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吸尘机器人控制系统电路设计 —电路图天天读(48)

  清洁机器人是服务机器人的一种,能够代替人进行打扫房间、车间、墙面等。提出一种使用于室内的移动清洁机器人的规划方案。其具有实用价值。室内清洁机器人的首要任务是能够代替人进行打扫作…

  清洁机器人是服务机器人的一种,能够代替人进行打扫房间、车间、墙面等。提出一种使用于室内的移动清洁机器人的规划方案。其具有实用价值。室内清洁机器人的首要任务是能够代替人进行打扫作业,因而需求有必定的智能。清洁机器人应该具有以下才能:能够自我导航,检测出墙面,房间内的障碍物并且能够避开;能够走遍房间的大部分空间,能够检测出电池的电量并且能够自主回来充电,一起要求外形比较紧凑,运转安稳,噪音小;要具有人性化的接口,便于操作和操控。结合清洁机器人首要功能评论其操控体系的硬件规划。

  传统的微处理器如51系列尽管开发周期短,本钱低,但其实时性欠好,难以完成杂乱的操控算法;别的,添加的外围电路数据转化速度慢,使机器人的功能得不到充沛的发挥。高速DSP的呈现尽管使得体系模块化和全数字化,但其开发本钱高。与DSP具有平等功能的ARM微处理器资源丰富,具有很好的通用性,其首要技能长处是高功能,低价格,低功耗,广泛地使用于各个领域,因而将ARM使用于机器人操控体系不失为一种好的战略。LPC2210是飞利浦带有一个支撑实时仿真和盯梢的ARM7TDMI-S微处理器,其选用3级流水线技能,能够并行处理指令。因为具有十分小的尺度和极低的功耗,多个32位定时器、PWM输出和32个GPIO使它特别适用于工业操控和小型机器人体系,满意了机器人对操控器运算速度的要求。以LPC2210为中心。规划结构简略,功能安稳的清洁机器人车体体系。

  红外挨近传感器电路规划

  反射式光电开关是由红外LED光源和光敏二极管或光敏晶体管等光敏元件组成,当有障碍物阻挠时光线能够反射回来,输出为低电平信号;当没有障碍物阻挠时,光线不能反射回来,输出为高电平信号。吸尘机器人的近间隔红外挨近传感器由两组相同的红外发射、接纳电路组成。每一组电路可分为高频脉冲信号发生、红外发射调理与操控、红外发射驱动、红外接纳等几个部分。经过38kHz晶振和非门电路得到一个38kHz的调制脉冲信号;使用三极管驱动红外发射管(TSAL6200)的发射。发射管宣布的红外光经物体反射后被红外接纳模块接纳。经过接纳头(HS0038B)内部自带的集成电路处理后回来一个数字信号,输入到微操控器的I/O口,如图3所示。接纳头假如接纳到38kHz的红外脉冲就会回来输出低电平,不然就会输出高电平。经过对I/0口的检测,便能够判别物体的有无。

  两种电机操控体系电路规划

  在小功率体系中,直流电机线性特性杰出,操控功能优越,适合于点位和速度操控。为了完成直流电机的正反转运转,只需求改动电机电源电压的极性。电压极性的改变和运转时刻的长短能够由处理器完成,而供给直流电机正常运转的电流则需求驱动电路。

  H桥式驱动电路是比较常用的驱动电路。该规划两个行走驱动电机选用分立器材功率场效应管和续流二极管建立,本钱低,便于散热,如图所示。

  

  用ARM7的P0.8和P0.9来操控电机,这两个管脚都是PWM输出管脚,能够操控电机的速度。该部分首要确保机器人能够在平面内移动,一起轮上带有编码器,能够对行走的旅程进行检测。经过航位计算能够完成机器人的转弯,假定机器人光电码盘的分度数为N;操控器收到的脉冲数为m;轮子的直径为D;两个轮子之间的间隔为W,则轮子行进的间隔即可算得。

  

本站网技能修改点评剖析:

  清洁机器人作为服务机器人的一种,有着巨大的市场潜力和宽广的使用远景。跟着传感技能的开展和微处理器的不断进步,价格也在不断下降。在此研讨和规划一个根据ARM7微处理器的清洁机器人操控体系,不只满意了实用性的要求,并且在不添加本钱的基础上为软件供给了杰出的硬件支撑,为更好的算法和软件晋级供给杰出的技能支撑。若读者对机器人技能感兴趣,无妨多评论一下未来开展趋势以及最新改造技能走势等等。
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