一种基于ARM9两轮微电脑鼠快速连转冲刺伺服系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于ARM9两轮微电脑鼠快速连转冲刺伺服系统，包括：电池检测模块，按键信息模块，全数字最小硬件伺服单元，左、右电机驱动单元，左、右陀螺仪，左、右控制电机；所述电池检测模块、按键信息模块、全数字最小硬件伺服单元、左、右电机驱动单元电性连接于左、右控制电机；左、右陀螺仪与全数字最小硬件伺服单元连接，所述按键信息模块中设置有自动搜索模块和调取信息模块。通过上述方式，本发明专利技术中的系统舍弃了单独左转与右转的简单组合，通过分解运动曲线并借助前方导航传感器为微电脑鼠提供一种连转快速冲刺的实用性全数字伺服控制系统，令微电脑鼠更加灵活快速运动。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种基于ARM9两轮微电脑鼠快速连转冲刺伺服系统，包括：电池检测模块，按键信息模块，全数字最小硬件伺服单元，左、右电机驱动单元，左、右陀螺仪，左、右控制电机；所述电池检测模块、按键信息模块、全数字最小硬件伺服单元、左、右电机驱动单元电性连接于左、右控制电机；左、右陀螺仪与全数字最小硬件伺服单元连接，所述按键信息模块中设置有自动搜索模块和调取信息模块。通过上述方式，本专利技术中的系统舍弃了单独左转与右转的简单组合，通过分解运动曲线并借助前方导航传感器为微电脑鼠提供一种连转快速冲刺的实用性全数字伺服控制系统，令微电脑鼠更加灵活快速运动。【专利说明】—种基于ARM9两轮微电脑鼠快速连转冲刺伺服系统
本专利技术涉及一种微电脑鼠伺服系统，特别是涉及一种基于ARM9两轮微电脑鼠快速连转冲刺伺服系统。
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，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。微电脑鼠比赛在国外已经有30几年的历史，现在每年国际上都要举行上百场类似的微电脑鼠大赛。微电脑鼠竞赛采用运行时间、迷宫时间和碰触这三个参数，从速度、求解迷宫的效率和电脑鼠的可靠性三个方面来进行评分，不同的国家采用不同的评分标准，最有代表的四个国家标准为: 美国:IEEE APEC国际微电脑鼠机器人竞赛，探索时间、冲刺时间和固定的接触扣分，都记入总成绩,得分=探索时间/30 +冲刺时间+固定接触扣分； 日本:全日本国际微电脑鼠机器人大会(专家级)，总成绩仅计算冲刺时间，得分=最佳冲刺时间； 英国:微电脑鼠机器人挑战赛，探索时间、冲刺时间和可变的接触扣分都记入总成绩，得分=探索时间/30 +冲刺时间+变动接触扣分； 新加坡:机器人大赛，探索时间、冲刺时间记入总成绩；每次接触机器人将减少一次尝试机会，得分=探索时间/30 +冲刺时间。从上面的国际标准来看，冲刺时间决定整个微电脑鼠的成败，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，研发的微电脑鼠结构如图1，长时间运行发现存在着很多安全问题，即: (I)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，而且传感器的设置有误，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，研发的微电脑鼠基本上不会多次自动加速冲刺，在一般迷宫当中的冲刺一般都要花费15?30秒的时间，这使得在真正的国际复杂迷宫大赛中无法取胜。(5)由于微电脑鼠在快速冲刺过程中需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和重量比较庞大，而且重心较高，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，经常出现撞墙的现象发生，导致冲刺失败。(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)由于没有角速度传感器的辅助进行转弯，经常出现转弯角度过小或者过大的现象发生，然后依靠导航的传感器进行补偿，导致在连续多次转弯的迷宫中出现撞墙的现象发生,致使冲刺失败。(11)采用单个传感器探知前方迷宫的挡墙，极易收到外界干扰，致使前方传感器错误引导快速冲刺的微电脑鼠，导致微电脑鼠在迷宫中冲刺不到位或者撞墙，致使冲刺失败。因此，需要对现有的基于单片机控制的微电脑鼠控制器进行重新设计。
