[發(fā)明專利]模組化多關(guān)節(jié)控制器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910324302.7
• 申請(qǐng)日: 2019-04-22
• 公開（公告）號(hào): CN109866227A
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 樓榮平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 樓榮平
• 主分類號(hào): B25J9/16
• 分類號(hào): B25J9/16
• 代理公司: 杭州信義達(dá)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33305
• 代理人: 施建勇

1.模組化多關(guān)節(jié)控制器，包括電源模塊(1)，其特征在于，該控制器還包括物聯(lián)網(wǎng)控制模塊(2)、運(yùn)動(dòng)控制模塊(11)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊(12)和集成電式電機(jī)模組(14)；所述物聯(lián)網(wǎng)控制模塊(2)包括網(wǎng)絡(luò)接口模塊(6)、傳感接口模塊(5)、工業(yè)總線接口(3)和USB接口(4)，且物聯(lián)網(wǎng)控制模塊(2)信號(hào)連接網(wǎng)絡(luò)接口模塊(6)，所述傳感接口模塊(5)、工業(yè)總線接口(3)和USB接口(4)均電性連接物聯(lián)網(wǎng)控制模塊(1)，且網(wǎng)絡(luò)接口模塊(6)和傳感接口模塊(5)均與工業(yè)總線接口(3)連接；所述運(yùn)動(dòng)控制模塊(11)包括第一單片機(jī)(7)，所述第一單片機(jī)(7)電性連接SDRAM(8)、FPGA(9)和通信總線模塊(10)；所述集成式電機(jī)模組(14)包括電機(jī)控制模塊(13)，所述電機(jī)控制模塊(13)包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊(12)，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊(12)通過(guò)光電隔離器連接FPGA(9)、第二單片機(jī)(19)以及通信芯片，所述電機(jī)控制模塊(13)連接集成式電機(jī)模組(14)，所述集成式電機(jī)模組(14)包括第一集成式電機(jī)模組(14a)和第二集成式電機(jī)模組(14b)，且集成式電機(jī)模組(14)內(nèi)部設(shè)置有編碼器(16)，且電機(jī)控制模塊(13)和電動(dòng)機(jī)(15)均電性連接編碼器(16)。 所述物聯(lián)網(wǎng)控制模塊(2)連接云端服務(wù)器,來(lái)采集處理數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳輸給運(yùn)動(dòng)控制模塊(11)，并有運(yùn)動(dòng)控制模塊(11)驅(qū)動(dòng)集成電機(jī)模塊或者伺服驅(qū)動(dòng)器通信接口具體的步驟如下： 1)首先，物聯(lián)網(wǎng)控制模塊與云端服務(wù)器/本地服務(wù)器通過(guò)簽訂MQTT/HTTP等傳輸協(xié)議，形成數(shù)據(jù)流的傳輸網(wǎng)，這樣物聯(lián)網(wǎng)控制模塊通過(guò)WiFi/4G/5G網(wǎng)絡(luò)通信，來(lái)獲取云端的數(shù)據(jù)信息或向云端發(fā)送本地信息，同樣，物聯(lián)網(wǎng)控制模塊與其他物聯(lián)網(wǎng)控制模塊之間也能夠互聯(lián)，主要通過(guò)WiFi局域網(wǎng)絡(luò)傳輸； 2)然后，由于物聯(lián)網(wǎng)控制模塊設(shè)置有擴(kuò)展接口模塊，如USB設(shè)備的擴(kuò)展接口模塊，可以連接攝像頭頭、揚(yáng)聲器和顯示器等傳感模塊或執(zhí)行機(jī)構(gòu)模塊；再如網(wǎng)絡(luò)設(shè)備擴(kuò)展接口模塊，可以連接手持終端、智能路由器和無(wú)限收發(fā)器 等；還有串口/IO設(shè)備擴(kuò)展接口模塊，可以連接傳感器、按鍵和調(diào)試口等，實(shí)現(xiàn)將云端服務(wù)器的數(shù)據(jù)在各個(gè)設(shè)備間相互傳輸以及其他物聯(lián)網(wǎng)控制模塊間數(shù)據(jù)流的傳輸；3)再者，物聯(lián)網(wǎng)控制模塊將接收的機(jī)器人數(shù)據(jù)包含相應(yīng)的工作數(shù)據(jù)，并將工作數(shù)據(jù)中有傳感器模塊輸入的信號(hào)數(shù)據(jù)來(lái)獲得事物對(duì)象數(shù)據(jù)，由事物對(duì)象數(shù)據(jù)來(lái)調(diào)用對(duì)應(yīng)的技能數(shù)據(jù)并整合成為能動(dòng)執(zhí)行數(shù)據(jù)，并把傳輸執(zhí)行機(jī)構(gòu)模塊。