基于雙核兩輪微電腦鼠及其全數(shù)字伺服控制器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于雙核兩輪微電腦鼠及其全數(shù)字伺服控制器，所述伺服控制器包括主控制單元、第一運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元、第二運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元、第一電機(jī)和第二電機(jī)，所述主控制單元包括主控制器和從控制器，所述主控制器與從控制器電性連接，所述從控制器分別與第一運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元和第二運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元電性連接，所述第一運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元進(jìn)一步與所述第一電機(jī)電性連接，所述第二運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元進(jìn)一步與所述第二電機(jī)電性連接。通過上述方式，本實(shí)用新型同時(shí)采用雙核協(xié)同工作，每個(gè)控制芯片的工作量相對較小，有效地防止了程序跑飛，增強(qiáng)了抗干擾能力；避免產(chǎn)生大電流，運(yùn)算精度較高，性能較穩(wěn)定。
【專利說明】基于雙核兩輪微電腦鼠及其全數(shù)字伺服控制器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及微型機(jī)器人領(lǐng)域，尤其涉及一種基于雙核兩輪微電腦鼠及其全數(shù)字伺服控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]微電腦鼠是使用嵌入式微控制器、傳感器和機(jī)電運(yùn)動(dòng)部件構(gòu)成的一種智能行走機(jī)器人，在國外已經(jīng)競賽了將近30年，由其原理可以轉(zhuǎn)化為多種實(shí)際的工業(yè)機(jī)器人，近幾年內(nèi)才引進(jìn)國內(nèi)，并逐漸成為一個(gè)新興的競賽項(xiàng)目。微電腦鼠可以在不同迷宮中自動(dòng)記憶和選擇路徑，采用相應(yīng)的算法，快速地到達(dá)所設(shè)定的目的地。一只優(yōu)秀的微電腦鼠必須具備良好的感知能力，有良好的行走能力，優(yōu)秀的智能算法，一只完整的微電腦鼠在大體分為以下幾個(gè)部分:
[0003]I)傳感器:傳感器是微電腦鼠的眼睛，是微電腦鼠準(zhǔn)確獲取外部環(huán)境信息的依據(jù)，然后把外界信息輸送到微處理器進(jìn)行各種條件判斷。
[0004]2)電機(jī):執(zhí)行電機(jī)是微電腦鼠的動(dòng)力源，它根據(jù)微處理器的指令來執(zhí)行微電腦鼠在迷宮中行走時(shí)的相關(guān)動(dòng)作。
[0005]3)算法:算法是微電腦鼠的靈魂。微電腦鼠必須采用一定的智能算法才能找到終點(diǎn)，才能找到一條最短的路徑，在最短的時(shí)間內(nèi)到達(dá)終點(diǎn)。
[0006]4)微處理器:微處理器是微電腦鼠的核心部分,是微電腦鼠的大腦。微電腦鼠所有的信息，包括墻壁信息，位置信息，角度信息和電機(jī)狀態(tài)信息等都需要經(jīng)過微處理器處理并做出相應(yīng)的判斷。
[0007]電腦鼠結(jié)合了多學(xué)科知識(shí)，對于提升在校學(xué)生的動(dòng)手能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和創(chuàng)新能力，促進(jìn)學(xué)生課堂知識(shí)的消化和擴(kuò)展學(xué)生的知識(shí)面都非常有幫助。電腦鼠走迷宮技術(shù)的開展可以培養(yǎng)大批相關(guān)領(lǐng)域的人才，進(jìn)而促進(jìn)相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。但是微電腦鼠在迷宮當(dāng)中要時(shí)刻判斷周圍的環(huán)境，然后傳輸參數(shù)到控制器，由控制器反復(fù)控制其在迷宮的方格當(dāng)中精確的加速和減速，稍不小心微電腦鼠就會(huì)撞到周圍的迷宮擋墻，使得探索或者是沖刺失敗，因此，對以微電腦鼠系統(tǒng)來說基于單片機(jī)的伺服系統(tǒng)性能是決定其勝敗的關(guān)鍵，但是由于國內(nèi)研發(fā)此機(jī)器人的單位較少，對國際規(guī)則讀取水平較低，相對研發(fā)水平比較落后，研發(fā)的微電腦鼠結(jié)構(gòu)如圖1，長時(shí)間運(yùn)行發(fā)現(xiàn)存在著很多安全問題，即:
[0008](I)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，使得微電腦鼠對周圍迷宮的探索存在一定的誤判。
[0009](2)作為微電腦鼠的執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用的是步進(jìn)電機(jī)，經(jīng)常會(huì)遇到丟失脈沖的問題出現(xiàn)，導(dǎo)致對位置的記憶出現(xiàn)錯(cuò)誤。
