巡線機(jī)器人實(shí)施方案(參考版)
2024-11-11 07:59本頁(yè)面
【正文】 項(xiàng)目時(shí)間規(guī)劃 。 具體研究?jī)?nèi)容和實(shí)施進(jìn)度計(jì)劃網(wǎng)絡(luò)圖如 圖 3–錯(cuò)誤 !未找到引用源。 （ 2）深圳市先進(jìn)智能技術(shù)研究所 香港中文大學(xué)負(fù)責(zé)巡線機(jī)器人設(shè)計(jì)，加工等，重慶電力公司電力科學(xué)研究院提供高壓輸變電電纜、電塔和相關(guān)高壓電力設(shè)備的技術(shù)支持，雙方共同完成調(diào)試及完善工作。各單位主要分工如下： （ 1）深圳市先進(jìn)智能技術(shù)研究所 香港中文大學(xué)負(fù)責(zé)巡線機(jī)器人方案論證及計(jì)劃制定，重慶電力公司電力科學(xué)研究院協(xié)助。 34 表 3錯(cuò)誤 !未找到引用源。遠(yuǎn)程交互平臺(tái)監(jiān) 控顯示程序如 表 3 錯(cuò)誤 !未找到引用源。智能機(jī)器人本體 3D 模型采用SolidWorks 軟件繪制，然后轉(zhuǎn)換成可擴(kuò)展應(yīng)用程序標(biāo)記語(yǔ)言 (XAML)格式并添加到 C程序代碼中，通過(guò)程序接口實(shí)時(shí)更新姿態(tài)數(shù)據(jù)，即可實(shí)現(xiàn)機(jī)器人本體三維姿態(tài)實(shí)時(shí)顯示效果。 三維姿態(tài)監(jiān)控 遠(yuǎn)程控制箱副屏幕設(shè)計(jì)有智能機(jī)器人本體三維姿態(tài)監(jiān)控程序，采用三維動(dòng)畫方式實(shí)時(shí)顯示機(jī)器人本體的俯仰、橫滾及航向姿態(tài)數(shù)據(jù)。 考慮到使用環(huán)境的特殊性及人機(jī)功效等要求，界面風(fēng)格較為簡(jiǎn)約，采用了以黑色為背景、綠色為前景色的顯示方式，盡量的減少其它色彩的使用，以求達(dá)到長(zhǎng)時(shí)間使用時(shí)不會(huì)使人產(chǎn)生視覺(jué)疲勞。副屏幕采用 10 寸液晶顯示器，分辨率 1024 600，主要用于顯示三維姿態(tài)、障礙數(shù)據(jù)參考信息。 33 圖 3–錯(cuò)誤 !未找到引用源。 控制軟件 人機(jī)交互界面設(shè)計(jì) 遠(yuǎn)程交互平臺(tái)人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)主要分為整體布局、界面美工等工作。 C不但可以開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，而且也可以開(kāi)發(fā)集聲音、動(dòng)畫、視頻為一體的多媒體應(yīng)用程序和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序，這使得它正在成為程序開(kāi)發(fā)人員使用的主流編程語(yǔ)言。 C是微軟公司為 Visual Studio 開(kāi)發(fā)平臺(tái)推出的一種簡(jiǎn)潔的、類型安全的面向 對(duì)象的編程語(yǔ)言，也是第一個(gè)組件導(dǎo)向的程序語(yǔ)言。其中軟件設(shè)計(jì)工作重點(diǎn)在于：人機(jī)界面設(shè)計(jì)、三維姿態(tài)監(jiān)控、遠(yuǎn)程遙控設(shè)計(jì)等。 遠(yuǎn)程交互平臺(tái)作為遠(yuǎn)程控制箱控制核心，采用主副雙屏顯示方式，主要負(fù)責(zé)機(jī)器人本體及控制箱的各種狀態(tài)數(shù)據(jù)采集與顯示。 PA0PA1USART2_TXUSART2_RXUSART3_TXUSART3_RXPA4PA5PA6PA7SWDIOSWCLKUSART1_TXUSART1_RXUSBDMUSBDPC4100nFSRSTSWPBR510KR6 10KR410KR210KBOOT094NC73NRST14OSC_IN12OSC_OUT13PA0WKUP/USART2_CTS/ADC12_IN0/TIM2_CH1_ETR23PA13/JTMS/SWDIO72PA14/JTCK/SWCLK76PA15/JTDI77PB2/BOOT137PB3/JTDO89PB4/JNTRST90ADC12_IN10/PC015ADC12_IN11/PC116ADC12_IN12/PC217ADC12_IN13/PC318PC663PC764PC865PC966PC1078PC1179PC1280TIM3_ETR/PD081PD182PD283PD384PD485PD586PD687PD788PD855PD956PD1057PD1158PD1259PD1360PD1461PD1562TIM4_ETR/PE097PE198TRACECK/PE21TRACED0/PE32TRACED1/PE43TRACED2/PE54TRACED3/PE65PE738PE839PE940PE1041PE1142PE1243PE1344PE1445PE1546VDD_150VDD_275VDD_3100VDD_428VDD_511VDDA22VREF20VREF+21VSS_149VSS_274VSS_399VSS_427VSS_510VSSA19VBAT6PA1/USART2_RTS/ADC12_IN1/TIM2_CH224PA2/USART2_TX/ADC12_IN2/TIM2_CH325PA3/USART2_RX/ADC12_IN3/TIM2_CH426PA4/SPI1_NSS/USART2_CK/ADC12