專利名稱：一種模塊化多功能機(jī)器人控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)器人控制器，具體地說是一種模塊化、可擴(kuò)展接口的多功能機(jī)器人控制器。
背景技術(shù)：
機(jī)器人目前已被廣泛應(yīng)用于諸多領(lǐng)域，包括航空航天、工業(yè)制造、搶險(xiǎn)救災(zāi)、機(jī)器人比賽以及科學(xué)研究和教育教學(xué)等領(lǐng)域，它是一個(gè)涉及機(jī)、電、控制、測(cè)量、信息、通訊、能源材料等學(xué)科的綜合型科技產(chǎn)品。機(jī)器人種類繁多，功能復(fù)雜，作為一種代替人力勞動(dòng)的設(shè)備和綜合性的研究平臺(tái)，它正在被各領(lǐng)域、各層次的愛好者、學(xué)習(xí)者和研究者所廣泛接受。控制器是機(jī)器人的控制核心，它通過采集外圍各種傳感器的狀態(tài)值，并按照用戶編寫的程序和算法進(jìn)行計(jì)算和處理，使機(jī)器人產(chǎn)生相應(yīng)的預(yù)期操作，從而達(dá)到某種實(shí)際功能。目前采用較多的機(jī)器人控制器均具備較強(qiáng)特定功能，但其缺點(diǎn)在于其功能單一，不能夠使機(jī)器人及控制系統(tǒng)具備較強(qiáng)的柔性，這就要求機(jī)器人控制器具備較多的功能和較強(qiáng)的擴(kuò)展能力。近年來，世界各大公司相繼研發(fā)出高性能機(jī)器人，以法國(guó)“ΝΑΟ”機(jī)器人為代表的人形機(jī)器人已發(fā)展到了較高水平，但其控制器專業(yè)性強(qiáng)，控制方法復(fù)雜，只能作為研究平臺(tái)和表演機(jī)器人，很難執(zhí)行其他復(fù)雜任務(wù)，這從另一方面說明了其控制器缺乏一定的柔性，因此也限制了其應(yīng)用范圍的擴(kuò)展。同時(shí)，國(guó)內(nèi)一些機(jī)器人公司如北京某機(jī)器人公司推出的創(chuàng)意之星機(jī)器人套件，雖然其機(jī)器人具備某些模塊化特性，如擁有下載調(diào)試模塊、舵機(jī)模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊等，但是這些模塊游離于控制器之外，沒有與控制器形成有機(jī)的整體，并且其控制器接口固定，不具備擴(kuò)展性，模塊間用數(shù)據(jù)線連接，穩(wěn)定性差，限制了控制器的應(yīng)用范圍。因此，其控制器模塊化程度和可擴(kuò)展性很難滿足柔性機(jī)器人控制器要求。另外，現(xiàn)有機(jī)器人控制器編程環(huán)境一般都依賴于相應(yīng)研發(fā)公司所開發(fā)的軟件，只能對(duì)代碼進(jìn)行二次開發(fā)或表層開發(fā)，限制了使用者對(duì)控制器底層代碼的重構(gòu)，顯然很難滿足柔性機(jī)器人對(duì)控制器的需求。因此，針對(duì)今后一段時(shí)期智能機(jī)器人及其智能控制系統(tǒng)的發(fā)展需求，開發(fā)一種高度模塊化、豐富的可擴(kuò)展功能模塊、穩(wěn)定的模塊結(jié)構(gòu)以及可底層編程的通用編程環(huán)境的高柔性機(jī)器人控制器，是目前急需迫切解決的技術(shù)難題之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種既能實(shí)現(xiàn)多功能控制，又能實(shí)現(xiàn)模塊化快速切換，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，模塊擴(kuò)展更換簡(jiǎn)便、易于編程和底層開發(fā)的模塊化多功能機(jī)器人控制器。