铁塔机器人的无线遥控模块设计

王一舒

摘要： 电力铁塔攀爬机器人是一种用于检查铁塔故障的装置，采用机器人的方式可以减少工人的劳动强度，保障工人的人生安全，提高了检测效率和准确性。由于攀爬机器人工作地方是野外工作，工作环境比较特殊，论文提出针对攀爬机器人的遥控方案，以确保机器人正常工作和出现故障时，通过人机交互的方式复原机器人状态。

关键词： 电力铁塔;攀爬机器人;运动控制;串口通信

电力是一个国家的经济动脉，由于电力传输系统长期暴露在恶劣的环境中使得材料老化，或者由于一些自然灾害的破坏，会使得输电线路出现故障。如果这些故障没有被及时检测并修复，可能会引起严重的后果。因此安排必要的维护和修复，对确保线路的安全正常运行具有十分重要的意义[1]。传统的检查方法主要是通过工人来检测。有人工目测和攀爬上铁塔检测两种方式。

攀爬机器人无线遥控模块设计

电力铁塔攀爬机器人的研制为输电线路的检测和维修提供了一种新的途径和理念[2]。除一般安装在机器人上的控制系统之外，需要无线的方式来与机器人通讯。本文通过在地面发送指令，机器人上的上位机系统接收指令，并进行解释后对应发送相应的命令给下位机，执行相应的操作。无线遥控方案框图如图1所示。

遥控器主要的功能是扫描按键，识别命令然后通过无线数据传输模块发送命令给上位机，并且根据发送的命令和接收到上位机返回的命令来显示机器人的状态，对CPU的要求不高，只是由于设计中所用的是矩阵按键，按键数量比较多，所用的IO口较多，而且液晶显示也占据了很多的IO口。因此所选用的控制CPU要求一定的IO口数量。

无线数据传输方式

本次设计的无线数据传输模块主要用于遥控器和机器人之间的通讯，来完成远程的遥控机器人的运动。本次设计主要采用的是APC250无线传输模块[2]。

模块的使用可以根据用户的需求來设置，主要有两种方式，一是通过公司提供的软件来设置，图形界面修改方便;二是在线的修改，在线修改是模块切换到休眠模式时，通过串口直接给模块发送命令修改。

模块收发数据通过串口来实现，引脚EN在工作的时候应置低，置高时为休眠模式。RXD为串口的输入口，TXD为串口的输出口，都为TTL电平，与单片机电平兼容。模块的TXD、RXD分别与单片机或ARM的RXD、TXD相接，AUX为状态指示脚。

遥控器PCB电路布线

该无线遥控模块的硬件方案设计如图2所示，包括人机交互的按键输入和LCD显示和数据的无线传输。主要实现功能是通过按键的输入，单片机检测识别按键并对应到相应的命令，再通过无线数据模块传送给机器人，机器人的接收端接收命令，再根据命令执行机器人的操作。

结语

随着机器人技术的快速发展，为电力输电线路的检测维修提供了新途径。通过制作本文所述攀爬机器人，携带检测仪器如摄影机等设备来替代人工的检测，可以提高检测精度和效率，同时也减少劳动力，最大限度的保障了工人的安全。可以全面的对铁塔进行检测，发现铁塔存在的损伤以及安全隐患，然后进行必要的维修，对保障我国电力的传输有着重要的意义[3]。

参考文献

李贺.基于ARM的电力线巡检机器人运动控制器的研究[D].北京：华北电力大学，2008.P3～6.

张毅.罗元.郑大雄.移动机器人技术及其应用[M].北京：电子工业出版社，2007.P115～118.

陈震.壁面爬行机器人设计及路径规划研究[D].沈阳：沈阳工业大学，2006.P54～57.