[發明專利]基于兩輪自平衡重力感應控制的機器人控制系統

有效

• 申請號: 201310136040.4
• 申請日: 2013-04-18
• 公開（公告）號: CN103192394A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 侯成宇;崔金非;徐志劍;盧子琦;原為一;黃永祥
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B25J13/00
• 分類號: B25J13/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 牟永林

技術領域

本發明涉及一種控制系統，具體涉及基于兩輪自平衡重力感應控制的機器人控制系統。

背景技術

近年來,隨著移動機器人研究不斷深入,其應用領域更加廣泛,面臨的環境和任務也越來越復雜。有時機器人會遇到比較狹窄,而且有許多大轉角的工作場合，如何在這樣的環境里靈活快捷的執行任務，成為人們頗為關心的一個問題。在移動機器人的應用中，導航和定位是移動機器人研究的兩個重要問題隨著國民經濟的發展,導航定位系統已經從傳統的軍事、航天和航海等軍事領域向民用領域發展。車載導航系統發展非常迅速，在機器人自主導航，電動代步車和智能交通中得到了廣泛的應用。傳統的移動機器人技術存在體積大、結構復雜、運動遲緩、工作空間局限化的問題。

發明內容

本發明為了解決傳統的移動機器人技術存在體積大、結構復雜、運動遲緩、工作空間局限化的問題，從而提出了基于兩輪自平衡重力感應控制的機器人控制系統。

基于兩輪自平衡重力感應控制的機器人控制系統，所述的機器人控制系統包括控制器和車體，基于兩輪自平衡重力感應控制的機器人控制系統包括第二編碼器、第一編碼器、第一電機、第二電機、第一電機驅動電路、第二電機驅動電路、單片機、第一角度測量模塊、攝像頭、上位機、第一藍牙模塊、第二藍牙模塊、OLE顯示器、重力感應控制器、第二角度測量模塊和觸摸按鍵模塊，

觸摸按鍵模塊的方向控制信號輸出端與重力感應控制器的方向控制信號輸入端連接，

第二角度測量模塊控制器傾角信號輸出端與重力感應控制器的控制器傾角信號輸入端連接，

重力感應控制器的顯示信號輸出端與OLE顯示器的顯示信號輸入端連接，

重力感應控制器的無線通信信號輸出端與第二藍牙模塊的無線通信信號輸入端連接，

第一藍牙模塊用于接收第二藍牙模塊發射的無線信號；

第一藍牙模塊的無線信號輸出端與上位機的無線信號輸入端連接；

上位機的視頻信號輸入端與攝像頭的視頻信號輸出端連接，

攝像頭用于采集車體前方的視頻信號；

上位機的無線調整信號輸出端與第一藍牙模塊的無線調整信號輸入端連接；

單片機采用無線通信接口與第一藍牙模塊進行無線通信；

第一角度測量模塊的車體傾角信號輸出端與單片機車體傾角信號輸入端連接，

單片機的豎直方向傾角控制信號輸出端與第一電機驅動電路的豎直方向傾角控制信號輸入端連接，

單片機的豎直軸轉動角控制信號輸出端與第二電機驅動電路的豎直軸轉動角控制信號輸入端連接，

第一電機驅動電路用于驅動第一電機工作；

第二電機驅動電路用于驅動第二電機工作；

第一編碼器用于采集第一電機的轉動信號；

第二編碼器用于采集第二電機的轉動信號；

第一編碼器的轉速信號輸出端與單片機的第一轉速信號輸入端連接，

第二編碼器的轉速信號輸出端與單片機的第二轉速信號輸入端連接。

單片機的型號為K60ARM?Cortex-M4。

重力感應控制器的型號為STM32。

第一角度測量模塊包括第一角加速度傳感器、第一加速度傳感器和第二角加速度傳感器；車體傾角信號包括車體沿豎直方向上的角速度信號、車體沿豎直方向的角加速度信號、車體沿豎直軸轉動的角加速度信號和車體沿豎直軸轉動的角速度信號，

第一角加速度傳感器用于采集車體沿豎直方向上的角速度信號，并將該車體沿豎直方向上的角速度信號發送至單片機，

第一加速度傳感器用于采集車體沿豎直方向的角加速度信號和車體沿豎直軸轉動的角加速度信號，并將車體沿豎直方向的角加速度信號和車體沿豎直軸轉動的角加速度信號同時發送至單片機，

第二角加速度傳感器用于采集車體沿豎直軸轉動的角速度信號，并將該車體沿豎直軸轉動的角速度信號發送至單片機。

第二角度測量模塊包括第三角加速度傳感器、第二加速度傳感器和第四角加速度傳感器；控制器傾角信號包括控制器相對于水平面前后方向轉動的角速度信號、控制器相對于水平面前后方向轉動的角加速度信號、控制器相對于水平面左右方向轉動的角加速度信號和控制器相對于水平面左右方向轉動的角速度信號，

第三角加速度傳感器用于采集控制器相對于水平面前后方向轉動的角速度信號，并將該控制器相對于水平面前后方向轉動的角速度信號發送至重力感應控制器，