[实用新型]一种机器人底盘控制装置

说明书

本实用新型公开了一种机器人底盘控制装置，属于机器人运动控制及嵌入式系统技术领域，所述机器人底盘为四轮四驱底盘，即具有四个轮毂转轴和四个舵机轴，该装置包括FPGA控制器、CAN收发器、485收发器、电机驱动器和舵机，所述舵机为四个，分别与所述四个舵机轴对应连接；所述电机驱动器为CAN接口的轮毂电机驱动器；FPGA控制器通过CAN收发器接入CAN总线，并通过CAN总线与电机驱动器的CAN接口连接；所述舵机为转向舵机，采用485接口；FPGA控制器通过485收发器和485总线与四路舵机连接。本实用新型能够实现四轮四驱全部采用电子控制，运动、转向更加灵活，控制的实时性、可靠性与稳定性也都更高。

技术领域

本实用新型涉及机器人运动控制及嵌入式系统技术领域，具体地说是一种机器人底盘控制装置。

背景技术

随着机器人技术的不断发展，机器人采用的运动底盘种类越来越多，主要包括两轮差速、四轮阿克曼结构、履带式底盘等，通用型机器人底盘运动的传统控制方式多为电子配合机械结构控制，随着电子技术的不断发展，电子技术在机器人底盘运动控制领域的应用越来越多。目前底盘采用较多的方式为两轮差速和四轮阿克曼结构，两者各存在一定的优势，运动较为稳定，但总体依赖机械结构的辅助控制。

发明内容

本实用新型的技术任务是针对以上不足之处，提供一种机器人底盘控制装置，该装置能够实现全部采用电子控制，运动、转向更加灵活，控制的实时性、可靠性与稳定性也都更高。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种机器人底盘控制装置，所述机器人底盘为四轮四驱底盘，即具有四个轮毂转轴和四个舵机轴，四轮单独驱动，转向控制灵活；

该装置包括FPGA控制器、CAN收发器、485收发器、电机驱动器和舵机，所述舵机为四个，分别与所述四个舵机轴对应连接；

所述电机驱动器为CAN接口的轮毂电机驱动器；FPGA控制器通过CAN收发器接入CAN总线，并通过CAN总线与电机驱动器的CAN接口连接；电机驱动器连接有轮毂电机，四个轮毂电机分别连接四个轮毂转轴；

所述舵机为转向舵机，采用485接口；FPGA控制器通过485收发器和485总线与四路舵机连接；四路舵机分别连接四个轮毂的舵机轴，即转向轴。

该机器人底盘控制装置四轮单独驱动，转向控制灵活，相比两轮驱动驱动力更强，相比四轮阿克曼结构控制更加灵活，可适用于多种不同的应用场景。通过FPGA控制器、CAN收发器、485收发器的使用可实现核心控制系统全部采用电子控制，控制方便，易于功能集成、修改与扩展，不存在机械损耗，可靠性较高，更适合室外机器人的使用。

优选的，所述FPGA控制器内设置有状态机控制组件、CAN通信组件和串口组件，CAN通信组件和串口组件分别通过IO总线连接所述CAN收发器和485收发器；

状态机控制组件设置有计算单元，计算单元通过所述CAN通信组件和串口组件接收CAN收发器和485收发器发送的信号，并通过所述CAN通信组件和串口组件将控制信号发送给CAN收发器和485收发器。

FPGA控制器可通过所述的状态机控制组件进行数字逻辑设计实现控制功能，并进一步通过CAN通信组件和串口组件实现控制信号的传递；

状态机控制组件通过其内的计算单元进行底盘运动模型的选择，将计算得到的控制信号发送出去，并通过CAN通信组件和串口组件接收底盘运动的反馈信息。

优选的，所述FPGA控制器采用EP4CE115F29C7芯片。

优选的，所述CAN总线收发器采用TJA1050芯片。

优选的，所述485收发器采用MAX485芯片。

优选的，所述舵机为360°转向舵机，可实现每个轮毂的360°转向，使底盘的运动更加灵活。