架空輸電線智能巡檢機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、架空輸電線路的巡檢工作關(guān)系到千家萬(wàn)戶的供電保障，更是國(guó)家基礎(chǔ)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展的“動(dòng)脈”。巡檢機(jī)器人作為新型的巡檢方法，具有精度高、效率高、適應(yīng)性強(qiáng)、費(fèi)用低和可攜帶設(shè)備等優(yōu)點(diǎn)。國(guó)內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)的巡檢機(jī)器人多數(shù)只能處于兩塔之間，識(shí)別及跨越線上障礙始終是難題，控制系統(tǒng)大多采用PC104和運(yùn)動(dòng)控制卡組合，有處理性能不高、擴(kuò)展性差、耗電量大等缺點(diǎn)。
　　本課題自主研發(fā)了新型三臂式巡檢機(jī)器人，本文完成了此機(jī)器人控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)，并對(duì)跨障過(guò)程這

2、一難點(diǎn)進(jìn)行控制實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證控制系統(tǒng)的有效性。主要完成的工作如下：
　　1、闡明項(xiàng)目要求及巡檢機(jī)器人研發(fā)的技術(shù)難點(diǎn)，提取障礙物尺寸特征，結(jié)合人在鋼絲行走的方式設(shè)計(jì)巡檢機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)方案和跨障方案，然后提出本文巡檢機(jī)器人機(jī)構(gòu)方案。
　　2、采用分層遞階控制概念，提出一套完整的巡檢機(jī)器人控制系統(tǒng)硬件方案，有互補(bǔ)協(xié)作的雙處理器結(jié)構(gòu)、雙遙控方式和分布式控制形式等特點(diǎn)。提出障礙物三級(jí)識(shí)別方案，讓機(jī)器人從障礙物3m前三級(jí)減速直至停止于前10c

3、m處。
　　3、提出一套模塊化的軟件系統(tǒng)，采用分層設(shè)計(jì)，為確保故障及時(shí)診斷修復(fù)，添加帶有斷點(diǎn)重啟程序的診斷處理層。為保證軟件的嚴(yán)謹(jǐn)性和可伸縮性，ARM端設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)體通信機(jī)制和動(dòng)作分解機(jī)制，將任務(wù)細(xì)分到最單個(gè)的動(dòng)作“細(xì)胞”。同時(shí)，設(shè)計(jì)了工業(yè)PC和地面PC上位機(jī)、手持遙控器的軟件和用戶操作界面。
　　4、應(yīng)用所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)，針對(duì)跨障運(yùn)動(dòng)過(guò)程進(jìn)行控制實(shí)驗(yàn)。簡(jiǎn)化了此巡檢機(jī)器人的跨障運(yùn)動(dòng)過(guò)程，建立了此過(guò)程的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型和動(dòng)力學(xué)模型。采用