[實用新型]基于ARM9四輪微電腦鼠探索控制器

有效

• 申請號: 201320571885.1
• 申請日: 2013-09-16
• 公開（公告）號: CN203535482U
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 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
• 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

本實用新型涉及微型機器人領域，特別是涉及一種基于ARM9四輪微電腦鼠探索控制器。

背景技術

微電腦鼠是一種使用嵌入式微控制器、傳感器和機電運動部件構成的智能行走裝置的俗稱，它可以在迷宮中自動記憶和選擇路徑，尋找出口，最終到達所設定的目的地。一般在迷宮比賽中，將微電腦鼠放在起點，按下啟動鍵之后，微電腦鼠自行決定搜尋法則并且在迷宮中實現前進、轉彎、記憶迷宮墻壁資料、計算最短路徑、搜尋終點等功能。微電腦鼠進行迷宮競賽結合了機械、電機、電子、控制、光學、程序設計和人工智能等多方面的科技技術。

目前國內研發的微電腦鼠結構如圖1所示，長時間運行發現存在著的安全問題有：

（1）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，導致對位置的記憶出現錯誤，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探索和沖刺。

（2）由于采用比較低級的算法，在迷宮當中的探索一般都要花費4~5分鐘的時間，這使得微電腦鼠在真正的大賽中無法取勝。

（3）由于微電腦鼠要頻繁的剎車和啟動，加重了單片機的工作量，單一的單片機無法滿足微電腦鼠快速啟動和停止的要求。

（4）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，無法滿足快速探索的要求。

（5）由于受周圍環境不穩定因素干擾，單片機控制器經常會出現異常，引起微電腦鼠失控，抗干擾能力較差。

（6）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，使得微電腦鼠在直道上行駛的時候要來回的補償，而且有的時候在迷宮當中搖擺幅度較大，在快速探索時表現的尤其明顯。

（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，當遇到掉電情況時所有的信息將消失，這使得整個探索過程要重新開始。

（10）由于受單片機容量影響，現有的微電腦鼠基本上都只有兩個動力驅動輪，采用兩輪差速方式行駛，使得系統對兩軸的伺服要求較高，特別是直線導航時，要求速度和加速度追求嚴格的一致，否則直線導航將會失敗，導致微電腦鼠出現撞墻的現象。

（11）兩輪微電腦鼠系統在加速時由于重心后移，使得老鼠前部輕飄，即使在良好的路面上微電腦鼠也會打滑，有可能導致撞墻的現象出現，不利于高速微電腦鼠的發展。

（12）兩輪微電腦鼠系統在正常行駛時如果設計不當造成重心前偏，將導致驅動輪上承受的正壓力減小，這時微電腦鼠系統更加容易打滑，也更容易走偏，導致導航失敗。

（13）兩輪微電腦鼠系統在正常行駛時如果設計不當造成重心側偏將導致兩個驅動輪承受的正壓力不同，在快速啟動時兩輪打滑程度不一致，瞬間就偏離軌跡，轉彎時，其中正壓力小的輪子可能打滑，導致轉彎困難。

（14）由于采用兩個動力輪驅動，為了滿足復雜迷宮下探索的加速和減速，使得單個驅動電機的功率較大，不僅占用的空間較大，而且有時候在一些相對需求能量較低的狀態下造成“大馬拉小車”的現象出現，不利于微電腦鼠本體微型化發展和微電腦鼠系統能源的節省。

實用新型內容

本實用新型主要解決的技術問題是提供一種基于ARM9四輪微電腦鼠探索控制器，該微電腦鼠探索控制器處理速度快，運行順暢。

為解決上述技術問題，本實用新型采用的一個技術方案是：提供一種基于ARM9控制器的四輪微電腦鼠，包括鋰離子電池、電線、傳感器、陀螺儀、ARM9控制器、兩個L298N芯片、四個電機和四個車輪，所述鋰離子電池位于所述四輪微電腦鼠內部并與所述傳感器、所述陀螺儀、所述ARM9控制器、所述L298N芯片和所述電機通過所述電線相連，所述傳感器位于所述四輪微電腦鼠的上部，所述陀螺儀與所述ARM9控制器相連接，所述ARM9控制器和所述兩個L298N芯片焊接在一起，所述L298N芯片與所述四個電機相連接，所述四個電機與所述四個車輪一一對應連接。

在本實用新型一個較佳實施例中，所述傳感器為6個，所述6個傳感器位于所述四輪微電腦鼠上部的上下左右前后的位置。

在本實用新型一個較佳實施例中，所述ARM9控制器為S3C2440A控制器。

在本實用新型一個較佳實施例中，所述四個電機為永磁直流電機。