摘要：介紹遙操作排爆機器人pbj-1的嵌入式控制系統(tǒng)研制情況。敘述了利用rtx51開發(fā)排爆機器人嵌入式控制系統(tǒng)固件中的一些問題和解決辦法。實踐證明基于嵌入式實時操作系統(tǒng)rtx51開發(fā)工作于非結(jié)構(gòu)環(huán)境中的遙操作機器人控制系統(tǒng)可以有效地提高整個機器人系統(tǒng)的性能及開發(fā)效率。 關(guān)鍵詞：排爆機器人 實時操作系統(tǒng) 微控制器 rtx51排爆機器人（eod robot）是一種遙操作地面移動機器人，操作機主體一般是由一個機械手和一個可移動平臺組成，主要用于拆除疑似爆炸物品，以減少作業(yè)現(xiàn)場人員傷亡，是軍警部門必須裝備的設(shè)施。目前國際上主要流行美國remotec公司的andros系列排爆機器人、法國cybernetics公司研制的trs200中型排爆機器人等。但是國外的排爆機器人價格過高，出現(xiàn)故障后維修特別不方便。因此國家863專家組已經(jīng)將高性能排爆機器人的研發(fā)及國產(chǎn)化列入了重點支持的課題。由于種種原因，目前的排爆機器人很多只采用plc實現(xiàn)點動控制，功能有限且操作性較差。研究高性能控制器成排爆、消防等各種遙操作地面移動機器人的共同課題。利用先進的嵌入式系統(tǒng)技術(shù)可以較好地解決這類問題。本文概述了上海交通大學(xué)機器人研究所研制的新型遙控移動式排爆機器人pbj-1的嵌入式控制系統(tǒng)固件的情況。利用嵌入式系統(tǒng)技術(shù)開發(fā)適合排爆等各類遙控地面移動機器人使用的嵌入式控制系統(tǒng)能夠解決上述種種矛盾。1 pbj-1功能介紹目前國示上比較流行的排爆機器人，都需要由經(jīng)過專門培訓(xùn)的操作人員通過操作一組分別控制機械臂上各個關(guān)節(jié)驅(qū)動電機的按鍵控制，操作很不方便。操作人員需要根據(jù)狀況，判斷出需要機械手執(zhí)行的動作，再經(jīng)過大腦的轉(zhuǎn)換，手工控制機械臂各個關(guān)節(jié)順序動作，使機械手爪擬合出一條空間軌跡以完成作業(yè)，大大降低了工作效率。這類排爆機器人一般都需要大量的攝像機，隨時顯示爆炸物相對機械手爪的位置，以便操作人員決定下一步動作。新型排機器爆人pbj-1為了使操作人員更加方便，在嵌入式控制器中嵌入式機器人運行學(xué)運算，能夠?qū)崿F(xiàn)機械臂的自主聯(lián)動控制。操作者只要通過觀看控制箱上面的顯示器，直接操縱控制器命令機器人水平前、后或垂直上、下運動，機械臂可以實時進行機器人運動學(xué)運算和分解運行控制，控制機械手爪完成空間的直線擬合運動。這種操作方式略過了操作人員在大腦中進行動作轉(zhuǎn)換的步驟，大大方便了排爆這一高危險性作業(yè)現(xiàn)場的作業(yè)。為了方便現(xiàn)場操作，在其嵌入式控制器系統(tǒng)中還加入了機器人的一些半自主動作功能。例如當機器人完成作業(yè)后機械臂可以自動折又疊歸位；機械臂可以自動進入作業(yè)最佳操作姿態(tài)；當操作不當時，控制器可以自主取消操作人員發(fā)送的命令，以避免機械臂與車體之間的干涉碰撞等。為防止爆炸物被恐怖分子遙控引爆，爆炸物品的拆除現(xiàn)場一般都要做電磁屏蔽處理，不能使用無線遙控型機器人，只能采用有纜遙操作移動機器人。由于爆炸物品的拆除作業(yè)危險性很大，所以對排爆機器人的有線通訊系統(tǒng)的可靠性要求很高。pbj-1是通過rs-485協(xié)議實現(xiàn)相互之間遠距離、高速、高可靠性通訊。

操作人員可以通過上位控制箱里的液晶顯示器監(jiān)視作業(yè)現(xiàn)場的狀態(tài)；通過操作各種動作按鈕及操縱桿控制機器從完成各種作業(yè)。控制箱有六組4位數(shù)顯led，分別顯示機器人型號（pbj1）、通訊狀態(tài)（run或err）、大小臂關(guān)節(jié)角、機器人及車體運動速度、機器人電源實時電壓。這些都保證了操作人員可以全面了解機器人具體運行狀態(tài)，順序完成作業(yè)。2 pbj-1嵌入式控制系統(tǒng)設(shè)計遙操作機器人由于工作于非結(jié)構(gòu)環(huán)境中，實際期望運動軌跡未知，所以需要根據(jù)操作者的實時操作情況進行動態(tài)實時的目標位置生成及軌跡規(guī)劃，并完成相應(yīng)的運動控制。由于這臺新型排爆機器人功能增強，下位機微控制器需要實時完成機器人運動學(xué)及分解運動控制解算，并驅(qū)動各個接口器件實時控制機器人運行，還要保證上、下位機之間的正常通訊連接，及時、迅速、高可靠性地響應(yīng)上位機經(jīng)過