CN104133398B - 超市购物机器人内部控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种超市购物机器人内部控制电路。本发明机器人控制系统以ARM cortex‑A8、STM32为核心，采用上、下位机二级分布式结构，通过二级分布式结构设计增强了机器人控制系统的灵活性。具体包括图像处理模块，微处理器模块，寻线模块，蓝牙通信模块，电机驱动模块，机械臂自由度控制模块和电源模块。本发明的超市购物机器人五个自由度机械臂和可旋转300°的云台，使得超市购物机器人的抓取活动范围大大增加，很大程度上提高了机器人抓取物品的成功率和效率。

Description

超市购物机器人内部控制电路

技术领域

本发明属于机器人控制技术领域，涉及一种基于机器人视觉技术和嵌入式技术的超市购物机器人。

背景技术

在世界范围内，机器人技术作为一项先进的战略技术，无论是在国防军事领域，还是在工业制造领域，资源开发等领域，都引起了各国的重视和研究。近年来，我国很多研究团体，高校和商业团队对移动式机器人进行了很多的探索和研究，使得机器人能自主移动完成预期的任务。例如，面壁爬行遥控检查机器人、主从遥控移动作业机器人、野外恶劣环境远距离遥控检测机器人、水下自主机器人和飞行机器人等。

在生活质量大幅度提高的时代，服务型机器人技术及其应用研究已成为机器人技术研究和发展的主要方向。国内研究机构研究发明的机器人尽管逐步成型和完善起来，但依然存在一些问题。纵观目前市场上的服务型机器人产品，基本上都是系统集成，它们大多都存在体积大、功耗高、功能单一、扩展性差，缺少友好的人机交互系统等缺点。除此之外，国内服务型机器人在图像识别和数据处理方面相对薄弱。随着嵌入式处理器的高度发展，嵌入式系统在体积、价格、功耗、性能、稳定性等方面表现出明显的优势。如果将嵌入式系统很好地与机器人技术融合，前景不可估量，因此，研究在嵌入式条件下的机器人技术也更有现实意义。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种超市购物机器人内部控制电路。人机交互面简单，通过二维码扫描的方式输入购物清单，并通过ARM cortex-A8芯片和蓝牙把信号发送给下位机微处理器STM32，下位机控制电机，并根据黑白寻线传感器模块反馈的实时信号调整超市购物机器人的行走路线，使得超市购物机器人能行走到特定的区域。上位机图像处理模块负责采取物品图像信息并进行匹配判断，正确抓取购物清单内的物品。

本发明解决技术问题所采取的技术方案为：机器人控制系统以ARMcortex-A8、STM32为核心，采用上、下位机二级分布式结构，通过二级分布式结构设计增强了机器人控制系统的灵活性。具体包括图像处理模块，微处理器模块，寻线模块，蓝牙通信模块，电机驱动模块，机械臂自由度控制模块和电源模块。

所述的图像处理模块采用ARM cortex-A8芯片，使用Android作为操作系统。图像处理过程中采用基于图像纹理的模板匹配算法，图像处理模块主要负责从图像传感器获取图像信息，然后对图像进行处理并通过蓝牙向微处理器发出控制信号。本发明能够使超市购物机器人对人们在超市中经常购买的一些商品进行快速的识别并抓取。

所述的微处理器模块是ST公司的STM32单片机，作为协处理器通过蓝牙与图像处理模块进行通信，主要用来接收寻线模块和图像处理模块的信号，并发送电机控制信号，舵机控制信号，实现机器人行走、避障、寻线、控制机械臂抓放物品。微处理器包括第一微处理器U1、第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6，第一晶振Y1、第二晶振Y2、第一按键KEY1、第二按键KEY2、第三按键RESET。第一电阻R1一端与第一微处理器U1的12脚OSC-IN、第二晶振Y2的一端、第五电容C5的一端相连，另一端与第一微处理器U1的13脚OSC-OUT、第二晶振Y2的另一端、第四电容C4的一端相连；第二电阻R2的一端与电源VCC相连，另一端与第三按键RESET的一端、第一微处理器U1的14脚RESET、第六电容C6的一端相连；第一电容C1的一端与第一微处理器U1的73脚NC相连，另一端与地线GND相连；第二电容C2的一端与第一微处理器U1的9脚OSC32-OUT、第一晶振Y1的一端相连，另一端与第三电容C3的一端、地线GND相连；第三电容C3的一端与第一微处理器U1的8脚OSC32-IN、第一晶振Y1的一端相连，另一端与地线GND相连；第四电容C4的一端与第一微处理器U1的13脚OSC-OUT、第二晶振Y2的一端相连，另一端与第五电容C5的一端、数字地DGND相连；第五电容C5的一端与第一微处理器U1的12脚OSC-IN、第二晶振Y2的一端相连，另一端与数字地DGND相连；第六电容C6的一端与第三按键RESET的一端、第一微处理器U1的14脚RESET相连，另一端与第三按键RESET的另一端、地线GND相连；第一晶振Y1的一端与第一微处理器U1的9脚OSC32-OUT相连，另一端与第一微处理器U1的8脚OSC32-IN相连；第二晶振Y2的一端与第一微处理器U1的13脚OSC-OUT相连，另一端与第一微处理器U1的12脚OSC-IN相连；第一微处理器U1的49脚VSS_1、74脚VSS_2、99脚VSS_3、27脚VSS_4、10脚VSS_5都与数字地DGND相连；第一微处理器U1的19脚VSSA与模拟地AGND相连；第一微处理器U1的50脚VDD_1、75脚VDD_2、100脚VDD_3、28脚VDD_4、11脚VDD_5与数字电源DVCC相连；第一微处理器U1的22脚VDDA与模拟电源AVCC相连；所述的第一微处理器U1的型号是STM32F103RCT6。

所述的寻线模块包括四个寻线单元，第一寻线单元包括第一光耦Optoisolator1、第三电阻R3、第四电阻R4、可调电阻R5、第一双运算放大器U11。第一光耦Optoisolator1的1脚与第三电阻R3的一端相连；第一光耦Optoisolator1的2脚与地线GND相连；第一光耦Optoisolator1的3脚与第四电阻R4的一端、第一双运算放大器U11的1脚相连；第一光耦Optoisolator1的4脚与地线GND相连；第三电阻R3的另一端与电源VCC相连；第四电阻R4的一端与第一双运算放大器U11的1脚相连，另一端与电源VCC相连；可调电阻R5的1脚与电源VCC相连，可调电阻R5的3脚与第一双运算放大器U11的4脚、地线GND相连，可调电阻R5的2脚与第一双运算放大器U11的2脚相连；第一双运算放大器U11的3脚与电源VCC相连；第一双运算放大器U11的4脚与地线GND相连；第一双运算放大器U11的5脚与第一微处理器U1的24脚PA1相连。

