一种排险用机器人控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电学领域，具体的是涉及一种控制系统。
【背景技术】
[0002]排险机器人是遥控移动式作业机器人系统产品中的一种，专门为公安部门设计制造的具有抓取、销毁爆炸物等功能的机器人产品。排险机器人运动控制系统的核心部分是车体设计，按照车体行进方式，排险机器人分为轮式及履带式。它们一般体积不大，转向灵活，便于在狭窄的地方工作，操作人员可以在几百米到几公里以外通过无线电或光缆控制其活动。排险机器人车体需要安装彩色摄像头用来对危险物进行观察，一个六自由度机械臂，用它的手爪可将爆炸物的引信或雷管拧下来，并把爆炸物运走，放置于隔离箱中。排险机器人在使用中虽然解决了人员涉险的问题。但是它不能适应跟中复杂地形及环境恶劣的情况。
【发明内容】
[0003]本发明就是针对上述问题，提供一种适用于各种地形及恶劣环境的一种排险用机器人fe制系统。
[0004]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，本发明包括语音控制器、放大电路、下位机、信号处理器、中央控制器、比较器、人机交互界面、反馈电路、行车电机和手柄控制器，其结构要点是，语音控制器通过放大电路与中央控制器的输入端口相连，中央控制器通过放大电路与下位机相连，手柄控制器与人机交互界面相连，人机交互界面经信号处理其与中央控制器相连，中央处理器还与比较器、反馈电路相连，反馈电路还与行车电机相连。
[0005]作为本发明的一种优选方案，所述的中央控制器为AT89S52单片机。
[0006]本发明有益效果。
[0007]本发明采用履带式移动，比传统轮式有更好的柔度，能适用于更复杂的场所，深入准确定位，采用手柄发送指令的形式能够灵活控制连续变化量(车体直流电机)，车体安装摄像头能够更准确的观察危险物。实验结果表明，直流电机速度调节响应快，驱动控制器运行稳定可靠，实现PWM闭环调速，能够满足危险场所的工程应用，适用于各种地形及恶劣环境。
【附图说明】
[0008]图1是本发明的电路原理图。
【具体实施方式】
[0009]如图所示，本发明包括语音控制器、放大电路、下位机、信号处理器、中央控制器、比较器、人机交互界面、反馈电路、行车电机和手柄控制器，其结构要点是，语音控制器通过放大电路与中央控制器的输入端口相连，中央控制器通过放大电路与下位机相连，手柄控制器与人机交互界面相连，人机交互界面经信号处理其与中央控制器相连，中央处理器还与比较器、反馈电路相连，反馈电路还与行车电机相连。
[0010]作为本发明的一种优选方案，所述的中央控制器为AT89S52单片机。
[0011]采用USB接口的手柄，安装简易，部分按键能够实现功能自定义，对于需要持续或者连续控制的变化量而言，使用手柄比一般键盘在车体控制方面优越性更加突出。上位机采用PC机，利用VC6.0软件编写控制界面，手柄控制器采用USB接口和PC机连接，手柄动作信号传至控制界面，经zigbee模块把信息流发送到下位机DSP。DSP经过数据处理产生EPWM信号送驱动模块产生控制信号，控制信号驱动车体作各类运动，反馈电路把信息提供给DSP，改变PWM占空比，形成闭环系统。排险机器人车体的驱动及控制需要电机驱动芯片进行驱动。L298N内部包含4通道逻辑驱动电路，是一种二相和四相电机的专用驱动器，即内含二个Η桥的高电压大电流双全桥式驱动器，接收标准TTL逻辑电平信号，可驱动46V、2A以下的电机。
[0012]ΕΝΑ与ΕΝΒ直接接入6V逻辑电源也就是说两个电机时刻都工作在使能状态，控制电机的运行状态只有通过J1与J2两个接口。由于使用的电机是线圈式的，在从运行状态突然转换到停止状态和从顺时针状态突然转换到逆时针状态时会形成很大的反向电流，在电路中加入二极管的作用就是在产生反向电流的时候进行泄流，保护芯片的安全。
[0013]增量式PID的输出只与当前拍和前两拍的误差有关，因此累积误差相对更小。增量式PID输出的是控制量增量，并无积分作用，因此该方法适用于执行机构带积分部件的对象，如电机等。由于增量式PID输出的是控制量增量，如果DSP出现故障，误动作影响较小，而执行机构本身有记忆功能，可仍保持原位，不会严重影响系统的工作。
[0014]PWM调速就是所谓的脉冲宽度调制，是指用改变电机电枢电压接通与断开的时间的占空比来控制电机转速的方法。PWM调速的方法又有几种，其中主要调速方法有两种，分别是改变驱动芯片使能端的电平和改变驱动芯片输入端的电平来改变占空比，以此来改变直流电机的运行速度。本设计是采用通过改变输入端的电平来调速，设置两个输入端口作为PWM端口，并且要分别对两个端口进行电平的调节才能达到调速的目的。L298N的动力电源为+12V，假设两个输入端口 IN1=1，IN2=0，105 1#电机的正负极接0UT1及0UT2，这样1#电机则可全速运转。算法设置:周期T=20ms，改变IN1的PWM，就可以控制电机的速度。由于IN1连接DSP的PWM1B，只要改变CMP1B的值就可以刷新PWM1B。
【主权项】
1.一种排险用机器人控制系统，包括语音控制器、放大电路、下位机、信号处理器、中央控制器、比较器、人机交互界面、反馈电路、行车电机和手柄控制器，其结构要点是，语音控制器通过放大电路与中央控制器的输入端口相连，中央控制器通过放大电路与下位机相连，手柄控制器与人机交互界面相连，人机交互界面经信号处理其与中央控制器相连，中央处理器还与比较器、反馈电路相连，反馈电路还与行车电机相连。2.根据权利要求1所述一种排险用机器人控制系统，其特征在于:所述的中央控制器为AT89S52单片机。
【专利摘要】一种排险用机器人控制系统属于电学领域，具体的是涉及一种控制系统。本发明提供一种适用于各种地形及恶劣环境的一种排险用机器人控制系统。本发明包括语音控制器、放大电路、下位机、信号处理器、中央控制器、比较器、人机交互界面、反馈电路、行车电机和手柄控制器，其结构要点是，语音控制器通过放大电路与中央控制器的输入端口相连，中央控制器通过放大电路与下位机相连，手柄控制器与人机交互界面相连，人机交互界面经信号处理其与中央控制器相连，中央处理器还与比较器、反馈电路相连，反馈电路还与行车电机相连。
【IPC分类】B25J13/00
【公开号】CN105479466
【申请号】CN201410474203
【发明人】牛誉博
【申请人】牛誉博
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年9月18日