CN106773853A - 一种用于机器人的无线关节编号管控方法和系统 - Google Patents

一种用于机器人的无线关节编号管控方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于机器人的无线关节编号管控方法和系统，该方法包括：预先向机器人的各无线关节输出预设的采样信号；获取各无线关节的采样反馈信号；根据各无线关节的采样反馈信号，解析各无线关节的身份信息；获取机器人的肢体数目和无线关节的总数目；根据肢体数目和无线关节的总数目生成和各无线关节一一对应的编号信息；根据解析的各无线关节的身份信息，将各编号信息发送至对应的无线关节进行关节编号绑定。简单方便地实现了对无线关节的组网编号，当需要更换某一无线关节时，由于更换处的无线关节反馈的采样反馈信号不会变，因此，其编号不会发生变化，因此，不会发生错标编号的情况，便于无线关节的管理。

Description

一种用于机器人的无线关节编号管控方法和系统
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，特别是涉及一种用于机器人的无线关节编号管控方法和系统。
背景技术
传统DIY可随意拆卸的机器人关节模块，包含伺服电机和配套的机械外壳，在组装上采用搭积木方式搭建机器人模型。每个机器人关节采用单独线路供电，因此，在伺服电机控制上需将其信号线接入主控制器并对其编程控制，当需要调试的机器人关节不断增加时，线路复杂度大大增加，不利于对关节进行扩展。
如今，有学者提出使用无线控制技术代替有线控制从而降低线路复杂度，但无线控制关节还是存在多方面问题。在组网管理方面：当主控制器对无线关节发起组网广播时，由于组网是一个随机过程，主控制器无法确定接入网络的无线关节对应的空间位置，传统做法是对于每个加入的无线关节模块进行独立编程，以特殊标志实现对无线关节的空间位置标定编号过程，当关节数目不断增加时，对每个无线关节进行特殊标志位设定编号将变得极其繁琐，于此同时，主控制器方面也要不断的更新对应新加入的无线关节的空间上位置的编号映射关系，大大增加了编程难度；不仅如此，倘若其中某个连接的无线关节故障需要跟换，在更换关节时必须记录故障关节对应的编号，若稍有不慎错标编号，这将大大影响整个无线关节系统运作，在无线关节的管理上存在极大的不便。
因此，如何使得对无线关节的组网编号更加简单，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于机器人的无线关节编号管控方法和系统，可以使得对无线关节的组网编号更加简单。
为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：
一种用于机器人的无线关节编号管控方法，包括：
向机器人的各无线关节输出预设的采样信号；
获取各所述无线关节的采样反馈信号；
根据各所述无线关节的采样反馈信号，解析各所述无线关节的身份信息；
获取所述机器人的肢体数目和无线关节的总数目；
根据所述肢体数目和所述无线关节的总数目生成和各所述无线关节一一对应的编号信息；
根据解析的各所述无线关节的身份信息，将各所述编号信息发送至对应的无线关节进行关节编号绑定。
优选地，所述向机器人的各无线关节输出预设的采样信号，包括：
预先分别在各无线关节中设置串联的第一电阻和第二电阻，其中，所述第一电阻的第一端连接第一电极，所述第一电阻的第二端和所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端接地，并分别在各无线关节的第一电阻的第二端连接一个AD采样单元和第二电极；
将各所述无线关节顺次连接，其中，位于次序首位的无线关节的第一电极与主控制器的采样信号输出端连接，其余的无线关节的第一电极和与该无线关节连接的上一个无线关节的第二电极连接，其中，在所述主控制器中还设置一分压电阻，所述分压电阻的第一端和位于次序首位的无线关节的第一电极连接，所述分压电阻的第二端接地；
通过所述主控制器向各所述无线关节输出预设的采样电压信号。
优选地，所述获取各所述无线关节的采样反馈信号，包括：
获取各所述无线关节的对应AD采样单元采集的电压值。
优选地，根据各所述无线关节的采样反馈信号，解析各所述无线关节的身份信息，包括：
根据各所述无线关节反馈的自身的AD采样单元采集的电压值和所述采样信号输出端输出的电压值，计算各所述无线关节的关节编号值。
优选地，根据各所述无线关节反馈的自身的AD采样单元采集的电压值和所述采样信号输出端输出的电压值，计算各所述无线关节的关节编号值，包括：
当所述分压电阻和各所述第一电阻、第二电阻的阻值相同时，各所述无线关节的关节编号值的计算方法为：
其中，Num为当前无线关节的关节编号值，ADf1为采样信号输出端输出的电压值；ADn为当前无线关节反馈的自身的AD采样单元采集的电压值。
优选地，所述获取所述机器人的肢体数目和无线关节的总数目，包括：
预先在所述主控制器中设置串联的第三电阻和第四电阻，其中，所述第三电阻的第一端与检测电源连接，所述第三电阻的第二端和所述第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端接地，所述第三电阻的第二端连接第三电极；