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種模塊化多功能機(jī)器人控制器，控制器包括主控模塊和接口部分，接口部分包括可擴(kuò)展數(shù)字傳感器接口模塊、可擴(kuò)展模擬傳感器接口模塊、可擴(kuò)展模擬舵機(jī)接口模塊、可擴(kuò)展數(shù)字舵機(jī)接口模塊、下載及仿真接口模塊、外擴(kuò)串行通訊模塊、可擴(kuò)展編碼器快速接口模塊、可擴(kuò)展電機(jī)驅(qū)動(dòng)接口模塊和系統(tǒng)電源集中管理接口模塊，接口部分的每個(gè)模塊都設(shè)有數(shù)據(jù)接口和電源接口，在數(shù)據(jù)接口和電源接口之間設(shè)有靜電屏蔽和電磁干擾屏蔽；主控模塊通過光電隔離與接口部分各個(gè)模塊的數(shù)據(jù)接口連接，接收各模塊采集的數(shù)據(jù)，并向各模塊發(fā)送指令，完成相應(yīng)的程序指令任務(wù)； 所述的系統(tǒng)電源集中管理接口模塊中設(shè)有傳感器供電檢測(cè)模塊、電機(jī)功率供電檢測(cè)檢測(cè)模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)及編碼器供電檢測(cè)模塊、舵機(jī)供電檢測(cè)模塊、通訊接口機(jī)下載供電檢測(cè)模塊和主控制模塊供電及檢測(cè)模塊，在系統(tǒng)電源集中管理接口模塊中設(shè)有微控制器，微控制器接收各個(gè)檢測(cè)模塊采集的各電源區(qū)域的工作電流和電壓狀態(tài)信息，并控制各個(gè)檢測(cè)模塊中保護(hù)電路的狀態(tài)。 所述接口部分的各模塊中分別集成有光電隔離器。 所述的可擴(kuò)展編碼器快速接口模塊設(shè)有和擴(kuò)展模塊接口統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的編碼器接口， 所述接口部分的各個(gè)模塊均設(shè)有與擴(kuò)展模塊接口標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的快速接口。所述的外擴(kuò)串行通訊模塊，可擴(kuò)展多個(gè)從機(jī)設(shè)備，并且支持標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議通訊。所述的外擴(kuò)串行通訊模塊還擴(kuò)展有無線通訊模塊，無線通訊模塊與外設(shè)的遠(yuǎn)程在線監(jiān)視模塊通訊，向遠(yuǎn)程在線監(jiān)視模塊通訊傳輸控制器運(yùn)行狀態(tài)值，并顯示于可視設(shè)備。所述接口部分的各模塊通過插接鎖緊機(jī)構(gòu)固定于控制器本體上。本發(fā)明采用megaUS作為控制核心，即主控模塊，優(yōu)化周圍輔助電路，引腳根據(jù)模塊功能劃分各功能區(qū)，并按照功能進(jìn)行統(tǒng)一編址，采用光電隔離與各模塊對(duì)應(yīng)排布，按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置外圍接口，同時(shí)設(shè)置電磁干擾屏蔽。最終，控制器主體包括16位可擴(kuò)展數(shù)字傳感器接口、8位可擴(kuò)展模擬傳感器接口、8位可擴(kuò)展模擬舵機(jī)接口、1路可擴(kuò)展數(shù)字舵機(jī)接口、4路數(shù)字式編碼器快速接口、1路用于無線傳輸?shù)拇型ㄓ嵔涌谝约癑TAG和ISP仿真下載接口。模塊與控制器間的數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸通過數(shù)據(jù)快速接口和光電隔離，降低了模塊信號(hào)對(duì)控制核心的干擾，電源通過電源快速接口與模塊相連，且與數(shù)據(jù)快速接口分開，能有效降低信號(hào)干擾。在任何接口模塊上，快速擴(kuò)展接口都可擴(kuò)展相同功能模塊。