重庆凯瑞机器人公司冉坤高工：矿用机器人标准及检测现状分析

2025年11月28日 16:33 智能矿山杂志责编：戚金荣作者：智能矿山杂志

摘要

聚焦矿用机器人领域，深入分析了矿用机器人标准现状及其在检测技术发展、行业痛点等方面现状。从应用领域、运动方式、使用空间、机械结构、编程和控制方式5 个维度进行定义和分类，概括了包括机器人术语、性能测试、安全规范、智能化评价等多维度标准体系框架。从全生命周期视角剖析矿山机器人设计研发、生产制造、检测认证、应用维护等环节中标准与检测技术的作用，分析矿用机器人检测的行业痛点，为推动矿用机器人产业规范化、高质量发展提供了理论参考与实践依据。

文章来源：《智能矿山》2025年第11期“矿山机器人技术创新与实践特刊”

第一作者：冉坤，高级工程师，现任重庆凯瑞机器人技术有限公司移动机器人测评部部长，主要从事机器人及智能化装备检测认证相关研究工作。E-mail：442906285@qq.com

作者单位：重庆凯瑞机器人技术有限公司

引用格式：冉坤，李本旺，成林，等.矿用机器人标准及检测现状分析[J].智能矿山，2025，6(11)：10-14.

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矿用机器人作为矿山智能化建设的关键技术装备，标准化和检测工作对于保障矿山安全生产、提高生产效率、推动产业发展至关重要。然而，目前国内矿用机器人产业面临标准缺失、检验检测技术不足等问题，因此，深入研究矿用机器人标准及检测现状，具有重要的现实意义。

机器人概述

（1）机器人定义

根据GB/T 12643标准，机器人是指具有一定自主能力，能够执行运动、操作或定位的可编程机构。其中，自主能力指的是基于当前状态和感知信息，在无人为干预的情况下执行预期任务的能力。

（2）机器人分类

依据标准GB/T 39405—2020《机器人分类》，机器人从应用领域、运动方式、使用空间、机械结构、编程和控制方式5个维度进行分类，机器人分类如图1所示。

图1 机器人分类

（3）机器人标准体系

国内机器人标准化委员会TC591制定了“基础共性、关键技术、零部件、整机、集成与应用”的全链条标准体系，涵盖机器人术语、性能测试、安全规范、智能化评价等多个维度。该标准体系对于完善国内机器人标准体系、规范国内机器人技术和产品市场、加强国际合作、推动机器人产业高质量发展具有重要意义，标志着我国在机器人标准化领域从“跟跑”向“领跑”的转变，机器人标准体系如图2所示。

图2 机器人标准体系

国内矿用机器人标准现状

在全球积极推进矿山智能化建设的趋势下，我国作为煤炭生产和消费大国，对矿用机器人的需求日益增长。然而，由于缺乏统一且完善的标准体系，矿用机器人在复杂的矿山环境中故障频发。相关统计显示，故障发生率相较于地面普通设备高3倍，严重影响了矿山的正常生产秩序，还带来了巨大的安全隐患。与此同时，检测认证环节的滞后与繁杂，新产品从研发到投入市场的周期大幅延长。

2023年8月9日，国家矿山安全监察局组织编制了《矿山智能化标准体系框架》，首次将煤矿和非煤矿山智能化标准建设纳入同一体系，从开采工艺、技术装备、数据治理、安全保障等多维度，构建了覆盖智能化矿山建设各业务领域、全生命周期的标准体系框架。该框架包括基础通用、数据与模型、生产系统与技术装备、决策与应用等4类标准子体系，明确了智能化矿山建设各部分的具体标准研制方向，引导各有关单位开展相关标准规范的制修订工作，矿山智能化标准体系如图3所示。

图3 矿山智能化标准体系

2024年7月22日，全国机器人标准化技术委员会矿用机器人标准工作组（SAC/TC591/WG03）正式成立，标志着我国矿用机器人标准化工作进入新阶段。该工作组由中国机械工业联合会机器人分会发起，成员单位涵盖矿山企业、机器人制造商、科研机构及高校等机构，并同期发布了矿用机器人标准体系（草案），该草案从安全、性能、整机及应用、基础通用、适应性、集成等方面构建了标准体系，矿用机器人标准体系（草案）如图4所示。

