[发明专利]一种两核八轴无线传输履带式天然气管道机器人控制系统

摘要

本发明公开了一种两核八轴无线传输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和DSP，所述的ARM和DSP通过无线装置进行通讯连接。通过上述方式，本发明提供的两核八轴无线传输履带式天然气管道机器人控制系统，自主研发了基于ARM+DSP的全新双核控制模式，控制器以ARM为处理器核心，DSP实现图像采集数字信号的实时采集、存储、无线传输以及CCD两轴直流伺服定位系统控制，并时刻与ARM通讯，把ARM从复杂的工作当中解脱出来，ARM实现六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

一种两核八轴无线传输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、永磁同步电机U、永磁同步电机W、直流电机A、直流电机B、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、无线装置以及管道机器人，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和DSP，所述的ARM和DSP通过无线装置进行通讯连接，所述的基于CCD图像采集单元和图像存储单元均与DSP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通讯连接，所述的ARM分别发出第一控制信号、第二控制信号、第三控制信号、第四控制信号、第五控制信号和第六控制信号，由所述的第一控制信号、第二控制信号、第三控制信号、第四控制信号、第五控制信号和第六控制信号分别控制所述的永磁同步电机X、永磁同步电机Y、永磁同步电机Z、永磁同步电机R、永磁同步电机U和永磁同步电机W的信号合成之后再控制管道机器人的运动，所述的DSP分别发出第七控制信号和第八控制信号，由所述的第七控制信号和第八控制信号分别控制所述的直流电机A、直流电机B的信号合成之后与基于CCD图像采集单元通讯连接，所述的电池采用锂离子电池，所述的第一控制信号、第二控制信号、第三控制信号、第四控制信号、第五控制信号和第六控制信号均为PWM波控制信号，所述的ARM采用STM32F746；所述的DSP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、三轴加速度计以及同步带，所述的激光位移传感器分别安装在机器人壳体的前端，所述的左岔口传感器和右岔口传感器分别位于激光位移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、永磁同步电机R、永磁同步电机U和永磁同步电机W连接，所述的磁导航传感器、三轴陀螺仪和三轴加速度计依次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，所述的直流电机A、直流电机B和无线装置均设置在机器人壳体上并分别位于左岔口传感器和右岔口传感器的上方，所述的直流电机A和直流电机B均设置在机器人壳体上并分别位于左岔口传感器和右岔口传感器的上方，所述的无线装置位于机器人壳体的后端，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，所述的同步带采用六轴八轮驱动模式，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、主运动控制程序、从运动控制程序、基于霍尔效应管道损伤探测以及无线传输，所述的上位机程序还包括管道读取、位置定位和电源信息，所述的主运动控制程序还包括基于ARM六轴永磁同步电机伺服控制、数据存储和I/O控制，所述的从运动控制程序还包括基于DSP两轴直流电机伺服控制和基于DSP图像采集，所述的基于霍尔效应管道损伤探测和无线传输分别与基于霍尔效应管道探伤采集单元和无线装置通讯连接，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、永磁同步电机U、永磁同步电机W、直流电机A和直流电机B上。