[發明專利]基于ARM9的兩輪微電腦鼠沖刺控制器

有效

• 申請號: 201310418346.9
• 申請日: 2013-09-16
• 公開（公告）號: CN103605364B
• 公開（公告）日: 2016-11-16
• 發明（設計）人: 張好明;王應海
• 申請（專利權）人: 蘇州工業園區職業技術學院
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02;G05B19/042
• 代理公司: 蘇州廣正知識產權代理有限公司 32234
• 代理人: 劉述生

技術領域

本發明涉及機器人領域，特別是涉及一種基于ARM9的兩輪微電腦鼠沖刺控制器。

背景技術

微電腦鼠是使用嵌入式微主控制單元、傳感器和機電運動部件構成的一種智能行走機器人，在國外已經競賽了將近30年，由其原理可以轉化為多種實際的工業機器人，近幾年內才引進國內，并逐漸成為一個新興的競賽項目。微電腦鼠可以在不同“迷宮”中自動記憶和選擇路徑，采用相應的算法，快速地到達所設定的目的地。一只優秀的微電腦鼠必須具備良好的感知能力，有良好的行走能力，優秀的智能算法。一只完整的微電腦鼠包括傳感器、電機、算法和微處理器，其中微處理器是微電腦鼠的核心部分，控制并判斷所有信心，包括墻壁信息，位置信息，角度信息和電機狀態信息等。

現有的微處理器一般采用的是單片機。由于國內研發此機器人的單位較少，相對研發水平比較落后，研發的微電腦鼠在長時間運行發現存在著很多安全問題，如下：

（1）作為微電腦鼠的眼睛采用的是超聲波或者是一般的紅外傳感器，使得微電腦鼠在快速沖刺時對周圍迷宮的判斷存在一定的誤判，使得微電腦在快速沖刺的時候容易撞上前方的擋墻；

（2）作為微電腦鼠的執行機構采用的是步進電機，經常會遇到丟失脈沖的問題出現，導致對沖刺位置的記憶出現錯誤，有的時候找不到沖刺的終點；

（3）由于采用步進電機，使得機體發熱比較嚴重，不利于在大型復雜迷宮中快速沖刺；

（4）由于采用比較低級的算法，使得最佳迷宮的計算和沖刺路徑的計算都有一定的問題在一般迷宮當中的沖刺一般都要花費15~30秒的時間，這使得在真正的大賽中無法取勝；

（5）由于微電腦鼠在快速沖刺過程中要頻繁的剎車和啟動，加重了單片機的工作量，單片信號處理器無法滿足微電腦鼠快速沖刺的要求；

（6）相對采用的都是一些體積比較大的插件元器件使得微電腦鼠的體積比較龐大，重心較高，無法滿足快速沖刺的要求；

（7）由于受周圍環境不穩定因素干擾，特別是周圍一些光線的干擾，單片機主控制單元經常會出現異常，引起微電腦鼠失控，抗干擾能力較差；

（8）對于差速控制的微電腦鼠來說，一般要求其兩個電機的控制信號要同步，但是對于單一單片機來說又很難辦到，使得微電腦鼠在高速沖刺時會在迷宮當中搖擺幅度較大；?

（9）由于受單片機容量和算法影響，微電腦鼠對迷宮的信息沒有存儲，當遇到掉電情況時候所有的信息將消失，這使得整個沖刺過程無法完成。

發明內容

本發明主要解決的技術問題是提供一種基于ARM9的兩輪微電腦鼠沖刺控制器，為克服單片機不能滿足微電腦鼠穩定性和快速性的要求，舍棄了國產微電腦鼠所采用的單片機工作模式，在吸收國外先進控制思想的前提下，自主研發了基于ARM9+L298N的全新控制模式。控制板以ARM9為處理核心，實現兩軸直流電機同步伺服數字信號的實時處理，并實現?L298N的左右輪的控制邏輯，實現微電腦鼠快速沖刺時兩軸電機的同步控制，簡化操作，提高效率，在基于ARM9的兩輪微電腦鼠沖刺控制器的普及上有著廣泛的市場前景。

為解決上述技術問題，本發明提供一種基于ARM9的兩輪微電腦鼠沖刺控制器，包括：主控制單元、L298N芯片、第一運動單元、第二運動單元和電源，所述電源與所述主控制單元電性連接，所述主控制單元為ARM9處理器，所述主控制單元與所述L298N芯片電性連接，所述L298N芯片分別電性連接所述第一運動單元和第二運動單元，所述第一運動單元和第二運動單元均連接有光電編碼器，所述電源為鋰離子電池。

在本發明一個較佳實施例中，所述第一運動單元和第二運動單元均包括電機。

在本發明一個較佳實施例中，所述電機為高速直流電機。

在本發明一個較佳實施例中，所述主控制單元還外接有上位機控制單元，所述上位機控制單元包括迷宮讀取單元、坐標定位單元和在線輸出單元，所述迷宮讀取單元、坐標定位單元和在線輸出單元均與所述ARM處理器電性連接。

在本發明一個較佳實施例中，所述主控制單元還連接有至少6個傳感器，所述傳感器為超聲波傳感器或紅外線傳感器，用于感應并傳輸外接環境信息。

在本發明一個較佳實施例中，所述電機還連接車輪，所述車輪的數量與所述電機的數量相同。

本發明的有益效果是：本發明基于ARM9的兩輪微電腦鼠沖刺控制器具有誤干擾率低、控制簡單、穩定性好、動態性能佳、抗干擾能力強、系統調試簡單等優點，在微電腦鼠沖刺控制器的普及上有著廣泛的市場前景。

附圖說明