[发明专利]基于ARM9四轮微电脑鼠探索控制器

说明书

技术领域

本发明涉及微型机器人领域，特别是涉及一种基于ARM9四轮微电脑鼠探索控制器。

背景技术

微电脑鼠是一种使用嵌入式微控制器、传感器和机电运动部件构成的智能行走装置的俗称，它可以在迷宫中自动记忆和选择路径，寻找出口，最终到达所设定的目的地。一般在迷宫比赛中，将微电脑鼠放在起点，按下启动键之后，微电脑鼠自行决定搜寻法则并且在迷宫中实现前进、转弯、记忆迷宫墙壁资料、计算最短路径、搜寻终点等功能。微电脑鼠进行迷宫竞赛结合了机械、电机、电子、控制、光学、程序设计和人工智能等多方面的科技技术。

目前国内研发的微电脑鼠结构如图1所示，长时间运行发现存在着的安全问题有：

（1）微电脑鼠的执行机构采用的是步进电机，经常会遇到丢失脉冲的问题，导致对位置的记忆出现错误，步进电机使得机体发热比较严重，不利于在大型复杂迷宫中探索和冲刺。

（2）由于采用比较低级的算法，在迷宫当中的探索一般都要花费4~5分钟的时间，这使得微电脑鼠在真正的大赛中无法取胜。

（3）由于微电脑鼠要频繁的刹车和启动，加重了单片机的工作量，单一的单片机无法满足微电脑鼠快速启动和停止的要求。

（4）相对采用的都是一些体积比较大的插件元器件，使得微电脑鼠的体积比较庞大，无法满足快速探索的要求。

（5）由于受周围环境不稳定因素干扰，单片机控制器经常会出现异常，引起微电脑鼠失控，抗干扰能力较差。

（6）对于差速控制的微电脑鼠来说，一般要求其两个电机的控制信号要同步，但是对于单一单片机来说又很难办到，使得微电脑鼠在直道上行驶的时候要来回的补偿，而且有的时候在迷宫当中摇摆幅度较大，在快速探索时表现的尤其明显。

（9）由于受单片机容量和算法影响，微电脑鼠对迷宫的信息没有存储，当遇到掉电情况时所有的信息将消失，这使得整个探索过程要重新开始。

（10）由于受单片机容量影响，现有的微电脑鼠基本上都只有两个动力驱动轮，采用两轮差速方式行驶，使得系统对两轴的伺服要求较高，特别是直线导航时，要求速度和加速度追求严格的一致，否则直线导航将会失败，导致微电脑鼠出现撞墙的现象。

（11）两轮微电脑鼠系统在加速时由于重心后移，使得老鼠前部轻飘，即使在良好的路面上微电脑鼠也会打滑，有可能导致撞墙的现象出现，不利于高速微电脑鼠的发展。

（12）两轮微电脑鼠系统在正常行驶时如果设计不当造成重心前偏，将导致驱动轮上承受的正压力减小，这时微电脑鼠系统更加容易打滑，也更容易走偏，导致导航失败。

（13）两轮微电脑鼠系统在正常行驶时如果设计不当造成重心侧偏将导致两个驱动轮承受的正压力不同，在快速启动时两轮打滑程度不一致，瞬间就偏离轨迹，转弯时，其中正压力小的轮子可能打滑，导致转弯困难。

（14）由于采用两个动力轮驱动，为了满足复杂迷宫下探索的加速和减速，使得单个驱动电机的功率较大，不仅占用的空间较大，而且有时候在一些相对需求能量较低的状态下造成“大马拉小车”的现象出现，不利于微电脑鼠本体微型化发展和微电脑鼠系统能源的节省。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种基于ARM9四轮微电脑鼠探索控制器，该微电脑鼠探索控制器处理速度快，运行顺畅。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种基于ARM9控制器的四轮微电脑鼠，包括锂离子电池、电线、传感器、陀螺仪、ARM9控制器、两个L298N芯片、四个电机和四个车轮，所述锂离子电池位于所述四轮微电脑鼠内部并与所述传感器、所述陀螺仪、所述ARM9控制器、所述L298N芯片和所述电机通过所述电线相连，所述传感器位于所述四轮微电脑鼠的上部，所述陀螺仪与所述ARM9控制器相连接，所述ARM9控制器和所述两个L298N芯片焊接在一起，所述L298N芯片与所述四个电机相连接，所述四个电机与所述四个车轮一一对应连接。

在本发明一个较佳实施例中，所述传感器为6个，所述6个传感器位于所述四轮微电脑鼠上部的上下左右前后的位置。

在本发明一个较佳实施例中，所述ARM9控制器为S3C2440A控制器。

在本发明一个较佳实施例中，所述四个电机为永磁直流电机。