图4 矿用机器人标准体系（草案）

矿用机器人检测现状

3.1 检测技术体系

矿用机器人检测涵盖安全性、可靠性、环境适应性等多维度指标。

（1）安全性检测包括防爆性能测试（如外壳耐压、火花防护）、电气安全检测（如绝缘电阻、接地保护）；可靠性检测涉及故障诊断、抗干扰能力及长期运行稳定性。

（2）环境适应性检测针对井下高温、高湿、粉尘等极端条件，验证机器人防护等级与耐久性。中国煤炭科工集团有限公司研发的故障监测系统，通过集成液压系统状态评估、关节性能监测等模块，实现了机器人运行状态的实时分析与预警，有效提升了检测准确性与效率。

3.2 认证流程优化

安标国家矿用产品安全标志中心有限公司推行“新产品审核发放模式”，针对机器人研发阶段特殊性，允许通过工业性试验验证产品性能，缩短认证周期。

以山东国兴智能科技股份有限公司的履带式巡检机器人为例，煤安/矿安认证流程结合实验室测试与井下实际应用数据，既确保产品安全性与适用性，又加快产品上市速度。此外，陕西煤业化工集团有限责任公司等企业通过构建设备全生命周期管理系统，实现矿用机器人从研发到退役的全程质量追溯，进一步优化认证管理流程。

3.3 检测机构能力建设

国内已建立覆盖矿用机器人全产业链的检测机构网络，如国家机器人质量检验检测中心、中煤科工集团有限公司检测中心、中国矿业大学测试平台等。该机构通过资质互认与跨界合作，提升检测效率与公信力。中国煤炭科工集团有限公司开展的检测机构资质互认可行性研究，为跨区域检测合作提供理论支持，促进了检测资源共享与协同发展。国家机器人质量检验检测中心（重庆）围绕安全、智能、可靠3个技术方向深耕。

（1）安全检测方面

在安全检测方面覆盖能力全、优势突出，涵盖通用性能、通用机械、电气安全，特别是在防爆安全、抗风抗雨稳定性测试等方面处于国内领先水平，并且在功能安全、软件和信息安全测评等方面取得了较好的进展，安全与性能测评能力图谱如图5所示。

图5 安全与性能测评能力图谱

（2）智能测评

智能测评分为单体智能和多机智能。在单体智能测评能力方面取得了较大突破，构建了基于紫外-可见光-红外全光谱可动态测试的视觉垂直大模型训练场和测试场，搭建了国内目前最大的移动机器人运动智能测评场景，同时具备语音智能、多机的系统调度和同步响应测试能力，并在自主能力、多机协同、人机交互等方面持续迭代优化，智能性测评能力图谱如图6所示。

图6 智能性测评能力图谱

（3）可靠性检测

可靠性检测包括电磁兼容、机械可靠性和环境可靠性、防护等级、NVH、MTBF、疲劳耐久性等方面。拥有机器人、无人机动态可靠性试验专用的250 m³步入式环境箱、10 m法和3 m法电波暗室，在机器人领域及仪器仪表、汽摩、医疗器械等整机和部件可靠性方面积累了丰富的经验，得到了华东、华南等地区龙头企业的广泛认可，可靠性测评能力图谱如图7所示。

图7 可靠性测评能力图谱

3.4 矿用机器人检测行业痛点

（1）恶劣工况模拟不足

矿用机器人在实际工作中需面对突水（水压≥10 MPa）、瓦斯爆炸（浓度5%~16%）等极端工况，但目前国内在极端工况模拟检测方面能力严重不足，相关场景模拟平台的覆盖率不足30%，使得在检测过程中，难以全面、真实地模拟机器人在实际工作中可能遇到的极端情况，导致对矿用机器人在极端工况下的性能和可靠性评估不准确。

