專利名稱：足球機(jī)器人低層控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
足球機(jī)器人低層控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
本實(shí)用新型涉及的是足球機(jī)器人的低層控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
足球機(jī)審人是一種典型的智能機(jī)器人系統(tǒng)，其基本任務(wù)是 接收主控系統(tǒng)的無(wú)線發(fā)射運(yùn)動(dòng)控制指令，驅(qū)動(dòng)小車左、右車輪 按規(guī)劃路徑運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)其比賽任務(wù)。現(xiàn)有的足球機(jī)器人的低層
控制系統(tǒng)采用的是8位單片機(jī)或16位單片機(jī)作為微控制器， 其智能PID控制由軟件編程來(lái)完成。這一現(xiàn)有技術(shù)存在的主要 技術(shù)問(wèn)題是程序編制困難，存在復(fù)雜的運(yùn)行算法的軟件瓶頸 問(wèn)題，影響了系統(tǒng)的快速反應(yīng)能力，系統(tǒng)的靈敏度低，而且系 統(tǒng)升級(jí)較為困難。 實(shí)用新型內(nèi)審
本實(shí)用新型的發(fā)明目的在于由硬件承擔(dān)智能PID自適應(yīng) 控制、從而鱒化軟件設(shè)計(jì)，提供一種系統(tǒng)響應(yīng)速度快、動(dòng)態(tài)品 質(zhì)好的足球機(jī)器人低層控制系統(tǒng)。本實(shí)用新型的足球機(jī)器人低 層控制系統(tǒng)但括有微處理中央控制單元、ID編碼單元和無(wú)線 接收單元和低層左右輪的運(yùn)行操縱單元，其中的運(yùn)行操縱單元 包括有左右輪運(yùn)動(dòng)控制器、兩個(gè)運(yùn)行輪的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器；其微處 理中央控制單元由微處理芯片LPC2132構(gòu)成；左右輪兩運(yùn)行控 制器由內(nèi)置PID算法的可編程全數(shù)字運(yùn)動(dòng)控制芯片LM629構(gòu) 成，其數(shù)據(jù)口線與指令接收/發(fā)送口線分別和微處理器的一組 數(shù)據(jù)口線與指令口線連接；其電機(jī)驅(qū)動(dòng)器由恒壓恒流雙H橋式 驅(qū)動(dòng)芯片構(gòu)成，其兩路電機(jī)輸出引腳分別與左右運(yùn)行輪電機(jī)連 接，每路運(yùn)行控制器的兩路脈寬調(diào)頻輸出端分別與恒壓恒流雙
H橋式驅(qū)動(dòng)芯片的兩路輸入引腳連接。
本實(shí)用新型所公開(kāi)的足球機(jī)器人低層控制系統(tǒng)技術(shù)方 案，采用了勸能強(qiáng)大的32位微處理器ARM芯片作為足球機(jī)器 人的核心控制芯片，并配備了運(yùn)動(dòng)控制芯片，實(shí)現(xiàn)其智能PID 自適應(yīng)控制，從而簡(jiǎn)化其軟件設(shè)計(jì)，解決了復(fù)雜運(yùn)行算法的瓶 頸問(wèn)題，滿足了系統(tǒng)響應(yīng)速度快、超調(diào)量小、實(shí)時(shí)性好、良好 動(dòng)態(tài)品質(zhì)、可靠性高的高性能需求，而且具有硬件集成度高的 優(yōu)點(diǎn)。 附圉說(shuō)明


圖1是本實(shí)用新型足球機(jī)器人低層控制系統(tǒng)的電路組成
框圖
圖2是一路運(yùn)行控制器與微處理器連接的電路圖 圖3是傲處理器與運(yùn)行操縱單元的電路結(jié)構(gòu)原理圖 圖4是無(wú)線接收單元與微處理器的電路連接圖。 具體實(shí)旌方式
本實(shí)用新型的足球機(jī)器人低層控制系統(tǒng)的電路構(gòu)成如圖 所示，本足球機(jī)器人低層控制系統(tǒng)包括有微處理中央控制單 元、ID編碼單元、無(wú)線接收單元和控制低層左右運(yùn)行輪的運(yùn) 行操縱單元，其低層左右運(yùn)行輪的運(yùn)行操縱單元由控制左右輪 運(yùn)行的兩路運(yùn)動(dòng)控制器、控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器及速度檢 測(cè)器構(gòu)成。其中的微處理中央控制單元和其運(yùn)動(dòng)控制器分別選 用的是微處理器芯片LPC2132和可編程全數(shù)字運(yùn)動(dòng)控制器芯 片LM629,其中的兩路可編程全數(shù)字運(yùn)動(dòng)控制器芯片LM629(R) 和LM629 (U分別作為控制低層左右輪的運(yùn)動(dòng)控制器芯，可 編程全數(shù)字運(yùn)動(dòng)控制器芯片LM629中內(nèi)置PID算法，與微處理 器芯片LPC2132通信連接配合，進(jìn)行智能PID控制。每一運(yùn)動(dòng) 控制器芯片UI629的數(shù)據(jù)口線DATA與微處理器芯片LPC2132
