随着煤矿智能化的逐步推进,矿井下的各种危险工作逐渐由机器人来替代人工操作,其中传统液压支架直线度的测量方法存在精度不达标、容易受到粉尘影响等问题,课题组已经提出了一种机器人在液压支架人行板行走来测量直线度的方法。本文针对液压支架机器人在人行板行走测量直线度存在遇到障碍物无法躲避导致不能完成测量的问题,设计了一种巡检机器人控制系统,该系统由采集层、控制层、网络通讯层以及由上位机和智能手机组成的决策层构成。采集层主要负责底层信息的收集,包括测距模块、局部环境监测模块,测距模块用来测量与障碍物的距离信息反馈至CPU来控制机器人进行避障,局部环境监测模块负责采集机器人周围环境图像信息、有害气体浓度以及温湿度信息;控制层选用STM32ZET6作为机器人控制器的CPU,主要负责对采集层收集信息的处理和命令的下达;网络通讯层包括WIFI、蓝牙、以太网等通讯方式,主要负责数据的传输;决策层包括上位机和智能手机,主要负责信息的展示和人机交互的实现。硬件方面,重要电路包括:嵌入式最小系统、电源电路、开关量和模拟量采集电路、电机驱动电路和通信电路等。软件方面,对μC/OS-II嵌入式操作系统进行移植,基于该操作系统设计了直线度测量程序、行走避障程序、通信程序、数据采集程序以及应用编程(IAP)。针对机器人行走的路径运用改进后的A*算法去优化,减少了机器人在行走过程中的时间,提高了机器人寻找最优路径的效率。本文设计的机器人控制系统稳定性高,拥有远程下载升级程序的功能,在实验室条件下进行测试,机器人行走过程主要以自主避障为核心,以远程遥控操作和监控为辅,可以实现躲避障碍物的目标,且对优化后的A*算法进行了软件仿真分析,结果表明机器人在完成避障的同时,寻找最优路径的效率提高了约2倍。本文设计的机器人控制器满足了机器人在液压支架人行板上行走测量直线度躲避障碍物的需求。