第二寻线单元包括第二光耦Optoisolator2、第六电阻R6、第七电阻R7、可调电阻R8、第二双运算放大器U12。第二光耦Optoisolator2的1脚与第六电阻R6的一端相连；第二光耦Optoisolator2的2脚与地线GND相连；第二光耦Optoisolator2的3脚与第七电阻R7的一端、第二双运算放大器U12的1脚相连；第二光耦Optoisolator2的4脚与地线GND相连；第六电阻R6的另一端与电源VCC相连；第七电阻R7的一端与第二双运算放大器U12的1脚相连，另一端与电源VCC相连；可调电阻R8的1脚与电源VCC相连，可调电阻R8的3脚与第二双运算放大器U12的4脚、地线GND相连，可调电阻R8的2脚与第二双运算放大器U12的2脚相连；第二双运算放大器U12的3脚与电源VCC相连；第二双运算放大器U12的4脚与地线GND相连；第二双运算放大器U12的5脚与第一微处理器U1的25脚PA2相连。

第三寻线单元包括第三光耦Optoisolator3、第九电阻R9、第十电阻R10、可调电阻R11、第三双运算放大器U13。第三光耦Optoisolator3的1脚与第九电阻R9的一端相连；第三光耦Optoisolator3的2脚与地线GND相连；第三光耦Optoisolator3的3脚与第十电阻R10的一端、第三双运算放大器U13的1脚相连；第三光耦Optoisolator3的4脚与地线GND相连；第九电阻R9的一端与第三光耦Optoisolator3的1脚相连，另一端与电源VCC相连；第十电阻R10与第三双运算放大器U13的1脚相连，另一端与电源VCC相连；可调电阻R11的1脚与电源VCC相连，可调电阻R11的3脚与第三双运算放大器U13的4脚、地线GND相连，可调电阻R11的2脚与第三双运算放大器U13的2脚相连；第三双运算放大器U13的3脚与电源VCC相连；第三双运算放大器U13的4脚与地线GND相连；第三双运算放大器U13的5脚与第一微处理器U1的26脚PA3相连。

第四寻线单元包括第四光耦Optoisolator4、第十二电阻R12、第十三电阻R13、可调电阻R14、第四双运算放大器U14。第四光耦Optoisolator4的1脚与第十二电阻R12的一端相连；第四光耦Optoisolator4的2脚与地线GND相连；第四光耦Optoisolator4的3脚与第十三电阻R13的一端、第四双运算放大器U14的1脚相连；第四光耦Optoisolator4的4脚与地线GND相连；第十二电阻R12的一端与第四光耦Optoisolator4的1脚相连，另一端与电源VCC相连；第十三电阻R13的一端与第四双运算放大器U14的1脚相连，另一端与电源VCC相连；可调电阻R14的1脚与电源VCC相连，可调电阻R14的3脚与第四双运算放大器U14的4脚、地线GND相连，可调电阻R14的2脚与第四双运算放大器U14的2脚相连；第四双运算放大器U14的3脚与电源VCC相连；第四双运算放大器U14的4脚与地线GND相连；第四双运算放大器U14的5脚与第一微处理器U1的27脚PA4相连。

本发明所用的四个寻线单元的型号是TCRT5000。

所述的蓝牙通信模块包括稳压管U3、蓝牙芯片U2、第一插接口P1、第七电容C7、第八电容C8、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第一LED灯LED1。稳压管U3的1脚Vin与第一插接口P1的3脚VCC50、第七电容C7一端相连；稳压管U3的2脚GND与第七电容C7的另一端、第八电容C8的一端、地线GND相连。稳压管U3的3脚Vout与第一插接口P1的2脚VCC33、第八电容C8的另一端相连；蓝牙芯片U2的3脚CTS与第十五电阻R15的一端相连；蓝牙芯片U2的4脚与第十六电阻R16的一端相连；蓝牙芯片U2的12脚与电源线VCC相连；蓝牙芯片U2的13脚、21脚、22脚与地线GND相连；蓝牙芯片U2的24脚PIO1与第十七电阻R17的一端相连；第八电容C8的一端与第一插接口P1的2脚VCC33的相连，另一端与地线GND相连。第十五电阻R15的另一端与第一微处理器U1的69脚PA10相连；第十六电阻R16的另一端与第一微处理器U1的68脚PA9相连；第十七电阻R17的另一端与第一LED灯LED1的正极相连；LED1灯的负极接地线GND。所述的稳压管U3的型号是XC6202；所述的蓝牙芯片U2的型号HC-06。

