现代化工厂中,为了提高厂内设备和环境的安全可靠性,每年要花费大量的人力进行工厂状态的检查巡视,如变电站和地下井道中的巡检等。本文设计开发了一款应用于无人值守工厂的轨道式机器人,机器人按照轨道进行运动,机械臂搭载了摄像头对工厂内的状态变化进行检查,将数据通过以太网传送到上位机软件,方便人工及时处理相关问题。本文主要完成轨道式机器人的控制系统部分,设计实现控制系统的软硬件模块,实现电机的驱动、加减速算法、机器人的安全防撞以及电机里程定位等功能,从而确保轨道机器人的巡检功能,可以节省人力成本,加强设备和环境的巡检频率。本文所设计的轨道式巡检机器人控制系统主要通过驱动直流无刷电机使轨道机器人在水平方向上运动,通过驱动步进电机实现所载机械臂的伸缩和旋转。电机在启动和停止时可能会存在丢步和过冲的现象,在启动水平行走电机后,加入光电编码器,既可实现一维方向的里程定位,也可实现PID位置速度双闭环控制,使得控制系统在运动过程中实现加减速的自动化调节。由于工厂环境复杂,采用感应器遮挡片和超声波测距相结合的方式实现对机器人的安全保护。轨道机器人的控制需要人工远程进行控制,设计采用了嵌入式LWIP协议,将命令按照制定的通信协议发送至主控制芯片,整个控制模块在上位机软件的控制下完成巡检的工作。本文设计的控制系统主要由STM32主控制芯片和无刷电机运动控制、编码器位置捕获、LWIP通信等扩展模块组成,配合嵌入式软件开发平台编译生成的代码程序进行控制工作。最终可以实现控制系统按照上位机软件的指令完成相应的运动控制,并在编码器的配合下可以实现机器人的精确定位和自适应加减速,可以在工厂环境中稳定的运动。本次控制系统设计方便维护,操作简单,可靠性高,可以有效提高工厂中的巡视效率,在无人值守工厂中有广阔的应用前景。