飞滑式巡线机器人控制电路的设计与实现

余 萍，张 虎，张 洁

(1.华北电力大学 电子与通信工程系，河北 保定 071003；2.鞍山师范学院 物理科学与技术学院，辽宁 鞍山 114007)

对输电线路的安全检查称为巡线，主要包括人力巡线、车辆巡线和直升飞机巡线。随着机器人技术的发展，不少巡线机器人的研究也进一步得到发展，实现机器巡检的方式主要有两种：一种是将巡线机器人安装在线路上，沿线路爬行[1]；另一种是采用飞行机器人（直升飞机）进行飞行检查[2]。爬行机器人需要人工帮助安装到疏导线路，再沿线路爬行工作。由于防震锤和耐张段引流线的阻挡，爬行机器人行走速度缓慢，巡线时间很长，实用性差。而飞行机器人虽然速度快，但能耗较高，续航能力有限，安全性差；为防止与线路或铁塔碰撞，要保持一定的距离；对飞行导航系统要求精度高。针对这两种情况，本文将巡线机器人和四旋翼飞行器结合，提出了飞滑式巡线机器人的设计方案。

1 飞滑式机器人的系统组成

飞滑式巡线机器人在实施巡线操作时，首先从巡线段的地面垂直起飞上升到指定的高度区域，然后悬挂在电力线上，借助悬挂动力设备进行线上滑行巡检，当巡检遇到防震锤及铁塔等障碍时启动飞行单元飞行以绕过障碍物，再重新悬挂于电力线上继续进行滑行巡检[3]。系统设计主要由两部分组成：飞行控制单元和线上巡检单元。飞滑式巡线机器人系统框图如图1所示。

图1 系统框图

2 硬件设计

2.1 飞行控制硬件组成

飞行控制芯片需要实现对传感器信号做出快速反应，同时选型芯片还要具有较高的可靠性和数据处理能力以及较低的功耗。……