[0010](3)由于采用步進(jìn)電機(jī)，使得機(jī)體發(fā)熱比較嚴(yán)重，不利于在大型復(fù)雜迷宮中探索和沖刺。
[0011](4)由于微電腦鼠伺服系統(tǒng)采用都是比較低級(jí)的算法，在迷宮當(dāng)中的探索一般都要花費(fèi)4飛分鐘的時(shí)間，這使得在真正的大賽中無法取勝。[0012](5)由于微電腦鼠要頻繁的剎車和啟動(dòng)，加重了單片機(jī)的工作量，單一的單片機(jī)無法滿足微電腦鼠快速啟動(dòng)和停止的要求。
[0013](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相對都比較大，無法滿足快速探索的要求。
[0014](7)由于受周圍環(huán)境不穩(wěn)定因素干擾，單片機(jī)控制器經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)異常，引起微電腦鼠失控，抗干擾能力較差。
[0015](8)對于差速控制的微電腦鼠來說，一般要求其兩個(gè)電機(jī)的PWM控制信號(hào)要同步，由于受計(jì)算能力的限制，單一單片機(jī)伺服系統(tǒng)很難滿足這一條件，使得微電腦鼠在直道上行駛時(shí)不能準(zhǔn)確的行走在中線上，為了保證微電腦鼠的準(zhǔn)確定位，伺服系統(tǒng)要來回的補(bǔ)償，使得微電腦鼠在迷宮當(dāng)中搖擺幅度較大，特別是對于快速行走時(shí)。
[0016](9)由于受單片機(jī)容量和算法影響，微電腦鼠對迷宮的信息沒有存儲(chǔ)，當(dāng)遇到掉電情況時(shí)所有的信息將消失，這使得整個(gè)探索過程要重新開始。
[0017](10)微電腦鼠在運(yùn)行過程中，一定遇到撞墻情況都會(huì)發(fā)生電機(jī)堵轉(zhuǎn)情況，造成電機(jī)瞬間電流過大，嚴(yán)重時(shí)燒壞電機(jī)。
[0018]因此，需要對現(xiàn)有的基于單片機(jī)控制的微電腦鼠控制器進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0019]本實(shí)用新型主要解決的技術(shù)問題是提供一種基于雙處理器的兩輪微電腦鼠及其伺服控制器，同時(shí)采用雙核協(xié)同工作，每個(gè)控制芯片的工作量相對較小，有效地防止了程序跑飛，增強(qiáng)了抗干擾能力；避免產(chǎn)生大電流，運(yùn)算精度較高，性能較穩(wěn)定。
[0020]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的一個(gè)技術(shù)方案是:提供一種基于雙處理器的兩輪微電腦鼠及其伺服控制器，包括主控制單元、第一運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元、第二運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元、第一電機(jī)和第二電機(jī)，所述主控制單元包括主控制器和從控制器，所述主控制器與從控制器電性連接，所述從控制器分別與第一運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元和第二運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元電性連接，所述第一運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元進(jìn)一步與所述第一電機(jī)電性連接，所述第二運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元進(jìn)一步與所述第二電機(jī)電性連接。
[0021]在本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述全數(shù)字伺服控制器進(jìn)一步包括電源供應(yīng)單元，所述電源供應(yīng)單元與所述主控制單元電性連接。
[0022]在本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述電源供應(yīng)單元包括鋰離子電池。
[0023]在本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述主控制器為ARM920T(S3C2440A)，所述從控制器為 FPGA (A3P250)。
[0024]在本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述第一電機(jī)和第二電機(jī)均為高速直流電機(jī)，所述第一電機(jī)和第二電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上均設(shè)有光電編碼器。