所述的电机驱动模块包括电机驱动芯片U5、第二稳压管U4、第二接插口P2、第三接插口P3、第四接插口P4、第五接插口P5、第六接插口P6、第七接插口P7、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第二十电阻R20、第二十一电阻R21、第二十二电阻R22、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6、第七二极管D7、第八二极管D8、第二LED灯LED2、第三LED灯LED3、第四LED灯LED4、第五LED灯LED5、第六LED灯LED6、第九电容C9、极性电容C10。电机驱动芯片U5的1脚IN1与第二插接口P2的6脚IN1相连；电机驱动芯片U5的2脚IN2与第二插接口P2的5脚IN2相连；电机驱动芯片U5的3脚IN3与第二插接口P2的4脚IN3、第一微处理器U1的39脚PE8相连；电机驱动芯片U5的4脚IN4与第二插接口P2的3脚、第一微处理器U1的38脚PE7相连；电机驱动芯片U5的5脚ENA与第二插接口P2的2脚ENA、第一微处理器U1的92脚PB6、第十九电阻R19的一端相连；电机驱动芯片U5的6脚ENB与第二插接口P2的1脚ENB、第一微处理器U1的93脚PB7、第十八电阻R18的一端相连；电机驱动芯片U5的8脚与地线GND相连；电机驱动芯片U5的9脚VSS与电源线VCC相连；电机驱动芯片U5的10脚VS与电源线VCC相连；电机驱动芯片U5的11脚OUT1与第一二极管D1的正极、第五二极管D5的正极、第二十电阻R20的一端、第六插接口P6的1脚相连；电机驱动芯片U5的12脚OUT2与第二二极管D2的正极、第六二极管D6的正极、第六插接口P6的2脚、第二LED灯LED2的正极、第三LED灯LED3的负极相连；电机驱动芯片U5的13脚OUT3与第三二极管D3的正极、第七二极管D7的正极、第四LED灯LED4的负极、第五LED灯LED5的正极、第七接插口P7的1脚相连；电机驱动芯片U5的14脚OUT4与第四二极管D4的正极、第八二极管D8的正极、第二十一电阻R21的一端、第七接插口P7的2脚相连；电机驱动芯片U5的15脚ISENA与地线GND相连；电机驱动芯片U5的16脚ISENB与地线GND相连；第二稳压管U4的1脚Vin与电源线VCC、第四接插口P4的2脚相连；第二稳压管U4的2脚GND与第四接插口P4的1脚、极性电容C10的负极、第九电容C9的一端相连；第二稳压管U4的3脚Vout与极性电容C10的正极、第九电容C9的另一端、第五接插口P5的2脚相连；第二接插口P2的2脚ENA与第十九电阻R19的一端相连；第二接插口P2的1脚ENB与第十八电阻R18的一端相连；第三接插口P3的1脚接地；第三接插口的2脚与5V电源相连；第四接插口P4的2脚与电源线VCC相连；第四接插口P4的1脚与极性电容C10的负极、第九电容C9的一端相连；第五接插口P5的2脚与极性电容C10的负极、第九电容C9的另一端相连；第五接插口P5的1脚与5V的电源线、第六LED灯LED6的正极相连；第六接插口P6的1脚与第二十电阻R20的一端、第一二极管D1的正极、第五二极管D5的正极相连；第六接插口P6的2脚与第二LED灯LED2的正极、第三LED灯LED3的负极、2相连；第七接插口P7的1脚与第四LED灯LED4的负极、第五LED灯LED5的正极、第三二极管D3的正极、第七二极管D7的正极相连；接插口P7的2脚与第二十一电阻R21的一端、第四二极管D4的正极、第八二极管D8的正极相连；第十八电阻R18的另一端与5V的电源相连；第十九电阻R19的另一端接5V电源；第二十电阻R20的一端与第一二极管D1的正极、第五二极管D5的正极相连，另一端与第二LED灯LED2的负极、第三LED灯LED3的正极相连；第二十一电阻R21的一端与第四二极管D4的正极、第八二极管D8的正极相连，另一端与第四LED灯LED4的正极、第五LED灯LED5的负极相连；第二十二电阻R22的一端与第六LED灯LED6的负极相连，另一端与地线GND相连；第九电容C9的一端与极性电容C10的正极相连，另一端与极性电容C10的负极相连；相连；极性电容C10的负极与第九电容C9的另一端相连；第一二极管D1的负极与电源线VCC相连；第一二极管D1的正极与第五二极管D5的正极相连；第二二极管D2的负极与电源线VCC相连；第二二极管D2的正极与第六二极管D6的正极、第二LED灯LED2的正极、第三LED灯LED3的负极相连；第三二极管D3的负极与电源线VCC相连；第三二极管D3的正极与第七二极管D7的正极、第四LED灯LED4的负极、第五LED灯LED5的正极相连；第四二极管D4的负极与电源线VCC相连；第四二极管D4的正极与第八二极管D8的正极相连；第五二极管D5的负极与地线GND相连；第六二极管D6的正极与第二LED灯LED2的正极、第三LED灯LED3的负极相连；第六二极管D6的负极与地线GND相连；第七二极管D7的正极与第四LED灯LED4的负极、第五LED灯LED5的正极相连；第七二极管D7的负极与地线GND相连；第八二极管的负极与地线GND相连；第二LED灯LED2的负极与第三LED灯LED3的正极相连；第四LED灯LED4的正极与第五LED灯LED5的负极相连；第四LED灯LED4的负极与第五LED灯LED5的正极相连；第六LED灯LED6的正极接5V的电源。所述的第二稳压管U4的型号是LM7805；所述的电机驱动芯片U5的型号是L298N。

所述机械臂自由度控制模块是由五个舵机构成的五个自由度机械臂，舵机的型号为MG996R、HD1501或DS3115，由单片机STM32发出的控制信号PWM波，利用占空比的变化改变舵机的位置，从而改变机械臂的的位置和角度，再加上可旋转300°的云台，使得机械臂活动的范围大大增加。

本发明相对于现有技术具有以下有益效果：

1.本发明利用稳定的四轮结构小车作为各个功能模块的载体，可实现机器人360°各个方向行走。

2.黑白寻线传感器使得超市购物机器人按照规定的路线准确行走，红外避障传感器能使超市购物机器人避开场地上障碍物并到特定的货柜识别并抓取货物。

3.超市购物机器人的五个自由度机械臂和可旋转300°的云台，使得超市购物机器人的抓取活动范围大大增加，很大程度上提高了机器人抓取物品的成功率和效率。

附图说明

为了使得本发明的目的、技术方案、发明内容和发明的优点更加明确，下面将结合附图对本发明做进一步的详细描述，其中：

图1为购物机器人的二级分布式结构示意图；

图2为购物机器人的微处理器模块的电路图；

图3为购物机器人的寻线模块的电路图；

图4为购物机器人的蓝牙通信模块的电路图；

图5为购物机器人的电机驱动模块的电路图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步描述。

以下将参照附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。

如图1所示，该发明机器人小车为二级分布式结构，上位机是基于安卓系统的ARM Cortex A8开发板，下位机为单片机STM32。机器人总的包括图像处理模块，控制机器人运动的微处理器模块，寻线模块，蓝牙通信模块，电机驱动模块，机械臂自由度控制模块，电源模块。

如图2所示，所述的微处理器模块是ST公司的STM32单片机，作为协处理器通过蓝牙与图像处理模块进行通信，主要用来接收寻线传感器和上位机的信号，并发送电机控制信号，舵机控制信号，实现机器人行走、避障、寻线、控制机械臂抓放物品等功能。微处理器包括第一微处理器U1、第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6，第一晶振Y1、第二晶振Y2、第一按键KEY1、第二按键KEY2、第三按键RESET。第一电阻R1一端与第一微处理器U1的12脚OSC-IN、第二晶振Y2的一端、第五电容C5的一端相连，另一端与第一微处理器U1的13脚OSC-OUT、第二晶振Y2的另一端、第四电容C4的一端相连；第二电阻R2一端与电源VCC相连，另一端与第三按键RESET的一端、第一微处理器U1的14脚RESET、与第六电容C6的一端相连；第一电容C1的一端与第一微处理器U1的73脚NC相连，另一端与地线GND相连；第二电容C2的一端与第一微处理器U1的9脚OSC32-OUT、第一晶振Y1端相连，另一端与第三电容C3、地线GND相连；第三电容C3的一端与第一微处理器U1的8脚OSC32-IN、第一晶振Y1相连，另一端与第二电容C2、地线GND相连；第四电容C4的一端与第一微处理器U1的13脚OSC-OUT、第一电阻R1、第二晶振Y2相连，另一端与第五电容C5、数字地DGND相连；第五电容C5的一端与第一微处理器U1的12脚OSC-IN、第一电阻R1、第二晶振Y2的一端相连，另一端与第四电容C4、数字地DGND相连；第六电容C6的一端与第二电阻R2、第三按键RESET、第一微处理器U1的14脚RESET相连，另一端与第三按键RESET、地线GND；第一晶振Y1的一端与第一微处理器U1的9脚OSC32-OUT、第二电容C2相连，另一端与第一微处理器U1的8脚OSC32-IN、第三电容C3相连；第二晶振Y2的一端与第一微处理器U1的13脚OSC-OUT、第一电阻R1、第四电容C4相连，另一端与第一微处理器U1的12脚OSC-IN、第一电阻R1、第五电容C5相连；第一微处理器U1的8脚OSC32-IN与第一晶振Y1、第三电容C3相连；第一微处理器U1的9脚OSC32-OUT与第一晶振Y1、第二电容C2相连；第一微处理器U1的12脚OSC-IN与第一电阻R1、第二晶振Y2、第五电容C5相连；第一微处理器U1的13脚OSC-OUT与第一电阻R1、第二晶振Y2、第四电容C4相连；第一微处理器U1的49脚VSS_1、74脚VSS_2、99脚VSS_3、27脚VSS_4、10脚VSS_5都与数字地DGND相连；第一微处理器U1的19脚VSSA与模拟地AGND相连；第一微处理器U1的50脚VDD_1、75脚VDD_2、100脚VDD_3、28脚VDD_4、11脚VDD_5与数字电源DVCC相连；第一微处理器U1的22脚VDDA与模拟电源AVCC相连；第一微处理器U1的73脚NC与第一电容C1相连。

