一种用于爬树机器人的控制电路的制作方法
【专利摘要】本发明提出了一种用于爬树机器人的控制电路，包括控制电路、电源，电源输出端连接控制电路电源输入端；所述控制电路信号输入端与外部控制设备相连；抱树电机、爬树电机、环切刀电机、竖切刀电机、茎定位电机、升降架电机分别设置定位传感器，所述定位传感器发送位置信息，定位传感器信号输出端通过模数转换滤波电路连接主控芯片内部AD转换器，经过主控芯片内部AD转换器进行数字转换后，传输到电机驱动电路，控制电机运行。替代人力，实现工业自动化，具有广阔的市场前景，适用于电子产品行业。
【专利说明】—种用于爬树机器人的控制电路
【技术领域】
[0001]本发明涉及电子电路领域，尤其涉及一种用于爬树机器人的控制电路。
【背景技术】
[0002]棕树皮广泛用于工业生产和群众生活，可制造船缆、绳索、沙发、地毯、毛刷、扫帚等。目前，仍采用人力方式采割，由于棕树树干坚硬，且需上树，人工采集十分不方便。如何取代传统人力采集，提高采集效率，实现工业自动化，成为本领域一个技术难题，并具有广阔的市场前景，而且现有的电气设备工作控制电路设计不合理，工作不稳定。
【发明内容】
[0003]本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种用于爬树机器人的控制电路。
[0004]为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种用于爬树机器人的控制电路，其关键在于，包括控制电路、电源，
[0005]电源输出端连接控制电路电源输入端；
[0006]所述控制电路信号输入端与外部控制设备相连；
[0007]所述控制电路包括:第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、第二i^一电阻、第二十五电阻、第二十七电阻、第三十二电阻、第三十三电阻、第三十四电阻、第八电容、第九电容、第十电容、第i 电容、第十二电容、第十六电容、第十七电容、第十八电容、第二十三电容，第二十七电容、第三发光二极管、第四发光二极管、第五发光二极管，
[0008]第十七电阻一端连接模拟地端，所述第十七电阻另一端连接数字地端，第二 i^一电阻一端连接电源，所述第二十一电阻另一端连接主控芯片外部中断端0，所述第二十一电阻另一端还连接第十五电阻一端，所述第十五电阻另一端接地，第八电容、第九电容、第十电容、第i 电容并联之后一端接地，另一端连接电压输入端，第二十七电阻一端连接电源，所述第二十七电阻另一端连接重置端，所述第二十七电阻另一端还连接第十六电容一端，所述第十六电容另一端接地，第十七电容一端连接晶振一端，所述晶振另一端连接第十八电容一端，所述第十七电容另一端接地，所述第十八电容另一端接地，所述晶振一端还连接晶振输入端，所述晶振另一端连接晶振输出端，第十八电阻一端连接数据传输输入端，所述第十八电阻另一端接地，第十九电阻一端连接数据传输输入端，所述第十九电阻另一端连接电源，第二十二电阻一端连接电源，所述第二十二电阻另一端连接主控芯片外部中断端1，第三发光二极管、第四发光二极管、第五发光二极管正极并联后连接电源，所述第三发光二极管负极连接第三十二电阻一端，所述第三十二电阻另一端连接数据接收端，所述第四发光二极管负极连接第三十三电阻一端，所述第三十三电阻另一端连接数据发送端，所述第五发光二极管负极连接第三十四电阻一端，所述第三十四电阻另一端连接时钟输入端，第十六电阻一端连接模数传输输出端，所述第十六电阻另一端连接模数传输输入端，所述第十六电阻一端还连接第二十三电容一端，第二十三电容另一端接地，第十六电阻另一端还连接第十二电容一端，所述第十二电容另一端接地。
[0009]上述技术方案的有益效果为:控制电路用于遥控电机驱动电路对电机进行控制操作，配置工作信息。
[0010]所述的用于爬树机器人的控制电路，优选的，所述电源包括:第二二极管、稳压芯片、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容，
[0011]第二二极管正极连接电源，所述第二二极管负极连接第四电容一端，所述第四电容另一端接地，所述第四电容一端还连接第五电容一端，所述第五电容另一端接地，所述第五电容一端还连接稳压芯片输入端，所述稳压芯片输出端连接第二电容一端，所述第二电容一端还连接第三电容一端，所述第二电容另一端和第三电容另一端接地。
