輸電線路巡檢機器人智能控制系統(tǒng)研究與設(shè)計.pdf

1、輸電線路巡檢機器人能夠代替人工進行線路巡檢工作，提高線路巡檢工作的效率和精度，具有較高的經(jīng)濟效益。因而，積極研制性能可靠的巡檢機器人具有重要的實用價值。本文以新型巡檢機器人機械本體為控制對象，研究開發(fā)了能實現(xiàn)巡檢機器人自主行走和自主越障的智能控制系統(tǒng)。
　　本文通過研究分析機器人行走與越障動作原理，確定控制系統(tǒng)的功能要求。在對遞階式控制和專家控制理論進行了深入研究的基礎(chǔ)上，提出了專門的三級控制結(jié)構(gòu)用于控制系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計,規(guī)劃了基

2、于規(guī)則庫的專家控制系統(tǒng)用于機器人動作規(guī)劃。按照三級控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的要求，使用基于研華PCM-3370主板的計算機系統(tǒng)作為機器人主控機，結(jié)合由MV-C320圖像采集卡、VS-902H攝像機和鏡頭組成的圖像采集設(shè)備，完成組織級的硬件設(shè)計。設(shè)計具有光電隔離電路和串口通信電路的STC89C52單片機系統(tǒng)作為下位機；研究，實現(xiàn)多種傳感器的使用和直流電機控制；設(shè)計基于MC33035和MPM3003的無刷電機控制模塊，完成執(zhí)行級的硬件設(shè)計。同時，通過對

3、具有12路信號的遙控模塊進行設(shè)計改造，實現(xiàn)18路信號輸出，用于機器人遙控操作。研究組織級軟件的功能，確定主控機軟件功能模塊。采用VC6.0程序設(shè)計了軟件主界面、串口通信界面和圖像處理界面，實現(xiàn)了串口通信的部分功能。對圖像傳輸?shù)姆椒ê椭饕獑栴}進行了研究分析。研究執(zhí)行級單片機程序功能，編寫了主程序、串口通信程序和跨越懸垂線夾程序。對于遙控模塊程序，提出了一種利用軟件二次譯碼實現(xiàn)通路擴展的方法，設(shè)計程序流程圖，編寫程序。
　　通過對上述

4、控制系統(tǒng)的調(diào)試與實驗，證明基于PCM-3370主板的計算機系統(tǒng)的運行具有良好的穩(wěn)定性和流暢性；無線遙控模塊收發(fā)信號具有較高的可靠性和通道擴展的可行性。同時驗證了單片機控制板的正確性。本文工作的創(chuàng)新性，主要有以下幾點：設(shè)計了基于“遠程監(jiān)控主機+組織級+執(zhí)行級”的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提出了基于規(guī)則庫的機器人動作規(guī)劃方法。根據(jù)這些理論，設(shè)計了由“遠程計算機+PC/104主板計算機+單片機系統(tǒng)”組成的控制系統(tǒng)。提出了一種擴展遙控模塊信號通道的方法。設(shè)