一種基于嵌入式系統(tǒng)的32位機(jī)器人控制器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開的基于嵌入式系統(tǒng)的32位機(jī)器人控制器，它包括主頻不低于500M的ARM9單片機(jī)、64M規(guī)格的程序存儲(chǔ)器、32M規(guī)格的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、伺服控制裝置、液晶觸摸顯示屏、音頻裝置、電源裝置、傳感器裝置和功能鍵裝置。本實(shí)用新型運(yùn)行速度快，處理能力強(qiáng)，系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，控制器和機(jī)器人之間的互動(dòng)反饋效率高，操作方便，升級(jí)和后續(xù)開發(fā)適應(yīng)性強(qiáng)，易于本地化。
【專利說明】—種基于嵌入式系統(tǒng)的32位機(jī)器人控制器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種32位智能機(jī)器人控制器，特別是涉及一種基于嵌入式系統(tǒng)的32位機(jī)器人控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著集成化技術(shù)的不斷進(jìn)步，機(jī)器人正在向自主智能機(jī)器人方向發(fā)展。機(jī)器人的智能水平已經(jīng)成為衡量一個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)的重要指標(biāo)。作為機(jī)器人完整系統(tǒng)的最重要部分之一，機(jī)器人運(yùn)動(dòng)是的各種參數(shù)以及實(shí)時(shí)可控性已經(jīng)被日益關(guān)注。機(jī)器人除了具備視覺、聽覺、觸覺等層次的仿生功能外，還要具備一定的邏輯推理能力，但是當(dāng)機(jī)器人的決策有限，如此在某些特殊環(huán)境或者現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境不是很確定的時(shí)候，就需要人為指揮，來幫助實(shí)現(xiàn)工作目標(biāo)，這就需要強(qiáng)調(diào)機(jī)器人與人的合作，在機(jī)器人的行為中把人的智慧和經(jīng)驗(yàn)添加到機(jī)器的控制中作為命令和控制的補(bǔ)充。
[0003]以往的機(jī)器人，限于硬件和軟件的能力限制，主要是基于具體硬件和軟件的單一化設(shè)計(jì)。得到的控制系統(tǒng)往往在軟硬件上都不具備兼容性和可擴(kuò)展、可重構(gòu)性。隨著機(jī)器人作業(yè)領(lǐng)域的拓展和工作復(fù)雜程度的提高，另外加上傳感器裝置的增加，電機(jī)類型的變化，此時(shí)機(jī)器人控制系統(tǒng)就不再適用。對(duì)于新的硬件，如電子、機(jī)械等的要求，系統(tǒng)不得不重新設(shè)計(jì)制作，成本和效率將大打折扣。一個(gè)能夠適合多種機(jī)器人的能夠升級(jí)和擴(kuò)展的“通用”的并且運(yùn)行穩(wěn)定和效率高的機(jī)器人控制系統(tǒng)將具有非常廣闊的應(yīng)用前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述問題，本實(shí)用新型公開了一種基于嵌入式系統(tǒng)的32位機(jī)器人控制器，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，運(yùn)行平穩(wěn)，運(yùn)行和數(shù)據(jù)處理效率高，同時(shí)具有良好的可升級(jí)和可擴(kuò)展性，對(duì)設(shè)備和硬件的適應(yīng)能力強(qiáng)，便于系統(tǒng)的升級(jí)和擴(kuò)展，有利于降低使用和維護(hù)成本。
[0005]本實(shí)用新型公開的一種基于嵌入式系統(tǒng)的32位機(jī)器人控制器，包括主頻不低于500M的ARM9單片機(jī)、64M規(guī)格的程序存儲(chǔ)器、32M規(guī)格的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、伺服控制裝置、液晶觸摸顯示屏、音頻裝置、電源裝置、傳感器裝置和功能鍵裝置，所述程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、伺服控制裝置、液晶觸摸顯示屏、音頻裝置、電源裝置、傳感器裝置和功能鍵裝置均連接到ARM9單片機(jī)，所述伺服控制裝置包括直流無刷電機(jī)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置、速度反饋裝置、D/A轉(zhuǎn)換裝置和方向信號(hào)反饋裝置，所述D/A轉(zhuǎn)換裝置和方向信號(hào)反饋裝置接收ARM9單片機(jī)的信息輸出，所述D/轉(zhuǎn)換裝置和方向信號(hào)反饋裝置與電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)施信息交互，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置向直流無刷電機(jī)輸出控制信號(hào)，所述速度反饋裝置接收直流無刷電機(jī)的信息輸出并且向ARM9單片機(jī)實(shí)施信息輸出。