本发明所选用的第一微处理器U1的型号是STM32F103RCT6是一款高性能，低成本，低功耗的基于ARM Cortex-M3内核的微处理器，该处理器拥有256K字节闪存、20K字节SRAM、51个可用IO口及低功耗的设计能够胜任实时多通道数据采样和处理。

如图3所示，所述的机器人寻线模块是四个寻线单元，第一寻线单元包括第一光耦Optoisolator1、第三电阻R3、第四电阻R4、可调电阻R5、第一双运算放大器U11。第一光耦Optoisolator1的1脚与第三电阻R3相连；第一光耦Optoisolator1的2脚与地线GND相连；第一光耦Optoisolator1的3脚与第四电阻R4、第一双运算放大器U11的1脚下相连；第一光耦Optoisolator1的4脚与地线GND相连；第三电阻R3的一端与电源VCC相连，另一端与第一光耦Optoisolator1的1脚相连；第四电阻R4的一端与第一光耦Optoisolator1的3脚、第一双运算放大器U11的1脚相连，另一端与电源VCC相连；可调电阻R5的1脚与电源VCC相连，可调电阻R5的3脚与第一双运算放大器U11的4脚、地线GND相连，可调电阻R5的2脚与第一双运算放大器U11的2脚相连；第一双运算放大器U11的1脚与第一光耦Optoisolator1的3脚、第四电阻R4相连；第一双运算放大器U11的2脚与可调电阻R5的2脚相连；第一双运算放大器U11的3脚与电源VCC相连；第一双运算放大器U11的4脚与可调电阻R5的3脚、地线GND相连；第一双运算放大器U11的5脚与第一微处理器U1的24脚PA1相连。

第二寻线单元包括第二光耦Optoisolator2、第六电阻R6、第七电阻R7、可调电阻R8、第二双运算放大器U12。第二光耦Optoisolator2的1脚与第六电阻R6相连；第二光耦Optoisolator2的2脚与地线GND相连；第二光耦Optoisolator2的3脚与第七电阻R7、第二双运算放大器U12的1脚下相连；第二光耦Optoisolator2的4脚与地线GND相连；第六电阻R6的另一端与电源VCC相连，另一端与第二光耦Optoisolator2的1脚相连；第七电阻R7的一端与第二光耦Optoisolator2的3脚、第二双运算放大器U12的1脚相连，另一端与电源VCC相连；可调电阻R8的1脚与电源VCC相连，可调电阻R8的3脚与第二双运算放大器U12的4脚、地线GND相连，可调电阻R8的2脚与第二双运算放大器U12的2脚相连；第二双运算放大器U12的1脚与第二光耦Optoisolator2的3脚、第七电阻R7相连；第二双运算放大器U12的2脚与可调电阻R8的2脚相连；第二双运算放大器U12的3脚与电源VCC相连；第二双运算放大器U12的4脚与可调电阻R8的3脚、地线GND相连；第二双运算放大器U12的5脚与第一微处理器U1的25脚PA2相连。

第三寻线单元包括第三光耦Optoisolator3、第九电阻R9、第十电阻R10、可调电阻R11、第三双运算放大器U13。第三光耦Optoisolator3的1脚与第九电阻R9相连；第三光耦Optoisolator3的2脚与地线GND相连；第三光耦Optoisolator3的3脚与第十电阻R10、第三双运算放大器U13的1脚下相连；第三光耦Optoisolator3的4脚与地线GND相连；第九电阻R9的一端与第三光耦Optoisolator3的1脚相连，另一端与电源VCC相连；第十电阻R10的一端与第三光耦Optoisolator3的3脚、第三双运算放大器U13的1脚相连，另一端与电源VCC相连；可调电阻R11的1脚与电源VCC相连，可调电阻R11的3脚与第三双运算放大器U13的4脚、地线GND相连，可调电阻R11的2脚与第三双运算放大器U13的2脚相连；第三双运算放大器U13的1脚与第三光耦Optoisolator3的3脚、第十电阻R10相连；第三双运算放大器U13的2脚与可调电阻R11的2脚相连；第三双运算放大器U13的3脚与电源VCC相连；第三双运算放大器U13的4脚与可调电阻R11的3脚、地线GND相连；第三双运算放大器U13的5脚与第一微处理器U1的26脚PA3相连。

第四寻线单元包括第四光耦Optoisolator4、第十二电阻R12、第十三电阻R13、可调电阻R14、第四双运算放大器U14。第四光耦Optoisolator4的1脚与第十二电阻R12相连；第四光耦Optoisolator4的2脚与地线GND相连；第四光耦Optoisolator4的3脚与第十三电阻R13、第四双运算放大器U14的1脚下相连；第四光耦Optoisolator4的4脚与地线GND相连；第十二电阻R12的一端与第四光耦Optoisolator4的1脚相连，另一端与电源VCC相连；第十三电阻R13的一端与第四光耦Optoisolator4的3脚、第四双运算放大器U14的1脚相连，另一端与电源VCC相连；可调电阻R14的1脚与电源VCC相连，可调电阻R14的3脚与第四双运算放大器U14的4脚、地线GND相连，可调电阻R14的2脚与第四双运算放大器U14的2脚相连；第四双运算放大器U14的1脚与第四光耦Optoisolator4的3脚、第十三电阻R13相连；第四双运算放大器U14的2脚与可调电阻R14的2脚相连；第四双运算放大器U14的3脚与电源VCC相连；第四双运算放大器U14的4脚与可调电阻R11的3脚、地线GND相连；第四双运算放大器U14的5脚与第一微处理器U1的27脚PA4相连。

