四驱智能车舵机控制电路制造技术

一种四驱智能车舵机控制电路，包括驱动板单元，所述驱动板单元上设有驱动板供电模块，驱动板供电模块连接7.2V电池电源。所述驱动板单元上设有右轮控制单元、左轮控制单元，右轮控制单元、左轮控制单元分别连接7.2V电池电源。所述驱动板单元上设有舵机控制单元，舵机控制单元连接6V稳压电源。所述驱动板单元上设有传感器板单元、MCU微处理器单元，传感器板单元、MCU微处理器单元分别连接5V稳压电源。舵机控制单元的舵机连接接口CN1连接MCU微处理器单元的I/O口的PWM信号输出引脚。本实用新型专利技术可以满足舵机机电时间常数小、起步转矩大、线性度好、反应迅捷、减少迟滞等特点。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种四驱智能车控制电路，特别是一种四驱智能车舵机控制电路。
技术介绍
随着智能科技领域不断发展，机器人的开发和利用已经到达高度自动化发展趋势。四驱智能车作为一种小型机器人，假如研发出四驱智能车能够根据路况及时精确的调整转向和行驶速度,此应用前景和价值不可估量。而好比“方向盘”的舵机在四驱智能车方向控制上起着决定性作用。舵机(Servo Motor)又名伺服电机,是一种(角度)位置伺服的驱动器, 接收一定的控制信号, 输出一定的角度，适用于需要角度不断变化并可以保持控制的系统。比如人形机器人手臂和腿,车模和航模的方向控制。但是针对目前角度控制不灵敏会引发智能车转向混乱问题，因此亟待需要研发设计一种高精度舵机控制电路，目的是为了舵机能够快速精确的反应来改变工作角度，完成一系列的动作，实现控制目的。舵机的控制信号实际上是一个脉冲宽度调制信号(PWM信号)，一般利用单片机内部定时器的中断来产生所需的控制信号。舵机以20ms为周期，0.5ms～2.5ms为脉宽的周期脉冲方波作为控制信号，对应的转角是0～180°。该信号可由FPGA器件、模拟电路或MCU（微处理器）产生，但是采用FPGA 成本较高, 用模拟电路来实现则电路较复杂,考虑到经济成本简单实用性，目前比较普遍的是主要采用MCU（微处理器）实现舵机控制方法，还未在舵机的控制电路中结合考虑到抗干扰性比较强的PWM信号，因此亟待需要设计一种高精度舵机控制电路，不仅可以获得较为理想的控制信号，而且提升了机械臂的控制精度。如何设计出高精度的舵机控制电路使四驱智能车或机器人能够自主、平稳地快速行驶, 以尽可能短的时间到达终点将会成为研究的热点问题。智能车在工作时，高精度的舵机控制电路可以实现将外加信号与基准信号相比较，判断出方向和大小，从而产生电机的转动信号，这就必须要求舵机在工作时，仅根据PWM 控制信号的脉宽决定输出轴所处的角度或位置,而不受转矩和其他扰动信号的影响。在智能车的控制系统中, 转向控制是一个复杂的问题, 其原因是控制对象舵机是一个非线性迟滞系统。因此，基于目前存在的问题，设计一种高精度的舵机控制电路不仅能够实现可以将电压信号转化为转矩以驱动控制对象，而且还可以实现舵机机电时间常数小、起步转矩大、线性度好、反应迅捷等特点。
技术实现思路
基于上述缺陷，本技术提供一种四驱智能车舵机控制电路，不仅能够可以利用MCU实现PWM信号输出，以达到将电压信号转化为转矩以驱动控制对象的功能；而且还可以满足舵机机电时间常数小、起步转矩大、线性度好、反应迅捷、减少迟滞等特点。该电路简单稳定抗干扰性强，使得控制系统更具识别能力，从而更加精确地控制舵机的速度和转角。本技术所采用的技术方案是：一种四驱智能车舵机控制电路，包括驱动板单元，所述驱动板单元上设有驱动板供电模块，驱动板供电模块连接7.2V电池电源。所述驱动板单元上设有右轮控制单元、左轮控制单元，右轮控制单元、左轮控制单元分别连接7.2V电池电源。所述驱动板单元上设有舵机控制单元，舵机控制单元连接6V稳压电源。所述驱动板单元上设有传感器板单元、MCU微处理器单元，传感器板单元、MCU微处理器单元分别连接5V稳压电源。舵机控制单元的舵机连接接口CN1连接MCU微处理器单元的I/O口的PWM信号输出引脚。输入信号端口连接MCU微处理器单元I/O口的输出PWM信号引脚P0端, P0端一路连接电阻R1一端、另一路连接施密特触发器U1的引脚1，电阻R1另一端接地。施密特触发器U1的引脚14连接+5VCC, 施密特触发器U1的引脚7接地，施密特触发器U1的引脚2接晶体三极管TR1的输入端，晶体三极管TR1的接地端接地、输出端连接排插CN1的PWM针头；电容C1一端连接施密特触发器U1的引脚14、另一端接地。电阻R2一端连接+5VCC，另一端连接晶体三极管TR1的输出端。