[0025]本實(shí)用新型還提供一種兩輪微電腦鼠，包括所述全數(shù)字伺服控制器，所述全數(shù)字伺服控制器包括主控制單元、第一運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元、第二運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元、第一電機(jī)和第二電機(jī)，所述主控制單元包括主控制器和從控制器，所述主控制器與從控制器電性連接，所述從控制器分別與第一運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元和第二運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元電性連接，所述第一運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元進(jìn)一步與所述第一電機(jī)電性連接，所述第二運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元進(jìn)一步與所述第二電機(jī)電性連接，所述兩輪微電腦鼠進(jìn)一步包括殼體，所述全數(shù)字伺服控制器設(shè)置在所述殼體內(nèi)部。[0026]在本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述殼體兩側(cè)均設(shè)有車輪，所述第一電機(jī)和第二電機(jī)分別與一個(gè)車輪連接。
[0027]在本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述殼體上進(jìn)一步設(shè)有至少六個(gè)蔽障傳感器，每一個(gè)蔽障傳感器分別與所述主控制器電性連接，其中，第一蔽障傳感器和第二蔽障傳感器的信號(hào)發(fā)射方向與所述車輪的運(yùn)動(dòng)方向相同，第三蔽障傳感器3和第四蔽障傳感器的信號(hào)發(fā)射方向相反且垂直于所述車輪的運(yùn)動(dòng)方向，第五傳感器和第六傳感器的信號(hào)發(fā)射方向遠(yuǎn)離所述殼體中心且與所述車輪的運(yùn)動(dòng)方向的夾角為銳角。
[0028]在本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述蔽障傳感器包括紅外傳感器0PE5594A。
[0029]在本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述兩輪微電腦鼠進(jìn)一步包括電壓傳感器和光電補(bǔ)償傳感器，所述電壓傳感器和光電補(bǔ)償傳感器分別與所述主控制單元電性連接。
[0030]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0031](I)同時(shí)采用兩個(gè)控制器，即主控制器和分控制器，兩個(gè)控制器分工合作，處理不同的數(shù)據(jù)，避免產(chǎn)生大電流，防止因大電流放電而引起鋰離子電池過度老化；
[0032](2)所述分控制器采用FPGA (A3P250)，且獨(dú)立控制電機(jī)，減輕了 ARM的負(fù)擔(dān)，簡化了接口電路，充分發(fā)揮FPGA (A3P250)控制方面的特長以及程序移植功能，使得控制比較簡單，大大提高了運(yùn)算速度，縮短了開發(fā)周期短，并且程序可移植能力強(qiáng)；
[0033](3)有了從控制器的協(xié)助，所述主控制器的工作量減少，有效地防止了程序跑飛，增強(qiáng)了抗干擾能力；
[0034](4)采用紅外傳感器0PE5594A，運(yùn)算精度較高；
[0035]( 5 )采用高速直流電機(jī),性能較穩(wěn)定。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0036]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖，其中:
[0037]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的電腦鼠的伺服控制器的電路框圖；
[0038]圖2是本實(shí)用新型所述全數(shù)字伺服控制器的電路框圖；
[0039]圖3是本實(shí)用新型所述全數(shù)字伺服控制器的控制示意圖；
[0040]圖4是本實(shí)用新型所述電腦鼠一較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0041]附圖中各部件的標(biāo)記如下:1、殼體，2、車輪，3、蔽障傳感器3，4、光電補(bǔ)償傳感器，5、電壓傳感器。
【具體實(shí)施方式】
[0042]下面將對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0043]請參閱圖1至圖4，本實(shí)用新型實(shí)施例包括:[0044]一種基于雙核兩輪微電腦鼠全數(shù)字伺服控制器，包括主控制單元、第一運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元、第二運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元、第一電機(jī)和第二電機(jī)，所述主控制單元包括主控制器和從控制器，所述主控制器與從控制器電性連接，所述從控制器分別與第一運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元和第二運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元電性連接，所述第一運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元進(jìn)一步與所述第一電機(jī)電性連接，所述第二運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元進(jìn)一步與所述第二電機(jī)電性連接。
