[發明專利]一種主從式機械臂控制系統

在審

• 申請號: 202210448522.2
• 申請日: 2022-04-27
• 公開（公告）號: CN114800507A
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 鄧云;石叢瑋;王曜瑄
• 申請（專利權）人: 北京龍誠智航科技有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 北京中政聯科專利代理事務所(普通合伙) 11489
• 代理人: 陳劍杰

本發明涉及自動化控制技術領域，且公開了一種主從式機械臂控制系統，包括控制系統，所述控制系統中包括控制芯片、下載單元、能源單元、采集單元、傳輸單元，所述控制板的型號為Esp32或同性能控制板，所述下載單元包括接收模塊、下載模塊、傳輸模塊，所述接收模塊的信號輸出端與下載模塊的信號接收端連接，所述下載模塊的信號輸出端與傳輸模塊的信號接收端連接，所述下載模塊通過USB轉TTL程序對數據進行轉換，USB轉TTL主要是實現USB協議到TTL串口協議的轉換，用于從PC向esp32控制板下載程序，能夠在電腦上的串口助手軟件非常直觀的顯示出串口設備返回的數據以及發送相應的控制數據給串口設備，便于遠程作業。

技術領域

本發明涉及自動化控制技術領域，具體為一種主從式機械臂控制系統。

背景技術

在應用于野外作業的機器人，尤其是水下機器人中，機械臂控制系統的設計方案和實現方案都直觀的影響著機器人的工作效率。受限于控制方式的單一，目前多數觀測級水下機器人在設計中都不在機體上集成機械臂，少數集成了機械臂的機器也僅有單個自由度，水下機器人領域迫切的需要一種便于控制和集成的機械臂控制方式，使用傳統的手柄或操縱桿控制機械臂在今天仍然是控制機械臂的主流方式，但傳統機械臂控制在實際使用中有以下幾個技術難點：1.機械臂控制系統需要額外的人機工學設計，用戶需要付出額外的學習成本來記憶各關節的操作方法。2.機械臂控制方式不夠直觀，在需要快速反應的遠程作業時在控制中浪費大量時間，因此提出一種主從式機械臂控制系統。

發明內容

本發明的目的在于提供了一種主從式機械臂控制系統，在保證低時延的前提下，將主臂各關節位置數據映射到從臂控制系統中，從而可使用主臂對從臂的動作進行實時控制，進而實現同步控制機械臂的功能，大大降低了控制難度和控制端設計難度，為機械臂進行受控復雜工作創造了可能。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種主從式機械臂控制系統，包括控制系統，所述控制系統中包括控制芯片、下載單元、能源單元、采集單元、傳輸單元，所述控制板的型號為Esp32或同性能控制板，所述下載單元包括接收模塊、下載模塊、傳輸模塊，所述接收模塊的信號輸出端與下載模塊的信號接收端連接。

優選的，所述下載模塊的信號輸出端與傳輸模塊的信號接收端連接，所述下載模塊通過USB轉TTL程序對數據進行轉換，USB轉TTL主要是實現USB協議到TTL串口協議的轉換，用于從PC向esp32控制板下載程序，能夠在電腦上的串口助手軟件非常直觀的顯示出串口設備返回的數據以及發送相應的控制數據給串口設備，便于遠程作業。

優選的，所述能源單元包括充電模塊、存儲模塊、放電模塊，所述充電模塊的信號輸出端與存儲模塊的信號接收端連接，通過充電模塊對存儲模塊的進行充電，使得存儲模塊能夠將控制系統作業所需的能源進行存儲，使得控制系統不需要插接電線也能進行操作。

優選的，所述存儲模塊的信號輸出端與放電模塊的信號接收端連接，所述能源單元通過采用AMS1117-3.3芯片或同性能芯片來供給系統的工作電壓。

優選的，所述采集單元包括轉化模塊、讀取模塊、輸送模塊，所述轉化模塊的信號輸出端與讀取模塊的信號接收端連接。

優選的，所述讀取模塊的信號輸出端與輸送模塊的信號接收端連接，所述采集單元采用adc采樣將輸入的模擬量轉化為數字量，并且將數字量讀取出來。

優選的，所述傳輸單元包括調制模塊、編碼模塊、輸出模塊，所述調制模塊的信號輸出端與編碼模塊的信號接收端連接。

優選的，所述編碼模塊的信號輸出端與輸出模塊的信號接收端連接，所述傳輸單元通過對一系列脈沖的寬度進行調制，等效出所需要的波形(包含形狀以及幅值)，對模擬信號電平進行數字編碼。

采用主臂作為人體控制信號的接收媒介，可以直觀的用主臂的狀態控制從壁的狀態。大大降低了人機工學設計的成本以及用戶的學習成本。