[发明专利]模组化多关节控制器

摘要

本发明属于多关节机器人领域，尤其是模组化多关节控制器，模组化多关节控制器，包括电源模块，该控制器还包括物联网控制模块、运动控制模块、电机驱动模块和集成电式电机模组；所述物联网控制模块包括网络接口模块、传感接口模块、工业总线接口和USB接口，且物联网控制模块信号连接网络接口模块，所述传感接口模块、工业总线接口和USB接口均电性连接物联网控制模块，本发明通过物联网控制模块、网络接口模块、传感接口模块以及配合运动控制模块和集成式电机模组，便于多关节机器人控制器本身形成控制网络，从而使控制器本身实现一定的模组化的拼接组装功能和一定的组装造型能力，在不同的多关节控制器之间进行协同控制。

主权项

1.模组化多关节控制器，包括电源模块(1)，其特征在于，该控制器还包括物联网控制模块(2)、运动控制模块(11)、电机驱动模块(12)和集成电式电机模组(14)；所述物联网控制模块(2)包括网络接口模块(6)、传感接口模块(5)、工业总线接口(3)和USB接口(4)，且物联网控制模块(2)信号连接网络接口模块(6)，所述传感接口模块(5)、工业总线接口(3)和USB接口(4)均电性连接物联网控制模块(1)，且网络接口模块(6)和传感接口模块(5)均与工业总线接口(3)连接；所述运动控制模块(11)包括第一单片机(7)，所述第一单片机(7)电性连接SDRAM(8)、FPGA(9)和通信总线模块(10)；所述集成式电机模组(14)包括电机控制模块(13)，所述电机控制模块(13)包括电机驱动模块(12)，所述电机驱动模块(12)通过光电隔离器连接FPGA(9)、第二单片机(19)以及通信芯片，所述电机控制模块(13)连接集成式电机模组(14)，所述集成式电机模组(14)包括第一集成式电机模组(14a)和第二集成式电机模组(14b)，且集成式电机模组(14)内部设置有编码器(16)，且电机控制模块(13)和电动机(15)均电性连接编码器(16)。 所述物联网控制模块(2)连接云端服务器,来采集处理数据，并将数据传输给运动控制模块(11)，并有运动控制模块(11)驱动集成电机模块或者伺服驱动器通信接口具体的步骤如下： 1)首先，物联网控制模块与云端服务器/本地服务器通过签订MQTT/HTTP等传输协议，形成数据流的传输网，这样物联网控制模块通过WiFi/4G/5G网络通信，来获取云端的数据信息或向云端发送本地信息，同样，物联网控制模块与其他物联网控制模块之间也能够互联，主要通过WiFi局域网络传输； 2)然后，由于物联网控制模块设置有扩展接口模块，如USB设备的扩展接口模块，可以连接摄像头头、扬声器和显示器等传感模块或执行机构模块；再如网络设备扩展接口模块，可以连接手持终端、智能路由器和无限收发器 等；还有串口/IO设备扩展接口模块，可以连接传感器、按键和调试口等，实现将云端服务器的数据在各个设备间相互传输以及其他物联网控制模块间数据流的传输； 3)再者，物联网控制模块将接收的机器人数据包含相应的工作数据，并将工作数据中有传感器模块输入的信号数据来获得事物对象数据，由事物对象数据来调用对应的技能数据并整合成为能动执行数据，并把传输执行机构模块。物联网控制模块把能动执行数据给运动控制模块，运动控制模块通过解析能动执行数据得到运动指令数据传输给集成电机模组或者驱动器接口模块，电机模组或伺服驱动器通过控制指令来实现对电机进行控制。运动控制模块就电机组状态数据，运动过程数据以及运动控制模块数据等数据进行存储。 4)最后，物联网模块获取到执行机构模块中的能动执行数据，结合传感器数据，事物对象数据，整合成为工作数据，结合控制器设备数据，控制程序中人为设定的任务数据整合为机器人数据，上传至服务器或者用于和其他控制器进行通讯。物联网模块从运动控制模块中获取运动控制数据作为能动执行数据包含运动状态数据，运动技能数据。物联网模块的内存会存储工作数据，能动执行数据，控制器设备数据等数据进行保存。