保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.單核低速六輪微微鼠沖刺控制器，包括主板，其特征在于還包括電池、第一傳感器(SI)、第二傳感器(S2)、第三傳感器(S5)、第四傳感器(S6)、第一電機(X)、第二電機(Y)、第三電機(Z)、第四電機(R)、第五電機(U)、第六電機(W)、第七電機(M)、方向傳感器(Dl)、陀螺儀(G1)、加速度計(Al)、真空裝置、STM32F407控制器和7片MX118芯片，它們均設(shè)于主板上; 所述STM32F407處理器電性連接MXl 18芯片，所述第一傳感器(SI)、第二傳感器(S2)、第三傳感器(S5)、第四傳感器(S6)、方向傳感器(Dl)、陀螺儀(Gl)和加速度計(Al)與STM32F407控制器信號連接； STM32F407控制器與MXl 18芯片信號連接，第一傳感器(SI)、第二傳感器(S2)、第三傳感器(S5)和第四傳感器(S6)均位于主板上表面前端、其中兩個信號發(fā)射方向與車輪行進方向相同、另外兩個信號發(fā)射方向與車輪行進方向間有一定夾角、信號發(fā)射方向與車輪行進方向間有一定夾角的兩個傳感器的探測區(qū)域與主板設(shè)有車輪的側(cè)面的延長面相交且探測區(qū)域能夠繞開發(fā)射方向與車輪行進方向相同的傳感器所在位置； 所述第一電機(X)、第二電機(Y)、第三電機(Z)、第四電機(R)、第五電機(U)和第六電機(W)分別與兩輪微微鼠的六輪車輪一一對應連接、其中兩個電機設(shè)置在主板前端兩側(cè)、兩個電機設(shè)置在主板中部兩側(cè)、兩個電機設(shè)置在主板后端兩側(cè)使得微微鼠構(gòu)成前驅(qū)加中驅(qū)加后驅(qū)的復合結(jié)構(gòu)；第七電機(M)與真空裝置連接，7片MX118芯片分別與第一電機(X)、第二電機(Y)、第三電機(Z)、第四電機(R)、第五電機(U)、第六電機(W)和第七電機(M)信號連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述單核低速六輪微微鼠沖刺控制器，第一傳感器(SI)的傳感器信號發(fā)射方向與第二傳感器(S2)的傳感器信號發(fā)射方向間的夾角大于等于75°且小于等于90°、第三傳感器(S5)、第四傳感器(S6)的傳感器信號發(fā)射方向間的夾角大于等于75°且小于等于90° ο3.根據(jù)權(quán)利要求1所述單核低速六輪微微鼠沖刺控制器，其特征在于第一電機(X)、第二電機(Y)、第三電機(Z)、第四電機(R)、第五電機(U)和第六電機(W)均為永磁直流電機，這些電機中設(shè)置在主板中部兩側(cè)的電機比這些電機中設(shè)置在其它位置的電機的功率大。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述單核低速六輪微微鼠沖刺控制器，其特征在于第一電機(X)、第二電機(Y)、第三電機(Z)、第四電機(R)、第五電機(U)、第六電機(W)和第七電機(M)上均設(shè)有光電編碼器。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述單核低速六輪微微鼠沖刺控制器，其特征在于還包括與STM32F407控制器信號連接的第一電流傳感器(Cl)、第二電流傳感器(C2)、第三電流傳感器(C3)、第四電流傳感器(C4)、第五電流傳感器(C5)、第六電流傳感器(C6)、第七電流傳感器(C7)和電壓傳感器Vl，第一電流傳感器(Cl)、第二電流傳感器(C2)、第三電流傳感器(C3)、第四電流傳感器(C4)、第五電流傳感器(C5)、第六電流傳感器(C6)和第七電流傳感器(C7)分別與七個電機 對應。