[0012]上述技术方案的有益效果为:所述电源用于对爬树机器人控制电路进行稳定电源供电。
[0013]所述的爬树机器人控制电路，优选的，还包括CAN总线电路、第二电阻、第三电阻、第五电阻、第一电容、第六电容、第七电容，
[0014]第二电阻一端连接电源，所述第二电阻另一端连接第一电容一端，所述第一电容另一端接地，所述第一电容一端还连接CAN总线电路发送数据端，第五电阻一端连接电源，所述第五电阻另一端连接第六电容一端，所述第六电容另一端接地，所述第六电容一端还连接CAN总线电路接收数据端，第七电容一端连接电源和CAN总线电路电源输入端，所述第七电容另一端接地，第三电阻一端连接CAN总线高电平端，所述第三电阻另一端连接低电平端。
[0015]上述技术方案的有益效果为:通过CAN总线电路进行数据传输。
[0016]所述的爬树机器人控制电路，优选的，所述外部控制设备包括矩阵按键，所述矩阵按键两端分别接至主控芯片O 口。
[0017]综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是:
[0018]替代人力，实现工业自动化，具有广阔的市场前景，适用于电子产品行业。
[0019]本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0021]图1是本发明用于爬树机器人的控制电路总体示意图；
[0022]图2是本发明用于爬树机器人的控制电路电机驱动电路示意图；
[0023]图3是本发明用于爬树机器人的控制电路主控芯片电路示意图；
[0024]图4是本发明用于爬树机器人的控制电路模数转换滤波电路示意图；
[0025]图5是本发明用于爬树机器人的控制电路电源电路示意图；
[0026]图6是本发明用于爬树机器人的控制电路CAN总线控制器电路示意图；
[0027]图7是本发明用于爬树机器人的控制电路矩阵按键示意图；
[0028]图8是本发明用于爬树机器人的控制电路传感器信号检测电路示意图；
[0029]图9是本发明用于爬树机器人的控制电路中遥控盒控制电路示意图。
【具体实施方式】
[0030]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0031]在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0032]在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
[0033]如图1所示，本发明提供了一种用于爬树机器人的控制电路，其关键在于，包括电机驱动电路、控制电路、电机组、电源，
[0034]电源输出端连接电机驱动电路电源输入端和控制电路电源输入端；
[0035]电机组信号控制端与电机驱动电路信号输出端连接，所述电机驱动电路控制端连接控制电路信号输出端，
[0036]所述控制电路信号输入端与外部控制设备相连；
[0037]所述电机组包括:抱树电机、爬树电机、环切刀电机、竖切刀电机、茎定位电机、升降架电机，
[0038]所述抱树电机、爬树电机、环切刀电机、竖切刀电机、茎定位电机、升降架电机分别设置定位传感器，所述定位传感器发送位置信息，定位传感器信号输出端通过模数转换滤波电路连接主控芯片内部AD转换器，经过主控芯片内部AD转换器进行数字转换后，传输到电机驱动电路，控制电机运行。
[0039]上述技术方案的有益效果为:通过电机驱动电路、控制电路、电机组的协同配合实现爬树机器人的电路控制功能，替代人为操作。
[0040]如图2、3所示，所述的用于爬树机器人的控制电路，优选的，所述电机驱动电路包括:主控芯片、电机驱动控制芯片、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第i^一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十三电容、第十四电容、第十五电容、