本发明所选用的第一寻线单元，第二寻线单元，第三寻线单元，第四寻线单元的型号是TCRT5000，第一双运算放大器U11、第二双运算放大器U12、第三双运算放大器U13和第四双运算放大器U14的型号是LM393；寻线单元的检测距离是1mm-8mm。寻线传感器的红外发射二极管不断发射红外线，检测到黑线，发出的红外线没有被反射回来或者被反射回来的强度不够大时，光敏三极管一直处于断开状态，此时模块的输出端为低电平，指示二极管一直处于熄灭状态；检测到白线，红外线被反射回来且强度足够打，光敏三极管饱和，此时模块的输出端为高电平，指示二极管被点亮后。

如图4所示，所述的蓝牙通信模块包括稳压管U3、蓝牙芯片U2、第一插接口P1、第七电容C7、第八电容C8、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第一LED灯LED1，稳压管U3的1脚Vin与第一插接口P1的3脚VCC50、第七电容C7相连；稳压管U3的2脚GND与第七电容C7、第八电容C8、与地线GND相连。稳压管U3的3脚Vout与第一插接口P1的2脚VCC33、第八电容C8相连；蓝牙芯片U2的3脚CTS与第十五电阻R15相连；蓝牙芯片的4脚与第十六电阻R16相连；蓝牙芯片U2的12脚借电源线VCC；蓝牙芯片U2的13脚、21脚、22脚接地线GND；蓝牙芯片U2的24脚与第十七电阻R17相连；第七电容C7的一端与稳压管U3的1脚Vin、第一插接口P1的3脚VCC50的相连，另一端接地线GDN；第八电容C8的一端与稳压管U3的3脚Vout、第一插接口P1的2脚VCC33的相连，另一端接地线GND。第十五电阻R15的一端与蓝牙芯片U2的3脚CTS相连，另一端与第一微处理器U1的69脚PA10相连；第十六电阻R16的一端与蓝牙芯片U2的4脚RTS相连，另一端与第一微处理器U1的68脚PA9相连；第十七电阻R17的一端与蓝牙芯片U2的24脚PIO1，另一端与第一LED灯LED1的正极相连；LED1灯一端与第十七电阻R17相连，另一端接地线GND。

本发明所选用的稳压管U3的型号是XC6202；所述的蓝牙芯片U2的型号HC-06，蓝牙芯片U2的发送端CTS与第一微处理器U1的接收端相连，蓝牙芯片U2的接收端RTS与第一微处理器U1的发送端相连，第一LED灯LED1指示蓝牙连接状态，LED1灯闪烁表示没有蓝牙连接，常亮表示蓝牙已连接并打开了端口。上位机打开蓝牙并与带蓝牙模块的下位机单片机进行连接通信。