物聯(lián)網(wǎng)控制模塊把能動(dòng)執(zhí)行數(shù)據(jù)給運(yùn)動(dòng)控制模塊，運(yùn)動(dòng)控制模塊通過(guò)解析能動(dòng)執(zhí)行數(shù)據(jù)得到運(yùn)動(dòng)指令數(shù)據(jù)傳輸給集成電機(jī)模組或者驅(qū)動(dòng)器接口模塊，電機(jī)模組或伺服驅(qū)動(dòng)器通過(guò)控制指令來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制。運(yùn)動(dòng)控制模塊就電機(jī)組狀態(tài)數(shù)據(jù)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程數(shù)據(jù)以及運(yùn)動(dòng)控制模塊數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)。 4)最后，物聯(lián)網(wǎng)模塊獲取到執(zhí)行機(jī)構(gòu)模塊中的能動(dòng)執(zhí)行數(shù)據(jù)，結(jié)合傳感器數(shù)據(jù)，事物對(duì)象數(shù)據(jù)，整合成為工作數(shù)據(jù)，結(jié)合控制器設(shè)備數(shù)據(jù)，控制程序中人為設(shè)定的任務(wù)數(shù)據(jù)整合為機(jī)器人數(shù)據(jù)，上傳至服務(wù)器或者用于和其他控制器進(jìn)行通訊。物聯(lián)網(wǎng)模塊從運(yùn)動(dòng)控制模塊中獲取運(yùn)動(dòng)控制數(shù)據(jù)作為能動(dòng)執(zhí)行數(shù)據(jù)包含運(yùn)動(dòng)狀態(tài)數(shù)據(jù)，運(yùn)動(dòng)技能數(shù)據(jù)。物聯(lián)網(wǎng)模塊的內(nèi)存會(huì)存儲(chǔ)工作數(shù)據(jù)，能動(dòng)執(zhí)行數(shù)據(jù)，控制器設(shè)備數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)進(jìn)行保存。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模組化多關(guān)節(jié)控制器，其特征在于，所述電源模塊(1)電性連接物聯(lián)網(wǎng)控制模塊(2)、運(yùn)動(dòng)控制模塊(11)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊(12)和集成電式電機(jī)模組(14)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模組化多關(guān)節(jié)控制器，其特征在于，所述物聯(lián)網(wǎng)控制模塊(2)采用linux系統(tǒng)，且物聯(lián)網(wǎng)控制模塊(2)還包括用于外接擴(kuò)展設(shè)備的通信接口，所述通信接口連接第一單片機(jī)(7)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模組化多關(guān)節(jié)控制器，特征在于，所述FPGA(9)作為SDRAM(8)與工業(yè)控制總線的驅(qū)動(dòng)芯片，并電性連接第二單片機(jī)(19)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模組化多關(guān)節(jié)控制器，其特征在于，所述運(yùn)動(dòng)控制模塊(11)信號(hào)連接通信接口，所述運(yùn)動(dòng)控制模塊(11)還電性連接有伺服驅(qū)動(dòng)器(22)，所述伺服驅(qū)動(dòng)器(22)電性連接外部伺服電機(jī)(23)，所述外部伺服電機(jī)(23)機(jī)械連接動(dòng)力纖(24)，所述動(dòng)力纖(24)機(jī)械連接動(dòng)力元件(25)。