[0045]其中，所述全數(shù)字伺服控制器進(jìn)一步包括電源供應(yīng)單元，所述電源供應(yīng)單元與所述主控制單元電性連接，所述電源供應(yīng)單元包括鋰離子電池。所述第一電機(jī)和第二電機(jī)均為高速直流電機(jī)，所述第一電機(jī)和第二電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上均設(shè)有光電編碼器，所述光電編碼器為光碼盤。將第一電機(jī)編號(hào)為X，第二電機(jī)編號(hào)為Y。所述主控制器為ARM920T(S3C2440A)，所述從控制器為 FPGA (A3P250), ARM920T (S3C2440A)控制 FPGA (A3P250)開通或關(guān)斷。
[0046]ARM920T(S3C2440A)為新一代的ARM9處理器，具有寄存器多、尋址方式簡單、批量傳輸數(shù)據(jù)、使用地址自動(dòng)增減等特點(diǎn)。ARM920T (S3C2440A)通過全新的設(shè)計(jì)，采用了更多的晶體管，能夠達(dá)到兩倍以上于ARM7處理器的處理能力。這種處理能力的提高是通過增加時(shí)鐘頻率和減少指令執(zhí)行周期實(shí)現(xiàn)的。
[0047]FPGA (A3P250)作為專用集成電路領(lǐng)域中的一種半定制電路，既解決了定制電路的不足，又克服了原有可編程器件門電路數(shù)有限的缺點(diǎn)。采用這兩種處理器協(xié)同工作，使得用戶可以根據(jù)自己的設(shè)計(jì)需要，通過特定的布局布線工具對其內(nèi)部進(jìn)行重新組合連接，在最短的時(shí)間內(nèi)設(shè)計(jì)出自己的專用集成電路，這樣就減小成本、縮短開發(fā)周期。由于FPGA(A3P250)采用軟件化的設(shè)計(jì)思想實(shí)現(xiàn)硬件電路的設(shè)計(jì)，這樣就使得基于FPGA (A3P250)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)具有良好的可復(fù)用和修改性。
[0048]本實(shí)用新型還提供一種兩輪微電腦鼠，包括所述全數(shù)字伺服控制器，所述兩輪微電腦鼠進(jìn)一步包括殼體I，所述全數(shù)字伺服控制器設(shè)置在所述殼體I內(nèi)部。所述殼體I兩側(cè)均設(shè)有車輪2，所述第一電機(jī)和第二電機(jī)分別與一個(gè)車輪2連接。
[0049]在本實(shí)施例中，所述殼體I上進(jìn)一步設(shè)有六個(gè)紅外傳感器0PE5594A作為蔽障傳感器3，每一個(gè)蔽障傳感器3分別與所述主控制器電性連接，將六個(gè)蔽障傳感器3分別編號(hào)為S1、S2、S3、S4、S5、S6，其中，蔽障傳感器SI和蔽障傳感器S6的信號(hào)發(fā)射方向與所述車輪2的運(yùn)動(dòng)方向相同，蔽障傳感器S2和蔽障傳感器S5的信號(hào)發(fā)射方向相反且垂直于所述車輪2的運(yùn)動(dòng)方向，蔽障傳感器S3和蔽障傳感器S4與所述車輪2的運(yùn)動(dòng)方向的夾角為一般為45度。所述兩輪微電腦鼠進(jìn)一步包括電壓傳感器5和光電傳感器4，所述電壓傳感器5和光電傳感器4分別與所述主控制單元電性連接，所述電壓傳感器5編號(hào)為S8，所述光電傳感器4編號(hào)為S7。
[0050]在具體應(yīng)用時(shí)，本實(shí)用新型開發(fā)時(shí)采用S3C2440A和A3P250作為開發(fā)板核心，所述電腦鼠基本實(shí)現(xiàn)全貼片元器件材料，實(shí)現(xiàn)了單板控制，不僅節(jié)省了控制板占用空間，而且有利于體積和重量的減輕，有利于提高微電腦鼠伺服系統(tǒng)的穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)性能。
[0051]本實(shí)用新型所述微電腦鼠的工作原理為:
[0052]I)在電源打開狀態(tài)下，微電腦鼠先進(jìn)入自鎖狀態(tài)，微電腦鼠在迷宮起始點(diǎn)依靠前方、左右和側(cè)面的蔽障傳感器3根據(jù)實(shí)際導(dǎo)航環(huán)境傳輸參數(shù)給控制器中的ARM920T(S3C2440A),ARM920T (S3C2440A)把這些環(huán)境參數(shù)根據(jù)時(shí)間要求轉(zhuǎn)化為微電腦鼠左右輪要運(yùn)行的距離、速度和加速度指令值，同時(shí)ARM920T (S3C2440A)與FPGA (A3P250)通訊，F(xiàn)PGA(A3P250)根據(jù)這些參數(shù)指令值結(jié)合光電補(bǔ)償傳感器4的反饋處理兩個(gè)獨(dú)立電機(jī)的同步伺服控制，并把處理數(shù)據(jù)通訊給ARM920T (S3C2440A),由ARM920T (S3C2440A)繼續(xù)處理后續(xù)的運(yùn)行狀態(tài)。