所述模塊接口具備強(qiáng)大的帶載能力，控制器的系統(tǒng)電源集中管理接口模塊針對(duì)各個(gè)模塊設(shè)有獨(dú)立的供電區(qū)， 并可實(shí)時(shí)采集各供電區(qū)的電流、電壓等工作狀態(tài)信息，通過自帶的微控制器，根據(jù)不同模塊電壓范圍、負(fù)載特性等，設(shè)置所述電源模塊的工作參數(shù)和相關(guān)運(yùn)行指標(biāo)，調(diào)節(jié)各模塊的供電狀態(tài)和保護(hù)狀態(tài)。所述控制器接口模塊包括可擴(kuò)展數(shù)字傳感器接口模塊、可擴(kuò)展模擬傳感器接口模塊、可擴(kuò)展RC舵機(jī)接口模塊、數(shù)字舵機(jī)接口模塊、下載及仿真模塊、外擴(kuò)串行通訊模塊、 可擴(kuò)展編碼器專用快速接口模塊、可擴(kuò)展電機(jī)驅(qū)動(dòng)接口模塊和系統(tǒng)電源集中管理接口模塊，均設(shè)有與擴(kuò)展接口模塊標(biāo)準(zhǔn)完全統(tǒng)一的快速接口，通過快速接口與相應(yīng)功能模塊快速連接。所述接口模塊的標(biāo)準(zhǔn)化快速接口包括數(shù)據(jù)接口和電源接口，數(shù)據(jù)接口主要傳輸信息，對(duì)接口數(shù)少、信息量大的數(shù)據(jù)口采用USB接口、SPI接口或者串行通訊接口，采用標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議，傳輸速率快、準(zhǔn)確度高；對(duì)接口數(shù)較多、信息量小的采用一線擴(kuò)展技術(shù)，采用D型多芯插接接口，螺絲緊固，便于布線，更有利于快速更換和擴(kuò)展相應(yīng)模塊。電源接口主要為各模塊提供電能，采用雙層接線柱，插接后用螺絲緊固，具有傳輸功率大、體積小、可靠性高等特點(diǎn)。兩種接口配合使用，能根據(jù)擴(kuò)展模塊的載荷可對(duì)電源快速接口進(jìn)行了帶載能力測(cè)試處理，同時(shí)數(shù)據(jù)快速接口與電源快速接口分離，起到快速連接，可靠傳輸及靜電屏蔽和電磁干擾屏蔽作用。所述主控制器所有引腳根據(jù)模塊功能劃分功能區(qū)，并按照功能進(jìn)行統(tǒng)一編址，采用光電隔離與各模塊對(duì)應(yīng)排布，按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置外圍接口，同時(shí)設(shè)置電磁干擾屏蔽。所述系統(tǒng)電源集中管理接口模塊針對(duì)各個(gè)模塊設(shè)有獨(dú)立的供電區(qū)，并可以實(shí)時(shí)采集各供電區(qū)的電流、電壓等工作狀態(tài)信息，通過自帶的微控制器，根據(jù)不同模塊的使用和擴(kuò)展，設(shè)置其工作參數(shù)和相關(guān)運(yùn)行指標(biāo)，調(diào)節(jié)各模塊的供電狀態(tài)和保護(hù)狀態(tài)。所述外擴(kuò)串行通訊模塊，除可擴(kuò)展多個(gè)從機(jī)設(shè)備和支持標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議通訊外，該模塊主要用于擴(kuò)展無線模塊與遠(yuǎn)程在線監(jiān)視模塊通訊。所述控制器支持附加的外部遠(yuǎn)程在線監(jiān)視模塊，該模塊通過與控制器無線通訊， 獲取控制器重要運(yùn)行狀態(tài)值，并顯示于可視設(shè)備。本發(fā)明的有益效果是能實(shí)現(xiàn)模塊化快速切換，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，模塊擴(kuò)展更換簡(jiǎn)便、 易于編程和底層開發(fā)。采用模塊化設(shè)計(jì)思想，可根據(jù)用戶的需要對(duì)功能模塊進(jìn)行相應(yīng)的配置，各模塊間銜接緊湊且互不干擾，編程方便靈活，能充分發(fā)揮控制器的柔性控制特性，控制器對(duì)環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，能勝任各種復(fù)雜環(huán)境下的使用要求。


