[發明專利]基于QT人機交互界面與電機伺服系統的移動機器人運動控制系統

有效

• 申請號: 201810654212.X
• 申請日: 2018-06-22
• 公開（公告）號: CN108762163B
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發明（設計）人: 張福海;陶一帆;袁儒鵬;付宜利
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 岳泉清

基于QT人機交互界面與電機伺服系統的移動機器人運動控制系統，涉及移動機器人平臺。它為了解決目前的應用的機器人不利于集成，通用性較差，控制性能較差，且由于整體結構過于封閉，在發生故障或試用期間不利于調試的問題。本發明電機反饋電路用于采集機器人驅動輪的脈沖信號、測量脈沖信號的脈沖頻率，將脈沖頻率發送至控制器中，電機驅動模塊根據控制器下達的電機控制信號驅動機器人驅動輪的驅動電機旋轉，陀螺儀采集移動機器人的角加速度數據并發送至控制器中，控制器與上位機實現數據交互，控制器內電機控制單元用于采集對應驅動輪的電機反饋電路發送的當前脈沖頻率，根據當前脈沖頻率和電機的預設信號通過PID運算獲得電機控制信號。

技術領域

本發明屬于移動機器人平臺，具體涉及移動機器人的運動控制系統技術與系統調試的人機交互技術。

背景技術

隨著機器人技術的進步及其應用領域的不斷擴展，移動機器人作為智能機器人的一個分支正在逐步進入我們的生活，并給機器人自主化與智能化的相關理論帶來了新的動力。目前，移動機器人技術正在日益成為機器人領域的研究熱點。在諸如餐廳服務、倉儲管理、快遞投送以及工廠物料輸送等領域有著十分巨大的運用前景。但是，目前的應用的機器人普遍體積過大，因而不利于集成，通用性較差，控制性能較差；同時，由于整體結構過于封閉，在發生故障或試用期間不利于調試。

發明內容

本發明是為了解決目前的應用的機器人普遍體積過大，因而不利于集成，通用性較差，控制性能較差，且由于整體結構過于封閉，在發生故障或試用期間不利于調試的問題，現提供基于QT人機交互界面與電機伺服系統的移動機器人運動控制系統。

基于QT人機交互界面與電機伺服系統的移動機器人運動控制系統，包括：陀螺儀3、控制器4、上位機7、n路電機反饋電路和n路電機驅動模塊6，n為機器人驅動輪的數量，

n路電機反饋電路和n路電機驅動模塊6分別與機器人的n個驅動輪一一對應，電機反饋電路用于采集機器人驅動輪的脈沖信號、測量脈沖信號的脈沖頻率，將脈沖頻率發送至控制器4中，電機驅動模塊6用于根據控制器4下達的電機控制信號驅動機器人驅動輪的驅動電機旋轉，

陀螺儀3用于采集移動機器人的角加速度數據并發送至控制器4中，

控制器4與上位機7實現數據交互，上位機7內嵌有QT人機交互界面，QT人機交互界面用于顯示控制器發送的數據和電機速度曲線，QT人機交互界面還用于人工輸入電機的預設信號，

控制器4內嵌有以下功能單元：

n個電機控制單元：n個電機控制單元分別與n個驅動輪一一對應，每個電機控制單元均用于采集對應驅動輪的電機反饋電路發送的當前脈沖頻率，根據當前脈沖頻率和電機的預設信號通過PID運算獲得電機控制信號，將電機控制信號發送至相應電機驅動模塊6中，

陀螺儀信息采集單元：采集陀螺儀3獲得的角加速度數據，

通訊單元：將當前脈沖頻率和角加速度數據發送至上位機7中，采集上位機7中輸入的電機的預設信號。

每路電機反饋電路包括脈沖倍頻電路1和脈沖測量電路2，

所述機器人驅動輪的驅動電機為無刷直流電機，該無刷直流電機內置霍爾傳感器，該霍爾傳感器用于采集無刷直流電機的電機轉速信號，該電機轉速信號為機器人驅動輪的脈沖信號，電機轉速信號通過光耦隔離電路5發送至脈沖倍頻電路1中，脈沖倍頻電路1用于將獲得的電機轉速信號進行倍頻并發送至脈沖測量電路2，脈沖測量電路2用于測量脈沖倍頻信號的脈沖頻率并將脈沖頻率發送至控制器4。

本發明提出了一種基于QT人機交互界面與電機伺服系統的移動機器人運動控制系統，給使用者提供一個用于運動控制調試的用戶界面，方便使用者根據機器人的不同型號和使用方式來為運動控制系統設置合適的參數，提高整套運動控制系統的通用化與智能化水平。具體有益效果如下：