基于雙核四輪高速微電腦鼠對角線沖刺系統技術方案

一種基于雙核四輪高速微電腦鼠對角線沖刺系統，所述的電池與所述的處理器單元進行電性連接，所述的控制器分別與第一控制器、第二控制器、第三控制器以及第四控制器進行電性連接，所述的第一控制器、第二控制器、第三控制器以及第四控制器分別對應與電機X、電機Y、電機Z以及電機R進行電性連接，所述的電機X、電機Y、電機Z以及電機R與微電腦鼠機械裝置進行連接，其中，所述的處理器單元包括ARM9處理器和LM629芯片，所述的ARM9處理器和LM629芯片進行電性連接。本發明專利技術抗干擾能力大大增強，同時提高了運算速度，保證基于雙核四輪高速微電腦鼠對角線沖刺系統的穩定性和可靠性。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】一種基于雙核四輪高速微電腦鼠對角線沖刺系統，所述的電池與所述的處理器單元進行電性連接，所述的控制器分別與第一控制器、第二控制器、第三控制器以及第四控制器進行電性連接，所述的第一控制器、第二控制器、第三控制器以及第四控制器分別對應與電機X、電機Y、電機Z以及電機R進行電性連接，所述的電機X、電機Y、電機Z以及電機R與微電腦鼠機械裝置進行連接，其中，所述的處理器單元包括ARM9處理器和LM629芯片，所述的ARM9處理器和LM629芯片進行電性連接。本專利技術抗干擾能力大大增強，同時提高了運算速度，保證基于雙核四輪高速微電腦鼠對角線沖刺系統的穩定性和可靠性。【專利說明】基于雙核四輪高速微電腦鼠對角線沖刺系統
本專利技術是有屬于微型機器人的
，且特別是涉及一種基于雙核四輪高速微電腦鼠對角線沖刺系統。
技術介紹
微電腦鼠是使用嵌入式微控制器、傳感器和機電運動部件構成的一種智能行走機器人，微電腦鼠可以在不同“迷宮”中自動記憶和選擇路徑，采用相應的算法，快速地到達所設定的目的地。微電腦鼠比賽在國外已經有30幾年的歷史，現在每年國際上都要舉行上百場類似的微電腦鼠大賽。微電腦鼠競賽采用運行時間、迷宮時間和碰觸這三個參數，從速度、求解迷宮的效率和電腦鼠的可靠性三個方面來進行評分，不同的國家采用不同的評分標準，最有代表的四個國家標準為: 美國IEEE APEC國際微電腦鼠機器人競賽 探索時間、沖刺時間和固定的接觸扣分，都記入總成績 得分=探索時間/30 +沖刺時間+固定接觸扣分 全日本國際微電腦鼠機器人大會(專家級) 總成績僅計算沖刺時間 得分=最佳沖刺時間 英國微電腦鼠機器人挑戰賽 探索時間、沖刺時間和可變的接觸扣分都記入總成績 得分=探索時間/30 +沖刺時間+變動接觸扣分 新加坡機器人大賽 探索時間、沖刺時間記入總成績；每次接觸機器人將減少一次嘗試機會 得分=探索時間/30 +沖刺時間 從上面的國際標準來看，沖刺時間決定整個微電腦鼠的成敗，由于國內研發此微電腦鼠的單位較少，相對研發水平比較落后，現有技術中的微電腦鼠結構如圖1所示。長時間運行發現存在著很多安全問題，包括: (1)作為微電腦鼠的眼睛采用的是超聲波或者是一般的紅外傳感器，而且傳感器的設置有誤，使得微電腦鼠在快速沖刺時對周圍迷宮的判斷存在一定的誤判，使得微電腦在快速沖刺的時候容易撞上前方的擋墻； (2)作為微電腦鼠的執行機構采用的是步進電機，經常會遇到丟失脈沖的問題出現，導致對沖刺位置的記憶出現錯誤，有的時候找不到沖刺的終點；(3)由于采用步進電機，使得機體發熱比較嚴重，不利于在大型復雜迷宮中快速沖刺； (4)由于采用比較低級的算法，使得最佳迷宮的計算和沖刺路徑的計算都有一定的問題，研發的微電腦鼠基本上不會多次自動加速沖刺，在一般迷宮當中的沖刺一般都要花費15?30秒的時間，這使得在真正的國際復雜迷宮大賽中無法取勝； (5)由于微電腦鼠在快速沖刺過程中需要頻繁的剎車和啟動，加重了單片機的工作量，單片信號處理器無法滿足微電腦鼠快速沖刺的要求； (6)相對采用的都是一些體積比較大的插件元器件使得微電腦鼠的體積和重量比較龐大，而且重心較高，無法滿足快速沖刺的要求； (7)由于受周圍環境不穩定因素干擾，特別是周圍一些光線的干擾，單片機控制器經常會出現異常，引起微電腦鼠失控，抗干擾能力較差； (8)對于差速控制的微電腦鼠來說，一般要求其兩個電機的控制信號要同步，但是對于單一單片機來說很難辦到，使得微電腦鼠在高速沖刺時會在迷宮當中搖擺幅度較大，經常出現撞墻的現象發生，導致沖刺失敗； (9)由于受單片機容量和算法影響，微電腦鼠對迷宮的信息沒有存儲，當遇到掉電情