一种管道作业机器人的嵌入式系统设计

刘嘉伟++++董伉伉

摘 要： 管道作业机器人是为了解决小型管道内作业困难的问题而设计的。本文介绍了该机器人的嵌入式系统设计，包括硬件电路设计和软件设计。经多次试验和实际使用测试证明其具有稳定可靠、操作简单、经济实用等特点。

关键词： 管道作业 嵌入式系统 可靠实用

1.引言

目前楼宇中普遍存在管道内作业困难的情况，如：下水管道易堵塞且难清理、管道内电缆走线困难、管道塌陷后的狭小空间内勘测作业困难等。在此背景下，管道作业机器人从生活中的实际问题出发，设计并实现对管道堵塞等问题合理解决的系统。该机器人通过机械设计、硬件电路设计、控制程序设计和上位机操作平台设计最终实现。该管道作业机器人系统包括多轮式行走结构、清理执行机构、基于STM32F103RBT6单片机的嵌入式控制系统、机器人供电系统和基于windows系统的上位机操作平台，系统融合单片机嵌入式技术、机械设计技术、运动控制技术、通信技术和计算机软件技术等多学科结构。该管道作业机器人最大作业距离为100m，能够出色完成在水平、竖直、U型、十字形等管道内的可靠行走和高效工作，且具备操作简单，经济实用等优点。

2.硬件电路设计

2.1系统电源设计

管道作业机器人以电能作为动力。因为机器人在狭小的管道内工作，所以必须保证机器人的重量尽量小，还要保证电能在传输过程的损耗尽量小，输出电压能够使机器人各部分正常工作。……