[0041]第七电阻一端连接电源，所述第七电阻另一端连接控制芯片状态标志端，第八电阻一端连接非使能输入端，所述第八电阻另一端接地，第十五电容一端连接第十二电阻一端，所述第十五电容另一端接地，所述第十二电阻另一端接地，所述第十三电阻一端连接主控芯片PWM脉冲信号输出端，所述第十三电阻另一端连接电机驱动控制芯片逻辑使能输入端，第九电阻一端连接电机驱动控制芯片输入端1，所述第九电阻另一端连接主控芯片控制电机驱动芯片信号输出第一端，第i 电阻一端连接控制芯片输入端2,所述第九电阻另一端连接主控芯片控制电机驱动芯片信号输出第二端，所述第十四电容一端连接电荷泵电容器端，所述第十四电容另一端连接电源，第十电阻一端连接电源，所述第十电阻另一端连接第十三电容一端，所述第十三电容另一端接地，所述第十三电容一端还连接主控芯片复位端，第十四电阻一端连接主控芯片后台调试端，所述第十四电阻另一端接地，第十五电阻一端连接主控芯片1输出第一端，所述第十五电阻另一端连接电机驱动控制芯片1输入第一端，第十六电阻一端连接主控芯片1输出第二端，所述第十六电阻另一端连接电机驱动控制芯片1输入第二端。
[0042]所述电机驱动控制芯片优选为MC33931。主控芯片优选为MC9S12G48。
[0043]上述技术方案的有益效果为:电机驱动电路结构设计合理，电路驱动稳定，保证爬树机器人正常工作。
[0044]如图4所示，所述的用于爬树机器人的控制电路，优选的，还包括，第二十电阻、第二十电容、第二 i 电容，
[0045]第二十电阻一端连接抱树电机定位传感器信号输出端，所述第二十电阻另一端连接主控芯片模数转换第一端，第二十电容一端连接抱树电机定位传感器信号输出端，所述第二十电容另一端接地，所述第二十一电容一端连接第二十电阻一端，所述第二十一电容另一端接地；
[0046]还包括，第三十电阻、第三十电容、第三i^一电容，
[0047]第三十电阻一端连接爬树电机定位传感器信号输出端，所述第三十电阻另一端连接主控芯片模数转换第二端，第三十电容一端连接抱树电机定位传感器信号输出端，所述第三十电容另一端接地，所述第三十一电容一端连接第三十电阻一端，所述第三十一电容另一端接地；
[0048]还包括，第四十电阻、第四十电容、第四十一电容，
[0049]第四十电阻一端连接环切刀电机定位传感器信号输出端，所述第四十电阻另一端连接主控芯片模数转换第三端，第四十电容一端连接抱树电机定位传感器信号输出端，所述第四十电容另一端接地，所述第四十一电容一端连接第四十电阻一端，所述第四十一电容另一端接地；
[0050]还包括，第五十电阻、第五十电容、第五i^一电容，
[0051]第五十电阻一端连接竖切刀电机定位传感器信号输出端，所述第五十电阻另一端连接主控芯片模数转换第四端，第五十电容一端连接抱树电机定位传感器信号输出端，所述第五十电容另一端接地，所述第五i 电容一端连接第五十电阻一端，所述第五i 电容另一端接地；
[0052]还包括,第六十电阻、第六十电容、第六i^一电容，
[0053]第六十电阻一端连接茎定位电机定位传感器信号输出端，所述第六十电阻另一端连接主控芯片模数转换第五端，第六十电容一端连接抱树电机定位传感器信号输出端，所述第六十电容另一端接地，所述第六十一电容一端连接第六十电阻一端，所述第六十一电容另一端接地；
[0054]还包括，第七十电阻、第七十电容、第七i^一电容，
[0055]第七十电阻一端连接升降架电机定位传感器信号输出端，所述第七十电阻另一端连接主控芯片模数转换第六端，第七十电容一端连接抱树电机定位传感器信号输出端，所述第七十电容另一端接地，所述第七十一电容一端连接第七十电阻一端，所述第七十一电容另一端接地。
[0056]上述技术方案的有益效果为:形成模数转换采集装置，当定位传感器定位相应电机时，用于输出数字量信息传输工作。
[0057]如图9所示，所述的用于爬树机器人的控制电路，优选的，所述控制电路包括:第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、第二十一电阻、第二十五电阻、第二十七电阻、第三十二电阻、第三十三电阻、第三十四电阻、第八电容、第九电容、第十电容、第十一电容、第十二电容、第十六电容、第十七电容、第十八电容、第二十三电容，第二十七电容、第三发光二极管、第四发光二极管、第五发光二极管，
