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)?？刂葡溆辛M4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