反恐排爆機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、反恐排爆機(jī)器人主要用于爆炸物及疑似爆炸物等危險(xiǎn)物品的檢測(cè)、搬運(yùn)和處置，是減少處置現(xiàn)場(chǎng)人員傷亡、維護(hù)社會(huì)穩(wěn)定的重要公安裝備。機(jī)器人以柴油發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)為動(dòng)力，采用履帶式行走機(jī)構(gòu)，配備大尺寸多自由度作業(yè)機(jī)械臂（手），能抓取大型的危險(xiǎn)物品或危險(xiǎn)物品檢測(cè)設(shè)備，在較為復(fù)雜的物理空間中完成復(fù)雜的抓取動(dòng)作，其動(dòng)力方式可滿足了機(jī)器人長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作的要求。本論文基于上海市科委重點(diǎn)攻關(guān)課題“反恐排爆機(jī)器人系統(tǒng)研究”的任務(wù)書要求，研制用于該機(jī)器人的控制系統(tǒng)。

2、
　　 由于排爆現(xiàn)場(chǎng)路面情況復(fù)雜，非結(jié)構(gòu)化障礙物多，對(duì)機(jī)器人的自主行走和作業(yè)帶來(lái)了困難，因此所研制的機(jī)器人系統(tǒng)采用了遙控與局部自主相結(jié)合的控制模式。針對(duì)移動(dòng)載體、機(jī)械臂等多軸協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)及遠(yuǎn)程遙操作等控制需求，采用了基于RS-485總線的分布式上、下位機(jī)控制系統(tǒng)架構(gòu)。以上位機(jī)ARM控制器為主站，下位機(jī)的SPN移動(dòng)載體控制器和2臺(tái)PC104機(jī)械臂關(guān)節(jié)控制器為從站，采用多通道冗余的有線/無(wú)線通信方式遠(yuǎn)距離控制機(jī)器人；采用上位機(jī)為主導(dǎo)、下

3、位機(jī)實(shí)時(shí)響應(yīng)和反饋的通信機(jī)制，制定了各子系統(tǒng)之間的通信協(xié)議，設(shè)計(jì)了多節(jié)點(diǎn)通訊時(shí)的數(shù)據(jù)沖突解決方案，實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)載體、機(jī)械臂之間的協(xié)調(diào)控制；針對(duì)機(jī)械臂實(shí)施檢測(cè)和危險(xiǎn)品處置環(huán)節(jié)復(fù)雜、手動(dòng)操作易出錯(cuò)等缺陷，通過(guò)底層自主控制軟件的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人的局部自主功能；此外，采用上位機(jī)輔助計(jì)算機(jī)系統(tǒng)作為機(jī)器人遠(yuǎn)距離遙控的備份，并采用數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)的方式，大大加強(qiáng)了控制系統(tǒng)的可靠性和排爆過(guò)程的可追溯性。
　　 本文研制的機(jī)器人控制系統(tǒng)已在反恐排爆機(jī)器