【文章內(nèi)容簡介】 吸振。減少機器人機械松動，零件疲勞，電子元器件松動接觸不良等故障，延長機器人的維修周期；同時避免機器人上云臺震動過大過劇烈，保證捕獲的視頻穩(wěn)定清晰。 驅(qū)動輪 驅(qū)動輪采用 臺灣得勝風(fēng)硬輪， 10寸風(fēng)硬輪（實心輪胎） 承受最大 負載高，適用于水泥路面或凹凸 不平等復(fù)雜地面，所配得勝風(fēng)硬輪（實心輪胎），采用優(yōu)質(zhì)橡膠制成，荷重高，耐磨耐沖擊防穿刺、免充氣等優(yōu)點。 實心輪胎（風(fēng)硬輪）具有免充氣、防穿剌、載重高的優(yōu)點，適合安裝后難拆卸的臺車或設(shè)備下面。 圖 2 驅(qū)動輪 7 輪胎規(guī)格 3504， 配置 6203 規(guī)格軸承，軸承內(nèi)徑 17mm 輪胎直徑： 250mm(10 英 寸） 胎面寬度： 77mm 輪組凈重： 單輪承載： 280kg 萬象輪 本方案中機器人從動萬向輪 選用聚氨酯輪，能夠滿足要求。并配有防塵帽、密封圈、和防纏繞蓋能夠保持腳輪轉(zhuǎn)動部位的清潔。采用底板型穩(wěn)定性好 圖 3 萬向輪幾何參數(shù) 圖 4 萬向輪實物圖 =20424164144 承載： 145kg； 支架表面處理：鍍鋅； 8 自主導(dǎo)航及定位系統(tǒng)設(shè)計 以磁傳感器 +雙 編碼器 +RFID 的多傳感器融合的全場定位方式 變電站巡檢機器人的導(dǎo)航目前主要有以下幾種方式： ? 巡線方式：在地面劃線，采用光電傳感器、攝像頭等傳感器檢測劃線，使機器人循線運行，機器人完全依賴地面劃線，一旦劃線有缺損或被遮擋，機器人將無法正常運行，可靠性大幅度降低，維護工作量很大； ? 電磁感應(yīng)巡線方式：在變電站地面埋設(shè)磁釘或通電線圈，采用磁感應(yīng)傳感器或霍爾傳感器檢測埋設(shè)的磁釘或通電線圈，使機器人沿著埋設(shè)的了磁釘或通電線圈的路徑運行。該種方式循線穩(wěn)定可靠； ? 軌道方式：在變電站地面鋪設(shè)軌道，讓機器人像火車一樣沿著軌道 運行。該種方式機器人運行穩(wěn)定可靠，但存在現(xiàn)場施工工作量較大，巡檢路徑一旦發(fā)生變化，需重新施工鋪設(shè)軌道，成本較高； ? 全場定位方式：該種方式采用高精度正交編碼器、高精度陀螺儀、激光傳感器、超聲傳感器、激光雷達等傳感器，實時檢測機器人的運動軌跡， 通過伺服控制系統(tǒng)實時調(diào)整，使機器人沿著既定路徑運行。該種方式機器人運行穩(wěn)定可靠，現(xiàn)場施工工作量很小，巡檢路徑一旦發(fā)生變化，只需修改機器人的目標(biāo)路徑，幾乎沒有維護成本。 結(jié)合巡檢機器人工作環(huán)境，擬采用 以磁傳感器 +雙編碼器 +RFID的多傳感器融合的全場定位方式 ，其工作原理如 圖 圖 6所示。 9 圖 5 RFID標(biāo)簽及橫磁條埋設(shè)方法 圖 6 多傳感器融合全場定位的系統(tǒng)連接圖； 其中： BFID標(biāo)簽， 橫碰條， 路徑， 機器人， 工控機， 運動控制器，電機編碼器， 導(dǎo)航磁傳感器組， ll、 RFID閱讀器、 1定位觸碰傳感器。 如 圖 2所示，在機器人 4運行路徑 3上的轉(zhuǎn)彎等特殊位置預(yù)先埋設(shè) RFID標(biāo)簽 l，用來校驗機器人的全場定位坐標(biāo)。在每一段路徑內(nèi)鋪設(shè)橫磁條 2作為機器人前進方向坐標(biāo)的修正點，每個定位點通過其在該段路徑內(nèi)的物理位置進行標(biāo)識。每一段路徑 3的信息和坐標(biāo)的 修正點的信息預(yù)先存儲在工控機 6中。 如 圖 3所示，工控機 6負責(zé)機器人 4運行路徑 3相關(guān)信息的存儲，并向運動控制器 7下發(fā)運動命令；運動控制器 7控制機器人 4運動，同時通過電機編碼器 8采集機器人 4速度和位置信息，計算機器人 4的全場坐標(biāo)； RFID閱讀器 ll讀取 RFID標(biāo)簽 l信息，主動上傳至工控機 6以便對機器人全場坐標(biāo)進行校驗；導(dǎo)航碰傳感器組 9通過檢測與行走路徑的偏差來實時控制機器人跟蹤路徑，同時修正全場定位坐標(biāo)中垂直與路徑方向上的誤差；定位磁傳感器 12檢測定位橫磁條 2，用于機器人修正全場定位坐標(biāo)中沿路徑方向上的誤差。 