（2）检测技术人员短缺

由于矿用机器人检测涉及防爆等特殊技术要求，专业的检测技术人员相对匮乏，影响了检测工作的质量和效率。

（3）检测标准制定滞后

矿用机器人标准制定滞后，受到技术复杂性、产业生态割裂、国际竞争格局等多重因素影响。在极端环境适应性方面，现行标准难以满足矿用机器人对防爆、防尘、抗电磁干扰等严苛要求；在多学科交叉技术融合方面，标准未覆盖关键技术；在场景碎片化与需求差异化方面，现有标准难以适配不同矿区的特殊需求；在检测认证方面，现有检测方法难以对矿用机器人的智能化能力进行有效评估。

矿用机器人全生命周期分析

4.1 全生命周期各环节现状

（1）科研院所

在矿用机器人研发过程中，面临研发成本高、技术转化困难等问题。科研院所技术研发投入大量资源，但由于缺乏与市场的有效对接，导致研发成果难以快速转化为实际生产力。

（2）生产端

生产企业存在技术开发测试人员不足、认证证书取证难等问题。生产企业普遍缺乏既懂机器人技术又熟悉煤矿场景的复合型人才。生产过程中需要专业的技术人员进行产品开发和测试，确保产品质量；同时，获取相关认证证书的流程复杂、难度大，增加了企业的生产成本和时间成本。

（3）检测机构

检测机构需要行业政策的有力支撑，并且在机器人检测与安标检测合作方面有待加强。目前，检测机构在标准执行和检测技术应用上存在一定差异，需要进一步统一和规范。

（4）终端用户

终端用户关注设备的可靠性、维护与操作便捷性以及维修时间等问题。由于矿用机器人工作环境恶劣，对设备的可靠性要求极高；同时，复杂的操作和较长的维修时间会影响矿山的正常生产。

4.2 标准与检测技术在全生命周期中的作用

（1）设计研发环节

标准是指导机器人设计的重要依据。通过制定涵盖机械结构、电气性能、智能控制、防爆防护等多方面的设计标准，确保机器人在设计阶段已充分考虑矿山环境的特殊需求与安全要求。检测技术则在设计研发过程中发挥着验证与优化作用，通过模拟矿山实际工况，对设计方案进行性能检测与评估，及时发现设计缺陷并进行优化，提高机器人的研发质量与成功率。

（2）生产制造环节

标准化的生产流程与质量控制体系能够保证产品的一致性与稳定性。生产企业按照统一的标准进行原材料采购、零部件加工、装配调试等工作，可有效降低生产成本，提高生产效率。检测技术在生产制造过程中扮演着质量把关的角色，通过对生产过程中的半成品与成品进行严格检测，及时发现质量问题并进行整改，防止不合格产品流入市场。

（3）检测认证环节

第三方检测机构依据相关标准，对机器人进行全面的性能检测与安全评估，只有通过检测认证的产品才能获得进入矿山市场的资格。完善的检测认证标准与技术，能够增强用户对产品的信任度，促进市场的健康发展。

（4）应用维护环节

标准为机器人的操作、维护与管理提供了规范。矿山企业按照操作标准对机器人进行正确使用，按照维护标准进行定期保养与维修，能够延长机器人的使用寿命，提高其运行效率。检测技术则用于实时监测机器人的运行状态，及时发现潜在故障并进行预警，保障矿山生产的安全性与稳定性。

总结

（1）全面分析了矿用机器人标准及检测现状，国内矿用机器人产业在标准体系建设和检测技术发展方面取得了一定进展，但仍面临诸多挑战，如标准体系不完善、检测技术不足、行业痛点突出等。

（2）为推动矿用机器人产业的规范化、高质量发展，需要加强产业标准体系顶层设计，补齐产业关键技术短板，提升企业自主创新动力，完善检测技术和标准体系，加强各环节之间的协同合作，以满足矿山智能化建设的需求，保障矿山安全生产和提高生产效率。

（3）从全生命周期视角来看，标准与检测技术贯穿矿用机器人设计研发、生产制造、检测认证、应用维护等各个环节，对产业发展具有重要的支撑作用。未来，还需进一步深入研究矿用机器人标准与检测技术，适应产业发展的新需求和新挑战。

编辑丨李莎

审核丨赵瑞

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