输的数据自动补偿外界干扰，减少了外界干扰光源对系统的干扰。例如电池为锂电子电池。总之在不违背本发明精神的前提下，对本发明进行的各种变换均落在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.单核低速六轮微微鼠全数字导航伺服系统控制器，包括主板，其特征在于:还包括电池、第一传感器(S1)、第二传感器(S2)、第三传感器(S5)、第四传感器(S6)、第一电机(X)、第二电机(Y)、第三电机(Z)、第四电机(R)、第五电机(U)、第六电机(W)、第七电机(M)、方向传感器(D1)、陀螺仪(G1)、加速度计(A1)、真空装置、STM32F407控制器和7片MX118芯片，它们均安装在主板上； 它还包括控制模块，所述控制模块包括上位机控制单元和运动控制单元，所述STM32F407控制器电性连接MX118芯片，所述电池、第一传感器(S1 )、第二传感器(S2)、第三传感器(S5)、第四传感器(S6)、方向传感器(D1)、陀螺仪(G1)、加速度计(A1)均与STM32F407控制器信号连接； 所述上位机控制单元包括迷宫读取单元、迷宫存储单元、在线输出单元，所述运动控制单元包括七轴伺服控制单元、坐标定位单元、I/O控制单元，其中迷宫读取单元、迷宫存储单元、在线输出单元、坐标定位单元、I/O控制单元由STM32F407控制器控制，七轴伺服控制单元由MX118芯片控制； 所述七轴伺服控制单元包括六轴行走伺服控制单元和单轴真空抽吸附伺服控制单元，所述六轴行走伺服控制单元与真空吸附伺服控制单元信号连接，第一电机(X)、第二电机(Y)、第三电机(Z )、第四电机(R)、第五电机(U)和第六电机(W)与六轴行走伺服控制单元信号连接，所述第七电机(M)与真空吸附伺服控制单元信号连接； 第一传感器(S1)、第二传感器(S2 )、第三传感器(S5 )和第四传感器(S6 )中的两个信号发射方向与车轮行进方向相同、另外两个信号发射方向与车轮行进方向间有一定夹角，第一电机(X)、第二电机(Y)、第三电机(Z)、第四电机(R)第五电机(U)和第六电机(W)分别与位于微微鼠两侧的六轮一一对应、其中两个电机设置在主板前端两侧、两个电机设置在主板中部两侧、另外两个电机设置在主板后端两侧使得微微鼠构成中驱加后驱的复合结构；在电源打开状态下微电脑鼠先进入自锁状态，当所述微电脑鼠放在迷宫起始点时、所述STM32F407控制器处理后与MX118处理器通讯进而使得MX118处理器首先控制第七电机(M)使得真空装置开启，第一传感器(S1)、第二传感器(S2 )、第三传感器(S5 )和第四传感器(S6)根据实际导航环境将参数传输给STM32F407控制器，STM32F407控制器处理参数后与MX118芯片通讯，由MX118芯片处理第一电机(X)、第二电机(Y)、第三电机(Z)、第四电机(R)、第五电机(U)和第六电机(W)伺服控制实现六轴行走伺服控制、且MX118芯片处理第七电机(M)实现单轴真空抽吸附伺服控制，且MX118芯片把处理数据通讯给STM32F407控制器、由STM32F407控制器继续处理后续的运行状态。2.根据权利要求1所述的单核低速六轮微微鼠全数字导航伺服系统控制器，其特征在于:所述第一传感器(S1)的传感器信号发射方向与第二传感器(S2)的传感器信号发射方向间的夹角大于等于75°且小于等于90°、第三传感器(S5)、第四传感器(S6)的传感器信号发射方向间的夹角大于等于75°且小于等于90°。3.根据权利要求1所述单核低速六轮微微鼠全数字导航伺服系统控制器，其特征在于:第一电机(X)、第二电机(Y)、第三电机(Z)、第四电机(R)第五电机(U)和第六电机(W)均为永磁直流电机，第七电机(M)为直流电机，第一电机(X)、第二电机(Y)、第三电机(Z)、第四电机(R)第五电机(U)和第六电机(W)中设置在主板中部的两个电机比另外两个电机的电机功率大。4.根据权利要求1所述单核低速六轮微微鼠全数字导航伺服系统控制器，其特征在于:第一电机(X)、第二电机(Y)、第三电机(Z)、第四电机(R)第五电机(U)、第六电机(W)和第七电机(M)上的均设有光电编码器。5.根据权利要求1所述单核低速六轮微微鼠全数字导航伺服系统控制器，其特征在于:所述主板上还设置有电压传感器(VI)、第一电流传感器(C1)、第二电流传感器(C2)、第三电流传感器(C3)、第四电流传感器(C4)、第五电流传感器(C5)、第六电流传感器(C6)和第七电流传感器(C7 )，第一电流传感器(C1)、第二电流传感器(C2 )、第三电流传感器(C3 )、第四电流传感器(C4)、第五电流传感器(C5)和第六电流传感器(C6)分别与控制微微鼠的六个轮子的电机 对应，第七电流传感器(C7)与第七电机(M)对应。