(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利说明书 | ||
(10)申请公布号 CN 103605364 A (43)申请公布日 2014.02.26 | ||
(21)申请号 CN201310418346.9
(22)申请日 2013.09.16
(71)申请人 苏州工业园区职业技术学院
地址 215123 江苏省苏州市工业园区独墅湖高等教育区若水路1号
(72)发明人 张好明 王应海
(74)专利代理机构 苏州广正知识产权代理有限公司
代理人 刘述生
(51)Int.CI
G05D1/02
G05B19/042
权利要求说明书 说明书 幅图为啥电脑没声音 |
(54)发明名称
基于ARM9的两轮微电脑鼠冲刺控制器 | |
(57)摘要
法律状态
法律状态公告日 | 法律状态信息 | 法律状态 |
权 利 要 求 说 明 书
1.一种基于ARM9的两轮微电脑鼠冲刺控制器，其特征在于，包括：主控制单元、L298N芯片、第一运动单元、第二运动单元和电源，所述电源与所述主控制单元电性连接，所述主控制单元为ARM9处理器，所述主控制单元与所述L298N芯片电性连接，所述L298N芯片分别电性连接所述第一运动单元和第二运动单元，所述第一运动单元和第二运动单元均连接有光电编码器，所述电源为锂离子电池。
2.根据权利要求1所述的基于ARM9的两轮微电脑鼠冲刺控制器，其特征在于，所述第一运动单元和第二运动单元均包括电机。
3.根据权利要求2所述的基于ARM9的两轮微电脑鼠冲刺控制器，其特征在于，所述电机为高
速直流电机。
4.根据权利要求1所述的基于ARM9的两轮微电脑鼠冲刺控制器，其特征在于，所述主控制单元还外接有上位机控制单元，所述上位机控制单元包括迷宫读取单元、坐标定位单元和在线输出单元，所述迷宫读取单元、坐标定位单元和在线输出单元均与所述ARM处理器电性连接。
5.根据权利要求1所述的基于ARM9的两轮微电脑鼠冲刺控制器，其特征在于，所述主控制单元还连接有至少6个传感器，所述传感器为超声波传感器或红外线传感器，用于感应并传输外接环境信息。
6.根据权利要求2所述的基于ARM9的两轮微电脑鼠冲刺控制器，其特征在于，所述电机还连接车轮，所述车轮的数量与所述电机的数量相同。
说 明 书
<p>技术领域
本发明涉及机器人领域，特别是涉及一种基于ARM9的两轮微电脑鼠冲刺控制器。
背景技术
微电脑鼠是使用嵌入式微主控制单元、传感器和机电运动部件构成的一种智能行走机器人，在国外已经竞赛了将近30年，由其原理可以转化为多种实际的工业机器人，近几年内才引进国内，并逐渐成为一个新兴的竞赛项目。微电脑鼠可以在不同“迷宫”中自动记忆和选择路径，采用相应的算法，快速地到达所设定的目的地。一只优秀的微电脑鼠必须具备良好的感知能力，有良好的行走能力，优秀的智能算法。一只完整的微电脑鼠包括传感器、电机、算法和微处理器，其中微处理器是微电脑鼠的核心部分，控制并判断所有信心，包括墙壁信息，位置信息，角度信息和电机状态信息等。
现有的微处理器一般采用的是单片机。由于国内研发此机器人的单位较少，相对研发水平比较落后，研发的微电脑鼠在长时间运行发现存在着很多安全问题，如下：
（1）作为微电脑鼠的眼睛采用的是超声波或者是一般的红外传感器，使得微电脑鼠在快速冲刺时对周围迷宫的判断存在一定的误判，使得微电脑在快速冲刺的时候容易撞上前方的挡墙；
（2）作为微电脑鼠的执行机构采用的是步进电机，经常会遇到丢失脉冲的问题出现，导致对冲刺位置的记忆出现错误，有的时候不到冲刺的终点；
（3）由于采用步进电机，使得机体发热比较严重，不利于在大型复杂迷宫中快速冲刺；
（4）由于采用比较低级的算法，使得最佳迷宫的计算和冲刺路径的计算都有一定的问题在一般迷宫当中的冲刺一般都要花费15~30秒的时间，这使得在真正的大赛中无法取胜；
（5）由于微电脑鼠在快速冲刺过程中要频繁的刹车和启动，加重了单片机的工作量，单片信号处理器无法满足微电脑鼠快速冲刺的要求；
（6）相对采用的都是一些体积比较大的插件元器件使得微电脑鼠的体积比较庞大，重心较高，无法满足快速冲刺的要求；
（7）由于受周围环境不稳定因素干扰，特别是周围一些光线的干扰，单片机主控制单元经常会出现异常，引起微电脑鼠失控，抗干扰能力较差；
（8）对于差速控制的微电脑鼠来说，一般要求其两个电机的控制信号要同步，但是对于单一单片机来说又很难办到，使得微电脑鼠在高速冲刺时会在迷宫当中摇摆幅度较大；
（9）由于受单片机容量和算法影响，微电脑鼠对迷宫的信息没有存储，当遇到掉电情况时候所有的信息将消失，这使得整个冲刺过程无法完成。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种基于ARM9的两轮微电脑鼠冲刺控制器，为克服单片机不能满足微电脑鼠稳定性和快速性的要求，舍弃了国产微电脑鼠所采用的单片机工作模式，在吸收国外先进控制思想的前提下，自主研发了基于ARM9+L298N的全新控制模式。控制板以ARM9为处理核心，实现两轴直流电机同步伺服数字信号的实时处理，并实现 L298N的左右轮的控制逻辑，实现微电脑鼠快速冲刺时两轴电机的同步控制，简化操作，提高效率，在基于ARM9的两轮微电脑鼠冲刺控制器的普及上有着广泛的市场前景。
为解决上述技术问题，本发明提供一种基于ARM9的两轮微电脑鼠冲刺控制器，包括：主控制单元、L298N芯片、第一运动单元、第二运动单元和电源，所述电源与所述主控制单元电性连接，所述主控制单元为ARM9处理器，所述主控制单元与所述L298N芯片电性连接，所述L298N芯片分别电性连接所述第一运动单元和第二运动单元，所述第一运动单元和第二运动单元均连接有光电编码器，所述电源为锂离子电池。
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