[發明專利]一種智能協作機器人控制系統、方法及存儲介質

有效

• 申請號: 202010140132.X
• 申請日: 2020-03-03
• 公開（公告）號: CN111230885B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 蘇潮;吳生;歐建國;邵立偉;黃德皇;陳慶武
• 申請（專利權）人: 中山早稻田科技有限公司;中山市北京理工大學研究院
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 廣州專才專利代理事務所(普通合伙) 44679
• 代理人: 楊惠邦

1.一種智能協作機器人控制系統，其特征在于，所述控制系統包括電機驅動器、運動控制器、機器人伺服電機、扭矩傳感器和旋轉磁編碼器；其中，所述電機驅動器包括DSP雙核芯片，所述DSP雙核芯片包括第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端和第一輸出端；所述DSP雙核芯片的第一輸入端與運動控制器電性連接，用于接收運動控制器發送的指令信號；所述DSP雙核芯片的第二輸入端與扭矩傳感器電性連接，用于獲取扭矩傳感器檢測的機器人伺服電機的輸出扭矩；所述DSP雙核芯片的第三輸入端與旋轉磁編碼器電性連接，用于獲取旋轉磁編碼器檢測的機器人伺服電機的速度和轉動角度；所述DSP雙核芯片的第一輸出端與機器人伺服電機電性連接，用于控制機器人伺服電機的工作狀態，進而控制機器人的運動軌跡；

所述DSP雙核芯片，還用于根據指令信號、電機的輸出扭矩以及電機的速度與轉動角度生成第一驅動信號，發送給機器人伺服電機，驅動機器人伺服電機的工作狀態；

所述電機驅動器包括三相全橋及其驅動電路；所述DSP雙核芯片的第一輸出端通過三相全橋及其驅動電路與機器人伺服電機電性連接；其中，所述三相全橋及其驅動電路包括第二MOS管驅動芯片U5、第三MOS管驅動芯片U9、第四MOS管驅動芯片U11、第一三相全橋、第二三相全橋、第三三相全橋、第一霍爾傳感器芯片U6、第二霍爾傳感器芯片U10和第八接插件J8；芯片U12的端口3與第二MOS管驅動芯片U5的端口1電性連接，芯片U12的端口4與第二MOS管驅動芯片U5的端口2電性連接；第二MOS管驅動芯片U5的端口7通過電阻R23與第一三相全橋的三極管上管Q2的基極電性連接，端口4通過電阻R25與第一三相全橋的三極管下管Q3的基極電性連接；第一三相全橋與第一霍爾傳感器芯片U6電性連接；芯片U12的端口5與第三MOS管驅動芯片U9的端口1電性連接，芯片U12的端口6與第三MOS管驅動芯片U9的端口2電性連接；第三MOS管驅動芯片U9的端口7通過電阻R35與第二三相全橋的三極管上管Q4的基極電性連接，端口4通過電阻R37與第二三相全橋的三極管下管Q5的基極電性連接；芯片U12的端口7與第四MOS管驅動芯片U11的端口1電性連接，芯片U12的端口8與第四MOS管驅動芯片U11的端口2電性連接；第四MOS管驅動芯片U11的端口7通過電阻R42與第三三相全橋的三極管上管Q6的基極電性連接，端口4通過電阻R44與第三三相全橋的三極管下管Q7的基極電性連接；第一霍爾傳感器芯片U6的端口6、第二霍爾傳感器芯片U10的端口6、第三MOS管驅動芯片U11的端口6通過第八接插件J8與機器人伺服電機電性連接。

2.根據權利要求1所述一種智能協作機器人控制系統，其特征在于，所述電機驅動器包括EtherCAT通訊接口，所述DSP雙核芯片的第一輸入端通過EtherCAT通訊接口與運動控制器電性連接；

和/或，所述電機驅動器包括模擬信號調理電路；所述DSP雙核芯片的第二輸入端通過模擬信號調理電路與扭矩傳感器電性連接；

和/或，所述電機驅動器包括編碼器接口電路，所述DSP雙核芯片的第三輸入端通過編碼器接口電路與旋轉磁編碼器電性連接。

3.根據權利要求2所述一種智能協作機器人控制系統，其特征在于，所述模擬信號調理電路包括第十接插件、差分放大電路、比例放大電路和減法比例電路；所述扭矩傳感器通過第十接插件與差分放大電路電性連接，差分放大電路通過比例放大電路與減法比例電路電性連接；所述DSP雙核芯片通過DSP模擬信號口語減法比例電路電性連接。

4.根據權利要求2所述一種智能協作機器人控制系統，其特征在于，所述旋轉磁編碼器包括多圈絕對值編碼器和增量式編碼器；其中，多圈絕對值編碼器與電機連接，用于檢測電機的速度；增量式編碼器與電機連接，用于檢測電機的轉動角度；所述編碼器接口電路包括電平轉換電路、第五接插件和第十四接插件；所述多圈絕對值編碼器通過第五接插件向電平轉換電路提供ABZ信號；增量式編碼器通過第十四接插件向電平轉換電路提供SPI信號；所述DSP雙核芯片通過DSP捕獲口、DSP-SPI接口與電平轉換電路電性連接。