KR100860706B1 - Robot control circuit and robot - Google Patents
Robot control circuit and robot Download PDFInfo
- Publication number
- KR100860706B1 KR100860706B1 KR1020080032823A KR20080032823A KR100860706B1 KR 100860706 B1 KR100860706 B1 KR 100860706B1 KR 1020080032823 A KR1020080032823 A KR 1020080032823A KR 20080032823 A KR20080032823 A KR 20080032823A KR 100860706 B1 KR100860706 B1 KR 100860706B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- signal
- control
- robot
- wheel
- drive
- Prior art date
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 3
- 101150015217 FET4 gene Proteins 0.000 claims 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 102100031024 CCR4-NOT transcription complex subunit 1 Human genes 0.000 description 2
- 101000919674 Caenorhabditis elegans CCR4-NOT transcription complex subunit let-711 Proteins 0.000 description 2
- 101000919672 Homo sapiens CCR4-NOT transcription complex subunit 1 Proteins 0.000 description 2
- 102100029469 WD repeat and HMG-box DNA-binding protein 1 Human genes 0.000 description 2
- 101710097421 WD repeat and HMG-box DNA-binding protein 1 Proteins 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 102100031025 CCR4-NOT transcription complex subunit 2 Human genes 0.000 description 1
- 102100031033 CCR4-NOT transcription complex subunit 3 Human genes 0.000 description 1
- 101001092183 Drosophila melanogaster Regulator of gene activity Proteins 0.000 description 1
- 101000919667 Homo sapiens CCR4-NOT transcription complex subunit 2 Proteins 0.000 description 1
- 101000919663 Homo sapiens CCR4-NOT transcription complex subunit 3 Proteins 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
- G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 도립 로봇의 구동모터의 구동동작을 제어하기 위한 제어회로와, 몸체가 세워지는 도립기능과 몸체를 도립한 상태 혹은 눕혀서 자유이동 및 라인 트레이싱이 가능하도록 하는 차륜형 도립 및 이동 겸용 로봇에 관한 것이다.The present invention is a control circuit for controlling the driving operation of the drive motor of the inverted robot, the inverted function in which the body is erected and the wheel-type inverted and mobile combined robot to enable free movement and line tracing by standing or lying on the body. It is about.
최근 제어기술의 발달로 인하여, 산업 전반에 걸쳐서 로봇이 사용되고 있으며, 이러한 로봇에 대한 흥미를 진작시키고 로봇의 원리를 이해시키기 위한 학습용 로봇들이 다수 사용되고 있다.Recently, due to the development of control technology, robots are used throughout the industry, and a number of learning robots have been used to increase interest in these robots and to understand the principles of the robots.
이러한 학습용 로봇의 대부분은 관절을 사용한 보행로봇과 도립(倒立)로봇으로서, 로봇의 기본구조와 제어원리 등의 학습을 위하여 사용되고 있다.Most of these learning robots are walking robots and inverted robots using joints, and are used for learning the basic structure and control principle of the robots.
그리고, 학습용 혹은 실제 사용용 로봇의 선행기술로 보행로봇의 선행기술로는 일본특개 2005-219206호 등이 있고, 도립 로봇의 선행기술로는 일본특개 2007-223399, 일본특개 2007-280408, 일본특개 2006-136962호 등이 있다.In addition, the prior art of the robot for learning or practical use is Japanese Patent Laid-Open No. 2005-219206, and the prior art of the inverted robot is Japanese Laid-Open Patent 2007-223399, Japanese Laid-Open 2007-280408, Japanese Laid-Open 2006-136962, and the like.
상기한 로봇 중에서 도립 로봇은 통상 몸체 하부에 기어에 의하여 구동되는 바퀴를 부착하고, 자이로센서 및 각속도센서를 사용하여 몸체가 도립한 상태로 전/ 후진 가능하도록 하며, 기어를 구동시키기 위한 구동모터의 출력전류를 전류센서를 통하여 측정하여 아날로그-디지털 컨버터로 변환하여 마이컴으로 입력하고 사용자가 선택한 구동 제어 신호값이 마이컴으로 입력되어, 상기한 전류센서출력값과 구동제어신호값 및 각 센서들의 측정값을 마이컴에서 연산하여 구동모터가 정/역회전 및 정지하도록 제어하여 도립이 가능하도록 하였다.Among the robots, the inverted robot typically attaches wheels driven by gears to the lower part of the body, and enables the forward / backward movement of the body by using a gyro sensor and an angular velocity sensor to drive the gears. The output current is measured through a current sensor, converted into an analog-to-digital converter, input to the microcomputer, and the drive control signal value selected by the user is input to the microcomputer. By operating at the microcomputer, the driving motor is controlled to forward / reverse rotation and stop so that the invert is possible.