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述單核低速六輪微微鼠沖刺控制器，其特征在于所述的STM32F407控制器，第一傳感器(SI)、第二傳感器(S2)、第三傳感器(S5)和第四傳感器(S6)均包括紅外發(fā)射傳感器OPE5594A和紅外接收器TSL262。7.單核低速六輪微微鼠沖刺控制器的控制方法，其特征在于包括以下步驟: 沖刺準備:將微微鼠放置在迷宮起點，等待控制器發(fā)出的沖刺命令，并調(diào)出已經(jīng)探索后的最優(yōu)迷宮，控制器首先開啟第七電機(M)，通過抽吸裝置先對微型真空吸盤抽吸，使真空吸盤對地面具有一定的吸附能力，控制器實時檢測根據(jù)地面的狀況系統(tǒng)會自動第七電機(M)從而加大或減小真空裝置對地面的吸附力，； 沖刺方向判別:當接收到?jīng)_刺命令后，第一傳感器(SI)和第四傳感器(S6)會對前方的環(huán)境進行判斷，確定有沒有擋墻進入運動范圍，如存在擋墻將向STM32F407控制器發(fā)出中斷請求，STM32F407控制器會對中斷做第一時間響應，然后禁止控制第一電機(X)、第二電機(Y)、第三電機(Z)、第四電機(R)、第五電機(U)和第六電機(W)的6片MX118芯片工作，封鎖第一電機(X)、第二電機(Y)、第三電機(Z)、第四電機(R)、第五電機(U)、第六電機(W)的PffM驅(qū)動信號，使其靜止在原地，然后二次判斷迷宮確定前方信息，防止信息誤判；如果沒有擋墻進入前方的運動范圍，微微鼠將進行正常的沖刺； 沖刺控制:當接收微微鼠沖刺的瞬間，開啟方向傳感器(Dl)、陀螺儀(G1)、加速度計(Al)，真空抽吸裝置使微微鼠對地面具有一定的吸附力，方向傳感器(Dl)對微微鼠行走方向進行輔助校正避免了微微鼠沖刺時偏離中心位置現(xiàn)象的發(fā)生，第一傳感器(SI)、第二傳感器(S2)、第三傳感器(S5)和第四傳感器(S6)判斷周圍的環(huán)境并將環(huán)境參數(shù)送給STM32F407控制器，STM32F407把這些環(huán)境參數(shù)按照六軸行走伺服控制單元速度和加速度要求轉(zhuǎn)化為微微鼠要運行的距離、速度和加速度指令值并與MX118芯片通訊，由MX118芯片根據(jù)這些參數(shù)再結(jié)合電機的光電編碼器、第一電流傳感器(Cl)、第二電流傳感器(C2)、第三電流傳感器(C3)、第四電流傳感器(C4)、第五電流傳感器(C5)、第六電流傳感器(C6)和第七電流傳感器(C7)的反饋生成驅(qū)動第一電機(X)、第二電機(Y)、第三電機(Z)、第四電機(R)、第五電機(U)、第六電機(W)的PffM波，STM32F407控制器根據(jù)外部環(huán)境要求控制MX118芯片進而控制第一電機(X)、第二電機(Y)、第三電機(Z)、第四電機(R)、第五電機(U)、第六電機(W)中的兩個或四個或全部工作，PWM波經(jīng)驅(qū)動橋放大后驅(qū)動兩個或四個或六個電機使得微微鼠運動，完成整個加速過程直到達到?jīng)_刺設(shè)定速度，STM32F407控制器實時檢測方向傳感器(Dl)、陀螺儀(G1)、加速度計(Al)以及第一電機(X)、第二電機(Y)、第三電機(Z)、第四電機(R)、第五電機(U)、第六電機(W)，根據(jù)微微鼠速度對真空裝置的吸附力進行調(diào)整； 