6.根据权利要求1所述单核低速六轮微微鼠全数字导航伺服系统控制器，其特征在于:第一传感器(s 1)、第二传感器(S2)、第三传感器(S5)和第四传感器(S6)均包括红外发射传感器0PE5594A和红外接收器TSL262。7.一种单核低速六轮微微鼠全数字导航伺服系统控制器的控制方法，其特征在于包括以下步骤: 1)系统初始化:如果系统正常工作打开电源开关瞬间，STM32F407会对电池电压进行检测，如果电池处于低压的将禁止所有MX118芯片工作，同时电压感应器(VI)将工作并提示报警信号，如果电压正常，系统将检测传感器电路和时钟电路，如果传感器电路和时钟电路出现故障，系统将自动复位，重新检测，如有问题，将报警； 2)抓地控制:若系统初始化结果正常则STM32F407控制器开启第五电机(M)、方向传感器(D1)、陀螺仪(G1)、加速度计(A1)和真空抽吸装置使微微鼠对地面具有一定的吸附力，STM32F407控制器实时检测方向传感器(D1)、陀螺仪(G1)、加速度计(A1)以及第一电机(X)、第二电机(Y)、第三电机(Z)、第四电机(R)、第五电机(U)、第六电机(W)、第七电机(M)，根据微微鼠速度对真空装置的吸附力进行调整，在微微鼠正常直线加速行驶环境下，STM32F407使能不同数量的MX118，把微微鼠需求扭矩分配到第一电机(X)、第二电机(Y)、第三电机(Z)、第四电机(R)、第五电机(U)、第六电机(W)，一旦任何一个微微鼠的轮子离开地面、STM32F407重新分配扭矩、把更多的扭矩分配在未失速的驱动轮上、使微微鼠重新回到动力平衡状态； 3)迷宫探测控制:第一传感器(S1)、第二传感器(S2)、第三传感器(S5)和第四传感器(S6)判断周围的环境并将环境参数送给STM32F407控制器，STM32F407把这些环境参数按照四轴行走伺服控制单元速度和加速度要求转化为微微鼠要运行的距离、速度和加速度指令值并与MX118芯片通讯，由MX118芯片根据这些参数再结合电机的光电编码器、第一电流传感器(C1)、第二电流传感器(C2)、第三电流传感器(C3)、第四电流传感器(C4)、第五电流传感器(C5 )、第六电流传感器(C6 )的反馈生成驱动电机的PWM波以及方向和速度——时间运动梯形图，STM32F407控制器根据外部环境要求控制MX118芯片进而控制第一电机(X)、第二电机(Y)、第三电机(Z)、第四电机(R)、第五电机(U)和第六电机(W)中的两个或四个者全部工作，PWM波经驱动桥放大后驱动两个电机或者四个电机或者六个电机使得微微鼠运动； 4)运动补偿控制:在微微鼠运动过程中陀螺仪(G1)用来测量微微鼠转弯或直线运动，加速度计(A1)用来测量微微鼠运动的加速度，方向传感器(D1)测量倾角，当微微鼠的姿态发生变化超过设定倾角阀值时发出信号控制使得第一电机(X)、第二电机(Y)、第三电机(Z)、第四电机(R)、第五电机(U)和第六电机(W)中的两个或四个者全部工作对位置进行补偿，避免了微微鼠行走时偏离中心位置现象的发生； 5)死循环处理:在运动过程中如果微微鼠发现迷宫求解出现死循环将向STM32F407控制器发出中断请求，STM32F407控制器会对中断做第一时间响应然后禁止MX118芯片工作，如果STM32F407控制器的中断响应没有来得及处理，微微鼠的第一电机(X)、第二电机(Y)、第三电机(Z)、第四电机(R)、第五电机(U)和第六电机(W)将原地自锁。
【专利摘要】本发明公开了单核低速六轮微微鼠全数字导航伺服系统控制器，包括电池、第一传感器、第二传感器、第三传感器、第四传感器、陀螺仪、第一电机、第二电机、第三电机、第四电机、第五电机、第六电机、第七电机、方向传感器、陀螺仪、加速度计、真空装置STM32F407控制器和7片MX118芯片等。采用了这个结构后，提高了运算速度，时刻对微微鼠的运行状态进行监测和运算，利用四个传感器探测既减少了干扰又能够准确对周边环境进行准确监测，能够根据运行状态校正运动姿态、能够重新分配扭矩、把更多的扭矩分配在未失速的驱动轮上使系统迅速脱离不稳定状态且自动调节真空装置对地面的吸附能力，彻底消除了微微鼠在复杂迷宫高速探索时以及冲刺时的打滑现象。
【IPC分类】G05D1/02
【公开号】CN105302133
【申请号】CN201510521315
【发明人】张好明
【申请人】铜陵学院
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年8月24日