清潔機器人之吸塵機器人控制系統的設計

　　接近傳感器用來(lái)探測地面是否有懸崖，在機器人底部的正前、左前、右前和后方各布置1個(gè)。除了上述三種傳感器以外，在三個(gè)輪子上都裝有一個(gè)常開(kāi)的開(kāi)關(guān)傳感器，當輪子懸空的時(shí)候，開(kāi)關(guān)就會(huì )閉合，輸出低電平。當輪子懸空時(shí)可以讓機器人停止運轉。

　　2電機控制系統

　　在小功率系統中，直流電機線(xiàn)性特性良好，控制性能優(yōu)越，適合于點(diǎn)位和速度控制。為了實(shí)現直流電機的正反轉運行，只需要改變電機電源電壓的極性。電壓極性的變化和運行時(shí)間的長(cháng)短可以由處理器實(shí)現，而提供直流電機正常運行的電流則需要驅動(dòng)電路。

　　H橋式驅動(dòng)電路是比較常用的驅動(dòng)電路。該設計兩個(gè)行走驅動(dòng)電機采用分立器件功率場(chǎng)效應管和續流二極管搭建，成本低，便于散熱，如圖6所示。

　　用ARM7的P0．8和P0．9來(lái)控制電機，這兩個(gè)管腳都是PWM輸出管腳，可以控制電機的速度。該部分主要保證機器人能夠在平面內移動(dòng)，同時(shí)輪上帶有編碼器，可以對行走的路程進(jìn)行檢測。通過(guò)航位推算可以實(shí)現機器人的轉彎，假設機器人光電碼盤(pán)的分度數為N；控制器收到的脈沖數為m；輪子的直徑為D；兩個(gè)輪子之間的間距為W，則輪子前進(jìn)的距離為：

　　設機器人在環(huán)境坐標系中的位姿為(X(t)，Y(t)，φ(t))，則第n+1次采樣的方位角φn+1值和第n次采樣的φ值有以下關(guān)系：

　　式中：vR(t)和vL(t)分別是在t時(shí)刻兩輪的速度；△SLn和△SRn為兩個(gè)主動(dòng)輪從第n次采樣時(shí)刻到第n+1次采樣時(shí)刻之間所行走的距離。

　　如果規定要進(jìn)行原地轉彎，就是一個(gè)輪子正轉，另外一個(gè)輪子反轉的方式那么：

　　3結語(yǔ)

　　清潔機器人作為服務(wù)機器人的一種，有著(zhù)巨大的市場(chǎng)潛力和廣闊的應用前景。隨著(zhù)傳感技術(shù)的發(fā)展和微處理器的不斷進(jìn)步，價(jià)格也在不斷下降。在此研究和設計一個(gè)基于A(yíng)RM7微處理器的清潔機器人控制系統，不僅滿(mǎn)足了實(shí)用性的要求，而且在不增加成本的基礎上為軟件提供了良好的硬件支持，為更好的算法和軟件升級提供良好的技術(shù)支持。