专利名称：用于竞赛的教育机器人的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种机器人领域，特别是涉及一种用于竞赛的教育机器人。
背景技术：
迄今为止，所有的中小学教育机器人平台全部都是51型单片机控制器 为核心组成的，也有采用AVR单片机(AVR单片机是atmel公司生产的一 种单片机)或者PIC单片机(PIC单片机是MICROCHIP公司生产的一种单 片机)的，然后配合各类传感器、电机驱动器和相应的软件包，设计而成一 种可以用于教学和课外实践活动的教育机器人平台。但是这些现有教育机器 人都不能很好的处理大量的实时数据，导致机器人反应迟缓，功能较弱，无 法适合高强度的各类机器人竞赛活动。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中机器人反应迟缓，功能 较弱，无法适合高强度的各类机器人竞赛活动的缺陷，提供一种用于竞赛的 教育机器人，其反应强，功能强，能适合高强度的各类机器人竞赛活动。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的 一种用于竞赛的教 育机器人，其特征在于，其包括一控制器、USB设备、数字输出接口、 MOS 管大功率电机和模拟采集接口，该控制器包括一 32位微处理器、程序存储 器、数据存储器、USB接口、 6路数字信号输出通道、MOS管大功率电机 输出接口和24路模拟信号采集通道，程序存储器、数据存储器、6路数字信 号输出通道、MOS管大功率电机输出接口和24路模拟信号采集通道通过总 线与32位微处理器连接，程序存储器和数据存储器通过USB接口与外部的
3USB设备连接，6路数字信号输出通道与数字输出接口连接，MOS管大功 率电机输出接口与MOS管大功率电机连接，24路模拟信号采集通道与模拟 采集接口连接。
其中，该32位微处理器为ARM7内核。
其中，该ARM7内核采用精简指令集计算机架构。
其中，该程序存储器为256K字节的闪存存储器。
其中，该数据存储器为32K字节的数据存储器。
其中，该24路模拟信号采集通道包括8个高速数据采集通道和16个 标准数据采集通道。
其中，该教育机器人还包括扩展接口、液晶显示屏和外围设备，扩展 接口和液晶显示屏通过总线与32位微处理器连接，扩展接口还与外围设备 连接。
其中，该扩展接口包括fc总线或串行外围设备接口。
本发明的积极进步效果在于本发明中的控制器采用一个高性能32位 微处理器(ARM7内核)，运算速度快，程序容量大，接口齐全，并且稳定可 靠，是进行比赛应用程序、系统数据采集控制、程序课程教学和高级应用开 发的优秀硬件平台，此硬件平台支持使用VJC流程图和JC (一种简化的标准 C语言)进行程序开发。另外，控制器集成了USB程序下载接口和功率电机 输出接口等使得其更容易使用。
图1为本发明一实施例的模块图。 图2为本发明另一实施例的模块图。
具体实施例方式
下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。实施例1
如图1所示，本发明用于竞赛的教育机器人包括一控制器1、 USB设备 2、数字输出接口 3、 MOS管大功率电机4和模拟采集接口 5，该控制器1 包括一32位微处理器11、程序存储器12、数据存储器13、 USB接口 14、 6 路数字信号输出通道15、 MOS管大功率电机输出接口 16和24路模拟信号 采集通道17，程序存储器12、数据存储器13、 6路数字信号输出通道15、 MOS管大功率电机输出接口 16和24路模拟信号采集通道17通过总线18 与32位微处理器11连接，该32位微处理器11可以为ARM7内核(ARM7 是英国ARM公司开发的 种处理器内核)，它具有高性能和低功耗的特性， ARM7结构是基于精简指令集计算机(RISC)原理而设计的，指令集和相关的 译码机制比复杂指令集计算机(传统51单片机)要简单得多，这样使用一个小 的、廉价的处理器核(ARM 7)就可实现很高的指令吞吐量和实时的响应各 种外部硬件，该控制器使用了3级流水线技术，处理和存储系统的所有部分 都可连续工作，通常在执行一条指令的同时对下一条指令进行译码，并将第 三条指令从存储器中取出，因此其速度大约是普通处理器的3倍，该控制器 使用了一个被称为Thumb (Thumb是一种"超精简指令集")的独特结构化 策略，其指令集约为标准代码两倍的密度，却仍然保持性能上的优势，这些 优势是传统16位处理器所不具备的。因此使用Thumb程序大小仅为标准代 码的3/4，但其性能却相当于16位处理器系统的性能的160%，该控制器使 用45MHz的主频，约为Mil控制器的8倍，AVR处理器系统的4倍，因此， 更适合高速的处理应用；该程序存储器12为256K字节的Flash (闪存)存 储器系统，该存储器可用作代码和数据的存储，存储器至少可擦除/编程 100,000次，保存数据的时间长达20年，该存储器至少可以存储约1万个 VJC (图形化交互式C语言)流程图模块或者1万行的JC (一种简化的标 准C语言)代码，其容量约为Mil控制器或AVR处理器系统的10倍。该数 据存储器13为32K字节的数据存储器，因此非常适合您实现更复杂，更庞
