[發明專利]一種機器人運動控制系統

有效

• 申請號: 201810687425.2
• 申請日: 2018-06-28
• 公開（公告）號: CN108724192B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 李輝;郭鵬;趙玲;畢建平;劉迪;李鴻強;李雷;李淵
• 申請（專利權）人: 河南工程學院
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 西安銘澤知識產權代理事務所(普通合伙) 61223
• 代理人: 俞曉明

1.一種機器人運動控制系統，包括輸入模塊，其特征在于：所述輸入模塊的輸出端電性連接上位機的輸入端，所述上位機的輸出端電性連接信號處理模塊的輸入端，所述信號處理模塊的輸出端電性連接通訊模塊的輸入端，所述信號處理模塊包括抗混疊濾波模塊，所述抗混疊濾波模塊的輸出端電性連接A/D轉換模塊的輸入端，所述A/D轉換模塊的輸出端電性連接DSP芯片的輸入端，所述DSP芯片的輸出端電性連接D/A轉換模塊的輸入端，所述D/A轉換模塊的輸出端電性連接平滑濾波模塊的輸入端；

通過所述抗混疊濾波模塊實現對輸入的控制命令的帶限濾波和抽樣，然后通過所述A/D變換將信號轉換成數字比特流，并傳輸至所述DSP芯片，通過所述DSP芯片進行信號處理，并傳輸至所述D/A轉換模塊將信號轉換成模擬樣值，最后通過所述平滑濾波模塊實現對信號的內插和平滑濾波，得到連續的模擬信號；

所述通訊模塊的輸出端電性連接單片機的輸入端，所述單片機的輸入端分別電性連接紅外接收裝置、傳感器模塊和圖像采集卡的輸出端，所述圖像采集卡的輸入端電性連接攝像頭的輸出端，所述單片機的輸出端分別電性連接紅外發射裝置和驅動模塊的輸入端，所述驅動模塊的輸出端電性連接執行機構的輸入端；

通過所述攝像頭拍攝水果的圖像信息，并通過所述圖像采集卡進行圖像采集，傳輸至所述單片機，所述單片機對采集的水果的圖像信息進行處理和分析，判斷水果是否 成熟，當水果成熟時，通過所述紅外發射裝置發射連續光束光斑，紅外接收模塊對連續光束光斑進行感應，并傳輸至所述單片機，所述單片機對信號進行處理和分析，并通過驅動模塊控制執行機構，從而實現紅外光束跟蹤，并實現對水果的采摘，通過所述傳感器模塊實現機器人的運動檢測，通過所述輸入模塊進行控制命令的輸入端，并傳輸至所述上位機，通過所述信號處理模塊對控制命令信號的處理，然后通過通訊模塊將控制命令信息傳輸至所述單片機，實現遠程控制；

所述通訊模塊至少包括WIFI模塊、GSM模塊和藍牙模塊中的一種；

所述紅外發射裝置包括發光端面安裝有光學系統的紅外發射管；

所述攝像頭為球狀攝像頭，且球狀攝像頭的外壁設置有LED燈珠；

所述驅動模塊包括信號采集模塊，所述信號采集模塊的輸出端電性連接信號調整模塊的輸入端，所述信號調整模塊的輸出端電性連接電機驅動器的輸入端，所述電機驅動器的輸出端電性連接減速傳動裝置的輸入端，所述減速傳動裝置的輸出端電性連接步進電機的輸入端，所述步進電機的輸出端電性連接光電編碼器的輸入端，所述光電編碼器的輸出端電性連接位置檢測模塊的輸入端，所述位置檢測模塊的輸出端電性連接速度計算模塊的輸入端，所述速度計算模塊的輸出端電性連接信號調整模塊的輸入端；

通過所述信號采集模塊采集所述單片機發出的信號，并傳輸至所述信號調整模塊實現對信號的調整，所述光電編碼器通過光電轉換將所述步進電機的幾何位移量轉換成脈沖或數字量，并通過所述位置檢測模塊檢測進行步進電機的位置檢測，所述速度計算模塊實現對所述步進電機的轉動角度的計算，并將計算結果傳遞至所述信號調整模塊，通過所述電機驅動器和所述減速傳動裝置實現對所述步進電機的驅動；

所述傳感器模塊包括傾角傳感器、光纖陀螺儀、超聲波傳感器和高精度電位器，所述傾角傳感器用于檢測機器人的俯仰角和橫滾角，所述光纖陀螺儀用于檢測機器人與水平面之間的偏角，所述超聲波傳感器用于檢測機器人路徑上的障礙物，所述高精度電位器用于測量機器人手臂的傾角。