[0058]第十七电阻一端连接模拟地端，所述第十七电阻另一端连接数字地端，第二 i^一电阻一端连接电源，所述第二十一电阻另一端连接主控芯片外部中断端0，所述第二十一电阻另一端还连接第十五电阻一端，所述第十五电阻另一端接地，第八电容、第九电容、第十电容、第i 电容并联之后一端接地，另一端连接电压输入端，第二十七电阻一端连接电源，所述第二十七电阻另一端连接重置端，所述第二十七电阻另一端还连接第十六电容一端，所述第十六电容另一端接地，第十七电容一端连接晶振一端，所述晶振另一端连接第十八电容一端，所述第十七电容另一端接地，所述第十八电容另一端接地，所述晶振一端还连接晶振输入端，所述晶振另一端连接晶振输出端，第十八电阻一端连接数据传输输入端，所述第十八电阻另一端接地，第十九电阻一端连接数据传输输入端，所述第十九电阻另一端连接电源，第二十二电阻一端连接电源，所述第二十二电阻另一端连接主控芯片外部中断端1，第三发光二极管、第四发光二极管、第五发光二极管正极并联后连接电源，所述第三发光二极管负极连接第三十二电阻一端，所述第三十二电阻另一端连接数据接收端，所述第四发光二极管负极连接第三十三电阻一端，所述第三十三电阻另一端连接数据发送端，所述第五发光二极管负极连接第三十四电阻一端，所述第三十四电阻另一端连接时钟输入端，第十六电阻一端连接模数传输输出端，所述第十六电阻另一端连接模数传输输入端，所述第十六电阻一端还连接第二十三电容一端，第二十三电容另一端接地，第十六电阻另一端还连接第十二电容一端，所述第十二电容另一端接地。
[0059]上述技术方案的有益效果为:控制电路用于遥控电机驱动电路对电机进行控制操作，配置工作信息。
[0060]如图5所示，所述的用于爬树机器人的控制电路，优选的，所述电源包括:第二二极管、稳压芯片、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容，
[0061]第二二极管正极连接电源，所述第二二极管负极连接第四电容一端，所述第四电容另一端接地，所述第四电容一端还连接第五电容一端，所述第五电容另一端接地，所述第五电容一端还连接稳压芯片输入端，所述稳压芯片输出端连接第二电容一端，所述第二电容一端还连接第三电容一端，所述第二电容另一端和第三电容另一端接地。
[0062]上述技术方案的有益效果为:所述电源用于对用于爬树机器人的控制电路进行稳定电源供电。
[0063]如图6所示，所述的用于爬树机器人的控制电路，优选的，还包括CAN总线电路、第二电阻、第三电阻、第五电阻、第一电容、第六电容、第七电容，
[0064]第二电阻一端连接电源，所述第二电阻另一端连接第一电容一端，所述第一电容另一端接地，所述第一电容一端还连接CAN总线电路发送数据端，第五电阻一端连接电源，所述第五电阻另一端连接第六电容一端，所述第六电容另一端接地，所述第六电容一端还连接CAN总线电路接收数据端，第七电容一端连接电源和CAN总线电路电源输入端，所述第七电容另一端接地，第三电阻一端连接CAN总线高电平端，所述第三电阻另一端连接低电平端。
[0065]上述技术方案的有益效果为:通过CAN总线电路进行数据传输。
[0066]如图7所示，所述的用于爬树机器人的控制电路，优选的，所述外部控制设备包括矩阵按键，所述矩阵按键两端分别接至主控芯片O 口。
[0067]图8是本发明用于爬树机器人的控制电路传感器信号检测电路示意图；
[0068]本发明的技术方案是:电子产品的爬树机器人，其结构包括有抱树装置、旋转架、升降架、竖切架、茎定位装置、环切刀、视频采集显示装置、遥控装置、爬树电机装置等。其特征是:抱树装置构成设备主体，可开合，抱树装置内装有六个抱树电机及爬树驱动电机；抱树装置上方是旋转架、竖切架、环切刀装置和茎定位装置；升降架装在旋转架中；环切刀装置和茎定位装置上方分别装有一个摄像头完成视频采集；在抱树装置、茎定位装置和环切刀装置上均设有传感器。
[0069]抱树装置打开抱紧树干，电机驱动装置控制上、下树移动，旋转架带动环切刀装置切割棕树皮，茎定位装置勾住树茎，升降架带动竖切架作上下切割。
[0070]打开抱树装置套到树干上并关闭，操作遥控盒进行抱树动作抱紧树干，六个抱树电机向前动作，为保证抱树完成后设备不偏，六个电机受控于六个电机主控板通过CAN通讯实时通信，保证在任一时刻转动的圈数一致。如图1所示，该通讯由高速CAN通讯收发芯片TLE6250实现。抱树装置接触树干部分装有传感器，以检测是否抱紧。抱树完成后，操作遥控盒控制爬树电机装置上下移动至欲切割位置。环切刀位移电机前进，完成压紧树干动作，环切刀装置处所装传感器检测压紧程度，传送模拟数据至MCU进行AD转换，控制电机前进后退。操作遥控盒控制旋转架电机转动进行切割动作，旋转架转动，带动环切刀装置转动，完成切割动作。操作遥控盒进行升降动作，升降架上升或下降至合适位置，茎定位装置打开，茎定位电机前进至合适位置关闭，此时勾住树枝，控制升降架向下移动，拉动树枝并实现剥离。此过程中，茎定位装置处安装的传感器检测勾紧力度，传送模拟数据至MCU进行AD转换，控制茎定位位移电机前进或后退，配合升降架下移动作完成树枝的剥离。环切刀装置和茎定位装置上方分别装有一个摄像头，全程拍摄切割全过程，遥控盒上的显示屏显示此图像，辅助操作者控制环切刀装置、旋转架和竖切架的移动。如图1所示，电机驱动由功率芯片MC33931控制。彩色发光二极管在红、绿、蓝三色间变换，指示设备的不同工作状态。