그러나, 이러한 도립형 로봇은 몸체가 도립한 상태로 전/후진만 가능하도록 구성되어 있어서 다양한 구동 학습은 불가능한 문제점이 있었다.However, such an inverted robot has a problem that it is impossible to learn a variety of driving because it is configured to only forward / backward with the body inverted.
또한, 상기한 전류센서는 통상 상용화되고 있는 고가의 전류센서를 사용함으로서 학습효율이 저하될 뿐 아니라 높은 가격으로 학습용으로 사용하는데 경제적 부담이 되었다.In addition, the current sensor is not only lowered learning efficiency by using an expensive current sensor that is commercially available, but also became an economic burden to use for learning at a high price.
본 발명은 종래의 도립형 로봇의 도립동작 한계에서 벗어나서 자유이동 및 라인 트레이싱이 가능하도록 하면서 간단한 구조와 저렴한 비용으로 구동모터의 전류제어가 가능하도록 하는 차륜형 도립로봇 제어회로와 이를 이용한 차륜형 도립 및 이동 겸용 로봇을 제공하는 데 목적이 있다.The present invention provides a wheel-type inverted robot control circuit and a wheel-type invert using the same, which enables the free movement and line tracing to be freed from the limitations of the inverted motion of the conventional inverted robot and enables the current control of the driving motor at a low cost with a simple structure. And to provide a mobile combined robot.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 제 1 내지 제 4FET(FET1)(FET2)(FET3)(FET4)로 구성되어 정회전, 역회전, 정지, 제동의 4가지 신호 중 입력되는 H-브릿지회로 동작을 위한 모터 제어신호에 따라 구동모터(30)가 해당 동작을 수행하도록 구동모터 동작제어신호를 출력하는 H-브릿지회로(50)와; 상기한 구동모터(30)의 출력 전류를 증폭하여 마이컴 피드백 신호로 출력하는 증폭부(70); 앤드게이트(AND-GATE)와 낫게이트(NOT-GATE) 만을 사용하고 입력되는 정회전용 신호(CW신호), 역회전용 신호(CCW신호) 및 제어용 펄스폭변조신호(PWM신호)를 이용하여 상기한 H-브릿지회로(50)로 구동모터(30)가 정회전, 역회전, 정지, 제동 동작을 할 수 있도록 H-브릿지회로 동작을 위한 모터 제어신호인 정회전, 역회전, 정지, 제동의 4가지 신호를 출력하는 디코더(60); 리모컨과 키버튼 및 컴퓨터를 포함하는 제어신호입력부로부터 출력되는 외부 입력신호와, 증폭부(70)로부터 출력되는 마이컴 피드백 신호 및, 자이로센서와 각속도센서를 포함하는 센서부(20)로부터 출력되는 측정값 신호를 이용하여 상기한 디코더(60)로 디지털 신호인 정회전용 신호(CW신호), 역회전용 신호(CCW신호) 및 제어용 펄스폭변조신호(PWM신호)를 출력하는 마이컴(40);으로 구성되는 차륜형 도립로봇 제어회로를 구성하여, 구동모터로 출력되는 전류 제어와 전류 검출이 동시에 이루어질 수 있도록 하면서 저렴하고 간단한 회로구성이 가능하도록 한 것이다.A feature of the present invention for achieving the above object is composed of the first to fourth FET (FET1) (FET2) (FET3) (FET4) is input of four signals of forward rotation, reverse rotation, stop, braking H An H-
그리고 몸체와, 상기한 몸체 하단에 볼트와 같은 체결 수단을 사용하여 탈부착 가능하도록 설치되며 사용목적에 따라 교체 설치되는 2개의 구동모터를 갖는 이 륜 구동 기어박스와 하나의 구동모터를 갖는 일륜 구동 기어박스, 상기한 기어박스의 구동축에 착탈되는 구동바퀴와, 상기한 몸체의 상부에 설치되는 아이들 바퀴와, 상기한 몸체 상에 설치되는 위치 감지 센서와 자이로센서를 포함하는 센서 및, 상기한 제어회로를 사용하며 동일한 출력으로 하나 혹은 복수개 구동모터를 제어할 수 있도록 하여 이륜 구동 혹은 일륜 구동되도록 하며 몸체에 설치되는 제어부와, 상기한 몸체의 제어부로 동작제어신호를 출력하는 리모컨과 키버튼을 포함하는 제어신호 입력부로 구성되는 차륜형 도립 및 이동 겸용 로봇을 제공하여, 일륜 구동 기어 박스로 도립기능을 수행하고, 이륜 구동 기어 박스를 사용하고 도립상태 혹은 몸체를 눕힌 상태에서 라인트레이싱 및 자유이동이 가능하도록 한다.And a two-wheel drive gearbox having one body and a two-wheel drive gear installed at a lower end of the body by using a fastening means such as a bolt and being replaced according to the purpose of use, and a one-wheel drive gear having one drive motor. A box, a drive wheel detachable from the drive shaft of the gearbox, an idle wheel installed on the upper portion of the body, a sensor including a position sensor and a gyro sensor installed on the body, and the control circuit described above. It is used to control one or a plurality of drive motors with the same output to drive two-wheel drive or one-wheel drive and the control unit is installed on the body, and the remote control and key buttons for outputting the operation control signal to the control unit of the body Providing a wheel type inverted and mobile robot composed of a control signal input unit, Perform a function, using a two-wheel drive gearbox, and to enable the tracing lines and knock free movement in the inverted state or body condition.
