[发明专利]一种基于多传感器的轮式移动机器人电机驱动电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种机器人领域，具体说是一种基于多传感器的轮式移动机器人电机驱动电路。

背景技术

近来几年，机器人的数量以惊人的速度逐年递增，据World Robotics公司近期发布的数据推测，全球机器人总数已至少达到860万。所有860万个机器人中包括130万个工业机器人和730万个服务机器人。其中，服务机器人增长速度非常迅速，目前数量已达到2006年时的2倍。并且，这一增长数量能够继续保持，机器人的总数量将会在2012年达到1300万。这些机器人主要从事服务，维护、保养、修理、运输、清洗、监护等工作，其共同特点是需要在特定的工作环境中移动，目前关于机器人移动的解决方案有多种，如申请号为201110330390.5的专利申请的增强功能的球形移动装置包括装置外壳、驱动机构、转弯机构、球壳和配重。球壳内的长轴与外壳固连，并与球壳可旋转的连接。长轴或外壳上固定驱动电机，通过某种传动方式可使球壳绕长轴相对转动，可实现装置的行走。短轴安装在长轴上，并与配重相连，转弯机构中的短轴电机可驱动配重旋转或绕球壳球心摆动以实现转弯，但机械结构较为复杂。专利号为ZL201220360756.3的专利发明的四足机器人的万向移动装置在安装座上设置有4个横向舵机，横向舵机的舵盘与横向转动架联接，每个横向转动架上设置竖向转动架，设置在竖向舵机安装架上的竖向舵机的舵盘与竖向转动架联接，4个横向舵机和4个竖向舵机通过导线与机器人的控制器相连，可实现大角度旋转，任意方向移动，无需转弯，但需要使用大量的舵机。

发明内容

本发明提供了与“一种基于预设运动路径的移动机器人及其控制方法”配套使用的一种基于多传感器的轮式移动机器人电机驱动电路，可克服目前机器人领域中移动装置存在的机械结构复杂、舵机需求量大等问题，采用电机驱动芯片驱动两个二相步进电机即可实现左转、右转、直行和后退等动作，并结合多传感器和无线通信技术，可以绕开移动过程中的障碍物。具有功能强大、性能稳定、可扩展性强等优点。

所述的“一种基于预设运动路径的移动机器人及其控制方法”（已提交申请），采用的技术方案是：移动机器人由轮式移动装置和遥控器组成，轮式移动装置和遥控器通过短距离无线通信方式相连；其中，轮式移动装置由微处理器A、电机驱动电路、电子指南针、无线收发器A、存储器和超声避障传感器组成，微处理器A分别与电机驱动电路、电子指南针、无线收发器A、存储器和超声避障传感器相连；遥控器由微处理器B、无线收发器B、键盘和LCD显示屏组成，微处理器B分别与无线收发器B、键盘和LCD显示屏相连，移动机器人有记录模式和移动模式两种工作模式，在记录模式下，由用户根据特定工作环境利用遥控器控制移动机器人的左转、右转、直行、后退等动作完成移动机器人的运动路径，并存储路径状态信息；在移动模式下，用户通过遥控器一次性发送控制命令控制移动机器人的移动。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：电路由微处理器、电机驱动芯片、电子指南针、无线收发芯片、存储器、超声避障传感器、电阻R1、R2、R3、R4、三极管Q1、Q2、二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8、步进电机M1、M2和按键S1组成，微处理器分别与电机驱动芯片、电子指南针、无线收发芯片、存储器和超声避障传感器相连，电机驱动芯片分别与电阻R1、R2、R3、R4、三极管Q1、Q2相连，电子指南针与按键S1相连，步进电机M1分别与二极管D1、D2、D3和D4相连，步进电机M2分别与二极管D5、D6、D7和D8相连。

所述的微处理器采用单片机STC8952，电机驱动芯片采用L298，电子指南针采用芯片GY-26，无线收发芯片采用PTR2000，存储器采用Microchip公司的芯片24LC512，超声避障传感器采用芯片HC-SR04。

所述的电路，工作电压有5伏和12伏两种，其中12伏电压与电机驱动芯片相连并为其提供供电源，5伏电压分别与微处理器、电子指南针、无线收发芯片、存储器和超声避障传感器相连并为其提供电源。

所述的单片机STC8952，其引脚1和2分别连接存储芯片24LC512的引脚6和5，引脚10、11、12、13和14分别对应连接无线收发芯片PTR2000的引脚3、4、2、6和7；引脚21、22、23、24、25、26、27和28分别对应连接电机驱动芯片L298的引脚6、三极管Q1的基极、电机驱动芯片L298的引脚11、三极管Q2的基极、超声避障传感器芯片HC-SR04的引脚2和3、电子指南针芯片GY-26的引脚5和4，引脚20接地，引脚40连接5伏电源。