电缆沟巡检机器人控制系统设计与仿真

"电缆沟巡检机器人控制系统设计及仿真，朱正国等人，电子设计工程，2018年9月" 本文详细介绍了针对电缆沟环境设计的一种巡检机器人控制系统，旨在解决电缆沟中可能存在的一系列问题，如火灾隐患和有害气体积聚。电缆沟的环境复杂，人工巡检存在诸多风险，因此引入机器人巡检是必要的。 1. 问题背景与需求分析 电缆沟中的安全隐患主要包括低阻短路、电流泄漏、电缆保护层破坏以及环境湿度导致的火灾，以及由于封闭环境造成的有毒易燃气体积累。为保障电力系统的稳定运行和人员安全，需要定期对电缆沟进行检查和维护。当前主要依赖人力，但效率低下且安全性差。 2. 机器人系统设计 小型轻量化电缆沟巡检机器人采用双节四面履带结构，由两个移动模块和一个连接模块构成。每个移动模块具有四周全履带设计，以适应狭小空间并提供稳定动力。机器人主要功能包括有害气体浓度检测、温湿度监测、线缆温度检测以及环境图像监控。 3. 控制系统设计 控制系统以PC104为核心，兼顾电缆沟的特殊应用环境和机器人的任务需求。硬件部分包括驱动电机等关键组件，而软件部分则涉及到控制算法和数据处理。该系统能够实现实时监测和环境数据采集。 4. 仿真验证 为缩短开发周期和节省成本，研究人员在LabVIEW平台上建立了机器人的仿真模型。这一模型可以在机械本体制造完成前验证软件程序的正确性，确保机器人能在实际环境中有效工作。 5. 结果与测试 通过测试，所建立的巡检机器人控制系统证明能在有限的空间条件下有效地执行任务，实时监测电缆沟环境和检测有害气体。同时，仿真模型的应用显著提高了开发效率。 6. 结论 电缆沟巡检机器人控制系统的设计与实现，结合了先进的硬件和软件技术，为电缆沟的安全维护提供了自动化解决方案，降低了风险，提升了效率。 综上，本文的研究成果对于提升电缆沟的维护管理水平，保障电力系统的稳定运行，以及推动特种机器人技术在实际应用中的发展具有重要意义。