的一組數(shù)據(jù)口線連接，其指令口線片選CS、數(shù)據(jù)讀寫(xiě)WR.RD、 信息輸出HI等與微處理器芯片的指令引腳相連接；電機(jī)驅(qū)動(dòng) 器由恒壓恒流雙H橋式2A驅(qū)動(dòng)芯片L298構(gòu)成，其兩路電機(jī)輸 出端0UT1、 OUT2和OUT3、 0UT4分別連接左右輪直流伺脹驅(qū)動(dòng) 電機(jī)Ml、 M2，用于控制左、右輪的正、反轉(zhuǎn)或停轉(zhuǎn)，其使能 控制端ENA、 ENB受控連接于微處理器芯片的兩指令口線 P0.28、 P0. 29,其電流反饋引腳SENSEA、 SENSEB與其接地口線 同時(shí)接地連接，兩運(yùn)動(dòng)控制器芯片LM629 (R)、 LM629 (L) 的脈寬調(diào)制控制口線PWM (S)、 PWM (M)輸出連接至芯片L298 的兩路輸入口線IN1、 IN2和IN3、 IN4;兩運(yùn)動(dòng)控制器芯片的 四倍頻信號(hào)口線A、B分別連接于直流伺服電機(jī)Ml、 M2內(nèi)部的 測(cè)速編碼器上，構(gòu)成所述的速度檢溯單元。本實(shí)施例中的無(wú)線 接收單元由低功耗超高頻數(shù)據(jù)接收模塊芯片BIM433或BIM418 及其外圍電賂構(gòu)成，其體積小，只接少許外圍電路即可工作， 該芯片與微處理器芯片串行數(shù)據(jù)口線RXD1連接，其發(fā)射允許 口線15腳置高，其接收允許口線16置低，設(shè)置為接收功能， 其載波測(cè)試口線11受控于微處理器的一 I/O 口線Pl. 16。
微處理器芯片由無(wú)線接收單元接收到主控系統(tǒng)的無(wú)線發(fā) 送信息后，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，然后通過(guò)數(shù)據(jù)口線把處理數(shù)據(jù)傳送 至運(yùn)動(dòng)控制審LM629 (R)、 LM629 (L),經(jīng)其內(nèi)部梯形圖發(fā)生 器
權(quán)利要求1、一種足球機(jī)器人低層控制系統(tǒng)，包括有微處理中央控制單元、ID編碼單元和無(wú)線接收單元和低層左右輪的運(yùn)行操縱單元，其特征在于其中的運(yùn)行操縱單元包括有左右輪運(yùn)動(dòng)控制器、兩個(gè)運(yùn)行輪的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器；其微處理中央控制單元由微處理芯片LPC2132構(gòu)成；左右輪兩運(yùn)行控制器由內(nèi)置PID算法的可編程全數(shù)字運(yùn)動(dòng)控制芯片LM629構(gòu)成，其數(shù)據(jù)口線與指令接收/發(fā)送口線分別和微處理器的一組數(shù)據(jù)口線與指令口線連接；其電機(jī)驅(qū)動(dòng)器由恒壓恒流雙H橋式驅(qū)動(dòng)芯片構(gòu)成，其兩路電機(jī)輸出引腳分別與左右運(yùn)行輪電機(jī)連接，每路運(yùn)行控制器的兩路脈寬調(diào)頻輸出端分別與恒壓恒流雙H橋式驅(qū)動(dòng)芯片的兩路輸入引腳連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的足球機(jī)器人低層控制系統(tǒng)， 其特征在于其中還包括電機(jī)速度檢測(cè)單元，它由兩運(yùn)動(dòng)控制 器芯片的四倍頻信號(hào)口線(A、 B)分別連接于左右輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)(Ml、 M2)內(nèi)部的淵速編碼器上構(gòu)成。
專利摘要為解決現(xiàn)有的足球機(jī)器人低層控制系統(tǒng)存在的內(nèi)部程序設(shè)計(jì)復(fù)雜、反映能力差、靈敏度低等技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種足球機(jī)器人低層控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)由有LPC2132微處理器及其ID編碼單元、無(wú)線接收單元和低層左右輪的運(yùn)行操縱單元構(gòu)成，其低層左右運(yùn)行輪的運(yùn)行操縱單元包括有左右控制的運(yùn)動(dòng)控制器LM629和兩運(yùn)行輪電機(jī)驅(qū)動(dòng)器構(gòu)成。其32位微處理器ARM芯片功能強(qiáng)大，與其配備的運(yùn)動(dòng)控制芯片，實(shí)現(xiàn)了智能PID自適應(yīng)控制，從而簡(jiǎn)化其軟件設(shè)計(jì)，解決了復(fù)雜運(yùn)行算法的瓶頸問(wèn)題，具有響應(yīng)速度快、超調(diào)量小、實(shí)時(shí)性好、良好動(dòng)態(tài)品質(zhì)等技術(shù)特點(diǎn)。
文檔編號(hào)A63H13/04GK201058236SQ200720011968
公開(kāi)日2008年5月14日 申請(qǐng)日期2007年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月28日
發(fā)明者福 程, 馬英慶 申請(qǐng)人:遼寧機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院