5大的应用；程序存储器12和数据存储器13通过USB接口 14与外部的USB 设备2连接，可以非常方便地下载需要的程序和进行数据采集，非常适合大 多数没有串口的笔记本电脑使用；6路数字信号输出通道15与数字输出接口 3连接，可以使用这些6路数字信号输出通道15与数字输出接口 3来驱动蜂 鸣器，继电器以及其它的输出设备；MOS管大功率电机输出接口 16为2路 MOS管大功率电机输出接口，其连接并驱动MOS管大功率电机4，最大电 压约为24V，最大瞬间电流约为20A，并且使用独立的电源供电，避免了大 功率电机对主板的电磁干扰，因此，其非常适合足球，擂台等对电机有较高 要求的高对抗项目的应用；24路模拟信号采集通道17与模拟采集接口 5连 接，其每路精度为10位，因此可以分辨3毫伏特的输入电压变化，约为MII 控制器的4倍，其中，有8个数据通道为高速数据采集通道，每秒可以采集 40万次输入信号，采集速度约为Mil的80倍，另有16路标准数据采集通 道，每秒可以采集500次。 实施例2
如图2所示，本实施例的结构和原理与实施例l基本相同，其与实施例 1的不同之处在于其还包括扩展接口 19、液晶显示屏20和外围设备6， 扩展接口 19和液晶显示屏20通过总线18与32位微处理器11连接，扩展 接口 19包括I2C (Inter—Integrated Circuit)或SPI (Serial Peripheral interface,串行外围设备接口)等串行扩展接口，通过扩展接口 19可以连 接更多的外围设备6，通过液晶显示屏20可以更方便、直观地操作控制器1。
综上所述，本发明的控制器采用一个高性能32位微处理器(ARM7内 核)，运算速度快，程序容量大，接口齐全，并且稳定可靠，是进行比赛应 用程序、系统数据采集控制、程序课程教学和高级应用开发的优秀硬件平台， 此硬件平台支持使用VJC流程图和JC (一种简化的标准C语言)进行程序 开发。另外，控制器集成了 USB程序下载接口和功率电机输出接口等使得 其更容易使用。虽然以上描述了本发明的具体实施方式
，但是本领域的技术人员应当理 解，这些仅是举例说明，在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这 些实施方式做出多种变更或修改。因此，本发明的保护范围由所附权利要求 书限定。
权利要求
1、一种用于竞赛的教育机器人，其特征在于，其包括一控制器、USB设备、数字输出接口、MOS管大功率电机和模拟采集接口，该控制器包括一32位微处理器、程序存储器、数据存储器、USB接口、6路数字信号输出通道、MOS管大功率电机输出接口和24路模拟信号采集通道，程序存储器、数据存储器、6路数字信号输出通道、MOS管大功率电机输出接口和24路模拟信号采集通道通过总线与32位微处理器连接，程序存储器和数据存储器通过USB接口与外部的USB设备连接，6路数字信号输出通道与数字输出接口连接，MOS管大功率电机输出接口与MOS管大功率电机连接，24路模拟信号采集通道与模拟采集接口连接。
2、 如权利要求1所述的用于竞赛的教育机器人，其特征在于，该32位 微处理器为ARM7内核。
3、 如权利要求2所述的用于竞赛的教育机器人，其特征在于，该ARM7 内核采用精简指令集计算机架构。
4、 如权利要求1所述的用于竞赛的教育机器人，其特征在于，该程序 存储器为256K字节的闪存存储器。
5、 如权利要求1所述的用于竞赛的教育机器人，其特征在于，该数据 存储器为32K字节的数据存储器。
6、 如权利要求1所述的用于竞赛的教育机器人，其特征在于，该24路 模拟信号采集通道包括8个高速数据采集通道和16个标准数据采集通道。
7、 如权利要求1所述的用于竞赛的教育机器人，其特征在于，该教育 机器人还包括扩展接口、液晶显示屏和外围设备，扩展接口和液晶显示屏通 过总线与32位微处理器连接，扩展接口还与外围设备连接。
8、 如权利要求7所述的用于竞赛的教育机器人，其特征在于，该扩展 接口包括^C总线或串行外围设备接口。
全文摘要
本发明公开了一种用于竞赛的教育机器人，其包括一控制器、USB设备、数字输出接口、MOS管大功率电机和模拟采集接口，该控制器包括一32位微处理器、程序存储器、数据存储器、USB接口、6路数字信号输出通道、MOS管大功率电机输出接口和24路模拟信号采集通道，程序存储器、数据存储器、6路数字信号输出通道、MOS管大功率电机输出接口和24路模拟信号采集通道通过总线与32位微处理器连接，程序存储器和数据存储器通过USB接口与外部的USB设备连接，6路数字信号输出通道与数字输出接口连接，MOS管大功率电机输出接口与MOS管大功率电机连接，本发明机器人能适合高强度的各类机器人竞赛活动。
文档编号G09B19/22GK101477758SQ200910045658
公开日2009年7月8日 申请日期2009年1月21日 优先权日2009年1月21日
发明者黄佳晨 申请人:上海广茂达伙伴机器人有限公司