三端稳压芯片U2的引脚1连接可调电位器VR1的引脚1，第二路连接电阻R3一端，可调电位器VR1的引脚3直接接地。三端稳压芯片U2的引脚2为电压输入端，一路与电阻R3另一端连接，另一路连接跳线JP1的引脚接口3。三端稳压芯片U2的引脚3一路连接直流电机驱动7.2V供电引线接口VBAT，另一路连接电容C2一端，电容C2另一端接地。JP1的引脚接口3连接电容C3一端，电容C3另一端直接接地。JP1的引脚接口2一路连接排插CN1的引脚2，另一路连接电解电容C4的正极，电解电容C4的负极接地。 本技术一种四驱智能车舵机控制电路，由于舵机所接收的PWM控制信号质量好坏直接影响了舵机的控制效果，设计的过程中通过不同反相器芯片对PWM信号进行优化，产生标准的PWM方波信号，增加了整个系统对舵机控制过程中的抗干扰能力，而且采用硬件闭环法控制转臂加长的舵机电路，可以有效解决舵机响应滞后的问题，提高了智能车系统的路径识别能力和抗干扰能力。经过反复的测试，所述的四驱智能车高精度的舵机控制电路，不仅提升了机械臂的控制精度，信号控制效果明显，抗干扰能力强，提高了舵机响应速度，从而更加精确地控制了舵机的速度和转角。 附图说明图1是本技术的模块连接图；图2是本技术的控制流程图；图3是本技术的控制电路图。具体实施方式一种四驱智能车舵机控制电路，包括驱动板单元3，所述驱动板单元3上设有驱动板供电模块8，驱动板供电模块8连接7.2V电池电源。驱动板供电模块8上设有芯片供电模块7：+5VCC。所述驱动板单元3上设有右轮控制单元4、左轮控制单元5，右轮控制单元4、左轮控制单元5分别连接7.2V电池电源。所述驱动板单元3上设有舵机控制单元6，舵机控制单元6连接6V稳压电源。所述驱动板单元3上设有传感器板单元1、MCU微处理器单元2，传感器板单元1、MCU微处理器单元2分别连接5V稳压电源。舵机控制单元6的舵机连接接口CN1连接MCU微处理器单元2的I/O口的PWM信号输出引脚。由7.2V的电池电源对驱动板供电模块8供电，由于系统中各单元模块所需供电电压各不相同，所以要进行电源的分配，其中，系统的7.2V还要供给电机驱动的右轮控制单元4、左轮控制单元5，设计在驱动板单元3且经过稳压电路的6V可调电源供给舵机控制单元6，设计在驱动板单元3其经过降压电路的5V供给MCU微处理器单元2和传感器板单元1。由于舵机转动角度范围在0～180°内,只能通过由PWM信号的占空比来控制舵机的角度，则驱动板单元3中舵机连接接口CN1的PWM引针，由设计在驱动板单元3的信号控制线路直接接通MCU微处理器单元2的I/O口的PWM信号输出引脚。由此可见，高电平的持续时间决定了舵机的角度，舵机转角随输入信号的脉冲宽度变化成正比，舵机所接收的PWM控制信号质量好坏直接影响了舵机的控制效果。具体描述如图2所示，按下四驱智能车电源开关，系统开始启动，输出PWM信号的MCU微处理器单元2内部定时器开始初始化，接着MCU微处理器单元2启动定时器，相当于“车头”的传感器板单元1开始识别路径，进行角度检测，如果Last_Angle大于设定的Angle_Feedback，则舵机右转；否则，舵机左转，然后传感器板单元1将检测到的结果进行处理后与事先导入到MCU微处理器单元2内部存储器的差本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种四驱智能车舵机控制电路，包括驱动板单元（3），其特征在于，所述驱动板单元（3）上设有驱动板供电模块（8），驱动板供电模块（8）连接7.2V电池电源；所述驱动板单元（3）上设有右轮控制单元（4）、左轮控制单元（5），右轮控制单元（4）、左轮控制单元（5）分别连接7.2V电池电源；所述驱动板单元（3）上设有舵机控制单元（6），舵机控制单元（6）连接6V稳压电源；所述驱动板单元（3）上设有传感器板单元（1）、MCU微处理器单元（2），传感器板单元（1）、MCU微处理器单元（2）分别连接5V稳压电源；舵机控制单元（6）的舵机连接接口CN1连接MCU微处理器单元（2）的I/O口的PWM信号输出引脚。

【技术特征摘要】
1.一种四驱智能车舵机控制电路，包括驱动板单元（3），其特征在于，所述驱动板单元（3）上设有驱动板供电模块（8），驱动板供电模块（8）连接7.2V电池电源；所述驱动板单元（3）上设有右轮控制单元（4）、左轮控制单元（5），右轮控制单元（4）、左轮控制单元（5）分别连接7.2V电池电源；所述驱动板单元（...

【专利技术属性】
技术研发人员：王毅，程维，李丽萍，赵洋，袁泉，邓津，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：新型
国别省市：湖北;42