【摘要】 本发明公开了一种基于现场总线的双臂巡线机器人控制系统，涉及机器人制造技术，是在高压输电线路线上作业中使用的巡检系统的自动控制系统。该系统由机器人控制主机、运动控制单元、传感器单元、系统状态监测单元、检测设备控制单元和地面基站组成。机器人控制主机根据传感器单元采集的信息进行动作规划，由运动控制单元对各关节进行控制，同时实时监控整个控制系统和各检测设备的运行状况，并通过无线网络与地面基站进行联系，各单元和机器人主控机通过现场总线进行实时通讯。本发明的基于现场总线的双臂巡线机器人控制系统采用分布式硬件结构，适用于高压输电线路线上巡检、除冰等一系列作业，有利于保障国家电力系统的安全可靠运行。 ： 【专利类型】发明申请 【申请人】中国科学院自动化研究所 【申请人类型】科研单位 【申请人地址】100080北京市海淀区中关村东路95号 【申请人地区】中国 【申请人城市】北京市 【申请人区县】海淀区 【申请号】CN200810246747.X 【申请日】2008-12-30 【申请年份】2008 【公开公告号】CN101770221A 【公开公告日】2010-07-07 【公开公告年份】2010 【授权公告号】CN101770221B 【授权公告日】2012-01-04 【授权公告年份】2012.0 【IPC分类号】G05B19/414; G05D1/02 【发明人】李恩; 梁自泽; 谭民; 杨国栋; 范长春 【主权项内容】1.一种基于现场总线的双臂巡线机器人控制系统，包括机器人控制主机、运动控制单元、传感器单元、系统状态监测单元、检测设备控制单元和地面基站，机器人控制主机包括嵌入式PC104计算机、图像采集卡、无线网卡，是机器人控制系统的核心部分；机器人控制主机和各单元分别经现场总线电连接，并通过现场总线相互进行实时通讯；机器人各单元都有独立的微处理器，能够对本单元信息进行预处理，并通过现场总线将预处理结果发送给机器人控制主机，控制主机也通过现场总线实现对各个单元的实时访问与控制；其特征在于：在运动控制单元，传感器单元、系统状态监控单元和检测设备控制单元中包括ARM/Advanced Risc Machines，高级精简指令机控制板、FPGA/Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列控制板和CPLD/Complex Programmable Logic Device，复杂可编程逻辑器件伺服驱动板；ARM控制板包括ARM9芯片、FLASH存储器、时钟电路、现场总线接口、PC104总线接口和RS232接口；其中，ARM9芯片分别与时钟电路、PC104总线、RS232总线、现场总线控制器电连接，现场总线控制器与现场总线电连接；并经地址总线、数据总线与FLASH存储器电连接；FPFA控制板包括现场可编程逻辑器件FPGA、FPGA配置电路、时钟电路、模式选择电路、电源模块和PC104接口；其中，现场可编程逻辑器件FPGA分别与时钟电路、PC104总线、模式选择电路、电源模块、FPGA配置电路电连接；FPGA配置电路包括JTAG/Joined Test Action Group，联合测试行动组电路和PROM/Programmable Read Only Memory，可编程只读存储器，其中PROM和现场可编程逻辑器件FPGA串行连接在JTAG电路上；现场可编程逻辑器件FPGA并经电机速度接口和电机方向接口与CPLD芯片9进行电连接；CPLD伺服驱动板包括CPLD芯片、时钟电路、H桥控制电路、光耦隔离电路及过流保护电路。其中，CPLD芯片分别与时钟电路、现场可编程逻辑器件FPGA、JTAG电路、H桥控制电路、光耦隔离电路电连接；H桥控制电路与直流电机电连接；光耦隔离电路与比较器输出端电连接，比较器两输入端，一接设定值信号，另一接驱动器电流；传感器单元包括ARM控制板和多种传感器，ARM控制板完成对各传感器信号的采集与预处理，并通过现场总线实现与运动控制单元的实时通信；传感器主要有超声传感器、红外传感器、霍尔传感器、触点开关；系统状态监控单元和检测设备控制单元都有ARM控制板及检测设备，ARM控制板用来采集系统及检测设备的状态并通过现场总线实现与控制主机的实时通信；检测设备包括机器人电源检测单元、系统运行检测单元和设备检测单元；传感器单元采集输电线路信息并经过本单元微处理器进行预处理后，通过现场总线传送到机器人控制主机，控制主机综合传感器信息、系统状态和检测设备信息，做出动作规划，向机器人的运动控制单元发送控制命令，控制各关节电机的转动，实现机器人在输电线路上越障和行走，达到对高压输电线路巡检的目的；机器人控制主机通过无线网络与地面基站进行实时通讯，地面基站操控人员依据信息做远程处理，给出指令，通过控制主机调动各单元，实现机器人在输电线路上越障和行走，完成高压输电线路巡检任务。 【当前权利人】中国科学院自动化研究所 【当前专利权人地址】北京市海淀区中关村东路95号 【统一社会信用代码】12100000400010945B 【被引证次数】46 【被自引次数】1.0 【被他引次数】45.0 【家族引证次数】3.0 【家族被引证次数】46
