[发明专利]一种移动机器人运动控制器

说明书

本发明公开了一种移动机器人运动控制器采用微处理器(ARM+DSP)架构，其外设接口主要包括8路可选择的RS232与RS485接口(COM1～COM8)，2个CAN总线接口(CAN1和CAN2)，1个EtherCAT接口，8个PWM输出接口，6个增量式编码器接口，16路开关量输入接口，16路开关量输出接口，6路模拟信号输入接口，2路模拟量输出接口，6路可控电源输出等。本发明既能完成较复杂的算法，又能满足诸多外围设备接口要求。本发明结合移动机器人需求外围设备接口情况，设计了众多外围设备通讯接口来进行匹配，适用性强，可扩展性好。

技术领域

本发明涉及移动机器人运动控制技术领域，具体涉及一种移动机器人运动控制器。

背景技术

移动机器人技术是众多高新技术的产物，正在各行业中快速走向实用化，如物流运输、自动化仓库、无人驾驶、巡防等。运动控制器是移动机器人的核心部件，完成各类算法的平台。目前移动机器人领域的运动控制器可分为三类：PLC、工控机和单片机。前两种稳定性好、编程简单，但成本较高，外围接口不多；单片机成本低、可扩展性强，但编程相对复杂，稳定性与抗干扰能力不如前两种。不过，现在单片机已经非常可靠了，而且价格非常低廉，可有效降低机器人开发成本，提高产品竞争力。

在移动机器人领域，目前单片机的运动控制器绝大多数基于ARM处理器或者DSP处理器，属于单一处理器架构。在机器人需要完成诸多功能与调度管理时，运动控制器需要很多外围功能模块接口，因此控制器一般采用ARM处理器。在机器人完成一些复杂的运动算法时，运动控制器需要具备较强的计算能力，因此控制器一般采用DSP处理器。ARM处理器外围接口多，可扩展性强，但计算能力不佳，难以处理一些复杂的算法；DSP计算能力强，可处理比较复杂的算法，但外围接口少，可扩展性差。单一处理器架构的一般只适应某些特定类型的机器人，难以适应诸多种类的移动机器人。

由此可见，现有技术主要存在如下缺点：

1)、单片机类运动控制器多是采用单一微处理器来进行开发，要保证计算能力就选用DSP，要保证外围接口数量选用ARM,这样就只能适应少数特定类型的机器人，因此可移植性不佳；

2)、市面上，现有移动机器人运动控制器的外围设备接口数量一般都不多。当机器人需要实现诸多功能时，一个运动控制器可能需要外接众多功能模块与传感器，在接口数量有限的情况下，就很难满足设计要求。

发明内容

有鉴于此，为了解决现有技术中的上述问题，本发明提出一种移动机器人运动控制器，既能保证计算能力要求，又能保证外围设备接口要求。该运动控制器拥有众多的外围设备接口和较好的计算资源，可扩展性强，能满足多种类型移动机器人的运动控制需求，例如AGV平台，Delta并联机器人，六自由度并联VR座椅，高精密对位平台等等。

本发明通过以下技术手段解决上述问题：

一种移动机器人运动控制器，包括微处理器、8路可选择的RS232与RS485接口、2个CAN总线接口、1个EtherCAT接口、8个PWM输出接口、6个增量式编码器接口、16路开关量输入接口、16路开关量输出接口、6路模拟信号输入接口、2路模拟量输出接口和6路可控电源输出接口；微处理器分别与8路可选择的RS232与RS485接口、2个CAN总线接口、1个EtherCAT接口、8个PWM输出接口、6个增量式编码器接口、16路开关量输入接口、16路开关量输出接口、6路模拟信号输入接口、2路模拟量输出接口、6路可控电源输出接口连接；微处理器采用ARM+DSP双处理器架构；8路可选择的RS232与RS485接口分别为COM1～COM8；2个CAN总线接口分别为CAN1和CAN2。

进一步地，ARM处理器采用意法半导体公司STM32微控制器系列的芯片；DSP处理器采用德州仪器公司微控制器系列芯片；ARM芯片与DSP芯片通过SPI接口进行通信。