基于故障樹的柔索驅動揀矸機器人系統分揀可靠性研究

喬心州， 武琛琛， 劉鵬， 樊紅衛， 毛清華

（西安科技大學 機械工程學院，陜西 西安 710054）

0 引言

矸石是煤炭開采的伴生廢品，直接使用未經處理的原煤會造成資源浪費與環境污染，因此將煤矸分離是煤礦生產過程中的必要工序。而現有的人工分揀工作環境差、勞動強度大，重介洗選消耗介質、生產成本高，浮選污染礦山環境，跳汰分選指標不穩定，已無法適應我國煤炭行業高質量發展要求。采用揀矸機器人進行矸石分揀，可以有效解決傳統分選方式存在的問題。目前，國內外學者在揀矸機器人的煤矸識別[1-4]、揀矸路徑軌跡規劃[5-6]、等效位置工作空間[7]、柔性分揀[8-9]和多機協作分揀[10-12]等方面做了大量研究，但針對揀矸機器人的分揀可靠性研究相對較少。而揀矸機器人的分揀可靠性與煤的品質及分揀效率息息相關，對揀矸機器人系統分揀可靠性進行研究十分必要。

故障樹分析法是一種由結果推斷原因的圖形演繹分析方法，因其簡單、直觀、有效等優點被廣泛應用于機器人可靠性研究。Jiang Guangjun等[13]采用模糊故障樹對競技機器人系統的可靠性進行了分析，為其故障診斷提供理論依據。陳霞[14]采用模糊故障樹對蠕動式纜索機器人的可靠性進行了研究，為其可靠性設計提供了理論依據。韓雪等[15]將失效模式與影響分析法和模糊故障樹結合，對可纏繞式混合驅動柔索并聯機器人可靠性進行了分析。T.A.Ferguson等[16]基于故障樹分析對核電站巡檢機器人可靠性進行了研究，確定了輻射損害敏感部件故障的故障路徑?！?br>