轉(zhuǎn)向與直行控制:第一傳感器(SI)、第二傳感器(S2)、第三傳感器(S5)和第四傳感器(S6)判斷周圍的環(huán)境并將環(huán)境參數(shù)送給STM32F407控制器，在微微鼠向前運動過程中如果有迷宮擋墻進入前方的運動范圍，則判斷左右是否有擋墻，若至少一側(cè)無擋墻則轉(zhuǎn)彎、若兩側(cè)均有擋墻則掉頭；在微微鼠向前運動過程顯示前方有若干格直線坐標內(nèi)沒有擋墻、判斷出前方的運動范圍沒有阻擋則微微鼠將存儲其現(xiàn)在的坐標，處理器把向前運動若干格的位置參數(shù)傳遞給STM32F407，然后六片MX118芯片控制第一電機(X)、第二電機(Y)、第三電機(Z)、第四電機(R)、第五電機(U)和第六電機(W)使得微微鼠向前沖刺，傳感器(Dl)、陀螺儀(G1)、加速度計(Al)會時刻記錄已經(jīng)移動的距離并輸送給STM32F407控制器； 位置判斷:當微微鼠控制下運動若干格距離到達新地址時，微處理器將更新其坐標為并判斷其坐標是不是終點，如果不是將繼續(xù)更新其坐標，如果是的話通知控制器已經(jīng)沖刺到目標，然后設(shè)置返航探索標志，微微鼠準備返程探索。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種STM32F407和MX118四輪微微鼠快速沖刺控制器的控制方法，其特征在于: 轉(zhuǎn)向與直行控制步驟中包括誤差校正步驟，誤差校正方法如下:微微鼠第一傳感器(SI),第二傳感器(S2)、第三傳感器(S5)和第四傳感器(S6)時刻對周圍的迷宮擋墻進行探測，如果信號發(fā)生了較大數(shù)值的躍變，STM32F407會根據(jù)微微鼠當前運行狀態(tài)精確補償，徹底消除微微鼠在復雜迷宮中已經(jīng)累計的誤差； 轉(zhuǎn)向時采用的方法:轉(zhuǎn)入前行駛一段的直線距離，轉(zhuǎn)入時按照一定弧度進行三段轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)出后行駛一段直線距離；轉(zhuǎn)彎時，STM32F407首先把轉(zhuǎn)入前行駛距離按照沖刺條件的不同轉(zhuǎn)化為不同的速度參數(shù)以及加速度參數(shù)然后根據(jù)地面狀況使能二片或四片或六片MXl 18，并把指令值傳輸給控制的MXl 18，MXl 18會根據(jù)這些參數(shù)再結(jié)合光電編碼器、第一電流傳感器(Cl)、第二電流傳感器(C2)、第三電流傳感器(C3)、第四電流傳感器(C4)、第五電流傳感器(C5)、第六電流傳感器(C6)和第七電流傳感器(C7)的反饋生成驅(qū)動前后左右輪的PWM波形和方向，控制第一電機(X)、第二電機(Y)、第三電機(Z)、第四電機(R)、第五電機(U)和第六電機(W)實現(xiàn)轉(zhuǎn)向。
【專利摘要】本發(fā)明公開了單核低速六輪微微鼠沖刺控制器，包括電池、第一傳感器、第二傳感器、第三傳感器、第四傳感器、陀螺儀、第一電機、第二電機、第三電機、第四電機、第五電機、第六電機、第七電機、方向傳感器、陀螺儀、加速度計、真空裝置STM32F407控制器和7片MX118芯片等。采用了這個結(jié)構(gòu)后，提高了運算速度，時刻對微微鼠的運行狀態(tài)進行監(jiān)測和運算，利用四個傳感器探測既減少了干擾又能夠準確對周邊環(huán)境進行準確監(jiān)測，能夠根據(jù)運行狀態(tài)校正運動姿態(tài)、能夠重新分配扭矩、把更多的扭矩分配在未失速的驅(qū)動輪上使系統(tǒng)迅速脫離不穩(wěn)定狀態(tài)且自動調(diào)節(jié)真空裝置對地面的吸附能力，徹底消除了微微鼠在復雜迷宮沖刺時的打滑現(xiàn)象。
【IPC分類】G05D1/02
【公開號】CN105116890
【申請?zhí)枴緾N201510521020
【發(fā)明人】張好明, 鮑庭瑞
【申請人】銅陵學院
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年8月24日