상기한 구성에서 몸체의 구동바퀴측에는 중량체가 설치되고, 상기한 중량체는 별도의 추와 같은 중량체를 사용하거나 학습용 로봇의 경우 전원공급원인 배터리를 중량체로서 사용한다.In the above configuration, a weight body is installed on the driving wheel side of the body, and the weight body uses a weight body such as a separate weight or, in the case of a learning robot, uses a battery which is a power source as a weight body.
아울러, 상기한 몸체에는 점 발광다이오드(DOT LED)방식의 표시부와 음악 연주부가 더 구비된다.In addition, the body is further provided with a display unit and a music playing unit of the dot light emitting diode (DOT LED) method.
상기한 바와 같은 구성에 의하여 본 발명은 저렴한 비용과 간단한 구성으로 구동 바퀴 구동용 제어회로를 구성할 수 있게 되어 학습용 로봇에서 가장 크게 요구되는 조건인 저렴한 비용조건을 만족하여 학습용으로 보편사용이 가능하게 되는 효과가 있다.By the configuration as described above, the present invention can configure the control circuit for driving wheel drive at a low cost and simple configuration to satisfy the low cost condition, which is the most demanded condition in the learning robot, to enable universal use for learning. It is effective.
그리고, 도립과 자유이동 및 라인트레이싱이 가능하므로 로봇에 대한 흥미를 증진시키고, 다양한 동작제어가 가능하여 학습효과가 개선되는 효과가 있다.In addition, since inverting, free movement, and line tracing are possible, interest in the robot is enhanced, and various motion control is possible, thereby improving learning effects.
더욱이, LED를 사용한 표시부와 음악출력부 등을 더 구비하여, 흥미를 유발함으로써 학습효과를 고취시킬 수 있게 된다.In addition, the display unit using the LED, the music output unit and the like is further provided, and it is possible to enhance the learning effect by inducing interest.
이하 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 보다 상세하게 살펴본다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 차륜형 도립로봇 제어회로를 나타내는 블록도로서 제어신호 입력부로 리모컨을 사용한 것을 예로서 설명한다.1 is a block diagram showing a wheeled inverted robot control circuit according to the present invention will be described by using a remote control as a control signal input unit as an example.
