基于ARM9的四轮微电脑鼠冲刺控制器制造技术

本发明专利技术公开了一种基于ARM9的四轮微电脑鼠冲刺控制器，包括：主控制单元、第一L298N芯片、第二L298N芯片、第一运动单元、第二运动单元、第三运动单元、第四运动单元和电源，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ARM9处理器与所述第一L298N芯片、第二L298N芯片电性连接。通过上述方式，本发明专利技术基于ARM9的四轮微电脑鼠冲刺控制器具有误干扰率低、控制简单、稳定性好、动态性能佳、抗干扰能力强、系统调试简单等优点，在微电脑鼠冲刺控制器的普及上有着广泛的市场前景。

【技术实现步骤摘要】
基于ARM9的四轮微电脑鼠冲刺控制器
本专利技术涉及机器人领域，特别是涉及一种基于ARM9的四轮微电脑鼠冲刺控制器。
技术介绍
微电脑鼠是使用嵌入式微控制器、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，有的时候找不到冲刺的终点；(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，单片机控制器经常 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；(10)由于受单片机容量影响，现有的微电脑鼠基本上都只有两个动力驱动轮，采用四 轮差速方式行驶，使得系统对两轴的伺服要求较高，特别是直线加速冲刺导航时，要求速 度和加速度要追求严格的一致，否则直线导航将会失败，导致微电脑鼠出现撞墙的现象发 生；(11)四轮微电脑鼠系统在加速时由于重心后移，使得老鼠前部轻飘，即使在良好的路 面上微电脑鼠也会打滑，有可能导致撞墙的现象出现，不利于高速微电脑鼠冲刺的发展；(12)四轮微电脑鼠系统在正常行驶时如果设计不当造成重心前偏，将导致驱动轮上承 受的正压力减小，这时微电脑鼠系统更加容易打滑，也更容易走偏，导致导航失败；(13)四轮微电脑鼠系统在正常行驶时如果设计不当造成重心侧偏将导致两个驱动轮 承受的正压力不同，在快速启动时四轮打滑程度不一致，瞬间就偏离轨迹，转弯时，其中正 压力小的轮子可能打滑，导致转弯困难；(14)由于采用两个动力轮驱动，为了满足复杂状态下的加速和减速，使得单个驱动电 机的功率较大，不仅占用的空间较大，而且有时候在一些相对需求能量较低的状态下造成 “大马拉小车”的现象出现，不利于微电脑鼠本体微型化发展和微电脑鼠系统能源的节省。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种基于ARM9的四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的四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，本专利技术提供一种基于ARM9的四轮微电脑鼠冲刺控制器，包 括:主控制单元、第一 L298N芯片、第二 L298N芯片、第一运动单元、第二运动单元、第三运 动单元、第四运动单元和电源，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ARM9处理器与所述第一 L298N芯片、第二 L298N芯片电性连接，所述第一L298N芯片分别电性连接所述第一运动单元和第二运动单元，所述第二 L298N芯片分别 电性连接所述第三运动单元和第四运动单元，所述第一运动单元、第二运动单元、第三运动 单元、第四运动单元均连接有光电编码器，所述电源为锂离子电池。在本专利技术一个较佳实施例中，所述第一运动单元、第二运动单元、第三运动单元、 第四运动单元均包括电机。在本专利技术一个较佳实施例中，所述电机为高速直流电机。在本专利技术一个较佳实施例中，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。在本专利技术一个较佳实施例中，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。在本专利技术一个较佳实施例中，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。本专利技术的有益效果是:本专利技术基于ARM9的四轮微电脑鼠冲刺控制器具有误干扰 率低、控制简单、稳定性好、动态性能佳、抗干扰能力强、系统调试简单等优点，在微电脑鼠 冲刺控制器的普及上有着广泛的市场前景。【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使 用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于 本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它 的附图，其中:图1是本专利技术的基于ARM9的四轮微电脑鼠冲刺主控制单元一较佳实施例的结构示意图；图2是本专利技术的基于AIM9的四轮微电脑鼠冲刺主控制单元一较佳实施例的原理图； 图3是本专利技术的基于ARM9的四轮微电脑鼠冲刺主控制单元一较佳实施例的程序框图；图4是本专利技术的基于ARM9的四轮微电脑鼠冲刺主控制单元一较佳实施例的迷宫示意图；图5是本专利技术的基于ARM9的四轮微电脑鼠一较佳实施例的二维示意图；图6是本专利技术的基于ARM9的四轮微电脑鼠冲刺主控制单元一较佳实施例的速度曲线图；图1是本专利技术的基于ARM9的四轮微电脑鼠冲刺主控制单元一较佳实施例的右转冲刺 示意图；图8是本专利技术的基于ARM9的四轮微电脑鼠冲刺主控制单元一较佳实施例的右转和左 转的冲刺速度时间示意图；图9是本专利技术的基于ARM9的四轮微电脑鼠冲刺主控制单元一较佳实施例的左转冲刺 示意图；附图中各部件的标记如下:1、主控制单元，2、第一 L298N芯片，3、第二 L298N芯片，4、第 一运动单元，5、第二运动单元，6、第三运动单元，7、第四本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于ARM9的四轮微电脑鼠冲刺控制器，其特征在于，包括：主控制单元、第一L298N芯片、第二L298N芯片、第一运动单元、第二运动单元、第三运动单元、第四运动单元和电源，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ARM9处理器与所述第一L298N芯片、第二L298N芯片电性连接，所述第一L298N芯片分别电性连接所述第一运动单元和第二运动单元，所述第二L298N芯片分别电性连接所述第三运动单元和第四运动单元，所述第一运动单元、第二运动单元、第三运动单元、第四运动单元均连接有光电编码器，所述电源为锂离子电池。

【技术特征摘要】
1.一种基于ARM9的四轮微电脑鼠冲刺控制器,其特征在于,包括:主控制单兀、第一 L298N芯片、第二 L298N芯片、第一运动单元、第二运动单元、第三运动单元、第四运动单元 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ARM9 处理器与所述第一 L298N芯片、第二 L298N芯片电性连接，所述第一 L298N芯片分别电性连 接所述第一运动单元和第二运动单元，所述第二 L298N芯片分别电性连接所述第三运动单 元和第四运动单元，所述第一运动单元、第二运动单元、第三运动单元、第四运动单元均连 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的四轮微电脑鼠冲刺控制器，其特征在于，所述第 一运动单元、第二运动单元、第三运动单元、第四运动单...

【专利技术属性】
技术研发人员：张好明，王应海，
申请(专利权)人：苏州工业园区职业技术学院，
类型：发明
国别省市：