基于ethercat的巡检机器人控制系统设计

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1、万方数据公苤昙一，J，℃々UDC密级学位论文基于EtherCAT的巡检机器人控制系统设计作者姓名：许婷婷指导教师：房立金教授东北大学机械工程与自动化学院申请学位级别：硕士学科类别：专业学位学科专业名称：机械工程论文提交日期：2014年6月论文答辩日期：2014年6月学位授予日期：2014年7月答辩委员会主席：詹饧先评阅人：厉弼石-纭佶东北大学2014年6月万方数据AThesisinMechanicalManufacturingandAutomationTheControlSystemResearchandDesignoftheRob

2、otPatrollingBasedonEtherCATByTingtingXuSupervisor：ProfessorLijinFangNortheasternUniversityJune2014万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢二白：I思。学位论文作者签名：许赠蝣日期：别杉长垆学位论文版权使用授权书

3、本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口两年√学位论文作者签名：垮殍殍签字日期：卅／尹么吖导师签名：签字日期：名77艺／旷务缈．)Z万方数据东北大学硕士学位论文摘要基于EtherCAT的巡检机器人控制系统设计摘要目前在我国，超高压线路的巡检、维护基本上采用人工沿线逐塔巡视的作业方式，

4、作业劳动强度大、费用高且危险性大，急需有可以取代人力进行线路维护的巡检方法和设备。巡线机器人给输电线路的巡视、检修和维护提供了新的概念和工作方式。在输电线路的巡检中使用机器人，不仅可以减轻巡线作业的强度、降低费用，也可以提高巡检作业的质量和管理技术水平，更保证了工作人员的安全。论文首先针对巡检机器人控制系统的特点，提出一种基于工业以太网技术的控制系统解决方案。经过对市场上已有的六种工业实时以太网做出比较分析，选取了EtherCAT作为基本协议。其次建立巡检机器人的运动学模型，通过齐次坐标变换求解巡检机器人的运动学方程，为机器人实时控

5、制提供了理论基础。针对典型障碍物，设计相应越障模式，通过Matlab仿真计算，验证越障轨迹合理性。最后对控制系统软、硬件进行设计。硬件方面通过考虑硬件设备重量，体积等要求，完成控制器、传感器、电机、电源等硬件的参数确定及选型。软件方面对巡检机器人本体机构和远程PC端进行了初步的软件设计。具体包括控制流程图的编写、人机交互界面设计等。关键词：EtherCAT；运动学；轨迹规划；控制系统．．III．．万方数据东北大学硕士学位论文AbstractTheControlSystemResearchandDesignoftheRobotPatr

6、ollingBasedonEtherCATAbs仃actThemaintenanceandpatrollingofthesuperhighvoltagelinedependsontheworkermainlyinourcountrynow，whichexhaustspeopleeasily，costsmuch，isdangerousandneedsthesubstitutemethodandequipments．Theinventionoftherobotpatrollinglinebreaksoutacompletelynewco

7、nceptandmethodforthehighvoltagelinemaintenance．Withitsapplication，therobotdecreasestheexhaustionofpeople，costandincreasesthequalityofthepatrollinglineworkandthelevelofthemanagementtechnology，whichalsokeepstheOnthispaper,firstly,accordingtothecharacteristicsoftherobotco

8、ntrolsystem，asolutionbasedonindustrialEthemetisproposedforthecontrolsystem．Throughacomparativeanalysisofexistingsixki