架空輸電線智能巡檢機器人控制系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、架空輸電線路的巡檢工作關(guān)系到千家萬戶的供電保障，更是國家基礎(chǔ)建設(shè)和社會發(fā)展的“動脈”。巡檢機器人作為新型的巡檢方法，具有精度高、效率高、適應(yīng)性強、費用低和可攜帶設(shè)備等優(yōu)點。國內(nèi)外研究機構(gòu)的巡檢機器人多數(shù)只能處于兩塔之間，識別及跨越線上障礙始終是難題，控制系統(tǒng)大多采用PC104和運動控制卡組合，有處理性能不高、擴展性差、耗電量大等缺點。
　　本課題自主研發(fā)了新型三臂式巡檢機器人，本文完成了此機器人控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計，并對跨障過程這

2、一難點進行控制實驗，驗證控制系統(tǒng)的有效性。主要完成的工作如下：
　　1、闡明項目要求及巡檢機器人研發(fā)的技術(shù)難點，提取障礙物尺寸特征，結(jié)合人在鋼絲行走的方式設(shè)計巡檢機器人的運動方案和跨障方案，然后提出本文巡檢機器人機構(gòu)方案。
　　2、采用分層遞階控制概念，提出一套完整的巡檢機器人控制系統(tǒng)硬件方案，有互補協(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。提出障礙物三級識別方案，讓機器人從障礙物3m前三級減速直至停止于前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，為確保故障及時診斷修復(fù)，添加帶有斷點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)計結(jié)構(gòu)體通信機制和動作分解機制，將任務(wù)細分到最單個的動作“細胞”。同時，設(shè)計了工業(yè)PC和地面PC上位機、手持遙控器的軟件和用戶操作界面。
　　4、應(yīng)用所設(shè)計的控制系統(tǒng)，針對跨障運動過程進行控制實驗。簡化了此巡檢機器人的跨障運動過程，建立了此過程的運動學(xué)模型和動力學(xué)模型。采用