陳宏鈞，魯思兆，姜生元，張曉華
哈爾濱工業大學電氣工程學院，黑龍江哈爾濱

北華大學機械工程學院，吉林吉林

摘　　　要：為了測試新研制機械自適應管道機器人的三軸差速器性能，根據測試要求，設計了基于ＡＲＭ和ＦＰＧＡ的測試和控制系統。由ＡＲＭ完成整個系統的控制和數據的存儲，而ＦＰＧＡ完成７路碼盤信號的鑒相和計數。介紹了正交脈沖鑒相、ＦＰＧＡ多軸同步計數及其與ＡＲＭ的接口、數據存儲系統等部分的硬件電路設計。與傳統的微控制器外擴專用計數芯片相比，ＡＲＭ＋ＦＰＧＡ的方案不但能夠減少外圍接線的復雜程度，提高系統的可靠性，降低功耗，還能減小控制系統的體積。通過實驗驗證了所設計的測試和控制系統達到了所設定的測試和控制要求。

關　鍵　詞：三軸差速器；測試系統；管道機器人

１　引　言
在管道機器人應用中，不同驅動輪的差速運行對提高系統的工作效率和通過性能十分關鍵［１］。當管道機器人在不規則或彎管中行走時，因為每個驅動輪實際行走的距離不同，使某些驅動輪實際上變成了制動輪從而產生滑動摩擦，不僅降低了有效的拖動力，而且還因為各輪之間的寄生功率循環加劇了內部元件的功率消耗和驅動器的快速磨損。因此，針對這個問題，哈爾濱工業大學鄧宗全教授等提出了一種由單電機輸入，同時帶動周向的多個驅動輪轉動，并且每個驅動輪轉速可以由周圍環境決定的驅動系統，即具有機械差速功能的驅動系統—三軸差速器［２］。評估三軸差速器的性能，需要根據測試要求對管道機器人進行控制，在機器人運行過程中同步采集各個驅動輪和從動輪的轉動角度、系統的驅動功率、張緊力等工藝參數，為評估提供依據。本文根據管道機器人的測試和控制要求，提出了測試和控制系統方案設計。

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