分类号： E21B44/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种新型空间分布IMU的防冲钻孔机器人位姿调节方法，包括防冲钻孔机器人、惯性单元组、正八面体结构架和惯性单元。本发明的有益效果是：将采集的六组数据进行融合处理，并导入循环神经网络进行训练，得到预测模型，这样做可以使所训练出来的模型更加可靠，预测防冲钻孔机器人的位移与姿态更加准确并进行实时误差补偿，从而实现防冲钻孔机器人位移与姿态的自动调节，提高钻孔效率，实现卸压过程的自动化。
一种新型空间分布 imu 钻孔机器人调节方法

[发明专利]一种钻孔机器人用钻进围岩加载装置及液压控制方法-CN202210176209.8在审
发明人：顾进恒;沈琮;梁斌;董红帅;王忠宾;张修峰;谭超;戴剑博 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2022-02-25 - 公布日： 2022-06-24 - 主分类号： G01M99/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种钻孔机器人用钻进围岩加载装置及液压控制方法，其中钻孔机器人用钻进围岩加载装置，包括煤样料槽机构、推移机构、液压加载机构、支撑机构，能够使钻进围岩处于受压状态，且能够实现动载加压和瞬时加压，能够在进行钻进试验时，实现对钻进围岩实现恒定加压、动载加压以及瞬时加压三种受压状态，进而完成能够反应煤矿地质褶皱、构造应力复杂等围压工况的钻进试验。
一种钻孔机器人钻进围岩加载装置液压控制方法

[发明专利]一种金刚石复合截齿及其低温活化液相烧结工艺-CN202110901633.X有效
发明人： 戴剑博;王忠宾;时佳伟;谭超;司垒 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2021-08-06 - 公布日： 2022-05-10 - 主分类号： E21C35/183 文献下载
摘要：本申请公开了一种金刚石复合截齿及其低温活化液相烧结工艺，包括截齿钢基体和金刚石‑硬质合金复合齿头通过钎焊牢固连接。金刚石‑硬质合金复合齿头通过低温活化液相烧结技术，将镍铬合金作为活化相添加到金刚石、碳化钨颗粒组成的胎体材料中，在900~1100℃真空氛围中烧结制备出集金刚石高耐磨性和硬质合金高抗冲击韧性于一体的齿头。低温活化液相烧结技术在较低的烧结温度下实现金刚石、镍铬合金与基体之间化学冶金结合，从根本改善三者之间的结合强度，提高基体对金刚石把持力，同时又避免了金刚石的热损伤，而且活性元素合金熔化流淌，填充基体颗粒间缝隙，获得致密烧结体，从根本上提高复合截齿的耐磨性和抗冲击性，达到高效、长久稳定截割硬岩的目的。
一种金刚石复合及其低温活化烧结工艺

[发明专利]一种用于防冲钻孔机器人的自动装卸钻杆装置-CN202210037421.6在审
发明人：司垒;朱远胜;王忠宾;魏东;谭超;闫海峰;戴剑博;顾进恒;邹筱瑜;李嘉豪;陈明聪;周震;沈琮 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2022-01-13 - 公布日： 2022-04-29 - 主分类号： E21B19/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于防冲钻孔机器人的自动装卸钻杆装置，包括液压组件、以及多个左右同轴布置的钻杆主体；每个钻杆主体内部设有传动组件、靠近尾端处设有锁紧组件、尾端处设有与其杆头相匹配的定位槽；传动组件包括轴向移动的传动轴；右侧钻杆主体的杆头插装在左侧钻杆主体尾端的定位槽内并同向转动；外置驱动轴的一端穿入右侧钻杆主体内与相应传动轴的一端咬合同向转动，在外置驱动轴移动、转动下，传动轴的另一端插装在左侧锁紧组件内，并带动其对右侧杆头轴向限位。本用于防冲钻孔机器人的自动装卸钻杆装置，结构简单紧凑，不仅实现左右相邻的钻杆主体之间快速拆装，连接更加可靠，而且保障钻杆主体之间同向转动，响应更快。
一种用于钻孔机器人自动装卸钻杆装置

[发明专利]一种可传递大扭矩的正反转自动拆卸钻杆及操作方法-CN202111490190.6在审
发明人： 戴剑博;张琰;王忠宾;闫海峰;顾进恒 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2021-12-08 - 公布日： 2022-03-15 - 主分类号： E21B17/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种可传递大扭矩的正反转自动拆卸钻杆及操作方法，装置包括顺次连接的前钻杆与后钻杆，前钻杆包括前内轴和前外轴，后钻杆包括后内轴和后外轴；前内轴末端有弹簧销和后内轴前端的第二半弓形三角块接触，前钻杆带动着弹簧销正向转动，弹簧销沿着弓形边滑动而收缩弹簧销，前钻杆反转，与弹簧销带动着第二半弓形三角块及后内轴旋转，实现反转且钻杆未脱落；后外轴和后内轴的键槽与后内轴固连的圆柱销配合，在后外轴上的轴套与圆柱销紧紧配合，旋转该轴套带动着后内轴进行水平位移和微小转动使得后内轴的第二半弓形三角块推出，从而达成后钻杆拆卸的目的；本发明在冲击地压条件下该钻杆仍然可以传递大扭矩正反转并实现自动拆卸。
一种传递扭矩反转自动拆卸钻杆操作方法

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