CN109101028A - 一种轨道式巡检机器人远程无线驱动控制系统 - Google Patents

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王继东
孔冰
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Abstract

本发明提供的是一种能够使轨道式巡检机器人通过无线传输信道接收远程控制指令实现运动、以及接收并显示运动状态的驱动控制系统。包括控制驱动一体化电机、控制总线网关、无线电台从站、无线电台主站和监控主机；控制驱动一体化电机、控制总线网关、无线电台从站布置于移动行走端，控制驱动一体化电机通过双绞线与控制网关连接，控制总线网关通过串口线与无线电台连接；无线电台主站布置于轨道式巡检机器人的轨道顶部，移动行走端的无线电台从站和轨道顶部的无线电台主站通过天线相互连接；轨道顶部的无线电台主站与集控室的监控主机之间通过屏蔽双绞线连接。本发明的优点在于传输速率高、传输距离远、受各种干扰因素的影响小、控制性能好。

Description

一种轨道式巡检机器人远程无线驱动控制系统
技术领域
本发明属于远程控制技术领域，特别涉及一种应用于轨道式巡检机器人的远程无线驱动控制系统。
背景技术
本人在专利《一种应用于电厂燃料输送系统的无人巡检系统》(CN201620430940.9)中提出了一种无人巡检系统，提出了采用轨道式无人巡检系统来代替人工实现自动巡检功能。针对此类无人巡检系统，要求数据采集端（移动行走端）能够在远程、无缆条件下实现运动，因此需要稳定、可靠的远程无线驱动控制系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够使轨道式巡检机器人通过无线传输信道接收远程控制指令实现运动、以及接收并显示运动状态的驱动控制系统。
本发明的目的是这样实现的：轨道式巡检机器人远程无线驱动控制系统包括控制驱动一体化电机、控制总线网关、无线电台从站、无线电台主站和监控主机；控制驱动一体化电机、控制总线网关、无线电台从站布置于移动行走端，控制驱动一体化电机通过双绞线与控制网关连接，控制网关通过DB9针串口线与无线电台连接；在轨道式巡检机器人的轨道顶部布置有无线电台主站，移动行走端的无线电台从站和轨道顶部的无线电台主站通过天线相互连接；轨道顶部的无线电台主站与集控室的监控主机之间通过屏蔽双绞线连接。
控制驱动一体化电机采用CAN总线型闭环一体化步进电机，带刹车，根据负载大小选配减速机。控制驱动一体化电机用于驱动巡检机器人沿着轨道运动。控制驱动一体化电机自带驱动控制器，配置有CAN总线接口，与控制总线网关通过CAN总线连接。
控制总线网关采用RS232-CAN网关，配置有CAN总线接口和RS232接口，用于控制驱动数据的传输和转换。与控制驱动一体化电机通过CAN总线接口连接，与无线电台（从站）通过RS232接口连接。
无线电台从站采用具有网状Mesh拓扑结构的无线数传电台，配置有双串行接口（RS232/RS422/RS485）和天线，用于将通讯链路由有线转换为无线。与控制总线网关通过RS232接口连接，与无线电台主站通过天线连接。
无线电台主站采用具有网状Mesh拓扑结构的无线数传电台，配置有双串行接口（RS232/RS422/RS485）和天线，用于将通讯链路由有线转换为无线。与无线电台从站通过天线连接，与监控主机通过RS485接口连接。
监控主机采用工业用工控机，配置有DB9针串口，用于监控巡检机器人的运行状态和控制指令的发送。与无线电台主站通过DB9针串口连接。
本发明的优点在于传输速率高，最大传输速率可达300Mbps；传输距离远，可以通过外置天线传输最远16公里的距离；由于采用步进电机运行，系统运行不受各种干扰因素的影响，如电压的大小，电流的数值、波形、温度的变化等；系统误差不长期积累；控制性能好，启动、停车、翻转都是在少数脉冲内完成，在一定的频率范围内运行时，任何运动方式都不会丢失一步。
附图说明
图1为远程无线驱动控制系统网络结构图。
图2为远程无线驱动控制系统连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述。
如图1所示，一种轨道式巡检机器人远程无线驱动控制系统，包括控制驱动一体化电机11、控制总线网关12、无线电台从站13、无线电台主站14和监控主机15；控制驱动一体化电机11、控制总线网关12、无线电台从站13布置于移动行走端21，控制驱动一体化电机11与控制总线网关12连接，控制总线网关12与无线电台从站13连接；在轨道式巡检机器人的轨道顶部22布置有无线电台主站14，移动行走端21的无线电台从站13和轨道顶部22的无线电台主站14相互连接；轨道顶部22的无线电台主站14与集控室23的监控主机15相互连接。
如图2所示，控制驱动一体化电机11采用CAN总线型闭环一体化步进电机，带刹车，根据负载大小选配减速机。控制驱动一体化电机11用于驱动巡检机器人沿着轨道运动。控制驱动一体化电机11自带驱动控制器，配置有CAN总线接口，通过双绞线43与控制总线网关12的CAN总线接口连接，采用CAN总线通信协议。
如图2所示，控制总线网关12采用RS232-CAN网关，配置有CAN总线接口和RS232接口，用于控制驱动数据的传输和转换。通过双绞线43与控制驱动一体化电机11的CAN总线接口连接，采用CAN总线通信协议；通过串口线42与无线电台从站13的DB9针接口连接，采用RS232通讯协议。
如图2所示，无线电台从站13采用具有网状Mesh拓扑结构的无线数传电台，配置有双串行接口（RS232/RS422/RS485）和天线32，用于将通讯链路由有线转换为无线。通过串口线42与控制总线网关12的DB9针接口连接，采用RS232通讯协议。通过天线32与无线电台主站14的天线31连接，采用无线Mesh网络通讯协议。
如图2所示，无线电台主站14采用具有网状Mesh拓扑结构的无线数传电台，配置有双串行接口（RS232/RS422/RS485）和天线，用于将通讯链路由有线转换为无线。通过天线31与无线电台从站13的天线32连接，采用无线Mesh网络通讯协议；通过屏蔽双绞线41与监控主机15的DB9针接口连接，采用RS485通讯协议。
如图2所示，监控主机15采用工业用工控机，配置有DB9针串口，用于监控巡检机器人的运行状态和控制指令的发送。通过屏蔽双绞线41与无线电台主站14的DB9针接口连接，采用RS485通讯协议。

