[发明专利]基于STM32控制的双直流电机电脑鼠系统

说明书

技术领域

    本发明涉及一种电脑鼠系统，特别涉及一种基于STM32控制的双直流电机电脑鼠系统，更具体地说，它涉及一种基于STM32控制的、双直流电机作为驱动单元的微型轮式搜索机器人系统。

背景技术

    电脑鼠是嵌入式微控制器、传感器和机电运动部件构成的一种智能行走机器人，它能够在未知的迷宫中自动搜索路径并找到终点，并根据在搜索过程中记录的墙壁信息找出迷宫从起点到终点的最短路径，再以最快的速度从起点冲刺到终点。

目前，国内电脑鼠采用的主控芯片为Luminary公司生产Cortex-M3内核的ARM处理器——LM3S615，五组红外传感器，电机为步进电机，控制容易。但是纵观国际电脑鼠走迷宫大赛，步进电机的电脑鼠由于体积大，重量重，运行速度慢，已经逐渐被淘汰，同等价位的LM3S615主控芯片性能上也不如STM32。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于STM32控制的双直流电机电脑鼠系统，解决了现有技术存在的上述问题，降低了电脑鼠完成任务的时间，提高了电脑鼠的运行稳定性，从而在一定程度上促进电脑鼠的发展。

本发明的上述目的通过以下技术方案实现：

基于STM32控制的双直流电机电脑鼠系统，PCB板9作为系统的车体，中间两侧留有空间，用来安装车轮，左、右车轮同轴布置，结构相同；轮毂23与直流微电机3转动轴通过齿轮啮合，直流微电机3固定在支撑板28上，支撑板28固定在PCB板9上，电机驱动芯片布置在直流微电机3附近，PCB板9前端设置探知模块2，尾部为电源模块8；陀螺仪6布置在PCB板9中间位置，人机界面7布置在PCB板9后端；主控芯片1设置在PCB板9上，磁式编码器4连接在直流微电机3上。

所述的轮毂23为镁铝合金材质，右端外侧设有圆形凸缘，圆形凸缘外侧设有齿轮，与直流微电机3转动轴上的齿轮啮合，传动比为55：11，电机的扭矩扩大了5倍；轮毂23中间有通孔，通孔内安装高速轴承25，高速轴承25内圈安装支撑轴26，支撑轴26为不锈钢材质，外侧锁紧螺钉24与支撑轴26螺纹连接，高速轴承25内圈分别通过左侧锁紧螺钉24螺帽端面和支撑轴凸台轴向固定，高速轴承25外圈通过轮毂通孔小过盈配合，轮毂23外侧有环形凸缘，与轮胎22套装在一起，轮胎22材质为硅橡胶，抓地能力强；支撑轴26右侧与内侧锁紧螺钉27螺纹连接，通过内侧锁紧螺钉27螺母端面和支撑轴26的右侧凸台端面将支撑板28轴向固定，支撑板28通过螺栓连接固定在PCB板9上，直流微电机3通过螺钉连接固定在支撑板28上，左、右车轮同轴布置在PCB板9两侧中间位置。

所述的探知模块2为六组红外线传感器，即在PCB板9前端左、右两侧各布置三组红外线传感器，其中最左红外线发射传感器、最左红外线接收传感器14、15和最右红外线发射传感器、最右红外线接收传感器20、21的竖直布置，是探知前方迷宫中的墙壁信息的，摆放在两侧是因为电脑鼠在走斜线的时候，可以根据此两组传感器的探测来判断是否有碰撞的危险；左中红外线发射传感器、左中红外线接收传感器12、13和右中红外线发射传感器、右中红外线接收传感器18、19斜向45度布置，主要是用来校正车体的方向，确保电脑鼠在运行的过程中走在迷宫的正中间；左前红外线发射传感器、左前红外线接收传感器10、11和右前红外线发射传感器、右前红外线接收传感器16、17水平布置，用来检测电脑鼠两侧有无墙壁信息，用来检测迷宫路口。

所述的PCB9采用双层板，顶层横向走线，底层纵向走线，尾部为电源模块7，前部为探知模块2，这样尽量把模拟信号和数字信号分割开来；由于稳压芯片、主控芯片1和电机驱动芯片发热严重，所以在电源模块8、电机驱动芯片和主控芯片1下均进行覆铜。