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基于状态机的巡线机器人控制系统设计 |
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摘 要：通过对巡线机器人运动控制系统的分析，提出采用有限状态机实现运动控制系统中的运动保护及机构定位系统的方法。结合巡线机器人运动控制的特殊需求，通过对运动控制系统的时序分析，设计了运动保护及定位系统的状态机。并在可编程器件上实现了巡线机器人运动控制器，从而给出了基于可编程器件设计控制系统的一种方法。
关键词：巡线机器人 运动控制 状态机 时序 可编程器件
1. 引言
1.1 巡线机器人
高压输电线路作为电力输送的主要方式，是国民经济的大动脉，其安全可靠的运行是社会生产和人民生活的重要保障。由于高压输电线路特殊的工作环境，输电线路上的各种设施容易损坏，因而定期进行高压输电线路的巡检是保证可靠的电力输送的重要基础。当前，输电线路的巡检方式以人工为主。但是由于输电线路多架设在崇山峻岭之间，加之野外环境比较恶劣，采用人工巡检的方式受到诸多的限制，这在很大程度上影响了对输电线路的及时维护，给电能的可靠输送埋下了安全隐患。机器人技术的发展为输电线路的自动巡检带来了可能。巡线机器人就是一类专门应用于输电线路巡检的机器人。输电线路巡检的主要任务是检查杆塔、导线、避雷线、绝缘子和金具的状态。这要求机器人能够在输电线路上自主的运行，能够自主的识别并跨越障碍物。为了满足越障行为对机器人机械结构的要求，同时为了最大程度上适应输电线路这种柔性的环境，巡线机器人被设计成两臂悬挂式机器人采用两个具有夹持功能的机械手臂作为行走机构。正常巡检时，依靠安装在两个手臂上的行走电机驱动机器人，当需要越障时，其中一只手臂上的卡爪夹住输电线路，由机械臂的回转机构驱动机器人转身绕过障碍物。当一臂绕过障碍物后，根据视觉传感器提供的机械手和输电线的相对位置，通过安装在手臂上的摆臂机构实现夹手和输电线路的精确对准。不难发现，两臂悬挂式机器人在越障过程中主要需要解决的问题是稳定性和抓线的定位问题。为了实现可靠的越障，巡线机器人机械手臂被设计成双关节形式：机械臂底部有一个旋转关节，可带动机器人做180度旋转，机械手中间位置有一个摆动关节，可带动机械手做向左向右的摆动。之所以设计成上述结构，主要是方便机械手脱线和抓线时的姿态调整。
1.2 巡线机器人运动控制系统本新闻共 6页,当前在第 1页 1 2 3 4 5 6 |
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