本實(shí)用新型架構(gòu)簡單穩(wěn)定，運(yùn)行平穩(wěn)，數(shù)據(jù)處理效率高，對(duì)機(jī)器人動(dòng)作控制和命令反饋精度高，系統(tǒng)智能化程度高，便于在作業(yè)中人機(jī)結(jié)合作業(yè)，同時(shí)具有良好的可升級(jí)和可擴(kuò)展性，對(duì)設(shè)備和硬件的適應(yīng)能力強(qiáng)，便于系統(tǒng)的升級(jí)和擴(kuò)展，有利于降低使用和維護(hù)成本。
[0006]本實(shí)用新型公開的一種基于嵌入式系統(tǒng)的32位機(jī)器人控制器的一種改進(jìn),還包括無線遙控接收器，所述無線遙控接收器連接到ARM9單片機(jī)。本改進(jìn)通過設(shè)置的無線遙控接收器，降低作業(yè)時(shí)系統(tǒng)架設(shè)的難度，有利于簡化整體架構(gòu)，同時(shí)為機(jī)器人的操作和控制提供了方便，提高了作業(yè)效率。
[0007]本實(shí)用新型公開的一種基于嵌入式系統(tǒng)的32位機(jī)器人控制器的又一種改進(jìn)，還包括電源指示燈和電源檢測(cè)裝置，所述電源指示燈連接到電源檢測(cè)裝置，所述電源檢測(cè)裝置連接到電源裝置。本改進(jìn)通過設(shè)置的電源指示燈和電源檢測(cè)裝置，對(duì)電源的工作狀態(tài)和性能參數(shù)進(jìn)行及時(shí)監(jiān)督和預(yù)警，為控制器的使用和狀態(tài)估算提供了方便，從而提高了工作效率。
[0008]本實(shí)用新型公開的一種基于嵌入式系統(tǒng)的32位機(jī)器人控制器的又一種改進(jìn)，還包括MAX3232發(fā)送器和網(wǎng)絡(luò)通信裝置，所述網(wǎng)絡(luò)通信裝置和揚(yáng)聲器均通過MAX3232發(fā)送器連接到ARM9單片機(jī)。本改進(jìn)通過設(shè)置的MAX3232發(fā)送器和網(wǎng)絡(luò)通信裝置，在提高控制器的數(shù)據(jù)傳輸效率的同時(shí)，還為控制器的更新升級(jí)提供了方便，提高了控制器系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和升級(jí)更新的能力，提高了控制器架構(gòu)對(duì)不同硬件和軟件的適應(yīng)性，從而降低了控制器系統(tǒng)的維護(hù)、擴(kuò)展和升級(jí)的難度和成本。
[0009]本實(shí)用新型公開的一種基于嵌入式系統(tǒng)的32為機(jī)器人控制器，架構(gòu)穩(wěn)定可靠，安全性高，具有良好的穩(wěn)定性和執(zhí)行能力，數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定傳輸效率高，同時(shí)具有良好的可升級(jí)和可擴(kuò)展性能，對(duì)于不同的軟件和硬件具有良好的適應(yīng)能，能夠有效地降低設(shè)備的升級(jí)、擴(kuò)展和維護(hù)成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1、本實(shí)用新型的裝置結(jié)構(gòu)框圖；
[0011]圖2、本實(shí)用新型的一種實(shí)施例的ARM9單片機(jī)和輔助單片機(jī)的連接示意圖；
[0012]圖3、本實(shí)用新型的電源裝置的供電電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】，進(jìn)一步闡明本實(shí)用新型，應(yīng)理解下述【具體實(shí)施方式】僅用于說明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍。需要說明的是，下面描述中使用的詞語“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附圖中的方向，詞語“內(nèi)”和“外”分別指的是朝向或遠(yuǎn)離特定部件幾何中心的方向。