_IN429PA5/SPI1_SCK/ADC12_IN530PA6/SPI1_MISO/ADC12_IN6/TIM3_CH131PA7/SPI1_MOSI/ADC12_IN7/TIM3_CH232PA8/USART1_CK/TIM1_CH1/MCO67PA9/USART1_TX/TIM1_CH268PA10/USART1_RX/TIM1_CH369PA11/USART1_CTS/CANRX/TIM1_CH4/USBDM70PA12/USART1_RTS/CANTX/TIM1_ETR/USBDP71PB0/ADC_IN8/TIM3_CH335PB1/ADC_IN9/TIM3_CH436PB5/I2C1_SMBAL91PB6/I2C1_SCL/TIM4_CH192PB7/I2C1_SDA/TIM4_CH293PB8/TIM4_CH395PB9/TIM4_CH496PB10/I2C2_SCL/USART3_TX47PB11/I2C2_SDA/USART3_RX48PB12/SPI2_NSS/I2C2_SMBAL/USART3_CK/TIM1_BKIN51PB13/SPI2_SCK/USART3_CTS/TIM1_CH1N52PB14/SPI2_MISO/USART3_RTS/TIM1_CH2N53PB15/SPI2_MOSI/TIM1_CH3N54ADC12_IN14/PC433ADC12_IN15/PC534PC13TAMPERRTC7PC14OSC32_IN8PC15OSC32_OUT9U2STM32F103VBT6VCCR3 10KGNDVCCVBATGNDVSSAVDDAREF+REFPA8PA15PB0PB1PB3PB4PB5PB6PB7PB8PB9PB12PB13PB14PB15PC0PC1PC2PC3PC4PC5PC6PC7PC8PC9PC10PC11PC12PD2PD3PD4PD5PD6PD7PD8PD9PD10PD11PD12PD13PD14PD15PE0PE1PE2PE3PE4PE5PE6PE7PE8PE9PE10PE11PE12PE13PE14PE15PC13VCCPB2NRSTPC14PC15BOOT0PD0PD1VDDA VCC4OUT3NC1GND2Y1 8MHzVSSA 32 圖 3–錯(cuò)誤 !未找到引用源。數(shù)字量采集實(shí)質(zhì)上是對(duì)開(kāi)關(guān)狀態(tài)的采集，控制器通過(guò)讀取對(duì)應(yīng)IO 端口電平狀態(tài)高低即可判斷按鍵狀態(tài)?？刂坪诵碾娐穲D如圖 5 49 所示。 所示。模擬信號(hào)主要包括 3D 搖桿位移信號(hào)、滑桿位移信號(hào)、電源電壓電流信號(hào)；數(shù)字量信號(hào)主要包括 6 個(gè)功能按鍵狀態(tài)的識(shí)別；控制量信號(hào)由主控單元通 過(guò)對(duì)控制終端狀態(tài)檢測(cè)形成控制命令，通過(guò)無(wú)線數(shù)傳模塊發(fā)送出去。 USB 鍵盤通過(guò) USB 接口直接插接在工控機(jī)上，由工控機(jī)讀取鍵值。鍵盤則配合工控機(jī)部分完成相應(yīng)的操作。按鍵主要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人本體大功率 LED 開(kāi)關(guān)和升降臂的起落等。 STM32控制核心供電電路 控制終端 控制終端包括搖桿、按鍵、滑桿和鍵盤等操作器件。 所示。 V 電源采用 線性穩(wěn)壓芯片器件從 5 V 電源穩(wěn)壓得到，具有體積小，成本低，電壓紋波小等優(yōu)點(diǎn)，非常適合用于 STM32 控制核心的供電。 4%的范圍內(nèi)，振蕩頻率誤差在177。由于該器件只需 4個(gè)外接元件，可以使用通用的標(biāo)準(zhǔn)電感，這更優(yōu)化了 LM2596 的使用，極大地簡(jiǎn)化了開(kāi)關(guān)電源電路的設(shè)計(jì)。 LM2596電壓轉(zhuǎn)換電路 LM2596 是一款降壓型電源管理單片集成電路，能夠輸出 3A 的驅(qū)動(dòng)電流，同時(shí)具有很好的線性和負(fù)載調(diào)節(jié)特性。 所示。 5 V 電壓用于給普通的外圍用電芯片等器件供電， V 用于給 STM32 控制核心供電。 12345K1RelayD4BAT+24V12JPOPENHeader 2BAT+12JPLEDHeader 25VGND24V12V60W DCDC24V IN1GND IN2GND OUT312V OUT4DCDC24V12V DCDC24VGND12VGND220uF50vC7330uF25vC10 圖 3–錯(cuò)誤 !未找到引用源。各個(gè)功能單元再將 12V 電源通過(guò)電源芯片轉(zhuǎn)為各個(gè)電壓等級(jí)的電壓。 鋰電池 24V 電源受控于電源繼電器，如并通過(guò)大功率 DCDC 模塊將浮動(dòng)的電壓轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的 12V 電源分配給各個(gè)功能單元，如 圖 3–錯(cuò)誤 !未找到引用源。由于控制箱與輔助控制器設(shè)計(jì)基本類似，在此只以控制箱設(shè)計(jì)為例進(jìn)行闡述。 圖 3–錯(cuò)誤 !未找到引用源?？紤]到功率和電源尺寸大小，電池箱采用高性能 24V8AH 大容量磷酸鐵鋰電池；電池盒采用 12V5AH 大容量鋰聚合物電池，如 圖 3–錯(cuò)誤 !未找到引用源。輔助控制器由于是控制箱的精簡(jiǎn)
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