機器人平面運動有三個自由度，如果僅采用磁傳感器，則只能檢測機器人傳感器與 路徑 的偏差，不能得到機器人的位置和方向信息，不利于靈活控制調(diào)度機器人；如果僅采用雙編碼器進行全場定位，則會有累計誤差，長距離定位誤差會越來越大。通過一定的算法可以將兩者的優(yōu)點結(jié)合起來，既能夠使機器人的定位及可靠精準(zhǔn)又能提供足夠的位置信息便于靈活的機器人控制。 10 RFID標(biāo)簽的作用是校驗機器人的全場定位坐標(biāo)，進一步提高機器人定位的可靠性。一般 RFID標(biāo)簽用來檢驗機器人全場定位的坐標(biāo)，如果機器人在半路遇到故障、磁傳感器 +雙編碼器地位突然丟失歷 史數(shù)據(jù)或者人為重啟，則可以通過 RFID標(biāo)簽來讀取機器人的當(dāng)前位置，重新恢復(fù)全場定位，達到校正機器人全場定位的坐標(biāo)的目的。 該種方式的定位精度為 2cm左右，可以保證機器人在檢測點的位置誤差在允許范圍內(nèi)。巡檢機器人要正常運行，必須做如下初始化： （ 1） 通過遙控機器人遍歷所有的路徑，得到巡檢路徑的電子地圖及監(jiān)測點的位置信息。 （ 2） 在相應(yīng)的監(jiān)測點處確定各檢測點雙視云臺相應(yīng)的姿態(tài)參數(shù)并保存。 機器人運動控制及路徑規(guī)劃 有了上述信息后，在正常情況下，機器人就可以執(zhí)行巡檢任務(wù)了?？刂茩C器人執(zhí)行任務(wù)的指令信息為到達某 一坐標(biāo)并執(zhí)行相應(yīng)任務(wù)。機器人巡檢巡檢任務(wù)包括常規(guī)巡檢任務(wù)和臨時巡檢任務(wù)。當(dāng)機器人接收到控制中心發(fā)來的臨時巡檢任務(wù)時機器人便通過 floyd算法找到一條最優(yōu)路徑去執(zhí)行相應(yīng)的任務(wù)。如果檢測到前方有障礙則機器人暫停，等待一段時間障礙還未消除，則重新規(guī)劃一條路徑繼續(xù)完成任務(wù)。 相關(guān)傳感器及參數(shù) （ 1） 導(dǎo)航磁條 導(dǎo)航磁條是鐵氧體磁材系列中的一種，由粘結(jié)鐵氧體料粉與合成橡膠復(fù)合，經(jīng)壓延成型等工藝制成的，具有柔軟性、彈性及可扭曲的條狀磁體。主要作為磁導(dǎo)航線鋪設(shè)在地面，引導(dǎo)自動導(dǎo)引車 AGV、自動手推車 AGC、無軌移 動貨架的運行。該型磁條柔韌性強，可彎曲折疊，不損害磁性；可塑性強，可隨意剪裁成需要的長度。 用來為巡檢機器人導(dǎo)航更為可靠。 規(guī)格 有 寬 50mmX厚 、寬 30mmX厚 。 11 圖 7 導(dǎo)航磁條 圖 8 貼于地面的磁條拋面示意圖 導(dǎo)航磁條 技術(shù)參數(shù) 磁條表面剩磁 200— 300Gs 檢測距離（ mm） 剩磁（ Gs） 100 1 80 2 60 5 40 10 20 20 （ 2）磁傳感器 深圳市佳順偉業(yè)科技有限公司專業(yè)研發(fā)生產(chǎn)自動導(dǎo)引車 AGV、自動手推車 AGC、無軌移動貨架、物流揀選 AGV小車上應(yīng)用的磁導(dǎo)航傳感器、地標(biāo)傳感器、導(dǎo)航磁條等產(chǎn)品，可以直接替代明電舍公司簡易 AGV上使用的 ME9014A、 ME9006AM1，以及日本 MACOME公司的 SMR100B、 SW192GS2744B等產(chǎn)品?？梢愿鶕?jù)客戶需求開發(fā)設(shè)計磁導(dǎo)航檢測產(chǎn)品。本公司產(chǎn)品價格合理、供貨期短，溫漂、磁飽和 等性能指標(biāo)均優(yōu)于進口產(chǎn)品。 12 圖 9 磁導(dǎo)航傳感器 CA16D型 AGV磁導(dǎo)航傳感器，安裝在 AGV車體前方的底部，距離磁條表面 20— 40mm，磁條寬度為 30— 50 mm，厚度 1mm。 CA16B型 AGV磁導(dǎo)航傳感器利用其內(nèi)部間隔 10mm平均排布的 16個采樣點，能夠檢測出磁條上方 100 gauss以下 的微弱磁場，每一個采樣點都有一路信號對應(yīng)輸出。 AGV運行時，磁導(dǎo)航傳感器內(nèi)部垂直于磁條上方的連續(xù) 3—