遙控兩軸云臺小車控制系統硬件設計

任洋 尹宇芳 崔州平 陳應松 張慧潔

摘要：以機器人技術為背景，設計的一種遙控兩軸云臺小車控制系統。該硬件系統以STM32F427ET6單片機為核心，采用全球首例整合性6軸運動處理組件MPU6050（重力加速度陀螺儀）和HMC5983（地磁傳感器）來檢測兩軸（X，Y）云臺的加速度及角加速度，并通過反饋電路實現對云臺的控制。遙控方式采用最新研制的2.4 GHz射頻技術DESST（DJI Enhanced Spread Spectrum Technology）2.4 GHz ISM頻段遙控器無線通信技術，能使有效操控距離達1 000 m。移動方式采用麥克納姆輪這種新型的全方位移動方式來提高移動的靈活性和越野能力。

關鍵詞：兩軸云臺；全方位移動；重力加速度陀螺儀；地磁傳感器

中圖分類號：TP391文獻標志碼：A文章編號：2095-5383（2018）01-0017-03

云臺是一種光機電一體化設備，不僅可以用于運載攝像頭等裝置，還可以用于兩電機按照水平方向和俯仰方向（X，Y）旋轉的安裝控制平臺。兩軸云臺作為一種高精密設備應用十分廣泛[1]，比如全方位攝像頭、無人機云臺、焊接機器人等。為了適應工業環境多樣性與適用性的要求，本文設計一種可遙控兩軸云臺小車控制系統，將兩軸云臺安裝在全方位移動平臺上，使云臺的移動范圍縮小，靈活性增加，并且采用麥克納姆輪全方位運動方式，使兩軸云臺可以適用于狹小空間。

1 系統總體設計

遙控兩軸云臺小車控制系統硬件主要分為3大部分：云臺控制部分、底盤控制部分和數據測量部分。各部分獨立運行并通過總線方式進行通信，其原理框圖如圖1所示。

底盤部分由4個無刷電機經過減速箱減速后帶動麥克納姆輪轉動，從而實現前行、橫移、斜行、旋轉及其組合等運動。……