如图5所示，所述的电机驱动模块包括电机驱动芯片U5、第二稳压管U4、第二接插口P2、第三接插口P3、第四接插口P4、第五接插口P5、第六接插口P6、第七接插口P7、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第二十电阻R20、第二十一电阻R21、第二十二电阻R22、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6、第七二极管D7、第八二极管D8、第二LED灯LED2、第三LED灯LED3、第四LED灯LED4、第五LED灯LED5、第六LED灯LED6、第九电容C9、极性电容C10。电机驱动芯片U5的1脚IN1与第二插接口P2的6脚IN1相连；电机驱动芯片U5的2脚IN2与第二插接口P2的5脚IN2相连；电机驱动芯片U5的3脚IN3与第二插接口P2的4脚IN3、第一微处理器U1的39脚PE8相连；电机驱动芯片U5的4脚IN4与第二插接口P2的3脚、第一微处理器U1的38脚PE7相连；电机驱动芯片U5的5脚ENA与第二插接口P2的2脚ENA、第一微处理器U1的92脚PB、第十九电阻R19相连；电机驱动芯片U5的6脚ENB与第二插接口P2的1脚ENB、第一微处理器U1的93脚PB7、第十八电阻R18相连；电机驱动芯片U5的8脚与地线GND相连；电机驱动芯片U5的9脚VSS与电源线VCC相连；电机驱动芯片U5的10脚VS与电源线VCC相连；电机驱动芯片U5的11脚OUT1与第一二极管D1的正极、第五二极管D5的正极、第二十电阻R20、第六插接口P6的1脚相连；电机驱动芯片U5的12脚OUT2与第二二极管D2的正极、第六二极管D6的正极、第六插接口P6的2脚、第二LED灯LED2、第三LED灯LED3相连；电机驱动芯片U5的13脚OUT3与第三二极管D3的正极、第七二极管D7的正极、第四LED灯LED4、第五LED灯LED5、第七接插口P7的1脚相连；电机驱动芯片U5的14脚OUT4与第四二极管的正极、第八二极管的正极、第二十一电阻R21、第七接插口P7的2脚相连；电机驱动芯片U5的15脚ISENA与地线GND相连；电机驱动芯片U5的16脚ISENB与地线GND相连；第二稳压管U4的1脚Vin与电源线VCC、第四接插口P4的2脚相连；第二稳压管U4的2脚GND与第四接插口P4的1脚、极性电容C10的负极、第九电容C9相连；第二稳压管U4的3脚Vout与极性电容C10的正极、第九电容C9、第五接插口P5的2脚相连；第二接插口P2的6脚IN1与电机驱动芯片U5的1脚IN1相连；第二接插口P2的5脚IN2与电机驱动芯片U5的2脚IN2相连；第二接插口P2的4脚IN3与电机驱动芯片U5的3脚IN3相连；第二接插口P2的3脚IN4与电机驱动芯片U5的4脚IN4相连；第二接插口P2的2脚ENA与电机驱动芯片U5的5脚ENA、第十九电阻R19相连；第二接插口P2的1脚ENB与电机驱动芯片U5的5脚ENB、第十八电阻R18相连；第三接插口P3的1脚接地；第三接插口的2脚与5V电源相连；第四接插口P4的2脚与第二稳压管U4的1脚Vin、电源线VCC相连、第四接插口P4的1脚与第二稳压管U4的2脚GND、极性电容C10的负极、第九电容C9相连；第五接插口P5的2脚与极性电容C10的负极、第九电容C9相连；第五接插口P5的1脚与5V的电源、第六LED灯LED6的正极相连；第六接插口P6的1脚与电机驱动芯片U5的11脚OUT1、第二十电阻R20、第一二极管D1的正极、第五二极管D5的正极相连；第六接插口P6的2脚与第二LED灯LED2的正极、第三LED灯LED3的负极、电机驱动芯片U5的12脚OUT2相连；第七接插口P7的1脚与电机驱动芯片U5的13脚OUT3、第四LED灯LED4的负极、第五LED灯LED5的正极、第三二极管D3的正极、第七二极管D7的正极相连；接插口P7的2脚与第二十一电阻R21、第四二极管D4的正极、第八二极管D8的正极、电机驱动芯片U5的14脚OUT4相连；第十八电阻R18的一端与第二接插口P2的1脚ENB、电机驱动芯片U5的6脚ENB相连，另一端与5V的电源相连；第十九电阻R19的一端与第二接插口P2的2脚ENA、电机驱动芯片U5的5脚ENA相连，另一端接5V电源；第二十电阻R20的一端与电机驱动芯片U5的11脚OUT1、第一二极管D1的正极、第五二极管D5的正极相连，另一端与第二LED灯LED2的负极、第三LED灯LED3的正极、与第六接插口P6的1脚相连；第二十一电阻R21的一端与电机驱动芯片U5的14脚OUT4、第四二极管D4的正极、第八二极管D8的正极、第七接插口P7的2脚相连，另一端与第四LED灯LED4的正极、第五LED灯LED5的负极相连；第二十二电阻R22的一端与第六LED灯LED6的负极相连，另一端与地线GND相连；第九电容C9的一端与第二稳压管U4的3脚Vout、极性电容C10的正极、第五接插口P5的2脚相连，另一端与极性电容C10的负极、第二稳压管的2脚GND、第四接插口P4的1脚相连；极性电容C10的正极与第二稳压管U4的Vout、第九电容、第五接插口P5的2脚相连；极性电容C10的负极与第二稳压管U4的2脚GND、第四接插口P4的1脚、第九电容C9相连；第一二极管D1的负极与电源线VCC相连；第一二极管的正极与电机驱动芯片U5的11脚OUT1、第五二极管D5的正极、第二十电阻R20、第六接插口P6的1脚相连；第二二极管D2的负极与电源线VCC相连；第二二极管D2的正极与电机驱动芯片U5的12脚OUT2、第六二极管D6的正极、第二LED灯LED2的正极、第三LED灯LED3的负极、第六接插口P6的2脚相连；第三二极管D3的负极与电源线VCC相连；第三二极管D3的正极与电机驱动芯片U5的13脚OUT3、第七二极管D7的正极、第四LED灯LED4的负极、第五LED灯LED5的正极、第七接插口P7的1脚相连；第四二极管D4的负极与电源线VCC相连；第四二极管D4的正极与电机驱动芯片U5的14脚OUT4、第八二极管D8的正极、第二十一电阻R21、第七接插口P7的2脚相连；第五二极管D5的正极与电机驱动芯片U5的11脚OUT1、第一二极管D1的正极、第二十电阻R20、第六接插口P6的1脚相连；第五二极管D5的负极与地线GND相连；第六二极管D6的正极与电机驱动芯片U5的12脚OUT2、第二二极管D2的正极、第二LED灯LED2的正极、第三LED灯LED3的负极、第六接插口P6的2脚相连；第六二极管D6的负极与地线GND相连；第七二极管D7的正极与电机驱动芯片U5的13脚OUT3、第三二极管D3的正极、第四LED灯LED4的负极、第五LED灯LED5的正极、第七接插口P7的1脚相连；第七二极管D7的负极与地线GND相连；第八二极管D8的正极与电机驱动芯片U5的14脚OUT4、第四二极管D4的正极、第二十一电阻R21、第七接插口P7的2脚相连；第八二极管的负极与地线GND相连；第二LED灯LED2的负极与第二十电阻R20、第三LED灯LED3的正极相连；第二LED灯LED2的正极与第三LED灯LED3的负极、电机驱动芯片U5的12脚OUT2、第二二极管D2的正极、第六二极管D6的正极、第六接插口P6的2脚相连；第三LED灯LED3的正极与第二十电阻R20、第二LED灯LED2的负极相连；第三LED灯LED3的负极与第二LED灯LED2的正极、电机驱动芯片12脚OUT2、第二二极管D2的正极、第六二极管D6的正极、第六接插口P6的2脚相连；第四LED灯LED4的正极与第二十一电阻R21、第五LED灯LED5的负极、相连；第四LED灯LED4的负极与第五LED灯LED5的正极、电机驱动芯片U5的13脚OUT3、第三二极管D3的正极、第七二极管D7的正极、第七接插口P7的1脚相连；第五LED灯LED5的负极与第二十一电阻R21、第四LED灯LED4的正极相连；第五LED灯LED5的正极与第四LED灯LED4的负极、电机驱动芯片U5的13脚OUT3、第三二极管D3的正极、第七二极管D7的正极、第七接插口P7的1脚相连；第六LED灯LED6的正极接5V的电源；第六LED灯的LED6的负极与第二十二电阻R22相连。

本发明所选用的第二稳压管U4的型号是LM7805；电机驱动芯片U5的型号是L298N。电机驱动芯片U5的5脚ENA是PWM信号端控制1号电机的调速，改变的电机驱动芯片U5的1脚IN1、2脚IN2的电平来改变1号电机正转、反正、停止状态；电机驱动芯片U5的6脚ENB是PWM信号端控制2号电机的调速，改变的电机驱动芯片U5的3脚IN3、4脚IN4的电平来改变2号电机正转、反正、停止状态。

Claims (1)

1.超市购物机器人内部控制电路，包括图像处理模块，微处理器模块，寻线模块，蓝牙通信模块，电机驱动模块，机械臂自由度控制模块和电源模块，其特征在于：

所述的图像处理模块采用ARM cortex-A8芯片，使用Android作为操作系统；图像处理过程中采用基于图像纹理的模板匹配算法，图像处理模块主要负责从图像传感器获取图像信息，然后对图像进行处理并通过蓝牙向微处理器发出控制信号，能够使超市购物机器人对人们在超市中经常购买的一些商品进行快速的识别并抓取；

