鐵塔機器人的無線遙控模塊設計

王一舒

摘要： 電力鐵塔攀爬機器人是一種用于檢查鐵塔故障的裝置，采用機器人的方式可以減少工人的勞動強度，保障工人的人生安全，提高了檢測效率和準確性。由于攀爬機器人工作地方是野外工作，工作環境比較特殊，論文提出針對攀爬機器人的遙控方案，以確保機器人正常工作和出現故障時，通過人機交互的方式復原機器人狀態。

關鍵詞： 電力鐵塔;攀爬機器人;運動控制;串口通信

電力是一個國家的經濟動脈，由于電力傳輸系統長期暴露在惡劣的環境中使得材料老化，或者由于一些自然災害的破壞，會使得輸電線路出現故障。如果這些故障沒有被及時檢測并修復，可能會引起嚴重的后果。因此安排必要的維護和修復，對確保線路的安全正常運行具有十分重要的意義[1]。傳統的檢查方法主要是通過工人來檢測。有人工目測和攀爬上鐵塔檢測兩種方式。

攀爬機器人無線遙控模塊設計

電力鐵塔攀爬機器人的研制為輸電線路的檢測和維修提供了一種新的途徑和理念[2]。除一般安裝在機器人上的控制系統之外，需要無線的方式來與機器人通訊。本文通過在地面發送指令，機器人上的上位機系統接收指令，并進行解釋后對應發送相應的命令給下位機，執行相應的操作。無線遙控方案框圖如圖1所示。

遙控器主要的功能是掃描按鍵，識別命令然后通過無線數據傳輸模塊發送命令給上位機，并且根據發送的命令和接收到上位機返回的命令來顯示機器人的狀態，對CPU的要求不高，只是由于設計中所用的是矩陣按鍵，按鍵數量比較多，所用的IO口較多，而且液晶顯示也占據了很多的IO口。因此所選用的控制CPU要求一定的IO口數量。

無線數據傳輸方式

本次設計的無線數據傳輸模塊主要用于遙控器和機器人之間的通訊，來完成遠程的遙控機器人的運動。本次設計主要采用的是APC250無線傳輸模塊[2]。

模塊的使用可以根據用戶的需求來設置，主要有兩種方式，一是通過公司提供的軟件來設置，圖形界面修改方便;二是在線的修改，在線修改是模塊切換到休眠模式時，通過串口直接給模塊發送命令修改。

模塊收發數據通過串口來實現，引腳EN在工作的時候應置低，置高時為休眠模式。RXD為串口的輸入口，TXD為串口的輸出口，都為TTL電平，與單片機電平兼容。模塊的TXD、RXD分別與單片機或ARM的RXD、TXD相接，AUX為狀態指示腳。

遙控器PCB電路布線

該無線遙控模塊的硬件方案設計如圖2所示，包括人機交互的按鍵輸入和LCD顯示和數據的無線傳輸。主要實現功能是通過按鍵的輸入，單片機檢測識別按鍵并對應到相應的命令，再通過無線數據模塊傳送給機器人，機器人的接收端接收命令，再根據命令執行機器人的操作。

結語

隨著機器人技術的快速發展，為電力輸電線路的檢測維修提供了新途徑。通過制作本文所述攀爬機器人，攜帶檢測儀器如攝影機等設備來替代人工的檢測，可以提高檢測精度和效率，同時也減少勞動力，最大限度的保障了工人的安全。可以全面的對鐵塔進行檢測，發現鐵塔存在的損傷以及安全隱患，然后進行必要的維修，對保障我國電力的傳輸有著重要的意義[3]。

參考文獻

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