圖1為本發(fā)明的整體框架環(huán)形圖； 圖2為本發(fā)明的電源管理分配圖3為本發(fā)明的數(shù)據(jù)傳輸流圖。圖中標(biāo)記1、主控模塊，2、可擴(kuò)展數(shù)字傳感器接口模塊，3、可擴(kuò)展模擬傳感器接口模塊，4、可擴(kuò)展數(shù)字舵機(jī)接口模塊，5、可擴(kuò)展模擬舵機(jī)接口模塊，6、下載及仿真接口模塊， 7、外擴(kuò)串行通訊模塊，8、可擴(kuò)展編碼器快速接口模塊，9、可擴(kuò)展電機(jī)驅(qū)動(dòng)接口模塊，10、系統(tǒng)電源集中管理接口模塊，11、遠(yuǎn)程在線監(jiān)視模塊，12、傳感器供電檢測(cè)模塊，13、電機(jī)功率供電檢測(cè)檢測(cè)模塊，14、電機(jī)驅(qū)動(dòng)及編碼器供電檢測(cè)模塊，15、舵機(jī)供電檢測(cè)模塊，16、通訊接口機(jī)下載供電檢測(cè)模塊，17、主控制模塊供電及檢測(cè)模塊，18、電機(jī)。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，一種模塊化多功能機(jī)器人控制器，包括主控模塊1和接口部分。控制器中功能完全獨(dú)立的各子模塊通過接口部分的各接口連接。接口部分包括可擴(kuò)展數(shù)字傳感器接口模塊2、可擴(kuò)展模擬傳感器接口模塊3、可擴(kuò)展模擬舵機(jī)接口模塊5、可擴(kuò)展數(shù)字舵機(jī)接口模塊4、下載及仿真接口模塊6、外擴(kuò)串行通訊模塊7、可擴(kuò)展編碼器快速接口模塊8、可擴(kuò)展電機(jī)驅(qū)動(dòng)接口模塊9和系統(tǒng)電源集中管理接口模塊10。主控模塊1負(fù)責(zé)根據(jù)輸入的程序采集和處理可擴(kuò)展數(shù)字傳感器接口模塊2、可擴(kuò)展模擬傳感器接口模塊3、可擴(kuò)展數(shù)字舵機(jī)接口模塊4、可擴(kuò)展模擬舵機(jī)接口模塊5、下載及仿真接口模塊6、外擴(kuò)串行通訊模塊7、可擴(kuò)展編碼器快速接口模塊8、可擴(kuò)展電機(jī)驅(qū)動(dòng)接口模塊9和系統(tǒng)電源集中管理接口模塊10 的數(shù)據(jù)信息，然后，向各模塊發(fā)送指令，完成相應(yīng)的程序指令任務(wù)。接口部分的每個(gè)模塊都設(shè)有數(shù)據(jù)接口和電源接口，在數(shù)據(jù)接口和電源接口之間設(shè)有靜電屏蔽和電磁干擾屏蔽；主控模塊1通過光電隔離與接口部分各個(gè)模塊的數(shù)據(jù)接口連接，接收各模塊采集的數(shù)據(jù)，并向各模塊發(fā)送指令。如圖2所示，為控制器的電能分配圖。所述系統(tǒng)電源集中管理接口模塊10針對(duì)各個(gè)模塊設(shè)有獨(dú)立的供電區(qū)，系統(tǒng)電源集中管理接口模塊10中設(shè)有傳感器供電檢測(cè)模塊12、 電機(jī)功率供電檢測(cè)檢測(cè)模塊13、電機(jī)驅(qū)動(dòng)及編碼器供電檢測(cè)模塊14、舵機(jī)供電檢測(cè)模塊 15、通訊接口機(jī)下載供電檢測(cè)模塊16和主控制模塊供電及檢測(cè)模塊17。各個(gè)檢測(cè)模塊都設(shè)有檢測(cè)電路和保護(hù)電路，在系統(tǒng)電源集中管理接口模塊10中設(shè)有微控制器，微控制器接收各個(gè)檢測(cè)模塊的信息，實(shí)時(shí)采集各電源區(qū)域的工作電流和電壓狀態(tài)信息，一旦發(fā)生短路、過流、欠壓、過壓等非正?