[實用新型]足球機器人低層控制系統

無效

• 申請號: 200720011968.X
• 申請日: 2007-04-28
• 公開（公告）號: CN201058236Y
• 公開（公告）日: 2008-05-14
• 發明（設計）人: 馬英慶;程福
• 申請（專利權）人: 遼寧機電職業技術學院
• 主分類號: A63H13/04
• 分類號: A63H13/04;A63H30/02;A63H30/04
• 代理公司: 丹東匯申專利事務所
• 代理人: 徐楓燕

技術領域

本實用新型涉及的是足球機器人的低層控制系統。

背景技術

足球機器人是一種典型的智能機器人系統，其基本任務是接收主控系統的無線發射運動控制指令，驅動小車左、右車輪按規劃路徑運行，實現其比賽任務。現有的足球機器人的低層控制系統采用的是8位單片機或16位單片機作為微控制器，其智能PID控制由軟件編程來完成。這一現有技術存在的主要技術問題是：程序編制困難，存在復雜的運行算法的軟件瓶頸問題，影響了系統的快速反應能力，系統的靈敏度低，而且系統升級較為困難。

實用新型內容

本實用新型的發明目的在于由硬件承擔智能PID自適應控制、從而簡化軟件設計，提供一種系統響應速度快、動態品質好的足球機器人低層控制系統。本實用新型的足球機器人低層控制系統包括有微處理中央控制單元、ID編碼單元和無線接收單元和低層左右輪的運行操縱單元，其中的運行操縱單元包括有左右輪運動控制器、兩個運行輪的電機驅動器；其微處理中央控制單元由微處理芯片LPC2132構成；左右輪兩運行控制器由內置PID算法的可編程全數字運動控制芯片LM629構成，其數據口線與指令接收/發送口線分別和微處理器的一組數據口線與指令口線連接；其電機驅動器由恒壓恒流雙H橋式驅動芯片構成，其兩路電機輸出引腳分別與左右運行輪電機連接，每路運行控制器的兩路脈寬調頻輸出端分別與恒壓恒流雙H橋式驅動芯片的兩路輸入引腳連接。

本實用新型所公開的足球機器人低層控制系統技術方案，采用了功能強大的32位微處理器ARM芯片作為足球機器人的核心控制芯片，并配備了運動控制芯片，實現其智能PID自適應控制，從而簡化其軟件設計，解決了復雜運行算法的瓶頸問題，滿足了系統響應速度快、超調量小、實時性好、良好動態品質、可靠性高的高性能需求，而且具有硬件集成度高的優點。

附圖說明

圖1是本實用新型足球機器人低層控制系統的電路組成框圖

圖2是一路運行控制器與微處理器連接的電路圖

圖3是微處理器與運行操縱單元的電路結構原理圖

圖4是無線接收單元與微處理器的電路連接圖。

具體實施方式

本實用新型的足球機器人低層控制系統的電路構成如圖所示，本足球機器人低層控制系統包括有微處理中央控制單元、ID編碼單元、無線接收單元和控制低層左右運行輪的運行操縱單元，其低層左右運行輪的運行操縱單元由控制左右輪運行的兩路運動控制器、控制驅動電機的電機驅動器及速度檢測器構成。其中的微處理中央控制單元和其運動控制器分別選用的是微處理器芯片LPC2132和可編程全數字運動控制器芯片LM629，其中的兩路可編程全數字運動控制器芯片LM629(R)和LM629(L)分別作為控制低層左右輪的運動控制器芯，可編程全數字運動控制器芯片LM629中內置PID算法，與微處理器芯片LPC2132通信連接配合，進行智能PID控制。每一運動控制器芯片LM629的數據口線DATA與微處理器芯片LPC2132的一組數據口線連接，其指令口線：片選CS、數據讀寫WR.RD、信息輸出HI等與微處理器芯片的指令引腳相連接；電機驅動器由恒壓恒流雙H橋式2A驅動芯片L298構成，其兩路電機輸出端OUT1、OUT2和OUT3、OUT4分別連接左右輪直流伺服驅動電機M1、M2，用于控制左、右輪的正、反轉或停轉，其使能控制端ENA、ENB受控連接于微處理器芯片的兩指令口線P0.28、P0.29，其電流反饋引腳SENSEA、SENSEB與其接地口線同時接地連接，兩運動控制器芯片LM629(R)、LM629(L)的脈寬調制控制口線PWM(S)、PWM(M)輸出連接至芯片L298的兩路輸入口線IN1、IN2和IN3、IN4；兩運動控制器芯片的四倍頻信號口線A、B分別連接于直流伺服電機M1、M2內部的測速編碼器上，構成所述的速度檢測單元。本實施例中的無線接收單元由低功耗超高頻數據接收模塊芯片BIM433或BIM418及其外圍電路構成，其體積小，只接少許外圍電路即可工作，該芯片與微處理器芯片串行數據口線RXD1連接，其發射允許口線15腳置高，其接收允許口線16置低，設置為接收功能，其載波測試口線11受控于微處理器的一I/O口線P?1.16。

微處理器芯片由無線接收單元接收到主控系統的無線發送信息后，進行數據處理，然后通過數據口線把處理數據傳送至運動控制器LM629(R)、LM629(L)，經其內部梯形圖發生器和PID調節器的運算，輸出脈寬調制信號和方向信號由運動控制器的兩路PWM(S)、PWM(M)控制左右輪電機運行。