《移动机器人》课件-第2章-移动机器人硬件机构.pptx

移动机器人第二章 硬件机构 《移动机器人》课件-第2章-移动机器人硬件机构全文共47页，当前为第1页。 目录 2.1 控制器 2.2 驱动器 2.3 其他硬件装置 移动机器人 2 《移动机器人》课件-第2章-移动机器人硬件机构全文共47页，当前为第2页。 2.1 控制器 移动机器人 3 目前移动机器人中常用的控制器有： 单片机 嵌入式控制器 工控机 《移动机器人》课件-第2章-移动机器人硬件机构全文共47页，当前为第3页。 2.1 控制器—单片机 移动机器人 4 单片机（Microcontrollers）是一种集成电路芯片，采用超大规模集成电路技术，在一块硅片上集成中央处理器、随机存储器、只读存储器、定时器、各种I/O结构和中断系统、定时器/计数器等，相当于一个微型计算机系统。 单片机的优点： 体积比较小 重量轻 价格低 有良好的可靠性和抗干扰性 《移动机器人》课件-第2章-移动机器人硬件机构全文共47页，当前为第4页。 2.1 控制器—嵌入式控制器 移动机器人 5 嵌入式控制器（Embedded Controller）是用于执行指定独立控制功能并具有复杂方式处理数据能力的控制系统。它是由嵌入式微电子技术芯片（包括微处理器芯片、定时器、序列发生器或控制器等一系列微电子器件）来控制的电子设备或装置，用于控制、监视或者辅助操作。 嵌入式控制器优点： 具有开放性和可伸缩性的体系结构， 可裁剪性好、 实时性强、 操作简单方便、 稳定性强 《移动机器人》课件-第2章-移动机器人硬件机构全文共47页，当前为第5页。 2.1 控制器—嵌入式控制器 移动机器人 6 常用的嵌入式控制器有ARM（Advanced RISC Machine）、DSP（digital signal processor）、FPGA（Field Programmable Gate Array）等。下图是树莓派Raspberry Pi 4控制器。 图2-1 树莓派Raspberry Pi4控制器 《移动机器人》课件-第2章-移动机器人硬件机构全文共47页，当前为第6页。 2.1 控制器—嵌入式控制器 移动机器人 7 广义上讲，单片机应用属于嵌入式系统的一个分支，嵌入式系统是一个大类，而单片机是其中一个重要的子类。单片机与嵌入式之间的区别如下表： 单片机 嵌入式系统 单片机由运算器、控制器、存储器、输入输出设备构成。 单片机是包含微控制电路和通用输入输出接口器件的集成电路芯片。 单片机自身为主体，是通用的电子器件。 嵌入式系统由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统、特定的应用程序组成。 嵌入式系统可用单片机实现，也可用其他可编程的电子器件实现。 嵌入式被安装在目标应用系统内，但主导控制关系，是控制目标应用系统运行的逻辑处理系统。是一个专用系统。 表2-1 单片机与嵌入式系统区别 《移动机器人》课件-第2章-移动机器人硬件机构全文共47页，当前为第7页。 2.1 控制器—工控机 移动机器人 8 工控机（Industrial Personal Computer，IPC）全称为工业控制计算机，是一种采用总线结构，对生产过程及机电设备、工艺装备进行检测与控制的工具总称。工控机具有重要的计算机属性和特征，如具有计算机主板、CPU、硬盘、内存、外设及接口，并有操作系统、控制网络和协议、计算能力以及友好的人机界面。 图2-2 工控机 《移动机器人》课件-第2章-移动机器人硬件机构全文共47页，当前为第8页。 2.1 控制器—工控机 移动机器人 9 工控机主要类别如下： 基于PC总线工业计算机IPC（Industrial Personal Computer） 可编程控制系统PLC（Programable Logic Controller） 分布式控制系统DCS（Distributed Control System） 现场总线控制系统FCS（Field bus Control System） 数控系统CNC（Numerical Control System） 《移动机器人》课件-第2章-移动机器人硬件机构全文共47页，当前为第9页。 2.1 控制器—工控机 移动机器人 10 基于PC总线工业计算机IPC（Industrial Personal Computer） IPC是加固的增强型个人计算机，主要由工业机箱、无源底板及可扩充的各种板卡组成，可实现对工业生产过程实时在线检测与控制，保证系统的正常运行；具有很强的扩充性，能与工业现场的各种外设、板卡相连以完成各种任务；具有很好的兼容性，能同时利用ISA与PCI及PICMG资源，并支持各种操作系统，多种语言汇编，多任务操作系统。 《移动机器人》课件-第2章-移动机器人硬件机构全文共47页，当前为第10页。 2.1 控制器—工控机 移动机器