CN106181990A - 一种机器人内部通信系统及机器人 - Google Patents

Abstract

一种机器人内部通信系统和机器人，该系统包括直流电源以及电力线，还包括驱动模块以及用于控制所述驱动模块运作的若干控制模块；还包括分别串接在所述驱动模块与电力线之间以及串接在所述控制模块与电力线之间的若干通信装置，所述通信装置包括耦合模块、接收模块、功放模块、整形滤波模块和PL3105扩频芯片；所述耦合模块包括接入端和输出端；所述电力线、接入端、接收模块和PL3105扩频芯片顺次相连；所述PL3105扩频芯片、功放模块、整形滤波模块和电力线顺次相连；所述PL3105扩频芯片还用于连接驱动模块或控制模块。本申请可大大减少机器人内部的走线，也提升了机器人内部通信速度。

Description

一种机器人内部通信系统及机器人

技术领域

本申请涉及机器人通信领域，尤其是一种机器人内部通信系统及机器人。

背景技术

目前对于机器人来说，还是需要电机来进行自由度的调节，然而如何控制就涉及到机器人的内部通信，机器人内部具有传感器、关节、控制器和驱动器等，其内部通信包括传感器的反馈信息、关节之间通信、关节与“小脑”之间通信、“小脑”与“大脑”之间通信等，上述各种通信都需要用到通信线，且上述各种通信方式中所涉及的通信线各有不同，造成机器人内部大量的走线，降低了机器人内部通信速度。

发明内容

本申请提供一种机器人内部通信系统及机器人，解决现有技术中机器人内部走线多、影响内部通信速度的问题。

根据本申请的第一方面，本申请提供一种机器人内部通信系统，包括直流电源以及与直流电源相连的电力线，还包括用于驱动机器人动作的若干驱动模块以及用于控制所述驱动模块运作的若干控制模块；还包括分别串接在所述驱动模块与电力线之间以及串接在所述控制模块与电力线之间的若干通信装置，所述通信装置包括耦合模块、接收模块、功放模块、整形滤波模块和PL3105扩频芯片；所述耦合模块包括接入端和输出端；所述电力线、接入端、接收模块和PL3105扩频芯片顺次相连；所述PL3105扩频芯片、功放模块、整形滤波模块和电力线顺次相连；所述PL3105扩频芯片还用于连接驱动模块或控制模块。

优选的，所述直流电源为线性稳压直流电源。

优选的，所述驱动模块包括机器人关节驱动器。

优选的，所述控制模块包括机器人主控制器和从控制器。

优选的，所述PL3105扩频芯片使用DCSK对通信信号进行调制和解调。

优选的，所述电力线中还串接有RC滤波电路，所述RC滤波电路和直流电源之间还串接有滤波电感。

优选的，所述通信装置与对应的驱动模块或控制模块集成于同一电路板，或者所述通信装置与对应的驱动模块或控制模块分别集成到不同电路板。

根据本申请的第二方面，本申请提供一种机器人，包括上述的机器人内部通信系统。

相对于现有技术，本申请包括直流电源以及与直流电源相连的电力线，还包括用于驱动机器人动作的若干驱动模块以及用于控制所述驱动模块运作的若干控制模块；还包括分别串接在所述驱动模块与电力线之间以及串接在所述控制模块与电力线之间的若干通信装置，所述通信装置包括耦合模块、接收模块、功放模块、整形滤波模块和PL3105扩频芯片；所述耦合模块包括接入端和输出端；所述电力线、接入端、接收模块和PL3105扩频芯片顺次相连；所述PL3105扩频芯片、功放模块、整形滤波模块和电力线顺次相连；所述PL3105扩频芯片还用于连接驱动模块或控制模块。因此，驱动模块或控制模块的信号经过PL3105扩频芯片进行载波处理，再通过功放模块、整形滤波模块和耦合模块处理后，将信号加载到电力线并在电力线中传输。又通过耦合模块、接收模块和PL3105扩频芯片对接收到的信号进行解调，从而获得所需的信息。因此，通过以上设置即可实现机器人的内部通信，可大大减少机器人内部的走线，也提升了机器人内部通信速度。

另外，机器人电源是线性稳压电源，大大降低了电源对直流低压载波照成的随机性干扰。通信装置可以集成到其他模块电路板上，也可以单独设置，使得组合方式多样，提升了灵活性。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明一种实施例的机器人内部通信系统的结构示意图；

图2为本发明一种实施例的通信装置的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本发明涉及都电力线通信技术(PLC)，其是指利用电线传输数据和媒体信号的一种通信技术，它是交流电压载波的典型技术。PLC技术是把载有信息的高频加载于电流然后用电线传输接受信息的适配器再把高频从电流中分离出来并传送到计算机或电话以实现信息传递。

