[實(shí)用新型]一種機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201120507816.5
• 申請(qǐng)日: 2011-12-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN202331114U
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁金婷;朱丹奇;毛思純;張孫斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)城市學(xué)院
• 主分類號(hào): G05B19/05
• 分類號(hào): G05B19/05
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制器。

背景技術(shù)

目前，常用的對(duì)機(jī)器人控制往往是一個(gè)復(fù)雜的機(jī)電耦合系統(tǒng)，或是以繼電系統(tǒng)來(lái)對(duì)機(jī)器人進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制。但是在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行開(kāi)發(fā)時(shí)，往往由于采用傳統(tǒng)的開(kāi)發(fā)平臺(tái)，對(duì)于機(jī)器人愛(ài)好者過(guò)于復(fù)雜，而且開(kāi)放性和擴(kuò)展性不夠，大大影響開(kāi)發(fā)周期。同時(shí)傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)硬件部分體積過(guò)于龐大，功耗高，可靠性低。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有的機(jī)器人控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)、投入經(jīng)費(fèi)龐大和硬件調(diào)試效率不高的不足,?本實(shí)用新型提供一種機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制器，該運(yùn)動(dòng)控制器不僅能通過(guò)不同的模塊組合來(lái)對(duì)機(jī)器人下達(dá)控制指令，而且能方便對(duì)控制器進(jìn)行在線修改和調(diào)試。

本實(shí)用新型解決技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案為：

一種機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制器，包括輸入單元、PLC單元、輸出單元和控制單元。輸入單元的輸出端與PLC單元輸入端信號(hào)連接，PLC單元的輸出端與輸出單元信號(hào)連接，所述的PLC單元由控制單元控制。

所述的輸入單元為可轉(zhuǎn)換成數(shù)字量信號(hào)的一種或多種傳感器。

所述的輸出單元為與PLC單元輸出信號(hào)相對(duì)應(yīng)的各種執(zhí)行器。

所述的控制單元中包括運(yùn)動(dòng)控制單元和狀態(tài)控制單元，所述的運(yùn)動(dòng)控制單元由前進(jìn)模塊、前左轉(zhuǎn)模塊、前右轉(zhuǎn)模塊、后退模塊、后左轉(zhuǎn)模塊和后右轉(zhuǎn)模塊；所述的狀態(tài)控制單元包括啟動(dòng)模塊、結(jié)束模塊、停止模塊和延時(shí)模塊。

本實(shí)用新型的有益效果：以一個(gè)個(gè)獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)模塊的組合來(lái)對(duì)機(jī)器人進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制，開(kāi)發(fā)方式方便，界面形象直觀，能大大地縮短研發(fā)周期，并且使調(diào)試工作快速、方便，節(jié)省了機(jī)器人的投入經(jīng)費(fèi)，具有一定的實(shí)用價(jià)值。

附圖說(shuō)明

圖1是硬件結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是PC與S7-200PLC串口通信圖；

圖3是I/O信號(hào)采集流程圖；

圖4是控制單元框架結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1所示，整個(gè)硬件部分是以PLC單元作為核心，配以輔助設(shè)備來(lái)對(duì)系統(tǒng)的控制。輸入部分的運(yùn)行開(kāi)關(guān)用來(lái)控制硬件的工作狀態(tài)，同時(shí)在非正常工作情況下可以起到保護(hù)硬件電路的作用。PLC單元是整個(gè)硬件的核心部分，通過(guò)PLC單元執(zhí)行控制單元的指令，并且自身也可以簡(jiǎn)單的編程對(duì)輸出部分進(jìn)行控制。輸出則主要包括電機(jī)和指示設(shè)備，電機(jī)的啟動(dòng)、停止、正、反轉(zhuǎn)控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)，指示設(shè)備則產(chǎn)生反饋信號(hào)，有利于對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行更好地調(diào)試和設(shè)計(jì)。

如圖2所示，控制單元與PLC單元的連接通過(guò)PPI/PC電纜來(lái)進(jìn)行通信。PPI/PC電纜是由串口的232和485協(xié)議組成的。在控制單元端用232進(jìn)行連接，然后通過(guò)485進(jìn)行差模傳輸，最后連接到PLC單元上，這樣以來(lái)減少了數(shù)據(jù)的丟失，并且增加了數(shù)據(jù)的傳輸距離。

如圖3所示，I/O的信號(hào)采集過(guò)程可分為兩個(gè)部分。第一部分是上電處理，設(shè)備上電后對(duì)PLC單元進(jìn)行一次初始化，包括硬件初始化、I/O模塊配置檢查、停電保持范圍設(shè)定及其他初始化設(shè)置。第二部分為數(shù)據(jù)接收，PLC單元進(jìn)行掃描工作，判斷輸入端子處是否有輸入信號(hào)，若有則將輸入狀態(tài)存入相應(yīng)的寄存器中，等待程序執(zhí)行，反之，則進(jìn)行循環(huán)掃描。

如圖4所示，機(jī)器人的總控制是由一個(gè)個(gè)獨(dú)立的模塊經(jīng)組合搭建而成的。獨(dú)立的模塊代表了對(duì)機(jī)器人各種運(yùn)動(dòng)方式的實(shí)現(xiàn)，運(yùn)用控制單元可以對(duì)各種運(yùn)動(dòng)方式進(jìn)行封裝使之成為一個(gè)個(gè)單獨(dú)的控制指令。各模塊具備實(shí)現(xiàn)某一項(xiàng)運(yùn)動(dòng)的能力，將不同的模塊進(jìn)行組合既可以開(kāi)發(fā)出能完成一定運(yùn)動(dòng)功能的機(jī)器人控制器。