본 발명에 따른 제어회로는 제 1 내지 제 4FET(FET1)(FET2)(FET3)(FET4)로 구성되어 정회전, 역회전, 정지, 제동의 4가지 신호 중 입력되는 신호(이하 H-브릿지회로 동작을 위한 모터 제어신호라함)에 따라 구동모터(30)가 해당 동작을 수행하도록 구동모터 동작제어신호를 출력하는 H-브릿지회로(50)와, 상기한 구동모터(30)의 출력 전류를 증폭하여 출력하는 증폭부(70), 앤드게이트(AND-GATE)와 낫게이트(NOT-GATE)만을 사용하고 입력되는 정회전용 신호(CW신호), 역회전용 신호(CCW신호) 및 제어용 펄스폭변조신호(PWM신호)를 이용하여 상기한 H-브릿지회로(50)로 구동모터(30)가 정회전, 역회전, 정지, 제동 동작을 할 수 있도록 정회전, 역회전, 정지, 제동의 4가지 신호 즉, H-브릿지회로 동작을 위한 모터 제어신호를 출력하는 디코더(60), 리모컨(10)으로부터 출력되는 외부 입력 신호와 증폭부(70)로부터 출력되는 신호(이하 마이컴 피드백 신호라 함) 및 자이로센서와 각속도센서를 포함하는 센서부(20)로부터 출력되는 측정값 신호를 이용하여 상기한 디코더(60)로 정회전용 신호(CW신호), 역회전용 신호(CCW신호) 및 제어용 펄스폭변조신호(PWM신호)인 디지털 신호를 출력하는 마이컴(40)으로 구성된다.The control circuit according to the present invention is composed of first to fourth FETs (FET1), FET2, FET3, and FET4, and is a signal input among four signals of forward rotation, reverse rotation, stop, and braking (hereinafter referred to as H-bridge circuit). And amplifying the output current of the
상기한 구성에서 디코더(60)는 CW신호와 CCW신호를 입력으로 갖는 제 1앤드게이트(AND1)와, 상기 제 1앤드게이트(AND1)의 출력단에 접속된 제 1낫게이트(NOT1)와 상기한 제 1낫게이트(NOT1)의 출력과 PWM신호를 입력으로 하는 제 2앤드게이트(AND2)와, CW신호를 입력으로 하여 제 2FET(FET2)에 연결된 제 2 낫게이트(NOT2)와, CCW신호를 입력으로 하여 제 1FET(FET1)에 연결된 제 3 낫게이트(NOT3), CW신호와 제2앤드게이트(AND2) 출력신호를 입력으로 하여 제 3FET(FET3)에 연결된 제 3앤드 게이트(AND3), CCW신호와 제2앤드게이트(AND2) 출력신호를 입력으로 하여 제 4FET(FET4)에 연결된 제 4앤드게이트(AND4)로 구성되어 H-브릿지회로(50)로 H-브릿지회로 구동을 위한 4개의 모터 제어신호를 출력한다.In the above configuration, the
상기한 구성에서 디코더(60)의 출력과 H-브릿지회로(50)의 통전예를 살펴보면, 우선 CW신호에 하이(High) 신호가 입력되고 PWM 신호에 클럭신호가 입력되며 CCW신호에 로우(Low) 신호가 입력되면, H-브릿지회로(50)의 제 1 FET(FET1)는 온되고 제 2 FET(FET2)는 오프되며 제 3 FET(FET3)는 오프되고 제 4 FET(FET4)는 온되어 구동모터(30)가 정회전한다.Looking at the output of the
그리고, CCW신호에 하이신호가 입력되고 PWM 신호에 클럭신호가 입력되며 CW신호에 로우(Low) 신호가 입력되면 H-브릿지회로(50)의 제 1 FET(FET1)는 오프되고 제 2 FET(FET2)는 온되며, 제 3 FET(FET3)는 온되고 제 4 FET(FET4)는 오프되어 구동모터(30)가 역회전한다.When the high signal is input to the CCW signal, the clock signal is input to the PWM signal, and the low signal is input to the CW signal, the first FET FET1 of the H-
또한, CW신호와 CCW신호에 로우(Low) 신호가 되고 PWM 신호에 펄스가 주어지면 H-브릿지회로(50)의 제 1 내지 제 4FET(FET1)(FET2)(FET3)(FET4)가 모두 오프되어 구동모터(30)가 정지되며, CW신호와 CCW신호에 하이(High)신호가 입력되고 PWM 신호가 출력되면 H-브릿지회로(50)의 제 1 내지 제 4FET(FET1)(FET2)(FET3)(FET4)가 모두 온되어 구동모터(30)가 제동된다.In addition, when the CW signal and the CCW signal become a low signal and a pulse is applied to the PWM signal, all of the first to fourth FETs FET1, FET2, FET3, and FET4 of the H-
상기한 바와 같은 제어회로를 사용하는 차륜형 도립 및 이동 겸용 로봇의 구조를 하기에서 살펴본다.The structure of the wheel-type inverted and mobile combined robot using the control circuit as described above will be described below.
도 2는 본 발명에 따른 로봇의 정면도이고, 도 3은 로봇의 배면도이며, 도 4는 로봇의 측면도로서 도 3에서는 이륜구동형 기어박스를 예로서 설명한다.2 is a front view of the robot according to the present invention, FIG. 3 is a rear view of the robot, and FIG. 4 is a side view of the robot, and FIG. 3 illustrates a two-wheel drive gearbox as an example.
