国际上壁面移动机器人的研究与开发方兴未艾。

　　包括中国在内的许多国家都取得了很大成果。但目前此类机器人大多只能在平面上移动，对各种不同曲率表面的适应性差。核、能源，石化等行业有许多球形储罐，这些储罐人工检修效率低且十分危险。高楼球形建筑的蓬勃发展也带来了如何清洗这一难题。开发一种适于核工业，石化建筑等行业的球面移动机器人将有助于提高我国机器人关键技术研究水平，赶超发达国家，具有十分重要的意义。上海大学于2001年成功研制了一种4腿足式移动机器人，能安全可靠地在球面或类球面上行走，填补了国内机器人研究领域的一项空白。本项目已经申请了国家专利，申请号基金项目：国家自然科学基金资助项目（59985006）国家专利：ZL01253511.7要从事机器人控制技术方向的研究。

　　谈士力（1966―），男，上海市人，博士，教授，主要从事机器2控制系统概述球面移动机器人主要由行走机构，吸附装置和控制系统组成。机器人要求轻量化，能全方位移动，对球面有一定的自适应补偿能力，能跨越障碍，抗倾覆。其控制系统必然较复杂。本课题采用上下位两级计算机系统控制。控制系统的组成如所示。上位机完成对机器人的实时监控，依靠图形化界面操纵机器人，查询各腿状态，并进行在线和离线仿真。下位机负责解释执行上位机的各种命令，实现机器人的动技术方向的研究。*」

　　Tm .作，并借助传感器把现场状态和信号传送给上位机。

　　自动向前运行，命令状态子可为01100001，用十进制数表示即97.下位机负责对上位机命令的解释与执行。

　　为保证机器人在通讯出故障时的安全，须有冗余控制系统。文章主要介绍通讯软件的设计和实现。上位机软件采用流行的VB6.0编写。VB6具有可视化、支持面向对象编程、结构化事件驱动编程模式等特点，界面丰富，易于操作。它提供的MScomm32.ocx通信控件功能强大且有效简化了编程。

　　机器人的输入输出点多，多关节控制复杂。为提高系统稳定性与可靠性，下位机采用NEC的PD780058单片机，基本不用扩展。NEC单片机以真正单片化著称。PD780058片内有高容量ROM和RAM，多路8位A/D、D/A转换，8位和16位定时器，看门狗，时钟定时器，串行通信接口，中断功能等多种其他外围硬件电路。有10个输入/输出端口，共68个端子，其中两个输入端子，66个输入/输出端子。各端口均能进行1位和8位操作。我们采用NEC的单片机CC78K0C语言来编写程序。单片机C语言兼顾多种语言特点，具汇编语言功能，可直接操作硬件，编译效率高，可移植性好。采用78K0C编译器。

　　通信协议的确定关系到数据传送的可靠性、准确性和效率。考虑下位机编程的复杂性，在通信过程中，上位机处于主动状态，通过RS―232C接口与下位机通信。命令状态字约定如所示。如要机器人波特率：9600b/s；无奇偶校验；8位数据位；1位停止位。

　　4上位机的VB程序VB程序运行后，采用查询与中断结合的方式工作。运行界面如所示。

　　与通讯有关的主要程序如下：…//其它的初始化工作MSComm1.CommPort=2//选择通讯口2MSComm1.InputMode1//以二进制形式取回数据验，8个数据位，1个停止位//接收缓冲区每接收到制定个的字符都会使MSComm1控件产生OnComm事件。

　　True//判断通讯口2是否打开EndIfEndSub单击自动前进按钮事件；单击手动控制1腿前进按钮事件：SendData=68//命令状态字为接收缓冲区收到下位机发来的吸附传感器信号后使MSComm1产生OnComm事件（即上位机响应下位机的外部中断）InbuffeFMSComm1.Input//这两条语句联合使用，才能读出3球而移动机器人主控界而示音图RecData=Inbuffer//以二进制格式传送的数据Casel"1腿没有吸附，显现红色5下位机通讯程序编写上位机的串行口通过电缆线与RS232收发器MAX232的232电平端口三线交叉连接，如所示。MAX232的逻辑电平端口与单片机的串行口相//8位数据，1位停止位，无错误中断，无外部时钟BRGC=0xc0；//波特率发生器控制寄存器设置波特率为9600 0为接收SRIF=0；//清接收完成中断标志RXB；//清空接收缓冲寄存器SRMK=0//接收完成中断请求许可EI（）//开中断AutoRunFlag=0 while（1）//机器人不停接收处理上位机命令a=RXB；连。单片机应用于实时性很强的控制场合，应优先考badcward（）//自动向后运动虑及时响应和控制机器人的动作，尽量减少通信占用breakCPU时间以提高效率。为此，采用中断来接收数据和发送信号。PD780058虽有6个外部中断源，但考虑机器人进一步研究扩展的需要，我们决定将4个吸附中断信号通过3个或门都接到INTP0，然后读P1口来判断是哪条腿没有吸附。

　　C51程序清单如下：pragmaSFR//定义使用特殊功能寄存器//定义使用内部寄存器中断服务程序pragmaDI//定义关中断pragmaEI//定义开中断变量定义MM=0X10；//单片模式，1个等待状态PCC=0X00//CPU用主系统时钟振荡ASIM=0xc9；//异步串行接口模式寄存器设置为收发，无DI（）；//关中断SRIF=0；//清接收完成中断标志//自动运行A EI（）//开中断v（idinterserLsor（）//响应外部吸附传感器中断并向上位机发送数据DI（）TXb//发送未吸附腿号给上位机EI（）6结束语以上程序调试通过后，一直运行正常。机器人的动作完全正确，能以一定速度、多种步态在球面上安全爬行。上海大学研制成功的球面移动机器人2001年12月已通过初步鉴定。鉴定委员会认为球面机器校验：994-2015ChinaAcademicJournalElectronicPublishing人具有创新性htsrested，http/wv下转第n221页）可看作是二元变量参数模拟的虚拟信号源。

　　工作时，通过输入二个变量、计算、控制，使参数模拟电路的输出电压Ud成为满足即可实现对各种不同辅角信号了通用性问题，而且便于编程实现自动控制输出，实现检测的自动化。

　　由于迎侧角要求较高的精度（1），电阻网络参数模拟解算电路在应用中受外界温度等环境因素影响较大，需设置补偿电路，否则精度将受到影响，而采用虚拟信号源参数模拟电路，可在程序中设置相应的算法进行动态补偿，通过软件控制调节D/A的输出使精度达到规定的要求，因此这种方法还具有精度高的优点。

　　结束语在机载火控系统自动化检测系统中，将参数模拟电路设计成能产生二元变量信号的虚拟信号源，实现对迎侧角等特殊信号的参数模拟。该方法很好地解决了参数模拟的通用性问题，具有硬件电路结构简单、模拟输出精度高等优点。其应用对于实现机载火控系统的综合化自动化检测具有重要的意义。