[实用新型]一种机器人控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及嵌入式计算机控制技术领域，具体涉及一种机器人控制系统。

背景技术

西安电子科技大学开发的六自由度专用运动控制器硬件平台采用ARM+FPGA架构，一方面采用总线方式实现对多个电机的控制，具体的底层驱动由智能设备完成，能够对设备状态、故障等进行实时检测；另一方面，外部传感器的采样功能由辅助功能芯片FPGA来完成，而作为主控芯片的ARM微控制器则只是在需要的时候通过外部接口获取需要的数据。

但是现有技术存在如下缺点：

1)、采用ARM作为机器人动力学运算单元，使得系统做大规模复杂运算时候效率低下；

2)、控制方式单一，仅支持总线通讯或者单一脉冲模拟量控制方式，不够灵活。

实用新型内容

有鉴于此，为了解决现有技术中的上述问题，本实用新型提出一种机器人控制系统，能有效的降低主控芯片的开销，并且控制方式比较自由灵活，可适应多种控制方式的伺服驱动器及伺服电机。

本实用新型通过以下技术手段解决上述问题：

一种机器人控制系统，包括双核处理器，双核处理器分别与网络通讯模块、数据存储模块、监控模块、网络通讯伺服驱动器、脉冲发生模块、DAC数模转换模块连接；网络通讯模块与上位机连接；脉冲发生模块与脉冲指令伺服驱动器连接；DAC数模转换模块与模拟量指令伺服驱动器连接；网络通讯伺服驱动器与伺服电机连接；伺服电机还分别与脉冲指令伺服驱动器、模拟量指令伺服驱动器、机器人、编码器连接；还包括电源管理模块；

所述电源管理模块用于给控制系统提供电源；

所述双核处理器包括第一处理器、第二处理器；第一处理器与第二处理器之间进行数据通讯；

所述第一处理器用于负责机器人的运动规划、轨迹规划和外围控制；

所述第二处理器用于负责机器人的动力学及运动学运算和闭环控制；

所述上位机用于用户操作选择控制系统的控制方式，控制方式包括网络通讯控制方式、脉冲指令控制方式、模拟量指令控制方式；

所述网络通讯模块用于实现上位机与控制系统子节点的高效通讯；

所述数据存储模块用于存储各种数据；

所述监控模块用于检测控制系统的温度、电压以及电流；

所述网络通讯伺服驱动器用于根据接收的网络信号驱动伺服电机；

所述脉冲发生模块用于根据接收的脉冲发生指令发出相应的脉冲指令；

所述脉冲指令驱动器用于根据接收的脉冲指令驱动伺服电机；

所述DAC数模转换模块用于将接收的数字指令转变模拟量指令；

所述模拟量指令伺服驱动器用于根据接收的模拟量指令驱动伺服电机；

所述伺服电机用于驱动机器人做出相应的机械动作；

所述编码器用于采集伺服电机上的运行参数实时反馈到双核处理器，实现闭环运算。

进一步地，所述第一处理器为ARM处理器，第二处理器为DSP处理器。

进一步地，所述网络通讯模块通过以太网实现上位机与控制系统子节点的高效通讯，所述网络通讯伺服驱动器根据接收的以太网信号驱动伺服电机。

进一步地，所述机器人控制系统还包括与双核处理器连接的串口模块，所述串口模块用于采用串行通信方式的扩展接口实现控制系统与外部设备相连接。

进一步地，所述机器人控制系统还包括与双核处理器连接的显示模块，所述显示模块用于显示反映控制系统的状态数据。

进一步地，所述机器人控制系统还包括与双核处理器连接的扩展IO模块，所述扩展IO模块用于控制系统与外部设备进行数据分析或交换。

进一步地，所述电源管理模块向网络通讯模块供电低压5V，向控制系统其他模块供电低压3.3V。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

1)、本实用新型采用ARM作为外围控制及检测，DSP完成系统动力学运算，充分利用了各自的优势，精简了控制系统，同时性价比大幅度提高；

2)、本实用新型采用EhtherNet可实现高速数据交换及组网；

3)、本实用新型具备EtherNet和脉冲模拟量控制方式以供选择，控制方式比较自由灵活，可适应多种控制方式的伺服驱动器及伺服电机。

附图说明