본 발명에 따른 로봇은 몸체(110)와, 상기한 몸체(110) 하단에 볼트와 같은 체결수단(121)을 사용하여 탈부착 가능하도록 설치되며 사용목적에 따라 교체설치되는 2개의 구동모터를 갖는 이륜 구동 기어박스와 하나의 구동모터를 갖는 일륜 구동 기어박스로 구성되는 기어박스부(120), 상기한 기어박스부(120)의 구동축(122)에 착탈되는 구동바퀴(130)와, 상기한 몸체(110)의 상부에 설치되는 아이들바퀴(140)와, 상기한 몸체(110)상에 설치되는 전방감지센서(21), 적외선리모컨센서(22), 자이로 및 가속도센서(23), 온도 및 조도센서(24), 바닥감지센서(25) 및, 상기한 몸체(110)에 설치되고 상기한 제어회로를 사용하며 동일한 출력으로 하나 혹은 복수개 구동모터(30)를 제어할 수 있도록 하여 이륜 구동 혹은 일륜 구동되도록 하는 제어부(150)와, 상기한 몸체(110)의 제어부(150)로 동작제어신호를 출력하는 리모컨(도 1에 도시 : 10)으로 구성된다.The robot according to the present invention is installed to be detachable using a fastening means 121 such as a bolt at the bottom of the
그리고, 상기한 구성에서 몸체(110)의 구동바퀴(130)측에는 중량체(160)가 설치되는데, 상기한 중량체(160)는 본 발명의 실시예에서와 같이 별도의 추와 같은 중량체를 사용할 수도 있으며, 본 발명의 실시에에서는 배터리(170)가 몸체(110)의 중심에 위치하고 있으나 상기한 배터리(170)를 구동바퀴(130) 측으로 하여 배터 리(170)가 중량체로서 사용되도록 할 수 도 있다.And, in the above configuration, the
또한, 상기한 몸체(110)에는 DOT LED방식의 표시부(180)가 구비되어, 센서들에 의하여 측정된 현재의 온도, 조도를 표시해주고, 사용자가 설정하는 다양한 문자가 표시되도록 할 수 도 있다.In addition, the
그리고, 상기한 몸체(110)에는 음악연주부(스피커포함 190)가 더 구비될 수 있다.The
한편, 상기한 구성에서 기어박스(120)에는 볼트체결공(121a)이 형성되고, 몸체(110)에도 상기한 기어박스(120)와 동일한 위치에 볼트체결공(121b)이 설치되어, 복수개의 볼트체결공(121a)(121b)으로 볼트(121c)를 체결함으로써 기어박스(120)를 탈부착하도록 한다.On the other hand, in the above configuration, the gear box 120 has a bolt fastening hole (121a) is formed, the
그리고, 구동바퀴(130)는 기어박스(120)의 양측으로 돌출된 구동축(122)에 억지 끼움식으로 끼웠다 뺐다 할 수 있도록 하며, 도면중 미설명부호 31은 로터리엔코더로서 구동모터의 회전속도에 일치하는 90도 위상차를 갖는 2상의 펄스신호로 측정하여 마이컴으로 출력한다.In addition, the
상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 도립 로봇의 제어부 구성을 도 4 및 도 5를 참조하여 살펴본다.The controller configuration of the inverted robot of the present invention having the configuration as described above will be described with reference to FIGS. 4 and 5.
도 5는 본 발명에 따른 도립로봇의 제어부 구성을 나타내는 블록도로서, 마이컴(40)은 리모컨 혹은 자체에 구비된 키버튼, 몸체와 연결된 컴퓨터를 포함하는 제어신호 입력부로부터 전송받는 제어신호 즉, 자세각(속)도 입력 신호와, 자이로센서와 각속도센서를 포함하는 자세각(속)도 측정부로부터 출력되는 몸체 및 구동 바퀴의 자세각(속)도 측정 신호를 입력받아 감산기(41)에서 감산하고, 이 신호를 입력받은 도립유지를 위한 PI제어기(42)의 이득(Gain)값 K1, K2, K3, K4 즉, 몸체의 각도값(φ), 몸체의 각속도값( ), 구동바퀴의 각도값(θ), 구동바퀴의 각속도값( )의 가충치 이득값을 이용하여 모터토크 산출회로(43)에서 모터토크값 τ(t)을 하기의 수학식 1에 따라 연산하여 출력하며, 출력된 모터토크값 τ(t)과 구동모터의 모터 전류값을 입력받아서 가산기(44)에서 가산한다.Figure 5 is a block diagram showing the configuration of the controller of the inverted robot according to the present invention, the
상기한 수학식 1에서 θ0는 초기위치에서의 구동바퀴의 각도값을 나타낸다. In Equation 1, θ 0 represents an angle value of the driving wheel at the initial position.