，F(xiàn)象，則啟動(dòng)該工作區(qū)的保護(hù)電路，自動(dòng)執(zhí)行切斷電源，并通過光和聲發(fā)出警報(bào)，提醒使用者；待供電恢復(fù)正常，上述電源工作區(qū)接通電源恢復(fù)工作。特別地，在可擴(kuò)展電機(jī)驅(qū)動(dòng)接口模塊9的供電回路中，由于涉及瞬時(shí)大電流和持續(xù)大電流，因此系統(tǒng)電源集中管理接口模塊10對(duì)該區(qū)域電流進(jìn)行了嚴(yán)格監(jiān)控和保護(hù)，分別采用短周期掃描采樣、斷電自恢復(fù)保險(xiǎn)和熔斷保險(xiǎn)管進(jìn)行三重保險(xiǎn)，確保系統(tǒng)工作穩(wěn)定性。如圖3所示，為控制器的數(shù)據(jù)信息流圖。為避免對(duì)主控制回路造成的影響，傳感器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的數(shù)據(jù)通過光電耦合器傳輸，由于涉及模塊切換和擴(kuò)展，因此光電隔離器沒有按照目前所用方法安排在控制器內(nèi)部，而是與接口部分的各模塊集成，這樣就避免了光電隔離通道數(shù)量制約模塊擴(kuò)展能力的問題。所述的可擴(kuò)展數(shù)字傳感器接口模塊2、可擴(kuò)展模擬傳感器接口模塊3、可擴(kuò)展模擬舵機(jī)接口模塊5以及其它可擴(kuò)展和跟換的模塊，分別與光電隔離器和電源接口集成，并用插接鎖緊機(jī)構(gòu)固定于控制器本體，更換該模塊時(shí)只需松開該鎖緊機(jī)構(gòu)，重新安裝模塊鎖緊即可。數(shù)據(jù)分流采用8通道輪采采樣，根據(jù)不同接口數(shù)的要求，模塊的擴(kuò)展接口數(shù)量不一。所述的可擴(kuò)展編碼器快速接口模塊8設(shè)有和擴(kuò)展模塊接口統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的編碼器接口，所述接口部分的各個(gè)模塊均設(shè)有與擴(kuò)展模塊接口標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的快速接口。所述的外擴(kuò)串行通訊模塊7，可擴(kuò)展多個(gè)從機(jī)設(shè)備，并且支持標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議通訊。外擴(kuò)串行通訊模塊7還擴(kuò)展有無線通訊模塊，無線通訊模塊與外設(shè)的遠(yuǎn)程在線監(jiān)視模塊11通訊，向遠(yuǎn)程在線監(jiān)視模塊 11通訊傳輸控制器運(yùn)行狀態(tài)值，并顯示于可視設(shè)備。所述可擴(kuò)展數(shù)字舵機(jī)接口模塊4，集成有RS232協(xié)議芯片和RS485協(xié)議芯片，滿足短距及遠(yuǎn)程數(shù)字舵機(jī)控制需求，所選擴(kuò)展模塊有單RS232擴(kuò)展接口模塊、單RS485擴(kuò)展接口模塊以及RS232和RS485雙協(xié)議擴(kuò)展模塊，上述模塊接口按照控制器統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，用戶可根據(jù)不同需要更換不同模塊。所述下載及仿真接口模塊6，同時(shí)集成了通用的ISP和JTAG下載模塊，只需通過 USB連接線連接至電腦并安裝驅(qū)動(dòng)程序，并配合通用的下載和編程仿真軟件即可完成下載和仿真,這些軟件有AVR_fighter、AVR_stdio等。所述外擴(kuò)串行通訊模塊7，通過擴(kuò)展無線通訊模塊，實(shí)現(xiàn)與遠(yuǎn)程在線監(jiān)視模塊11 的通訊，進(jìn)而在控制器運(yùn)行過程中在線監(jiān)控控制器運(yùn)行狀態(tài)，通過監(jiān)視器的顯示設(shè)備可獲取控制器運(yùn)行過程中重要的參數(shù)值，以此準(zhǔn)確判別控制器的運(yùn)行狀態(tài)，方便在線調(diào)試。