[0014]如圖1至圖3所示，本實(shí)用新型公開的一種基于嵌入式系統(tǒng)的32位機(jī)器人控制器，包括主頻不低于500M的ARM9單片機(jī)、64M規(guī)格的程序存儲(chǔ)器、32M規(guī)格的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、伺服控制裝置、液晶觸摸顯示屏、音頻裝置、電源裝置、傳感器裝置和功能鍵裝置，所述程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、伺服控制裝置、液晶觸摸顯示屏、音頻裝置、電源裝置、傳感器裝置和功能鍵裝置均連接到ARM9單片機(jī)，所述伺服控制裝置包括直流無刷電機(jī)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置、速度反饋裝置、D/A轉(zhuǎn)換裝置和方向信號(hào)反饋裝置，所述D/A轉(zhuǎn)換裝置和方向信號(hào)反饋裝置接收ARM9單片機(jī)的信息輸出，所述D/轉(zhuǎn)換裝置和方向信號(hào)反饋裝置與電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)施信息交互，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置向直流無刷電機(jī)輸出控制信號(hào)，所述速度反饋裝置接收直流無刷電機(jī)的信息輸出并且向ARM9單片機(jī)實(shí)施信息輸出。本實(shí)用新型架構(gòu)簡單穩(wěn)定，運(yùn)行平穩(wěn)，數(shù)據(jù)處理效率高，對(duì)機(jī)器人動(dòng)作控制和命令反饋精度高，系統(tǒng)智能化程度高，便于在作業(yè)中人機(jī)結(jié)合作業(yè)，同時(shí)具有良好的可升級(jí)和可擴(kuò)展性，對(duì)設(shè)備和硬件的適應(yīng)能力強(qiáng)，便于系統(tǒng)的升級(jí)和擴(kuò)展，有利于降低使用和維護(hù)成本。
[0015]作為一種優(yōu)選，還包括無線遙控接收器，所述無線遙控接收器連接到ARM9單片機(jī)。本實(shí)用新型通過設(shè)置的無線遙控接收器，降低作業(yè)時(shí)，系統(tǒng)架設(shè)的難度，有利于簡化整體架構(gòu)，同時(shí)為機(jī)器人的操作和控制提供了方便，提高了作業(yè)效率。
[0016]作為一種優(yōu)選，還包括電源指示燈和電源檢測(cè)裝置，所述電源指示燈連接到電源檢測(cè)裝置，所述電源檢測(cè)裝置連接到電源裝置。本實(shí)用新型通過設(shè)置的電源指示燈和電源檢測(cè)裝置，對(duì)電源的工作狀態(tài)和性能參數(shù)進(jìn)行及時(shí)監(jiān)督和預(yù)警，為控制器的使用和狀態(tài)估算提供了方便，從而提高了工作效率。
[0017]作為一種優(yōu)選，還包括MAX3232發(fā)送器和網(wǎng)絡(luò)通信裝置，所述網(wǎng)絡(luò)通信裝置和揚(yáng)聲器均通過MAX3232發(fā)送器連接到ARM9單片機(jī)。本實(shí)用新型通過設(shè)置的MAX3232發(fā)送器和網(wǎng)絡(luò)通信裝置，在提高控制器的數(shù)據(jù)傳輸效率的同時(shí)，還為控制器的更新升級(jí)提供了方便，提高了控制器系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和升級(jí)更新的能力，提高了控制器架構(gòu)對(duì)不同硬件和軟件的適應(yīng)性，從而降低了控制器系統(tǒng)的維護(hù)、擴(kuò)展和升級(jí)的難度和成本。
實(shí)施例
[0018]如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型以嵌入式操作系統(tǒng)Linux多任務(wù)操作系統(tǒng)為控制器的核心平臺(tái)，使其二次開發(fā)更為方便快捷，由于多任務(wù)的控制機(jī)制，使機(jī)器人的采集數(shù)據(jù)、模型分析和控制輸出變得更為可靠方便。同時(shí)也為后續(xù)的機(jī)器人視覺系統(tǒng)、音覺系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用提供了完善的硬件平臺(tái)。另外系統(tǒng)支持Unicode，很容易本地化，使得控制器的使用更為方便。同時(shí)設(shè)置的JTAG程序調(diào)試下載接口使得控制器的調(diào)試檢測(cè)更為高效便捷。本實(shí)用新型的ARM9單片機(jī)STR911FAM44還可以通過IIC接口連接有輔助單片機(jī)ATMEGA8.16PC以提高控制器的運(yùn)行與命令反饋效率，傳感器裝置則可以為速度傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、光強(qiáng)傳感器、火焰?zhèn)鞲衅?、氧含量傳感器、有毒氣體傳感器以及煙霧傳感器等中的一種或者幾種，傳感器裝置的傳感器均如同氣體連接到ARM9單片機(jī)的外接設(shè)備一樣通過I/O接口連接到ARM9單片機(jī)中輔助單片機(jī)，如同液晶觸摸顯示屏、液晶觸摸顯示屏等與ARM9單片機(jī)的連接。同時(shí)本實(shí)用新型的控制器還可以設(shè)置有USB接口以方便數(shù)據(jù)傳輸和更新。另外功能鍵裝置中的各個(gè)功能鍵可以根據(jù)實(shí)際的操作指令和控制需要進(jìn)行功能設(shè)置，靈活性高，方便不同操作習(xí)慣和作業(yè)要求的靈活應(yīng)用。
