机器人智能控制终端方案设计及关键技术研究 (2)
3. 传输协议设计 23
3.1. 机器人通信协议的作用 23
3.2. 机器人通信协议内容 24
3.3. 流程: 25
4. 串口通信的实现和工作空间的展示 26
4.1. 工程流程 26
4.2. 工作空间的绘制 27
4.3. 串口通信的实现 28
4.4. 整体程序界面 29
结论 30
致谢 31
参考文献 32
1. 绪 论
1.1. 爬壁机器人课题背景及课题意义
1.1.1. 课题背景
当前，随着工业发展水平的不断提高，“工业4.0”概念,即以智能化制造为核心的第四次工业革命[1,2]正在逐渐席卷全球，智能化机器人也正在以从未有过的高速度进入世界工业革命的视野。从战略层面上看，机器人用于太空探索，月球车，深海探测器，海洋石油开采及航空航天等领域；再从生活层面，开发研制了微型手术刀，智能监测仪及高空清洗机等设备。其中，军事上的用途更是日新月异，从拆弹器、排雷器到无人驾驶飞机等，全球军备竞赛智能化正进行得如火如荼。至于农林牧渔、医药医学卫生、电子电工、建筑建材、冶金矿产、石油化工、水利水电、交通运输、信息产业和机械机电，都会由于机器人的广泛运用而出现推动行业发展的产业革命[3]。因此，在进入新世纪以来，面对提高国内外安全保障迫切需求的反恐作战和各国之间愈演愈烈的全球军备竞赛的严峻形势，无论是从军用装备性能的提升还是出于对指挥和参战人员的人身安全考虑，都对作战设备的信息化和智能化提出了更高更迫切的要求[4]。
1.1.2. 课题意义
爬壁机器人能够很好地把人类从危险、恶劣的工作环境中解放出来，代替人去做人力所无法完成的很多劳作或探险，如进行高空壁面清洗，航空检测，船体喷涂，高温弧焊等工作任务。尤其是微小型爬壁机器人越来越多地应用在军事领域和反恐作战领域。比如微小型爬壁机器人可以通过飞行设备在敌方不知不觉中进入需要侦查的敏感区域，躲避敌方的侦查防御体系，吸附在户外的垂直立面，利用传感器回传的自身和环境信息，精准移动到既隐蔽又有利的侦查位置，用自身携带的高性能侦察设备侦查记录敌方信息甚至可以即时智能分析敌方情报，并通过无线通信传输手段将侦查情报回传，供己方指挥作战人员做出及时有效的指令[5]。不仅如此，爬壁机器人还具有一定的杀伤能力，可以携带爆破物潜伏在作战人员难于进入的指定位置，并在适当的时机自动爆炸，杀伤敌方重要人员或摧毁敌方关键设施。这些任务具有极大的危险性和特殊性，在现代军事防御技术下，普通作战人员几乎难于完成这样的任务。而传统的爬壁机器人体型偏大、质量重，噪音大、无法攀爬复杂壁面及无法实现面面转移等缺点使得传统型爬壁机器人在这些非常情况下也难以胜任工作。因此，开发一种微型化、承重强，质量轻、噪音低的具有较好壁面适应能力、具备复杂壁面跨越能力、可全方位灵活移动的微小型爬壁机器人具有重大的现实意义[6]。
1.2. 国内外研究现状分析
1.2.1. 爬壁机器人的分类
爬壁机器人为了要在光滑垂直墙面或者天花板上爬行，一定要掌握两个最主要的功能：吸附功能和移动功能。所以，现有的爬壁机器人的分类主要是根据机器人的吸附功能和移动功能来进行区分：
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