所述可擴(kuò)展編碼器快速接口模塊8，是集成于控制器的可擴(kuò)展編碼器接口，它支持 4路編碼器接入并可擴(kuò)展，特別能滿足輪式機(jī)器人等電機(jī)控制需要，可有效提高機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)精度和控制精度，進(jìn)而提高機(jī)器人的整體性能。所述可擴(kuò)展電機(jī)驅(qū)動(dòng)接口模塊9，支持4路大功率直流電機(jī)輸出，輸出功率根據(jù)模塊而異，最小單路25W，最大單路150W，電壓適用范圍6疒36V，采用全橋驅(qū)動(dòng)技術(shù)，安全穩(wěn)定。本發(fā)明特別設(shè)計(jì)了嚴(yán)格的過流、過壓等保護(hù)措施，提高了功率驅(qū)動(dòng)電路的穩(wěn)定性和安全性。所述控制器可以使用任何一款支持AVR單片機(jī)的編程環(huán)境進(jìn)行編程，并提供豐富的功能模塊，可通過程序直接調(diào)用參與編譯，同時(shí)支持匯編以及C語言編程，用戶可根據(jù)控制器的端口地址及擴(kuò)展模塊地址，建立針對(duì)性的程序工程，并進(jìn)行自主底層代碼開發(fā)。本發(fā)明采用模塊化設(shè)計(jì)，可根據(jù)需要擴(kuò)展不同的功能模塊，采用集中管理的方法管理各接口模塊的供電狀況，保證運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。系統(tǒng)電源集中管理接口模塊10 中的檢測(cè)電路和保護(hù)電路，以及各接口模塊中的接口電路均可按照現(xiàn)有技術(shù)設(shè)置。所述控制器具備較高的柔性，表現(xiàn)在采用高度的模塊化設(shè)計(jì)思想，具有豐富的可用功能模塊，強(qiáng)大的模塊擴(kuò)展能力、控制器的通訊能力和在線調(diào)試能力。模塊化多功能機(jī)器人控制器可根據(jù)用戶的需要對(duì)功能模塊進(jìn)行相應(yīng)的配置，各模塊間銜接緊湊且互不干擾， 編程方便靈活，能充分發(fā)揮控制器的柔性控制特性，因此，模塊化多功能機(jī)器人控制器對(duì)環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，能勝任各種復(fù)雜環(huán)境下的使用要求，可用于比賽機(jī)器人、救災(zāi)機(jī)器人、排險(xiǎn)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人、教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)以及各種智能控制領(lǐng)域；在應(yīng)用環(huán)境發(fā)生變化時(shí)只需要快速更換功能模塊使控制器達(dá)到需要即可。
權(quán)利要求
1.一種模塊化多功能機(jī)器人控制器，其特征在于控制器包括主控模塊(1)和接口部分，接口部分包括可擴(kuò)展數(shù)字傳感器接口模塊(2)、可擴(kuò)展模擬傳感器接口模塊(3)、可擴(kuò)展模擬舵機(jī)接口模塊(5)、可擴(kuò)展數(shù)字舵機(jī)接口模塊(4)、下載及仿真接口模塊(6)、外擴(kuò)串行通訊模塊(7)、可擴(kuò)展編碼器快速接口模塊(8)、可擴(kuò)展電機(jī)驅(qū)動(dòng)接口模塊(9)和系統(tǒng)電源集中管理接口模塊(10)，接口部分的每個(gè)模塊都設(shè)有數(shù)據(jù)接口和電源接口，在數(shù)據(jù)接口和電源接口之間設(shè)有靜電屏蔽和電磁干擾屏蔽；主控模塊(1)通過光電隔離與接口部分各個(gè)模塊的數(shù)據(jù)接口連接，接收各模塊采集的數(shù)據(jù)，并向各模塊發(fā)送指令，完成相應(yīng)的程序指令任務(wù)；所述的系統(tǒng)電源集中管理接口模塊(10)中設(shè)有傳感器供電檢測(cè)模塊(12)、電機(jī)功率供電檢測(cè)檢測(cè)模塊(13)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)及編碼器供電檢測(cè)模塊(14)、舵機(jī)供電檢測(cè)模塊 (15)、通訊接口機(jī)下載供電檢測(cè)模塊(16)和主控制模塊供電及檢測(cè)模塊(17)，在系統(tǒng)電源集中管理接口模塊(10)中設(shè)有微控制器，微控制器接收各個(gè)檢測(cè)模塊采集的各電源區(qū)域的工作電流和電壓狀態(tài)信息，并控制各個(gè)檢測(cè)模塊中保護(hù)電路的狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種模塊化多功能機(jī)器人控制器，其特征在于所述接口部分的各模塊中分別集成有光電隔離器。
3.如權(quán)利要求1所述的一種模塊化多功能機(jī)器人控制器，其特征在于所述的可擴(kuò)展編碼器快速接口模塊(8)設(shè)有和擴(kuò)展模塊接口統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的編碼器接口，所述接口部分的各個(gè)模塊均設(shè)有與擴(kuò)展模塊接口標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的快速接口。
4.如權(quán)利要求1所述的一種模塊化多功能機(jī)器人控制器，其特征在于所述的外擴(kuò)串行通訊模塊(7)，可擴(kuò)展多個(gè)從機(jī)設(shè)備，并且支持標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議通訊。
5.如權(quán)利要求4所述的一種模塊化多功能機(jī)器人控制器，其特征在于所述的外擴(kuò)串行通訊模塊(7)還擴(kuò)展有無線通訊模塊，無線通訊模塊與外設(shè)的遠(yuǎn)程在線監(jiān)視模塊(11)通訊，向遠(yuǎn)程在線監(jiān)視模塊(11)通訊傳輸控制器運(yùn)行狀態(tài)值，并顯示于可視設(shè)備。
6.如權(quán)利要求1所述的一種模塊化多功能機(jī)器人控制器，其特征在于所述接口部分的各模塊通過插接鎖緊機(jī)構(gòu)固定于控制器本體上。
全文摘要
一種模塊化多功能機(jī)器人控制器，包括主控模塊和接口部分，接口部分包括可擴(kuò)展數(shù)字傳感器接口模塊、可擴(kuò)展模擬傳感器接口模塊、可擴(kuò)展模擬舵機(jī)接口模塊、可擴(kuò)展數(shù)字舵機(jī)接口模塊、下載及仿真接口模塊、外擴(kuò)串行通訊模塊、可擴(kuò)展編碼器快速接口模塊、可擴(kuò)展電機(jī)驅(qū)動(dòng)接口模塊和系統(tǒng)電源集中管理接口模塊，接口部分的每個(gè)模塊都設(shè)有數(shù)據(jù)接口和電源接口；在系統(tǒng)電源集中管理接口模塊中設(shè)有微控制器，微控制器接收各個(gè)檢測(cè)模塊采集的各電源區(qū)域的工作電流和電壓狀態(tài)信息，并控制各個(gè)檢測(cè)模塊中保護(hù)電路的狀態(tài)。能實(shí)現(xiàn)模塊化快速切換，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，模塊擴(kuò)展更換簡(jiǎn)便、易于編程和底層開發(fā)；可根據(jù)用戶的需要對(duì)功能模塊進(jìn)行相應(yīng)的配置。
文檔編號(hào)G05B19/042GK102436200SQ201110395750
公開日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月4日
發(fā)明者付主木, 呂蒙, 張松燦, 張聚偉, 梁云朋, 肖雋亞, 高愛云 申請(qǐng)人:河南科技大學(xué)