Claims (6)

1.一种轨道式巡检机器人远程无线驱动控制系统，其特征是：包括控制驱动一体化电机、控制总线网关、无线电台从站、无线电台主站和监控主机。
2.根据权利要求1所述的轨道式巡检机器人远程无线驱动控制系统，其特征是：控制驱动一体化电机、控制总线网关、无线电台从站布置于移动行走端；无线电台主站布置于轨道顶部；监控主机布置于集控室。
3.根据权利要求1所述的轨道式巡检机器人远程无线驱动控制系统，其特征是：控制驱动一体化电机的CAN总线接口与控制总线网关的CAN总线接口通过双绞线连接，采用CAN总线通讯协议。
4.根据权利要求1所述的轨道式巡检机器人远程无线驱动控制系统，其特征是：控制总线网关的DB9针接口与无线电台从站的DB9针接口通过串口线连接，采用RS232通讯协议。
5.根据权利要求1所述的轨道式巡检机器人远程无线驱动控制系统，其特征是：无线电台从站和无线电台主站之间通过天线连接，采用无线Mesh网络通讯协议。
6.根据权利要求1所述的轨道式巡检机器人远程无线驱动控制系统，其特征是：无线电台主站的DB9针接口与监控主机的DB9针接口通过屏蔽双绞线连接，采用RS485通讯协议。
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