本申请实施例提供一种机器人内部通信系统，如图1所示，其包括直流电源1以及与直流电源1相连的电力线11，该电力线11用于传输机器人中各模块之间的通信信号。由于直流低压在电力线上的干扰强，它往往会给传送的信号造成失真，timeout、错误帧等问题。直流低压线上的干扰主要来自加载在电力线上面的设备，如开关电源、板子上的功放、电机等。开关电源发出的谐波振幅很大，而且基波频率占用了很宽的频带，一般是15KHz到1MHz以上，产生的强干扰将给这种通信技术带来致命的伤害，以至于在接收端根本无法识别出发送的信号。因此，上述直流电源1一般会使用线性稳压直流电源，一方面可以适应驱动模块3和控制模块4的需求，同时线性稳压直流电源可以隔离来自于负载或者电路板随机性造成的其他噪声。

该系统还包括用于驱动机器人动作的若干驱动模块3以及用于控制所述驱动模块3运作的若干控制模块4，上述驱动模块3具体是机器人内部的各驱动器，包括关节驱动器、移动驱动器等等，该驱动器用于驱动机器人部件运作。控制模块4具体是机器人的控制电路，包括主控制器和从控制器等，控制模块4用于对内部信号进行计算处理，同时控制驱动模块3的工作。如图1所示，还包括分别串接在所述驱动模块3与电力线11之间以及串接在所述控制模块4与电力线11之间的若干通信装置2，即驱动模块3和控制模块4均经过通信装置2接收和发送信号。

如图2所示，所述通信装置2包括耦合模块21、接收模块22、功放模块23、整形滤波模块24和PL3105扩频芯片25，其中接收模块22具体可以是滤波整形模块和/或功放模块，功放模块23用于对信号进行功率放大，整形滤波模块24用于对信号进行整流和滤波。所述耦合模块21包括接入端和输出端，所述电力线11、接入端、接收模块22和PL3105扩频芯片23顺次相连，外部信号经耦合模块21和接收模块22处理后，发送至PL3105扩频芯片23对外部信号进行解调，从而解调出原有信息，再发送至驱动模块3或控制模块4。所述PL3105扩频芯片25、功放模块24、整形滤波模块25和电力线11顺次相连，驱动模块3或控制模块4将通信信号发送至PL3105扩频芯片25，PL3105扩频芯片25将信号进行调制后，依次经过功放模块24、整形滤波模块25处理，之后由电力线11传输。因此，通过本实施例即可实现机器人内部的通信。

在一种实施例中，PL3105扩频芯片25具有自己的调制解调模块、内部存储器、处理器、时钟和震荡器，可以在其内部实现一部分机器人的功能，也可以单独只用做通信模块。且PL3105扩频芯片25使用DCSK对通信信号进行调制和解调，信号经过扩展频谱后进行发送，在接收端用同样的编码再进行解调，这可以降低低压电力线载波的难度。

在一种实施例中，当电源的噪声容限没有达到预定要求是，所述电力线11中还需串接有RC滤波电路，所述RC滤波电路和直流电源1之间还串接有滤波电感。可取10μH的电感，再与RC滤波电路中大于10μF的旁路电容的共同作用下，LC电路可以在通信频率处对信号提供大于20dB的衰减，从而使得噪声容限满足要求。

在一种实施例中，所述通信装置2与对应的驱动模块3或控制模块4集成于同一电路板，或者所述通信装置2与对应的驱动模块3或控制模块4分别集成到不同电路板。使得组合方式多样，提升了灵活性。

本申请实施例还提供一种机器人，包括上述的机器人内部通信系统。当然还可以包括关节、驱动器等其他部件，在此不做赘述。

本技术领域技术人员可以理解，本发明中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案可以被交替、更改、组合或删除。进一步地，具有本发明中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的其他步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。进一步地，现有技术中的具有与本发明中公开的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。

以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种机器人内部通信系统，其特征在于：

包括直流电源以及与直流电源相连的电力线，还包括用于驱动机器人动作的若干驱动模块以及用于控制所述驱动模块运作的若干控制模块；

还包括分别串接在所述驱动模块与电力线之间以及串接在所述控制模块与电力线之间的若干通信装置，所述通信装置包括耦合模块、接收模块、功放模块、整形滤波模块和PL3105扩频芯片；所述耦合模块包括接入端和输出端；所述电力线、接入端、接收模块和PL3105扩频芯片顺次相连；所述PL3105扩频芯片、功放模块、整形滤波模块和电力线顺次相连；所述PL3105扩频芯片还用于连接驱动模块或控制模块。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述直流电源为线性稳压直流电源。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述驱动模块包括机器人关节驱动器。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述控制模块包括机器人主控制器和从控制器。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述PL3105扩频芯片使用DCSK对通信信号进行调制和解调。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述电力线中还串接有RC滤波电路，所述RC滤波电路和直流电源之间还串接有滤波电感。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述通信装置与对应的驱动模块或控制模块集成于同一电路板，或者所述通信装置与对应的驱动模块或控制模块分别集成到不同电路板。

8.一种机器人，其特征在于：

包括权利要求1-7任意一项所述的机器人内部通信系统。