[0019]本實(shí)用新型公開的一種基于嵌入式系統(tǒng)的32為機(jī)器人控制器，架構(gòu)穩(wěn)定可靠，安全性高，具有良好的穩(wěn)定性和執(zhí)行能力，數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定傳輸效率高，同時(shí)具有良好的可升級(jí)和可擴(kuò)展性能，對(duì)于不同的軟件和硬件具有良好的適應(yīng)能，能夠有效地降低設(shè)備的升級(jí)、擴(kuò)展和維護(hù)成本。
[0020]本實(shí)用新型方案所公開的技術(shù)手段不僅限于上述技術(shù)手段所公開的技術(shù)手段，還包括由以上技術(shù)特征任意組合所組成的技術(shù)方案。以上所述是本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種基于嵌入式系統(tǒng)的32位機(jī)器人控制器,其特征在于:它包括主頻不低于500M的ARM9單片機(jī)、64M規(guī)格的程序存儲(chǔ)器、32M規(guī)格的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、伺服控制裝置、液晶觸摸顯示屏、音頻裝置、電源裝置、傳感器裝置和功能鍵裝置，所述程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、伺服控制裝置、液晶觸摸顯示屏、音頻裝置、電源裝置、傳感器裝置和功能鍵裝置均連接到ARM9單片機(jī)，所述伺服控制裝置包括直流無刷電機(jī)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置、速度反饋裝置、D/A轉(zhuǎn)換裝置和方向信號(hào)反饋裝置，所述D/A轉(zhuǎn)換裝置和方向信號(hào)反饋裝置接收ARM9單片機(jī)的信息輸出，所述D/轉(zhuǎn)換裝置和方向信號(hào)反饋裝置與電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)施信息交互，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置向直流無刷電機(jī)輸出控制信號(hào)，所述速度反饋裝置接收直流無刷電機(jī)的信息輸出并且向ARM9單片機(jī)實(shí)施信息輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于嵌入式系統(tǒng)的32位機(jī)器人控制器，其特征在于:還包括無線遙控接收器，所述無線遙控接收器連接到ARM9單片機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于嵌入式系統(tǒng)的32位機(jī)器人控制器，其特征在于:還包括電源指示燈和電源檢測(cè)裝置，所述電源指示燈連接到電源檢測(cè)裝置，所述電源檢測(cè)裝置連接到電源裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于嵌入式系統(tǒng)的32位機(jī)器人控制器，其特征在于:還包括MAX3232發(fā)送器和網(wǎng)絡(luò)通信裝置，所述網(wǎng)絡(luò)通信裝置和揚(yáng)聲器均通過MAX3232發(fā)送器連接到ARM9單片機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于嵌入式系統(tǒng)的32位機(jī)器人控制器，其特征在于:還包括MAX3232發(fā)送器和網(wǎng)絡(luò)通信裝置，所述網(wǎng)絡(luò)通信裝置和揚(yáng)聲器均通過MAX3232發(fā)送器連接到ARM9單片機(jī)。
【文檔編號(hào)】G05B19/042GK203673297SQ201420041073
【公開日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2014年1月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月8日
【發(fā)明者】程躦, 戴高樂 申請(qǐng)人:程躦, 戴高樂