基于凌阳SPCE061A的仿生管道机器人控制系统.pdf

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1、基于凌阳SPCE061A的仿生管道机器人控制系统赵悦彤，罗庆生，赵欣驰(1．北京理工大学机电学院，北京100081；2．北京理工大学机械与车辆学院，北京100081)BionicPipelineRobotControlSystemBasedonLingyangSPCE061AZHAOYue—tong，LUOQing—sheng，ZHAOXin—chi(1．SchoolofMechatronics"Engineering，BeijingInstituteofTechnology，Beijing100081，China；2．SchoolofMechanicalandVehicl

2、eEngineering，BeijingInstituteofTechnology，Beijing100081，China)摘要：根据仿生管道机器人的功能特点和控制和可实现自动控制等优势。但管道的维护与检修却任务，构建了一套完整的直流电机控制系统，实现了相当复杂和烦琐，尤其是一些架在空中、埋入地下或机器人各构成模块的有序控制，使机器人能够模拟内径狭小的管道，其维护与检修更是难度极大。人生物“椎骨一肌肉一椎骨”的形式，配合蠕动式推进方们迫切需要一种能够搭载相应检修设备，在管道内式，在重力、弹簧张力和钢丝拉力的共同作用下，实部自主行进，并对管道进行探查、清淤和修补等多种现机器人

3、在管道中的可靠行进、自主择径和灵活转作业的管道机器人Eli。为此，研制了一款基于仿生向，圆满完成了预期的控制任务。学原理的蠕动式管道机器人。关键词：管道机器人；仿生学研究；单片机；串口1仿生管道机器人控制系统硬件设计通信；机电控制中图分类号：TP241．1系统硬件组成及工作原理文献标识码：A仿生管道机器人采用直流减速电机驱动机械爬文章编号：1001—2257(2012)10—0068—03行装置实现蠕动式爬行[2]，直流电机控制系统由上、Abstract：Basedonthecharacteristicsofrobot—下位机及相关电路组成。上位计算机通过串口通信icfun

4、ctionsandcontroltasks。weconstructeda机制，把键盘的操作转换成ASCII码后传输到控制comprehensivesetofDCmotorcontrolsystemto台的单片机系统；同时上位机接收下位机反馈的机systematicallycontroltheindividualmodules．The械爬行装置的状态信息[3]。下位机采用单片机robotcanmimicthebiological“vertebra—muscle—SPCE061A，它执行上位机的指令，通过直流电机驱vertebra”motionincoordinationwit

5、htheperistal—动电路控制机械爬行装置，实现对机械爬行装置相sispropulsion．Underthecombinedactionofgravi—应的操作。系统利用单片机的全双工串行接口功ty，springtension，steelwirepullingforce，thero—能，实现单片机和计算机之间的串口通信。总控制botcanmoveinsidethepipelinereliablyandcan模块由1个单片机SPCE061A构成，通过往芯片内automaticallyselectadvanceroutineandflexibly部写入控制程序，实现整体的

6、模块控制，并通过I／0steering．端口发送命令至辅助控制模块中的单片机，以实现机器人前车节(驱动行驶模块)和后车节(扩张撑紧Keywords：pipelinerobot；bionicsresearch；模块)之间的协调运作。附加的测速程序还能实时singlechipmicrocomputer；serialcommunication；回馈车体速度至上位机。electromechanica1control1．2直流电机驱动控制0引言在仿生管道机器人控制系统中，直流减速电机的控制应具备3项功能：调速、转向和升降。管道是一种十分重要的运输途径。它有着运量系统采用恒压恒流桥式2

7、A驱动芯片L298N。大、迅速、经济、安全、平稳、投资少、占地少、费用低L298是SGS公司的产品，比较常见的是15脚Mul—收稿日期：2012一O7—13基金项目：教育部大学生创新性实验计划项目tiwatt封装的L298N，内部同样包含4通道逻辑驱．68．《机械与电子)2012(10)基于凌阳SPCE061A动电路，可以极为方便地驱动2个直流电机或1个Rx)及地(GND)3根线相连即可。单片机的串行两相步进电机。接口电平为TTL电平，与驱动电路相连接，实现上L298N芯片可以驱动2个二相电机，也可以驱位机与下位机