[發明專利]通用移動底盤控制系統

有效

• 申請號: 201510657958.2
• 申請日: 2015-10-13
• 公開（公告）號: CN105234937A
• 公開（公告）日: 2016-01-13
• 發明（設計）人: 許雄;谷國迎;谷斐;趙欣
• 申請（專利權）人: 上海賓奧智能機器人科技有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;H02P29/00
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

技術領域

本發明涉及移動機器人領域中的移動底盤控制技術，具體地，涉及一種通用移動底盤控制系統。

背景技術

在移動機器人領域中，移動底盤是其中最核心部件。而移動底盤常見的導航方式有磁導航、慣性導航、激光導航、視覺導航等多種導航方式。不同的導航方式采用的傳感器也不一樣，有磁導航傳感器、陀螺儀、激光掃描測距儀、雙目視覺等。這些傳感器的接口方式多種多樣，有總線型的，也有模擬量輸出的，即使同一類傳感器，不同公司生產的產品接口方式也多樣。同時，移動底盤大多采用輪式驅動，驅動電機有多種，比如步進電機、直流有刷電機以及直流無刷電機，并且根據負載不同，驅動功率也從十幾瓦到一兩百瓦不等。正由于傳感器接口方式的多樣和底盤驅動形式的多樣，導致移動底盤產品的多樣性和移動底盤控制系統的移植性不強、通用性不高。

經過對現有技術文獻的檢索發現，中國申請號為201220347852.4，授權公告號為CN202641571U，名稱為移動機器人通用模塊化輪式底盤的實用新型，給出了一種基于四輪驅動和超聲波雷達防撞的移動機器人通用輪式底盤結構。中國申請號為201320389947.7，授權公告號為CN203331024U，名稱為一種模塊化通用輪式移動機器人的實用新型，給出了一種基于三輪式和底盤、托板、搭載板三層層疊互聯的通用輪式移動機器人結構。兩項專利雖然都針對輪式移動機器人的通用性設計問題，但解決的都是結構設計的通用性和模塊化，不能很好的解決由不同移動底盤傳感器接口方式的多樣和底盤驅動形式的多樣帶來的底盤控制系統的不通用問題，也就不能很好的滿足各類移動機器人對底盤控制系統快速設計、快速開發和快速測試的要求。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種通用移動底盤控制系統，可以克服由不同移動底盤傳感器接口方式的多樣性和底盤驅動形式的多樣性帶來的底盤控制系統的不通用的問題。

根據本發明提供的通用移動底盤控制系統，包括通用傳感器接口模塊、通用底盤控制模塊、通用電機驅動模塊以及配置模塊；

其中，所述通用傳感器接口模塊通過所述通用底盤控制模塊連接所述通用電機驅動模塊；所述配置模塊連接所述通用底盤控制模塊。

優選地，所述通用傳感器接口模塊包括總線通信接口單元、離散信號接口單元和模擬信號接口單元；

其中，所述總線通信接口單元、所述離散信號接口單元和所述模擬信號接口單元以并聯的方式連接所述通用電機驅動模塊的傳感器多路選擇矩陣單元；

總線通信接口單元用于連接總線輸出型的傳感器，離散信號接口單元用于連接輸出為TTL電平或CMOS電平信號的傳感器，模擬信號接口單元用于連接模擬量輸出的傳感器。

優選地，所述的通用底盤控制模塊包括傳感器多路選擇矩陣單元、多傳感器信息融合單元、路徑軌跡跟蹤單元、驅動器多路選擇矩陣單元、電機驅動控制單元和第一無線通信接口單元；

其中，所述傳感器多路選擇矩陣單元依次通過所述多傳感器信息融合單元、所述路徑軌跡跟蹤單元、所述驅動器多路選擇矩陣單元連接所述電機驅動控制單元；

所述傳感器多路選擇矩陣單元和所述驅動器多路選擇矩陣單元分別通過所述第一無線通信接口單元連接所述配置模塊。

優選地，所述配置模塊包括用戶配置界面和第二無線通信接口單元；

其中，所述第二無線通信接口單元通過所述第一無線通信接口單元連接所述傳感器多路選擇矩陣單元和所述驅動器多路選擇矩陣單元。

優選地，所述通用電機驅動模塊包括步進電機驅動單元、直流有刷電機驅動單元、直流無刷電機驅動單元和永磁同步電機驅動單元；

其中，所述步進電機驅動單元、所述直流有刷電機驅動單元、所述直流無刷電機驅動單元和所述永磁同步電機驅動單元以并聯的方式連接電機驅動控制單元，接收電機驅動控制單元傳輸過來的脈寬調制信號。

優選地，所述用戶配置界面用于生成傳感器配置矩陣和驅動電機配置矩陣；

所述傳感器配置矩陣通過多傳感器信息融合技術實現通用傳感器接口模塊通用；

驅動電機配置矩陣通過多類電機的驅動控制技術實現通用電機驅動模塊的通用。

優選地，所述總線通信接口單元包括有線通信接口和無線通信接口；

所述有線通信接口包括串口、CAN總線和以太網中的任一種或任多種；所述無線通信接口包括WiFi模塊、藍牙模塊和ZigBee模塊中的任一種或任多種。