[发明专利]一种两核四轴履带式天然气管道机器人控制系统

摘要

本发明公开了两核四轴履带式天然气管道机器人控制系统，所述的控制器采用双核控制器，包括ARM控制器和DSP处理器，所述的ARM控制器和DSP处理器进行通讯连接，所述的ARM控制器分别发出第一控制信号、第二控制信号、第三控制信号和第四控制信号，由所述的第一控制信号、第二控制信号、第三控制信号和第四控制信号分别控制所述的永磁同步电机Y、永磁同步电机X、永磁同步电机Z和永磁同步电机R的信号合成之后再控制管道机器人的运动。通过上述方式，本发明自主研发了基于ARM+DSP的全新双核控制模式，把ARM从复杂的工作当中解脱出来，实现四轴三相永磁同步电机的实时控制，并响应DSP中断，实现数据通信和存储实时信号。

主权项

1.一种两核四轴履带式天然气管道机器人控制系统，其特征在于，包括电池、控制器、永磁同步电机X、永磁同步电机Y、永磁同步电机Z、永磁同步电机R、基于CCD图像采集单元、图像存储单元、湿度采集单元、基于霍尔效应管道探伤采集单元以及管道机器人，所述的电池单独提供电流驱动所述的控制器，所述的控制器采用双核控制器，包括ARM控制器和DSP处理器，所述的ARM控制器和DSP处理器进行通讯连接，所述的ARM控制器分别发出第一控制信号、第二控制信号、第三控制信号和第四控制信号，由所述的第一控制信号、第二控制信号、第三控制信号和第四控制信号分别控制所述的永磁同步电机Y、永磁同步电机X、永磁同步电机Z和永磁同步电机R的信号合成之后再控制管道机器人的运动，所述的基于CCD图像采集单元和图像存储单元均与DSP处理器通讯连接，所述的湿度采集单元和基于霍尔效应管道探伤采集单元均与ARM控制器通讯连接，所述的第一控制信号、第二控制信号、第三控制信号和第四控制信号均为PWM波控制信号，所述的ARM控制器采用STM32F746；所述的DSP处理器采用TMS320F2812，所述的管道机器人包括机器人壳体、激光位移传感器、磁导航传感器、左岔口传感器、右岔口传感器、三轴陀螺仪以及同步带，所述的激光位移传感器分别安装在机器人壳体的前端，所述的磁导航传感器设置在机器人壳体上并位于激光位移传感器的下方，所述的左岔口传感器和右岔口传感器分别位于磁导航传感器下方的左右两端，所述的同步带分别设置在机器人壳体的左右两侧边并分别与永磁同步电机X、永磁同步电机Y、永磁同步电机Z和永磁同步电机R连接，所述的三轴陀螺仪设置在机器人壳体上并位于永磁同步电机X和永磁同步电机Y之间，所述的激光位移传感器包括前方激光位移传感器、左激光位移传感器和右激光位移传感器，所述的前方激光位移传感器设置在机器人壳体正前方的中间位置，所述的左激光位移传感器和右激光位移传感器分别斜向设置在机器人壳体正前方的左右两端，所述的同步带采用四轴八轮驱动模式，是由一根内周表面设有等间距齿的封闭环形履带和相应的带轮所组成，所述的天然气管道机器人控制系统还设置有上位机程序、运动控制程序、基于DSP图像采集以及基于霍尔效应管道损伤探测，所述的上位机程序还包括管道读取、位置定位和电源信息，所述的运动控制程序还包括基于ARM四轴永磁同步电机伺服控制、数据存储和I/O控制，所述的基于DSP图像采集和基于霍尔效应管道损伤探测分别与基于CCD图像采集单元和基于霍尔效应管道探伤采集单元通讯连接，所述的天然气管道机器人控制系统还包括光电编码器，所述的光电编码器分别安装在永磁同步电机X、永磁同步电机Y、永磁同步电机Z和永磁同步电机R上。