[0053]2)打開電源開關(guān)瞬間，ARM920T (S3C2440A)會(huì)對電池電壓進(jìn)行檢測，如果低壓的話，將禁止FPGA (A3P250)工作，電機(jī)不能自鎖，同時(shí)電壓傳感器5將工作，并提示報(bào)警信號(hào)。
[0054]3)如果電壓正常，系統(tǒng)將檢測傳感器電路和時(shí)鐘電路，如果傳感器電路和時(shí)鐘電路出現(xiàn)故障，系統(tǒng)將自動(dòng)復(fù)位，重新檢測，如有問題，將報(bào)警。
[0055]4)在微電腦運(yùn)動(dòng)過程中，蔽障傳感器3判斷周圍的環(huán)境并送給ARM920T(S3C2440A), ARM920T (S3C2440A)把這些環(huán)境參數(shù)轉(zhuǎn)化為微電腦鼠左右輪要運(yùn)行的距離、速度和加速度指令值，ARM920T (S3C2440A)然后與FPGA (A3P250)通訊，傳輸這些參數(shù)指令值給FPGA (A3P250)，然后由FPGA (A3P250)根據(jù)各種探索和沖刺條件的不同結(jié)合光電編碼器的反饋生成速度-時(shí)間運(yùn)動(dòng)梯形圖，這個(gè)梯形包含的面積就是微電腦鼠兩個(gè)直流電機(jī)要運(yùn)行的距離，由這個(gè)梯形圖就可以求出來微電腦鼠實(shí)際運(yùn)動(dòng)的速度和加速度參數(shù)值，進(jìn)而生成控制電機(jī)運(yùn)動(dòng)的PWM信號(hào)。
[0056]5)在運(yùn)動(dòng)過程中如果微電腦鼠發(fā)現(xiàn)迷宮求解出現(xiàn)死循環(huán)將向ARM920T(S3C2440A)發(fā)出中斷請求，ARM920T (S3C2440A)會(huì)對中斷做第一時(shí)間響應(yīng)，如果ARM920T (S3C2440A)的中斷響應(yīng)沒有來得及處理，微電腦鼠的第一電機(jī)和第二電機(jī)將原地自鎖。
[0057]6)安裝在第一電機(jī)和第二電機(jī)上的光電編碼器會(huì)輸出其位置信號(hào)A脈沖和位置信號(hào)B脈沖，A脈沖和B脈沖的邏輯狀態(tài)每變化一次，F(xiàn)PGA (A3P250)內(nèi)的位置寄存器會(huì)根據(jù)左右輪的運(yùn)行方向加I或者是減I。
[0058]7)當(dāng)位置信號(hào)A脈沖、B脈沖和Z脈沖同時(shí)為低電平時(shí)，就產(chǎn)生一個(gè)位置信號(hào)給FPGA (A3P250)寄存器，記錄電機(jī)的絕對位置，然后換算成微電腦鼠在迷宮中的具體位置。
[0059]8)ARM920T (S3C2440A)根據(jù)微電腦鼠在迷宮的具體位置，送相應(yīng)的加速度、速度和位置數(shù)據(jù)指令值給FPGA (A3P250)，然后由FPGA (A3P250)結(jié)合光電編碼器的反饋計(jì)算出微電腦鼠需要更新的實(shí)際加速度、速度和位置信號(hào)，生成新的速度-時(shí)間運(yùn)動(dòng)梯形圖，以滿足快速探索和沖刺伺服系統(tǒng)的要求。
[0060]9)如果微電腦鼠在運(yùn)行過程中遇到故障撞墻時(shí)，電機(jī)的電流(II或12)將增大，當(dāng)超過設(shè)定值時(shí)，F(xiàn)PGA (A3P250)的中斷命令將會(huì)向ARM920T (S3C2440A)發(fā)出中斷請求，此時(shí)ARM920T (S3C2440A)會(huì)立即控制FPGA (A3P250)停止工作，從而有效地解決了堵轉(zhuǎn)問題。
[0061]10)微電腦鼠在運(yùn)行過程會(huì)時(shí)刻檢測電池電壓，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)低壓時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警提示，有效地保護(hù)了鋰離子電池。
[0062]11)在微電腦鼠運(yùn)行過程中，ARM920T (S3C2440A)會(huì)對電機(jī)的轉(zhuǎn)矩進(jìn)行在線辨識(shí)，當(dāng)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩受到外界干擾出現(xiàn)較大抖動(dòng)時(shí)，ARM920T (S3C2440A)會(huì)利用電機(jī)力矩與電流的關(guān)系進(jìn)行時(shí)候補(bǔ)償，減少了電機(jī)轉(zhuǎn)矩抖動(dòng)對微電腦鼠快速探索和沖刺的影響。
[0063]12)在微電腦鼠整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，光電補(bǔ)償傳感器4會(huì)時(shí)刻對外界干擾光源進(jìn)行采集，然后傳輸給ARM920T (S3C2440A), ARM920T (S3C2440A)會(huì)根據(jù)光電補(bǔ)償傳感器4的自動(dòng)補(bǔ)償外界干擾，減少了外界干擾光源對微電腦鼠快速探索和沖刺時(shí)的干擾。
