[實(shí)用新型]一種具有人機(jī)界面的多舵機(jī)機(jī)器手控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201120084107.0
• 申請日: 2011-03-28
• 公開（公告）號: CN202053255U
• 公開（公告）日: 2011-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊繼全;宋立博;夏俊
• 申請（專利權(quán)）人: 南京敦超機(jī)電科技有限公司
• 主分類號: B25J13/00
• 分類號: B25J13/00
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 胡建華

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種采用人機(jī)界面通訊技術(shù)的運(yùn)動控制系統(tǒng)，特別是一種具有人機(jī)界面的多舵機(jī)機(jī)器手控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人控制一般采用離線編程方式或示教方式，機(jī)械手一般采用專用運(yùn)動控制器配合MCU或DSP控制板方式。這幾種控制方式存在交互性差、控制人員無法實(shí)時了解機(jī)器人或機(jī)械手末端執(zhí)行器當(dāng)前位姿和速度等信息及無法實(shí)時變更控制參數(shù)等諸多問題。

經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，蔡文明等在《浙江工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報》2008年第8卷第3期第25-28頁上發(fā)表的“人機(jī)界面與PLC在物料分揀系統(tǒng)中的應(yīng)用”，該文采用TP460-T型觸摸屏通過與三菱FX2N型PLC硬件的連接，及觸摸屏、PLC和機(jī)械手之間的通信實(shí)現(xiàn)了全新的圖形操作界面和物料分揀功能。但這種技術(shù)存在系統(tǒng)價格昂貴、需要中間控制PLC、通信環(huán)節(jié)多和協(xié)議復(fù)雜的缺點(diǎn)。

實(shí)用新型內(nèi)容

實(shí)用新型目的：本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有人機(jī)界面的多舵機(jī)機(jī)器手控制系統(tǒng)。

為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型公開了一種具有人機(jī)界面的多舵機(jī)機(jī)器手控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：電源電路，單片機(jī)電路，所述單片機(jī)電路分別連接初始位置檢測電路、主電流控制電路、舵機(jī)PWM控制電路、HMI接口電路及電流檢測電路；其中主電流控制電路連接舵機(jī)PWM控制電路，舵機(jī)PWM控制電路連接電流檢測電路；

所述初始位置檢測電路檢測最底端舵機(jī)和機(jī)器手關(guān)節(jié)的初始位置；

所述人機(jī)界面經(jīng)HMI接口電路發(fā)送相應(yīng)的舵機(jī)位置信號至單片機(jī)電路；所述單片機(jī)電路發(fā)送通路信號至主電流控制電路，并根據(jù)通信協(xié)議發(fā)送PWM信號至相應(yīng)的舵機(jī)PWM控制電路，實(shí)現(xiàn)舵機(jī)和機(jī)械手的位置控制；

所述電流檢測電路對舵機(jī)電流進(jìn)行I/V轉(zhuǎn)換和放大后饋入單片機(jī)電路，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后輸入舵機(jī)PWM控制電路和主電流控制電路；在電流超過舵機(jī)的額定電流時，單片機(jī)電路發(fā)送斷路信號至主電流控制電路，關(guān)閉主電流電路和相應(yīng)舵機(jī)的PWM信號以實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的過流保護(hù)，同時在人機(jī)界面HMI顯示報警信息。

所述的電源電路，其核心為一塊電源管理芯片，用于將外部電源提供的+12V電壓轉(zhuǎn)換為+3.3V直流電壓，為系統(tǒng)供電。

本實(shí)用新型中，所述的單片機(jī)電路，其核心為一塊MCU芯片，用于急停、初始位置檢測、主電流控制電路通斷、舵機(jī)PWM控制信號輸出、與HMI通信及主電流控制電路電流檢測等功能。優(yōu)選地，所述單片機(jī)電路包括單片機(jī)芯片U2、電容C3、電容C4、電容C5、電容C6、電容C7、電阻R1、電阻R2、電感L1、按鍵開關(guān)SW1、發(fā)光管LED2、電阻R23、電容C16、電容C22、續(xù)流二極管D8及按鍵開關(guān)SW3；單片機(jī)芯片U2的引腳VCC端并聯(lián)后接電源VCC，并分別經(jīng)電容C3及電容C4去耦至地；單片機(jī)芯片U2的引腳GND端并聯(lián)后接地GND；單片機(jī)芯片U2的引腳PB0/ICP端經(jīng)電阻R2、發(fā)光管LED2后接電源VCC；單片機(jī)芯片U2的引腳AVEF端經(jīng)電容C5接地；單片機(jī)芯片U2的引腳AVCC端經(jīng)電感L1上拉至VCC并經(jīng)電容C6去耦至地；單片機(jī)芯片U2的引腳ADC6端經(jīng)引出線與電流檢測電路相連，用于流經(jīng)主電流控制回路及舵機(jī)的電流檢測；單片機(jī)芯片U2的引腳PC0/ADC0端、引腳PC1/ADC1端、引腳PC2/ADC2端、引腳PC3/ADC3端、引腳PC4/ADC4端及引腳PC5/ADC5端經(jīng)引出線與舵機(jī)PWM控制電路相連，用于驅(qū)動舵機(jī)PWM信號的轉(zhuǎn)換和緩沖；單片機(jī)芯片U2的引腳PC6/RESET端經(jīng)并聯(lián)的電阻R23及反向二極管D8上拉至VCC，并經(jīng)過按鍵開關(guān)SW3、電容C16及電容C22接地；二極管D8構(gòu)成電容C16及電容C22的泄荷及放電回路；單片機(jī)芯片U2的引腳PD0/RXD端、引腳PD1/TXD端經(jīng)引出線與HMI接口電路相連，用于人機(jī)界面與單片機(jī)芯片U2的數(shù)據(jù)通訊；單片機(jī)芯片U2的引腳PD3/INT1端經(jīng)電阻R1上拉至VCC，并經(jīng)電容C7及按鍵開關(guān)SW1接地，用于系統(tǒng)起始與急停控制；單片機(jī)芯片U2的引腳PD4/T0/XCK端經(jīng)引出線與主電流控制電路相連，用于主電流控制電路的通路、斷路控制；單片機(jī)芯片U2的引腳PD7/AIN1端經(jīng)引出線與所述初始位置檢測電路相連。