그리고, 도 1에서 설명한 디코더(60)에 의하여 H-브릿지회로 동작을 위한 모터 제어신호(KPI) 즉, 정회전, 역회전, 제동, 정지신호와 구동속도를 연산하여 출력하고, 상기한 출력에 따라 모터 구동회로인 H-브릿지회로(50)는 구동모터(30)를 제어하며, 구동모터의 출력전류는 증폭부(70)를 통해서 증폭되어 마이컴(40)으로 다시 입력되어 제어신호로 사용된다.In addition, the
상기한 바와 같이 구성된 로봇의 동작을 하기에서 첨부된 도 6a 내지 도 6c의 순서도를 참조하여 살펴본다.The operation of the robot configured as described above will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 6A to 6C attached below.
도 6a는 로봇의 도립동작을 나타내는 순서도이고, 도 6b는 자유이동동작 및 도 6c는 라인트레이싱 동작을 나타내는 순서도이다.FIG. 6A is a flowchart showing an inverted operation of the robot, FIG. 6B is a flowchart showing a free movement operation, and FIG. 6C is a line tracing operation.
우선 도립 동작을 위해서는 몸체에 단륜 구동 기어박스를 설치한다.First, for the inverted operation, a single wheel drive gearbox is installed on the body.
마이컴은 도 6a에 나타내는 바와 같이 입력되는 신호를 판단하여 도립동작신호입력이 있는지를 샘플링주파수(로봇시스템을 제어하기 위한 동기신호 계측용 주파수, (예) 100Hz)를 이용하여 판단(S101)하고, 샘플링주파수가 있을 경우, 몸체의 각과 각속도를 연산(S102)하고, 각도 초기화가 필요한지를 판단(S103)하여, 각도초기화가 필요할 경우 도립 각도를 설정(S104)하고, 각도 초기화가 필요없이 기 설정된 값으로 도립하거나 설정된 도립각도로 도립할 경우에는 바퀴각과 각속도를 연산(S105)하여 설정된 몸체의 자세제어값(K1, K2, K3, K4)을 적용(S106)하여 모터제어용(KPI) PWM값(디코더의 출력값)을 연산(S107)한다. 이때, 상기한 샘플링주파수가 없을 경우에도 모터제어용(KPI) PWM값(디코더의 출력값)을 연산(S107)한다.As shown in FIG. 6A, the microcomputer judges whether the inverted operation signal is input by using the sampling frequency (frequency for synchronizing signal for controlling the robot system, (eg) 100 Hz) as shown in FIG. 6A. If there is a sampling frequency, calculate the angle and angular velocity of the body (S102), determine whether the angle initialization is necessary (S103), if the angle initialization is required to set the inverted angle (S104), the preset value without the angle initialization When inverted or inverted by the set inverted angle, the wheel angle and the angular velocity is calculated (S105) by applying the attitude control values (K1, K2, K3, K4) of the set body (S106) to control the motor (K PI ) PWM value ( The output value of the decoder) (S107). At this time, even when the sampling frequency is not present, the motor control (K PI ) PWM value (output value of the decoder) is calculated (S107).
이와 같이 연산된 PWM값(PWM_duty)이 '0'보다 작은지를 판단(S108)하여 '0'보다 작을 경우에는 모터는 정회전(S110)하고, '0'보다 작지 않을 경우 '0'인지를 판단(S109)하여, '0'보다 클 경우에는 모터는 역회전(S111)하며, '0'일 경우에는 정지 혹은 제동동작(S112)을 하게 된다.It is determined whether the PWM value (PWM_duty) calculated as described above is smaller than '0' (S108). When the PWM value is smaller than '0', the motor rotates forward (S110). In operation S109, when the motor is greater than '0', the motor rotates in reverse (S111), and when the motor is '0', the motor stops or brakes (S112).
그리고, 몸체에 단륜 구동 기어박스를 제거하고 이륜 구동 기어박스를 볼트를 사용하여 설치한 후, 도립상태 혹은 몸체를 눕힌 상태에서 자유이동 및 라인트레이싱 동작을 실행한다.Then, the single-wheel drive gearbox is removed from the body and the two-wheel drive gearbox is installed using bolts, and then free movement and line tracing operations are performed in an inverted state or the body lying down.