所述的微处理器模块作为协处理器通过蓝牙与图像处理模块进行通信，主要用来接收寻线模块和图像处理模块的信号，并发送电机控制信号，舵机控制信号，实现机器人行走、避障、寻线、控制机械臂抓放物品；微处理器模块包括第一微处理器U1、第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6，第一晶振Y1、第二晶振Y2、第一按键KEY1、第二按键KEY2、第三按键RESET；第一电阻R1一端与第一微处理器U1的12脚OSC-IN、第二晶振Y2的一端、第五电容C5的一端相连，另一端与第一微处理器U1的13脚OSC-OUT、第二晶振Y2的另一端、第四电容C4的一端相连；第二电阻R2的一端与电源VCC相连，另一端与第三按键RESET的一端、第一微处理器U1的14脚RESET、第六电容C6的一端相连；第一电容C1的一端与第一微处理器U1的73脚NC相连，另一端与地线GND相连；第二电容C2的一端与第一微处理器U1的9脚OSC32-OUT、第一晶振Y1的一端相连，另一端与第三电容C3的一端、地线GND相连；第三电容C3的一端与第一微处理器U1的8脚OSC32-IN、第一晶振Y1的一端相连，另一端与地线GND相连；第四电容C4的一端与第一微处理器U1的13脚OSC-OUT、第二晶振Y2的一端相连，另一端与第五电容C5的一端、数字地DGND相连；第五电容C5的一端与第一微处理器U1的12脚OSC-IN、第二晶振Y2的一端相连，另一端与数字地DGND相连；第六电容C6的一端与第三按键RESET的一端、第一微处理器U1的14脚RESET相连，另一端与第三按键RESET的另一端、地线GND相连；第一晶振Y1的一端与第一微处理器U1的9脚OSC32-OUT相连，另一端与第一微处理器U1的8脚OSC32-IN相连；第二晶振Y2的一端与第一微处理器U1的13脚OSC-OUT相连，另一端与第一微处理器U1的12脚OSC-IN相连；第一微处理器U1的49脚VSS_1、74脚VSS_2、99脚VSS_3、27脚VSS_4、10脚VSS_5都与数字地DGND相连；第一微处理器U1的19脚VSSA与模拟地AGND相连；第一微处理器U1的50脚VDD_1、75脚VDD_2、100脚VDD_3、28脚VDD_4、11脚VDD_5与数字电源DVCC相连；第一微处理器U1的22脚VDDA与模拟电源AVCC相连；所述的第一微处理器U1是ST公司的STM32单片机，型号是STM32F103RCT6；

所述的寻线模块包括四个寻线单元，第一寻线单元包括第一光耦Optoisolator1、第三电阻R3、第四电阻R4、可调电阻R5、第一双运算放大器U11；第一光耦Optoisolator1的1脚与第三电阻R3的一端相连；第一光耦Optoisolator1的2脚与地线GND相连；第一光耦Optoisolator1的3脚与第四电阻R4的一端、第一双运算放大器U11的1脚相连；第一光耦Optoisolator1的4脚与地线GND相连；第三电阻R3的另一端与电源VCC相连；第四电阻R4的一端与第一双运算放大器U11的1脚相连，另一端与电源VCC相连；可调电阻R5的1脚与电源VCC相连，可调电阻R5的3脚与第一双运算放大器U11的4脚、地线GND相连，可调电阻R5的2脚与第一双运算放大器U11的2脚相连；第一双运算放大器U11的3脚与电源VCC相连；第一双运算放大器U11的4脚与地线GND相连；第一双运算放大器U11的5脚与第一微处理器U1的24脚PA1相连；

第二寻线单元包括第二光耦Optoisolator2、第六电阻R6、第七电阻R7、可调电阻R8、第二双运算放大器U12；第二光耦Optoisolator2的1脚与第六电阻R6的一端相连；第二光耦Optoisolator2的2脚与地线GND相连；第二光耦Optoisolator2的3脚与第七电阻R7的一端、第二双运算放大器U12的1脚相连；第二光耦Optoisolator2的4脚与地线GND相连；第六电阻R6的另一端与电源VCC相连；第七电阻R7的一端与第二双运算放大器U12的1脚相连，另一端与电源VCC相连；可调电阻R8的1脚与电源VCC相连，可调电阻R8的3脚与第二双运算放大器U12的4脚、地线GND相连，可调电阻R8的2脚与第二双运算放大器U12的2脚相连；第二双运算放大器U12的3脚与电源VCC相连；第二双运算放大器U12的4脚与地线GND相连；第二双运算放大器U12的5脚与第一微处理器U1的25脚PA2相连；

第三寻线单元包括第三光耦Optoisolator3、第九电阻R9、第十电阻R10、可调电阻R11、第三双运算放大器U13；第三光耦Optoisolator3的1脚与第九电阻R9的一端相连；第三光耦Optoisolator3的2脚与地线GND相连；第三光耦Optoisolator3的3脚与第十电阻R10的一端、第三双运算放大器U13的1脚相连；第三光耦Optoisolator3的4脚与地线GND相连；第九电阻R9的一端与第三光耦Optoisolator3的1脚相连，另一端与电源VCC相连；第十电阻R10与第三双运算放大器U13的1脚相连，另一端与电源VCC相连；可调电阻R11的1脚与电源VCC相连，可调电阻R11的3脚与第三双运算放大器U13的4脚、地线GND相连，可调电阻R11的2脚与第三双运算放大器U13的2脚相连；第三双运算放大器U13的3脚与电源VCC相连；第三双运算放大器U13的4脚与地线GND相连；第三双运算放大器U13的5脚与第一微处理器U1的26脚PA3相连；

第四寻线单元包括第四光耦Optoisolator4、第十二电阻R12、第十三电阻R13、可调电阻R14、第四双运算放大器U14；第四光耦Optoisolator4的1脚与第十二电阻R12的一端相连；第四光耦Optoisolator4的2脚与地线GND相连；第四光耦Optoisolator4的3脚与第十三电阻R13的一端、第四双运算放大器U14的1脚相连；第四光耦Optoisolator4的4脚与地线GND相连；第十二电阻R12的一端与第四光耦Optoisolator4的1脚相连，另一端与电源VCC相连；第十三电阻R13的一端与第四双运算放大器U14的1脚相连，另一端与电源VCC相连；可调电阻R14的1脚与电源VCC相连，可调电阻R14的3脚与第四双运算放大器U14的4脚、地线GND相连，可调电阻R14的2脚与第四双运算放大器U14的2脚相连；第四双运算放大器U14的3脚与电源VCC相连；第四双运算放大器U14的4脚与地线GND相连；第四双运算放大器U14的5脚与第一微处理器U1的27脚PA4相连；

所用的四个寻线单元的型号是TCRT5000；

所述的蓝牙通信模块包括稳压管U3、蓝牙芯片U2、第一插接口P1、第七电容C7、第八电容C8、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第一LED灯LED1；稳压管U3的1脚Vin与第一插接口P1的3脚VCC50、第七电容C7一端相连；稳压管U3的2脚GND与第七电容C7的另一端、第八电容C8的一端、地线GND相连；稳压管U3的3脚Vout与第一插接口P1的2脚VCC33、第八电容C8的另一端相连；蓝牙芯片U2的3脚CTS与第十五电阻R15的一端相连；蓝牙芯片U2的4脚与第十六电阻R16的一端相连；蓝牙芯片U2的12脚与电源线VCC相连；蓝牙芯片U2的13脚、21脚、22脚与地线GND相连；蓝牙芯片U2的24脚PIO1与第十七电阻R17的一端相连；第八电容C8的一端与第一插接口P1的2脚VCC33的相连，另一端与地线GND相连；第十五电阻R15的另一端与第一微处理器U1的69脚PA10相连；第十六电阻R16的另一端与第一微处理器U1的68脚PA9相连；第十七电阻R17的另一端与第一LED灯LED1的正极相连；LED1灯的负极接地线GND；所述的稳压管U3的型号是XC6202；所述的蓝牙芯片U2的型号HC-06；

所述的电机驱动模块包括电机驱动芯片U5、第二稳压管U4、第二接插口P2、第三接插口P3、第四接插口P4、第五接插口P5、第六接插口P6、第七接插口P7、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第二十电阻R20、第二十一电阻R21、第二十二电阻R22、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6、第七二极管D7、第八二极管D8、第二LED灯LED2、第三LED灯LED3、第四LED灯LED4、第五LED灯LED5、第六LED灯LED6、第九电容C9、极性电容C10；电机驱动芯片U5的1脚IN1与第二插接口P2的6脚IN1相连；电机驱动芯片U5的2脚IN2与第二插接口P2的5脚IN2相连；电机驱动芯片U5的3脚IN3与第二插接口P2的4脚IN3、第一微处理器U1的39脚PE8相连；电机驱动芯片U5的4脚IN4与第二插接口P2的3脚、第一微处理器U1的38脚PE7相连；电机驱动芯片U5的5脚ENA与第二插接口P2的2脚ENA、第一微处理器U1的92脚PB6、第十九电阻R19的一端相连；电机驱动芯片U5的6脚ENB与第二插接口P2的1脚ENB、第一微处理器U1的93脚PB7、第十八电阻R18的一端相连；电机驱动芯片U5的8脚与地线GND相连；电机驱动芯片U5的9脚VSS与电源线VCC相连；电机驱动芯片U5的10脚VS与电源线VCC相连；电机驱动芯片U5的11脚OUT1与第一二极管D1的正极、第五二极管D5的正极、第二十电阻R20的一端、第六插接口P6的1脚相连；电机驱动芯片U5的12脚OUT2与第二二极管D2的正极、第六二极管D6的正极、第六插接口P6的2脚、第二LED灯LED2的正极、第三LED灯LED3的负极相连；电机驱动芯片U5的13脚OUT3与第三二极管D3的正极、第七二极管D7的正极、第四LED灯LED4的负极、第五LED灯LED5的正极、第七接插口P7的1脚相连；电机驱动芯片U5的14脚OUT4与第四二极管D4的正极、第八二极管D8的正极、第二十一电阻R21的一端、第七接插口P7的2脚相连；电机驱动芯片U5的15脚ISENA与地线GND相连；电机驱动芯片U5的16脚ISENB与地线GND相连；第二稳压管U4的1脚Vin与电源线VCC、第四接插口P4的2脚相连；第二稳压管U4的2脚GND与第四接插口P4的1脚、极性电容C10的负极、第九电容C9的一端相连；第二稳压管U4的3脚Vout与极性电容C10的正极、第九电容C9的另一端、第五接插口P5的2脚相连；第二接插口P2的2脚ENA与第十九电阻R19的一端相连；第二接插口P2的1脚ENB与第十八电阻R18的一端相连；第三接插口P3的1脚接地；第三接插口的2脚与5V电源相连；第四接插口P4的2脚与电源线VCC相连；第四接插口P4的1脚与极性电容C10的负极、第九电容C9的一端相连；第五接插口P5的2脚与极性电容C10的负极、第九电容C9的另一端相连；第五接插口P5的1脚与5V的电源线、第六LED灯LED6的正极相连；第六接插口P6的1脚与第二十电阻R20的一端、第一二极管D1的正极、第五二极管D5的正极相连；第六接插口P6的2脚与第二LED灯LED2的正极、第三LED灯LED3的负极、2相连；第七接插口P7的1脚与第四LED灯LED4的负极、第五LED灯LED5的正极、第三二极管D3的正极、第七二极管D7的正极相连；接插口P7的2脚与第二十一电阻R21的一端、第四二极管D4的正极、第八二极管D8的正极相连；第十八电阻R18的另一端与5V的电源相连；第十九电阻R19的另一端接5V电源；第二十电阻R20的一端与第一二极管D1的正极、第五二极管D5的正极相连，另一端与第二LED灯LED2的负极、第三LED灯LED3的正极相连；第二十一电阻R21的一端与第四二极管D4的正极、第八二极管D8的正极相连，另一端与第四LED灯LED4的正极、第五LED灯LED5的负极相连；第二十二电阻R22的一端与第六LED灯LED6的负极相连，另一端与地线GND相连；第九电容C9的一端与极性电容C10的正极相连，另一端与极性电容C10的负极相连；相连；极性电容C10的负极与第九电容C9的另一端相连；第一二极管D1的负极与电源线VCC相连；第一二极管D1的正极与第五二极管D5的正极相连；第二二极管D2的负极与电源线VCC相连；第二二极管D2的正极与第六二极管D6的正极、第二LED灯LED2的正极、第三LED灯LED3的负极相连；第三二极管D3的负极与电源线VCC相连；第三二极管D3的正极与第七二极管D7的正极、第四LED灯LED4的负极、第五LED灯LED5的正极相连；第四二极管D4的负极与电源线VCC相连；第四二极管D4的正极与第八二极管D8的正极相连；第五二极管D5的负极与地线GND相连；第六二极管D6的正极与第二LED灯LED2的正极、第三LED灯LED3的负极相连；第六二极管D6的负极与地线GND相连；第七二极管D7的正极与第四LED灯LED4的负极、第五LED灯LED5的正极相连；第七二极管D7的负极与地线GND相连；第八二极管的负极与地线GND相连；第二LED灯LED2的负极与第三LED灯LED3的正极相连；第四LED灯LED4的正极与第五LED灯LED5的负极相连；第四LED灯LED4的负极与第五LED灯LED5的正极相连；第六LED灯LED6的正极接5V的电源；所述的第二稳压管U4的型号是LM7805；所述的电机驱动芯片U5的型号是L298N；

所述机械臂自由度控制模块是由五个舵机构成的五个自由度机械臂，舵机的型号为MG996R、HD1501或DS3115，由STM32单片机发出的控制信号PWM波，利用占空比的变化改变舵机的位置，从而改变机械臂的的位置和角度，再加上可旋转300°的云台，使得机械臂活动的范围大大增加。