[发明专利]一种协同机器人平台及其控制系统

说明书

本发明提出一种协同机器人平台、一种协同机器人、一种机器人主控、一种平台控制系统。本发明的有益效果是，本发明提供了一种小巧灵活、高载重、高扩展、结构简单强度高的机器人；高精度、高可靠、简易搭建的平台；易于上手、控制流畅的整体架构。相较于已有的类似产品，本发明整体成本低、易于维护、结构强度高，更适用于重复性实验需求。

技术领域

本发明涉及机器人设计与控制领域，尤其涉及一种协同机器人平台及其控制系统。

背景技术

协同是目前控制领域的热门研究内容之一，国内外科研部门均对此开展研究，但大多停留在理论阶段。现实中，有效的协同需要考虑到控制的多种问题，例如：传感器的使用、通信的模式、执行机构的运作、控制器的设计等。因此，需要一种协同机器人平台，考虑到多种实际问题，以便对协同系统进行深入研究；同时该系统中存在大量的具象知识点，也可为高校教学使用；对该协同系统进行扩展，也存在广泛的应用场景和商业价值。协同机器人平台受平台感知能力、平台机器人性能以及控制系统等因素的影响较大，现有的协同机器人平台大都不具备较高的感知能力以及稳定精确的控制能力，并缺乏满足平台要求的机器人，存在诸多局限性。因此仍需设计一种新型的协同机器人平台及其控制系统。

发明内容

本发明要解决的问题是现有的协同机器人平台大都不具备较高的感知能力以及稳定精确的控制能力，并缺乏满足平台要求的机器人，存在诸多局限性。

为解决上述问题，本发明目的是提供一种协同机器人平台、一种协同机器人、一种机器人主控、一种平台控制系统。

所述机器人主控，包括传感器模块、控制器模块、执行器模块与机器人通讯模块；所述传感器模块检测机器人相关的信息，包括速度、加速度、周围物体的距离，并将这些信息传入到所述控制器模块；所述执行器模块执行机器人相关的动作，包括电机运动、舵机转动；所述控制器模块负责对所述传感器模块返回信息的分析、向所述执行器模块发送运动指令、并使用所述机器人通讯模块与外界通讯。

所述协同机器人包括机器人主体、四个独立悬挂的轮式结构，所述四个独立悬挂的轮式结构安装在所述机器人主体的外部四周。

进一步地，每一所述轮式结构包括安装座、铰链结构、避震器、全向(Omni)轮、电机；所述安装座通过所述铰链结构和所述避震器连接到所述机器人主体，所述电机安装在所述安装座内侧，所述Omni轮安装在所述安装座的外侧。

进一步地，所述协同机器人满足IP67防护等级；所述协同机器人包括电机防水防尘机械结构，所述电机防水防尘机械结构为半封闭的防水防尘罩，留出电线经过位置，并用防水胶密封，同时使用扩大表面积的方式增强散热性；所述协同机器人包括电池防水防尘机械结构，所述电池防水防尘机械结构为半封闭式的防水防尘盒，留出电线经过位置，并用防水胶密封；所述协同机器人包括机器人主控板防水防尘机械结构，所述机器人主控板防水防尘机械结构为半封闭式的防水防尘盒，留出电线经过位置，并用防水胶密封。

所述平台控制系统包括平台主控、输入输出模块、平台通信模块；所述平台主控，被设置为通过输入输出模块采集信息、调用所述平台通信模块进行通信同时将采集到的结果、以及由结果计算出的信息存入数据库，为进一步数据分析打下基础。

进一步地，所述平台控制系统被设置为使用一种共占信道模式下的通信调度方式，包括以下步骤：

步骤1、以i表示要处理的机器人的编号，随机给i赋值，i的值不超过机器人的数目；

步骤2、广播机器人控制指令，末位为第i个机器人查询状态指令；

步骤3、第i个机器人返回状态指令；

步骤4、根据返回状态积分计算各个机器人历史轨迹偏差；

步骤5、如果某机器人轨迹偏差大于某个阈值，则将i赋值为这一机器人的编号，然后跳转步骤2；