우선 도 6b에 나타내는 바와 같이 마이컴은 입력된 샐플링 주파수를 판단(S201)하여 도립 상태 혹은 눕힌 상태에서 자유이동 명령이 있는지를 판단하여 샘플링 주파수 입력이 있을 경우 전방감지센서로부터 출력되는 신호를 기준으로 전방에 물체가 있는지를 판단(S202)하여, 전방에 물체가 있을 경우에는 구동모터로 정지 혹은 제동신호를 출력하여 로봇이 정지 혹은 제동(S203)(S204)되도록 하고, 전방에 물체가 없을 경우에는 입력되는 리모컨신호를 판단하여 좌우선회, 전후진 등의 제어모드를 연산(S205)하고 구동모터의 구동속도를 가감속하기 위한 연산(S206)을 수행하여 구동모터를 동작(S207)시킴으로써 자유이동이 가능하도록 한다.First, as shown in FIG. 6B, the microcomputer determines the input sampling frequency (S201) to determine whether there is a free movement command in an inverted state or in a laid state, based on the signal output from the front sensor when there is a sampling frequency input. If there is an object in front (S202), if there is an object in front of the drive motor to output a stop or brake signal to stop or brake (S203) (S204), if there is no object in front By determining the input remote control signal, the controller calculates control modes such as left and right turning, forward and backward (S205), and performs operation (S206) to accelerate and decelerate the driving speed of the driving motor to operate the driving motor (S207). Make it possible.
그리고, 도 6c에 나타내는 바와 같이 마이컴은 입력된 샘플링 주파수를 판단(S301)하여 라인트레이싱 명령이 있는지를 판단하여, 라인트레이싱 명령이 있을 경우에는 전방감지센서로부터 출력되는 신호를 판단하여 전방에 물체가 있는지를 판단(S302)하여, 전방에 물체가 있을 경우에는 구동모터에 정지 혹은 제동신호를 출력하여 정지 혹은 제동동작이 이루어지도록 하고(S303)(S304), 전방에 물체가 없을 경우에는 바닥감지센서를 통해서 바닥의 라인을 확인(S305)하여 진행방향 즉 제어모드(좌/우측 등)를 연산(S306)한 후 모터 속도를 연산(S307)하여 구동모터를 동작(S308)시킨다.As shown in FIG. 6C, the microcomputer determines whether an input sampling frequency is present (S301) to determine whether there is a line tracing command, and when there is a line tracing command, the microcomputer judges a signal output from the front sensor to detect an object. If there is an object in front (S302), if there is an object in front of the drive motor to output a stop or brake signal to perform a stop or braking operation (S303) (S304), if there is no object in front of the floor sensor After confirming the line of the floor through (S305) to calculate the driving direction, that is, the control mode (left / right, etc.) (S306) and then calculate the motor speed (S307) to operate the drive motor (S308).
한편, 도 7a 및 도 7b는 단륜 구동 기어박스와, 이륜 구동 기어 박스를 나타내는 도면으로, 상기한 기어박스는 이미 해당업자에게는 자명한 구성이므로 상세한 설명은 생략하며, 필요에 따라 기어비를 다르게 하여 사용할 수 있다.On the other hand, Figure 7a and 7b is a view showing a single-wheel drive gearbox and a two-wheel drive gearbox, the gearbox is already known to those skilled in the relevant configuration, so the detailed description is omitted, if necessary use a different gear ratio Can be.
도 1은 본 발명에 따른 차륜형 도립로봇 제어회로를 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram showing a wheeled inverted robot control circuit according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 로봇의 정면도이다.2 is a front view of the robot according to the present invention.
도 3은 로봇의 배면도이다.3 is a rear view of the robot.
도 5는 로봇의 측면도이다.5 is a side view of the robot.
도 5는 본 발명에 따른 도립로봇의 제어부 구성을 나타내는 블록도이다.Figure 5 is a block diagram showing the configuration of the controller of the inverted robot according to the present invention.
도 6a는 로봇의 도립동작을 나타내는 순서도이다.6A is a flowchart illustrating the inverting operation of the robot.
도 6b는 자유이동동작을 나타내는 순서도이다.6B is a flowchart showing a free movement operation.
도 6c는 라인트레이싱 동작을 나타내는 순서도이다.6C is a flowchart illustrating a line tracing operation.
