反恐排爆機器人控制系統(tǒng)設(shè)計.pdf

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

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

3、位機實時響應(yīng)和反饋的通信機制，制定了各子系統(tǒng)之間的通信協(xié)議，設(shè)計了多節(jié)點通訊時的數(shù)據(jù)沖突解決方案，實現(xiàn)了移動載體、機械臂之間的協(xié)調(diào)控制；針對機械臂實施檢測和危險品處置環(huán)節(jié)復(fù)雜、手動操作易出錯等缺陷，通過底層自主控制軟件的設(shè)計，實現(xiàn)了機器人的局部自主功能；此外，采用上位機輔助計算機系統(tǒng)作為機器人遠距離遙控的備份，并采用數(shù)據(jù)庫存儲的方式，大大加強了控制系統(tǒng)的可靠性和排爆過程的可追溯性。
　　 本文研制的機器人控制系統(tǒng)已在反恐排爆機器