[发明专利]一种基于ZYNQ平台的驱控一体机器人系统

说明书

本申请提出基于ZYNQ平台的驱控一体机器人系统，包括机器人控制系统PS端和驱动系统PL端，PS端与PL端通过AXI_Lite总线通讯，PL端设置电机控制模块、传感器读取模块、硬件报警处理模块；电机控制模块连接PS端接收位置指令、速度指令、力矩指令信号及电机参数配置信息，电机控制模块连接传感器读取模块获取电机信息和电流信息并进行解析，获得系统反馈信号；传感器读取模块连接PS端将所读取信息传输给PS端进行处理；硬件报警处理模块与电机控制系统数据交互，电机急停时获取电机控制指令，硬件报警处理模块连接至PS端电机急停时发送报错信息。本申请将控制系统和驱动系统一体结合，结构简单，功能全面，运行稳定。

技术领域

本申请涉及计算机技术领域，尤其涉及一种基于ZYNQ平台的驱控一体机器人系统。

背景技术

传统的工业机器人设计时，通常采用机器人运动控制和驱动分离的设计形式，实现一个机器人系统需要至少一个控制系统、一个驱动系统和一个电源系统，上述三个系统分别独立，造成开发成本较高的问题；将上述三个系统整合起来，使得机器人整体体积较大。此外，将三个分别独立的系统进行整合，可能存在系统内模块不兼容的问题，其中一个独立系统出现不稳定因素，通常会导致整个机器人系统不稳定。

目前，工业机器人行业中设计一个驱控一体的机器人系统，将控制系统、驱动系统和电源系统结合在一起，成为该行业发展的重要设计开发方向。然而，将机器人中控制系统、驱动系统和电源系统结合起来，会导致整个机器人系统结构复杂、实现功能受限等问题，同时对系统平台有较高的技术要求，因此，开发结构简单功能完善的控制系统和驱动系统一体结合的机器人系统成为行业急需解决的问题。

发明内容

为了实现结构简单功能完善的机器人控制系统和驱动系统一体结合的系统设计，本申请提供了一种基于ZYNQ平台的驱控一体机器人系统。

本申请提出了一种基于ZYNQ平台的驱控一体机器人系统，基于ZYNQ平台，其结构包括：PS端和PL端，所述PS端为机器人的控制系统；所述PL端为机器人的驱动系统，所述PS端与所述PL端通过总线通讯，所述ZYNQ平台将机器人系统的控制系统和驱动系统一体结合；

所述PL端设置有电机控制模块、传感器读取模块、硬件报警处理模块、PL与PS通讯模块以及数据采集模块；所述PL与PS通讯模块通过总线连接所述PS端，所述数据采集模块连接所述PL与PS通讯模块将所采集机器人系统的各项数据传输给所述PS端进行处理；所述电机控制模块通过所述PL与PS通讯模块与所述PS端数据交互，接收所述PS端传输的位置指令、速度指令、力矩指令信号以及电机参数配置信息；所述电机控制模块连接所述传感器读取模块获取电机信息和电流信息并进行解析，获得系统的反馈信号；

同时，所述传感器读取模块连接所述PS端，将所读取信息传输给所述PS端进行处理；所述硬件报警处理模块与所述电机控制模块数据交互，电机急停时获取电机控制指令，所述硬件报警处理模块通过所述传感器读取模块连接至所述PS端，电机急停时向所述PS端发送报错信息。

优选的，所述PS端设置有上位机、下位机及PS端入口模块；所述上位机负责人机交互，用于显示系统数据信息及获取用户输入数据，并负责逻辑处理；所述下位机与所述上位机数据交互，同时所述下位机通过所述PS端入口模块与所述PL端进行数据交互，且所述下位机运行多个底部线程，用于解析所述PL端传输的数据。

优选的，所述硬件报警处理模块包括硬件驱动系统、驱动器过流模块、驱动器过载模块、驱动器过温模块、母线过流模块、母线欠压模块以及报警信号处理模块；其中，所述硬件驱动系统连接所述电机控制模块接收电机控制指令，所述硬件驱动系统连接所述驱动器过流模块、驱动器过载模块、驱动器过温模块、母线过流模块和母线欠压模块，通过所述驱动器过流模块、驱动器过载模块、驱动器过温模块、母线过流模块和母线欠压模块监测出驱动器过流、过载、过温信号以及母线过流、欠压信号报错信息，这些报错信号通过所述报警信号处理模块回传至所述电机控制模块进行处理。