도 7a 및 도 7b는 단륜 구동 기어박스와, 이륜 구동 기어 박스를 나타내는 도면이다.7A and 7B show a single wheel drive gearbox and a two wheel drive gearbox.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020080032823A KR100860706B1 (en) | 2008-04-08 | 2008-04-08 | Robot control circuit and robot |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020080032823A KR100860706B1 (en) | 2008-04-08 | 2008-04-08 | Robot control circuit and robot |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR100860706B1 true KR100860706B1 (en) | 2008-09-26 |
Family
ID=40023825
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020080032823A KR100860706B1 (en) | 2008-04-08 | 2008-04-08 | Robot control circuit and robot |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100860706B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108919732A (en) * | 2018-10-18 | 2018-11-30 | 大鹏高科(武汉)智能装备有限公司 | A kind of control cabinet executing driving applied to robot |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR920013067U (en) * | 1990-12-21 | 1992-07-25 | 대우중공업 주식회사 | Spin turn control device of driverless vehicle |
KR0129983B1 (en) * | 1994-01-18 | 1998-04-09 | 이대원 | Motor control apparatus |
KR200366104Y1 (en) | 2004-05-10 | 2004-11-03 | 문장현 | Linetracer Robot Motor Controller |
KR100685339B1 (en) | 2004-11-11 | 2007-02-26 | 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 | Moving robot |
JP2007223399A (en) | 2006-02-22 | 2007-09-06 | Equos Research Co Ltd | Vehicle |
JP2007280408A (en) | 2007-05-02 | 2007-10-25 | Advanced Telecommunication Research Institute International | Communication robot |
-
2008
- 2008-04-08 KR KR1020080032823A patent/KR100860706B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR920013067U (en) * | 1990-12-21 | 1992-07-25 | 대우중공업 주식회사 | Spin turn control device of driverless vehicle |
KR0129983B1 (en) * | 1994-01-18 | 1998-04-09 | 이대원 | Motor control apparatus |
KR200366104Y1 (en) | 2004-05-10 | 2004-11-03 | 문장현 | Linetracer Robot Motor Controller |
KR100685339B1 (en) | 2004-11-11 | 2007-02-26 | 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 | Moving robot |
JP2007223399A (en) | 2006-02-22 | 2007-09-06 | Equos Research Co Ltd | Vehicle |
JP2007280408A (en) | 2007-05-02 | 2007-10-25 | Advanced Telecommunication Research Institute International | Communication robot |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108919732A (en) * | 2018-10-18 | 2018-11-30 | 大鹏高科(武汉)智能装备有限公司 | A kind of control cabinet executing driving applied to robot |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6209663B2 (en) | Electric standing car | |
EP1072498A3 (en) | Electric power steering system | |
DE69907753D1 (en) | CONTROL SYSTEM FOR REGULATING ELECTRIC MOTORS FOR DRIVING A TRANSPORT CARRIER | |
KR950007774A (en) | Robot cleaner | |
EP1138577A3 (en) | Electric power steering apparatus | |
WO1997014608A1 (en) | Sensor device, driving force supplementing device using the device and zero point adjusting device for a torque sensor for the driving force supplementing device | |
MY114387A (en) | Electric vehicle chassis controller | |
JP2003194194A (en) | Gear box and motor-assisted bicycle using the same | |
HK1047721A1 (en) | Power-assist vehicle | |
ATE202525T1 (en) | ELECTRIC BICYCLE AUXILIARY DRIVE | |
EP1321349A3 (en) | Electronic power steering apparatus | |
KR100860706B1 (en) | Robot control circuit and robot | |
FI851900L (en) | BANDDRIVET TRANSPORTREDSKAP. | |
SE9400869D0 (en) | Wheelchair with power servo and measuring function | |
JPS63317702A (en) | Steering sensor of power steering apparatus | |
JP2010155518A (en) | Power-assisted carrier | |
JP4712020B2 (en) | Radio controlled model car capable of stable running | |
US10028871B2 (en) | Method and device assisting with the electric propulsion of a rolling system, wheelchair kit comprising such a device and wheelchair equipped with such a device | |
JP2001180494A (en) | Electric dolly | |
JPH11313857A (en) | Small riding vehicle | |
JP2005323434A (en) | Electric vehicle | |
CN218771827U (en) | Drive control circuit, drive control system and medical equipment | |
JP2008114826A (en) | Power assisted drive wheel | |
KR200459276Y1 (en) | A self driving elecric fan | |
KR20120104838A (en) | Actuator module of robot for educational |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
N231 | Notification of change of applicant | ||
A302 | Request for accelerated examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20110922 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130319 Year of fee payment: 5 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |