隨著我國(guó)工業(yè)的高速發(fā)展，爬壁機(jī)器人在國(guó)內(nèi)已被廣泛投入研制開(kāi)發(fā)。目前，爬壁機(jī)器人可在垂直壁面上附著爬行，可替代人類攜帶工具完成一定的作業(yè)任務(wù)。極大地提高社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益 。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)

自尋跡控制系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)主要包括單片機(jī)最小系統(tǒng)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)和尋跡電路設(shè)計(jì)三個(gè)部分。主控電路主要是對(duì)采集信號(hào)進(jìn)行分析，同時(shí)給出 PWM波控制電機(jī)速度，起停。該系統(tǒng)的閉環(huán)控制以微處理器為核心，由電源電路、驅(qū)動(dòng)電路、尋跡電路、復(fù)位電路等組成。

微處理器采用 STC89C52 單片機(jī)，體積小、功耗低、功能強(qiáng)，主要完成以下功能 ：

①接收、處理尋跡電路的采集信號(hào) ；

②通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的 PWM 方式調(diào)速，完成單輪的速度和轉(zhuǎn)向的閉環(huán)控制。

單片機(jī)最小系統(tǒng)

單片機(jī)最小系統(tǒng)有復(fù)位電路、時(shí)鐘電路、電源電路、外圍電路等。

電源電路

單片機(jī)供電部分是通過(guò)線性穩(wěn)壓芯片 7805進(jìn)行穩(wěn)壓處理后再供給電路的其他部分。電路中R2為L(zhǎng)ED的限流電阻，SW1 為電源開(kāi)關(guān)。

系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

軟件程序設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)硬件系統(tǒng)功能的關(guān)鍵，在一定程度上直接影響系統(tǒng)功能。為了程序設(shè)計(jì)的易于修改和調(diào)試，本設(shè)計(jì)將采用 C 語(yǔ)言在 Keil 軟件上進(jìn)行程序編寫(xiě)。主要通過(guò)模塊化的程序設(shè)計(jì)完成系統(tǒng)的自主尋跡，識(shí)別檢測(cè)焊縫的功能。

系統(tǒng)上電后，首先進(jìn)行初始化操作，延時(shí)后，啟動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊和尋跡模塊 ；機(jī)器人在電機(jī)驅(qū)動(dòng)下直行，單片機(jī)對(duì)傳感器檢測(cè)的信號(hào)進(jìn)行判斷，若主傳感器檢測(cè)到焊縫信號(hào)，輔助傳感器未檢測(cè)到焊縫信號(hào)，機(jī)器人直行 ；反之，輔助傳感器檢測(cè)到焊縫信號(hào)，單片機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)偏轉(zhuǎn)，調(diào)整機(jī)體角度后，繼續(xù)直行，如此循環(huán)檢測(cè)、判斷，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人對(duì)焊縫的自尋跡功能。