石油勘探节点布设机器人系统研究

张开发
• 2026/4/21 7:35:40 • 15 分钟阅读

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石油勘探节点布设机器人系统研究
石油勘探节点布设机器人系统研究摘 要随着石油勘探向高密度、高精度方向发展，陆上节点地震仪的大规模推广应用对节点布放作业的自动化水平提出了迫切需求。然而，当前节点收放作业仍以人工为主，与之配套的机械化、自动化设备尚未成型，严重制约了施工效率与勘探精度。本文以石油勘探节点布设机器人为研究对象，针对野外复杂环境下节点自动布放的技术难题，从系统总体架构、移动平台设计、执行机构控制、自主导航与路径规划、通信组网等维度展开系统研究。首先提出基于“感知—决策—执行”三层架构的机器人系统总体方案，设计了履带式移动平台与多自由度机械臂相结合的硬件系统；其次，基于ROS框架开发了涵盖SLAM建图、融合导航定位、改进A*-DWA路径规划与机械臂运动控制的软件系统，并给出完整的代码实现与详细解释；最后，针对多机协同作业场景，设计了基于任务分解与优先级调度的协同布设策略。实验验证表明，该系统布设定位误差可控制在10 cm以内，单节点布设周期低于120秒，可有效替代人工完成野外节点布设任务。关键词：石油勘探；节点布设；机器人系统；自主导航；机械臂控制；多机协同1 引言1.1 研究背景与意义近年来，陆上节点仪器在石油勘探市场中被大规模推广应用，其高密度、无缆化的特点显著提升了地震采集的灵活性与覆盖面。然而，与节点仪器规模化应用形成鲜明对比的是，节点收放作业仍以传统人工方式为主，节点相配套的机械化、自动化设备尚未成型，成为制约勘探效率的瓶颈环节。在地形复杂的山地、沙漠、戈壁等区域，人工布设节点不仅劳动强度大、作业效

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