況時候所有的信息將消失，這使得整個沖刺過程無法完成； (10)由于沒有角速度傳感器的輔助進行轉彎，經常出現轉彎角度過小或者過大的現象發生，然后依靠導航的傳感器進行補償，導致在連續多次轉彎的迷宮中出現撞墻的現象發生，致使沖刺失敗； (11)采用單個傳感器探知前方迷宮的擋墻，極易收到外界干擾，致使前方傳感器錯誤引導快速沖刺的微電腦鼠，導致微電腦鼠在迷宮中沖刺不到位或者撞墻，致使沖刺失敗； (12)由于受單片機容量影響，現有的微電腦鼠基本上都只有兩個動力驅動輪，采用兩輪差速方式行駛，使得系統對兩軸的伺服要求較高，特別是直線導航時，要求速度和加速度要追求嚴格的一致，否則直線導航將會失敗，導致微電腦鼠出現撞墻的現象發生； (13)兩輪微電腦鼠系統在加速時由于重心后移，使得老鼠前部輕飄，即使在良好的路面上微電腦鼠也會打滑，有可能導致撞墻的現象出現，不利于高速微電腦鼠的發展； (14)兩輪微電腦鼠系統在正常行駛時如果設計不當造成重心前偏，將導致驅動輪上承受的正壓力減小，這時微電腦鼠系統更加容易打滑，也更容易走偏，導致導航失敗； (15)兩輪微電腦鼠系統在正常行駛時如果設計不當造成重心側偏將導致兩個驅動輪承受的正壓力不同，在快速啟動時兩輪打滑程度不一致，瞬間就偏離軌跡，轉彎時，其中正壓力小的輪子可能打滑，導致轉彎困難； (16)由于采用兩個動力輪驅動，為了滿足復雜狀態下的加速和減速，使得單個驅動電機的功率較大，不僅占用的空間較大，而且有時候在一些相對需求能量較低的狀態下造成“大馬拉小車”的現象出現，不利于微電腦鼠本體微型化發展和微電腦鼠系統能源的節省； 綜上所述，因此需要對現有的基于單片機控制的微電腦鼠控制器進行重新設計。
技術實現思路
本專利技術主要解決的技術問題是提供一種基于雙核四輪高速微電腦鼠對角線沖刺系統，克服單一單片機不能滿足微電腦鼠對角線沖刺時穩定性和快速性的要求，舍棄了國產微電腦鼠所采用的單一單片機工作模式，處理器單元采用雙核處理器包括ARM9處理器和LM629芯片，以LM629芯片為處理核心來產生四軸伺服系統PWM波，ARM9處理器向LM629芯片發送或者從LM629芯片中讀取位置、速度、加速度等數值，并設定PID參數，增量式光電編碼器提供閉環控制所需要的反饋信號，LM629芯片輸出PWM波和方向信號，LM629芯片把ARM9處理器從復雜的工作當中解脫出來，實現部分的信號處理算法和LM629芯片的控制邏輯，并響應中斷，實現數據通信和存儲實時信號，抗干擾能力大大增強，同時提高了運算速度，保證基于雙核四輪高速微電腦鼠對角線沖刺系統的穩定性和可靠性。為解決上述技術問題，本專利技術采用的一個技術方案是:提供一種基于雙核四輪高速微電腦鼠對角線沖刺系統，包括電池、處理器單元、第一控制器、第二控制器、第三控制器、第四控制器、電機X、電機Y、電機Z、電機R以及微電腦鼠機械裝置，所述的電池與所述的處理器單元進行電性連接，所述的處理器單元分別與第一控制器、第二控制器、第三控制器以及第四控制器進行電性連接，所述的第一控制器、第二控制器、第三控制器以及第四控制器分別對應與電機X、電機Y、電機Z以及電機R進行電性連接，所述的電機X、電機Y、電機Z以及電機R與微電腦鼠機械裝置進行連接，其中，所述的處理器單元包括ARM9處理器和LM629芯片，所述的ARM9處理器和LM629芯片進行電性連接。在本專利技術一個較佳實施例中，所述的處理器單元還包括設于ARM9處理器和本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于雙核四輪高速微電腦鼠對角線沖刺系統，其特征在于，包括電池、處理器單元、第一控制器、第二控制器、第三控制器、第四控制器、電機X、電機Y、電機Z、電機R以及微電腦鼠機械裝置，所述的電池與所述的處理器單元進行電性連接，所述的處理器單元分別與第一控制器、第二控制器、第三控制器以及第四控制器進行電性連接，所述的第一控制器、第二控制器、第三控制器以及第四控制器分別對應與電機X、電機Y、電機Z以及電機R進行電性連接，所述的電機X、電機Y、電機Z以及電機R與微電腦鼠機械裝置進行連接，其中，所述的處理器單元包括ARM9處理器和LM629芯片，所述的ARM9處理器和LM629芯片進行電性連接。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：張好明，王應海，
申請(專利權)人：蘇州工業園區職業技術學院，
類型：發明
國別省市：