[0071]从而能实现替代人力，实现工业自动化，具有广阔的市场前景，适用于电子产品行业。
[0072]尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
【权利要求】
1.一种用于爬树机器人的控制电路，其特征在于，包括控制电路、电源， 电源输出端连接控制电路电源输入端； 所述控制电路信号输入端与外部控制设备相连； 所述控制电路包括:第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、第二十一电阻、第二十五电阻、第二十七电阻、第三十二电阻、第三十三电阻、第三十四电阻、第八电容、第九电容、第十电容、第i 电容、第十二电容、第十六电容、第十七电容、第十八电容、第二十三电容，第二十七电容、第三发光二极管、第四发光二极管、第五发光二极管， 第十七电阻一端连接模拟地端，所述第十七电阻另一端连接数字地端，第二十一电阻一端连接电源，所述第二十一电阻另一端连接主控芯片外部中断端O，所述第二十一电阻另一端还连接第十五电阻一端，所述第十五电阻另一端接地，第八电容、第九电容、第十电容、第十一电容并联之后一端接地，另一端连接电压输入端，第二十七电阻一端连接电源，所述第二十七电阻另一端连接重置端，所述第二十七电阻另一端还连接第十六电容一端，所述第十六电容另一端接地，第十七电容一端连接晶振一端，所述晶振另一端连接第十八电容一端，所述第十七电容另一端接地，所述第十八电容另一端接地，所述晶振一端还连接晶振输入端，所述晶振另一端连接晶振输出端，第十八电阻一端连接数据传输输入端，所述第十八电阻另一端接地，第十九电阻一端连接数据传输输入端，所述第十九电阻另一端连接电源，第二十二电阻一端连接电源，所述第二十二电阻另一端连接主控芯片外部中断端1，第三发光二极管、第四发光二极管、第五发光二极管正极并联后连接电源，所述第三发光二极管负极连接第三十二电阻一端，所述第三十二电阻另一端连接数据接收端，所述第四发光二极管负极连接第三十三电阻一端，所述第三十三电阻另一端连接数据发送端，所述第五发光二极管负极连接第三十四电阻一端，所述第三十四电阻另一端连接时钟输入端，第十六电阻一端连接模数传输输出端，所述第十六电阻另一端连接模数传输输入端，所述第十六电阻一端还连接第二十三电容一端，第二十三电容另一端接地，第十六电阻另一端还连接第十二电容一端，所述第十二电容另一端接地。
2.根据权利要求1所述的用于爬树机器人的控制电路，其特征在于，所述电源包括:第二二极管、稳压芯片、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容， 第二二极管正极连接电源，所述第二二极管负极连接第四电容一端，所述第四电容另一端接地，所述第四电容一端还连接第五电容一端，所述第五电容另一端接地，所述第五电容一端还连接稳压芯片输入端，所述稳压芯片输出端连接第二电容一端，所述第二电容一端还连接第三电容一端，所述第二电容另一端和第三电容另一端接地。
3.根据权利要求1所述的用于爬树机器人的控制电路，其特征在于，还包括CAN总线电路、第二电阻、第三电阻、第五电阻、第一电容、第六电容、第七电容， 第二电阻一端连接电源，所述第二电阻另一端连接第一电容一端，所述第一电容另一端接地，所述第一电容一端还连接CAN总线电路发送数据端，第五电阻一端连接电源，所述第五电阻另一端连接第六电容一端，所述第六电容另一端接地，所述第六电容一端还连接CAN总线电路接收数据端，第七电容一端连接电源和CAN总线电路电源输入端，所述第七电容另一端接地，第三电阻一端连接CAN总线高电平端，所述第三电阻另一端连接低电平端。
4.根据权利要求1所述的用于爬树机器人的控制电路，其特征在于，所述外部控制设备包括矩阵按键，所述矩阵按键两端分别接至主控芯片O 口。
【文档编号】G05B19/04GK104375430SQ201410736616
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年12月8日 优先权日:2014年12月8日
【发明者】蔡泳, 黄刚 申请人:重庆南方数控设备有限责任公司