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ARM9两轮微电脑鼠快速连转冲刺伺服系统，能够为微电脑鼠提供一个基于两轮的快速连转冲刺系统，利用快速驱动控制器L298N的作用，有利于微电脑鼠在比赛中取得好成绩。为解决上述技术问题，本专利技术米用的一个技术方案是:提供一种基于ARM9两轮微电脑鼠快速连转冲刺伺服系统，包括:电池检测模块、按键信息模块、全数字最小硬件伺服单元、左电机驱动单元、右电机驱动单元、左陀螺仪、右陀螺仪、左控制电机与右控制电机，所述电池检测模块、按键信息模块、全数字最小硬件伺服单元、左电机驱动单元、右电机驱动单元电性连接于左控制电机与控制右电机；所述左陀螺仪和右陀螺仪电性连接于所述全数字最小硬件伺服单元；所述电池检测模块中设置有电荷显示单元，所述电荷显示单元与按键信息模块之间电性连接，所述按键信息模块中设置有自动搜索模块和调取信息模块，所述自动搜索模块和调取信息模块与按键信息模块连接，根据按键信息伺服系统能够实现自动搜索模块和调取信息模块的选取，所述按键信息模块电性和伺服控制单元电性连接。在本专利技术一个较佳实施例中，所述全数字最小硬件伺服单元中设置有冲刺选择模块和冲刺运动模块，信号由冲刺选择模块通过筛选后流向冲刺运动模块后进行传输。在本专利技术一个较佳实施例中，所述冲刺选择模块进一步包含有自动冲刺模块、快速冲刺模块和设定速度冲刺模块；所述冲刺运动模块中进一步包含有环境判断单元、启动冲刺单元和冲刺单元，所述冲刺运动模块中设置有红外传感器、光电编码器和电流传感器，所述红外传感器与环境判断单元之间相互连接，所述冲刺运动模块中进一步包含有:坐标存储模块、对信号进行控制的运动控制器ARM9转化单元、对直流电机进行驱动控制的快速驱动控制器L298N、对左控制电机与控制右电机进行控制与驱动的电机运动模块，所述坐标存储模块、参数指令模块、运动控制器ARM9转化单元、快速驱动控制器L298N、PWM信号模块和电机运动模块之间电性连接。在本专利技术一个较佳实施例中，所述环境判断单元中进一步包含有中断请求模块，红外传感器发出的信号经挡墙反射后由接收器接收后向运动控制器ARM9转化单元发出中断请求，运动控制器ARM9转化单元接收所述中断请求信号并作出相应的响应；所述中断请求模块与运动控制器ARM9转化单元之间连接、所输出PWM波经快速驱动控制器L298N输送至电机运动模块，L298N与电机运动模块之间电性连接。在本专利技术一个较佳实施例中，所述启动冲刺单元中进一步包含有信息接收模块、距离生成模块，所述信息接收模块与运动控制器ARM9转化单元、距离生成模块、快速驱动控制器L298N和电机运动模块之间相互连接；所输出PWM波经快速驱动控制器L298N输送至电机运动模块，所述传感器模块、快速驱动控制器L298N与电机运动模块之间电性连接。在本专利技术一个较佳实施例中，所述冲刺单元中进一步包含有速度加减模块、距离生成模块和冲刺模块，所述速度加减模块、距离生成模块、冲刺模块电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于ARM9两轮微电脑鼠快速连转冲刺伺服系统，其特征在于：包括：电池检测模块、按键信息模块、全数字最小硬件伺服单元、左电机驱动单元、右电机驱动单元、左陀螺仪、右陀螺仪、左控制电机与右控制电机，所述电池检测模块、按键信息模块、全数字最小硬件伺服单元、左电机驱动单元、右电机驱动单元电性连接于左控制电机与控制右电机；所述左陀螺仪和右陀螺仪电性连接于所述全数字最小硬件伺服单元；所述电池检测模块中设置有电荷显示单元，所述电荷显示单元与按键信息模块之间电性连接，所述按键信息模块中设置有自动搜索模块和调取信息模块，所述自动搜索模块和调取信息模块与按键信息模块连接，根据按键信息伺服系统能够实现自动搜索模块和调取信息模块的选取，所述按键信息模块电性和伺服控制单元电性连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王应海，张好明，
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：