[0064]綜上所述，本實(shí)用新型同時(shí)采用兩個(gè)控制器，即主控制器和分控制器，兩個(gè)控制器分工合作，處理不同的數(shù)據(jù)，避免產(chǎn)生大電流，防止因大電流放電而引起鋰離子電池過度老化；所述分控制器采用FPGA (A3P250)，且獨(dú)立控制電機(jī)，減輕了 ARM的負(fù)擔(dān)，簡化了接口電路，充分發(fā)揮FPGA (A3P250)控制方面的特長以及程序移植功能，使得控制比較簡單，大大提高了運(yùn)算速度，縮短了開發(fā)周期短，并且程序可移植能力強(qiáng)；有了從控制器的協(xié)助，所述主控制器的工作量減少，有效地防止了程序跑飛，增強(qiáng)了抗干擾能力；采用紅外傳感器0PE5594A，運(yùn)算精度較高；采用高速直流電機(jī)，性能較穩(wěn)定。
[0065]以上所述僅為本實(shí)用新型的實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其它相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于雙核兩輪微電腦鼠全數(shù)字伺服控制器，其特征在于，包括主控制單兀、第一運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元、第二運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元、第一電機(jī)和第二電機(jī)，所述主控制單元包括主控制器和從控制器，所述主控制器與從控制器電性連接，所述從控制器分別與第一運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元和第二運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元電性連接，所述第一運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元進(jìn)一步與所述第一電機(jī)電性連接，所述第二運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元進(jìn)一步與所述第二電機(jī)電性連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙核兩輪微電腦鼠全數(shù)字伺服控制器，其特征在于，所述全數(shù)字伺服控制器進(jìn)一步包括電源供應(yīng)單元，所述電源供應(yīng)單元與所述主控制單元電性連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于雙核兩輪微電腦鼠全數(shù)字伺服控制器，其特征在于，所述電源供應(yīng)單元包括鋰離子電池。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙核兩輪微電腦鼠全數(shù)字伺服控制器，其特征在于，所述主控制器為ARM920T，所述從控制器為FPGA。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙核兩輪微電腦鼠全數(shù)字伺服控制器，其特征在于，所述第一電機(jī)和第二電機(jī)均為高速直流電機(jī)，所述第一電機(jī)和第二電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上均設(shè)有光電編碼器。
6.一種兩輪微電腦鼠，其特征在于，包括權(quán)利要求1至5任一所述全數(shù)字伺服控制器，所述兩輪微電腦鼠進(jìn)一步包括殼體，所述全數(shù)字伺服控制器設(shè)置在所述殼體內(nèi)部。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的兩輪微電腦鼠，其特征在于，所述殼體兩側(cè)均設(shè)有車輪，所述第一電機(jī)和第二電機(jī)分別與一個(gè)車輪連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的兩輪微電腦鼠，其特征在于，所述殼體上進(jìn)一步設(shè)有至少六個(gè)蔽障傳感器，每一個(gè)蔽障傳感器分別與所述主控制器電性連接，其中，第一蔽障傳感器和第二蔽障傳感器的信號(hào)發(fā)射方向與所述車輪的運(yùn)動(dòng)方向相同，第三蔽障傳感器和第四蔽障傳感器的信號(hào)發(fā)射方向相反且垂直于所述車輪的運(yùn)動(dòng)方向，第五傳感器和第六傳感器的信號(hào)發(fā)射方向遠(yuǎn)離所述殼體中心且與所述車輪的運(yùn)動(dòng)方向的夾角為銳角。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的兩輪微電腦鼠，其特征在于，所述蔽障傳感器包括紅外傳感器 0PE5594A。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的兩輪微電腦鼠，其特征在于，所述兩輪微電腦鼠進(jìn)一步包括電壓傳感器和光電補(bǔ)償傳感器，所述電壓傳感器和光電補(bǔ)償傳感器分別與所述主控制單元電性連接。
【文檔編號(hào)】G05B19/042GK203643839SQ201320570017
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2013年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月16日
【發(fā)明者】張好明, 王應(yīng)海 申請人:蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)院