CN101477758A - 用于竞赛的教育机器人 - Google Patents
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Abstract
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。
Description
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。
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I2C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。
附图说明
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公司开发的一种处理器内核)，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(ARM7)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MII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MII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MII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1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 Peripheralinterface，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。
Claims (8)
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I2C总线或串行外围设备接口。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA2009100456583A CN101477758A (zh) | 2009-01-21 | 2009-01-21 | 用于竞赛的教育机器人 |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101477758A true CN101477758A (zh) | 2009-07-08 |
Family
ID=40838464
Family Applications (1)
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Country Status (1)
| Country | Link |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104835406A (zh) * | 2015-06-05 | 2015-08-12 | 安徽埃夫特智能装备有限公司 | 工业机器人教学系统 |
| CN106313076A (zh) * | 2016-10-31 | 2017-01-11 | 河池学院 | 一种可充电教育机器人 |
| CN106476017A (zh) * | 2016-10-31 | 2017-03-08 | 河池学院 | 一种教育机器人 |
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2009
- 2009-01-21 CN CNA2009100456583A patent/CN101477758A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20090708 |