[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

本發明公開了一種智能協作機器人控制系統，本控制系統通過采用DSP雙核芯片實現機器人伺服電機的驅動電路，將DSP雙核芯片中的其中一核芯片用于接收運動控制器下發的信號指令，并實時采集扭矩傳感器和旋轉磁編碼器檢測的電機的輸出扭矩、速度和轉動角度生成對應的驅動信號；另一個用于將驅動信號下發至機器人伺服電機，驅動機器人伺服電機的工作，實現對機器人的運動控制，通過將數據的運算與下發指令分開處理，可大大提高數據運算的速率；同時將機器人伺服電機的輸出扭矩、速度以及轉動角度反饋到驅動信號的計算中，實現機器人的反饋控制，提高機器人控制的精度以及靈敏度。本發明還提供了一種智能協作機器人控制方法及存儲介質。

技術領域

本發明涉及機器人控制系統，尤其涉及一種智能柔性協作機器控制系統、方法及存儲介質。

背景技術

目前，現有的協作機器人控制系統的驅動部分所用的CPU基本上是單核DSP芯片、單核DSP+FPGA、或者是DSP+ARM?2片IC，無論在運算速度上還是程序設計靈活性和高效性都不是特別理想。現有的協作機器人在柔性工作和碰撞檢測上的功能是依靠電機的電流反饋控制來實現，其精度和靈敏度非常低。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明的目的之一在于提供一種智能協作機器人控制系統，其能夠解決現有設計中機器人控制的靈活度、精度以及靈敏度低等問題。

本發明的目的之二在于提供一種智能協作機器人控制方法，其能夠解決現有設計中機器人控制的靈活度、精度以及靈敏度低等問題。

本發明的目的之三在于提供一種存儲介質，其能夠解決現有設計中機器人控制的靈活度、精度以及靈敏度低等問題。

本發明的目的之一采用如下技術方案實現：

一種智能協作機器人控制系統，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。

進一步地，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；

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。

進一步地，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。