在各所述无线关节中分别设置一个和所述第四电阻并联的第五电阻；
检测所述第三电阻的第二端的电压值；
根据所述检测电源的电压值和所述第三电阻的第二端的电压值，计算所述无线关节的总数目；
根据设置在所述主控制器中的拨码开关的输入值获取所述机器人的肢体数目。
优选地，所述根据所述检测电源的电压值和所述第三电阻的第二端的电压值，计算所述无线关节的总数目，包括：
当所述第三电阻、第四电阻和各所述第五电阻的阻值相同时，所述无线关节的总数目的计算方法为：
其中，Sum为无线关节总数目，ADf2为检测电源的电压值；ADs为第三电阻的第二端的电压值。
一种用于机器人的无线关节编号管控系统，包括：
主控制器，用于向机器人的各无线关节输出预设的采样信号，获取各所述无线关节的采样反馈信号，并根据各所述无线关节的采样反馈信号，解析各所述无线关节的身份信息，获取所述机器人的肢体数目和无线关节的总数目，根据所述肢体数目和所述无线关节的总数目生成和各所述无线关节一一对应的编号信息，根据解析的各所述无线关节的身份信息，将各所述编号信息发送至对应的无线关节进行关节编号绑定；
无线关节编码处理器，位于各所述无线关节内，用于接收所述采样信号并生成对应的采样反馈信号，以及接收所述编码信息和所述主控制器进行关节编号绑定。
与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：
本发明实施例所提供的一种用于机器人的无线关节编号管控方法，包括：向机器人的各无线关节输出预设的采样信号；获取各无线关节的采样反馈信号；根据各无线关节的采样反馈信号，解析各无线关节的身份信息；获取机器人的肢体数目和无线关节的总数目；根据肢体数目和无线关节的总数目生成和各无线关节一一对应的编号信息；根据解析的各无线关节的身份信息，将各编号信息发送至对应的无线关节进行关节编号绑定。预先向各个无线关节输出一个采样信号，然后获取各无线关节的采样反馈信号，根据各无线关节的采样反馈信号来解析其身份信息，并将生成的编号信息发送给对应的无线关节，这样每个无线关节就会有带有肢体信息和关节信息的一个对应编号，然后进行绑定，即简单方便地实现了对无线关节的组网编号，当需要更换某一无线关节时，由于更换处的无线关节反馈的采样反馈信号不会变，因此，其编号不会发生变化，因此，不会发生错标编号的情况，便于无线关节的管理。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种具体实施方式所提供的用于机器人的无线关节编号管控方法示意图；
图2为本发明一种实施方式所提供的采用了用于机器人的无线关节编号管控方法的机器人的管控系统结构示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种用于机器人的无线关节编号管控方法和系统，可以使得对无线关节的组网编号更加简单。
为了使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。
请参考图1，图1为本发明一种具体实施方式所提供的用于机器人的无线关节编号管控方法示意图。
本发明的一种具体实施方式提供了一种用于机器人的无线关节编号管控方法，包括：
S11：向机器人的各无线关节输出预设的采样信号。
S12：获取各无线关节的采样反馈信号。
S13：根据各无线关节的采样反馈信号，解析各无线关节的身份信息。
S14：获取机器人的肢体数目和无线关节的总数目。
S15：根据肢体数目和无线关节的总数目生成和各无线关节一一对应的编号信息。
S16：根据解析的各无线关节的身份信息，将各编号信息发送至对应的无线关节进行关节编号绑定。
在本实施方式中，向机器人的各无线关节分别输出一个特定的采样信号，然后获取各无线关节的采样反馈信号，每个无线关节反馈的采样反馈信号各不相同，这样即可根据各无线关节的采样反馈信号确定各无线关节的身份。优选地，根据机器人的肢体数目和无线关节的总数目来生成编号信息，该编号信息即标识了该无线关节所在的肢体信息和自身的关节位置信息。通过本实施方式的方法简单方便地实现了对无线关节的组网编号，当需要更换某一无线关节时，由于更换的无线关节接收的采样信号不变，因此反馈的采样反馈信号不会变，其编号不会发生变化，因此，不会发生错标编号的情况，便于无线关节的管理。
请参考图2，图2为本发明一种实施方式所提供的采用了用于机器人的无线关节编号管控方法的机器人的管控系统结构示意图。
在上述实施方式的基础上，本发明的一种实施方式中，向机器人的各无线关节输出预设的采样信号，包括：预先分别在各无线关节中设置串联的第一电阻和第二电阻，其中，第一电阻的第一端连接第一电极，第一电阻的第二端和第二电阻的第一端连接，第二电阻的第二端接地，并分别在各无线关节的第一电阻的第二端连接一个AD采样单元和第二电极；将各无线关节顺次连接，其中，位于次序首位的无线关节的第一电极与主控制器的采样信号输出端连接，其余的无线关节的第一电极和与该无线关节连接的上一个无线关节的第二电极连接，其中，在主控制器中还设置一分压电阻，分压电阻的第一端和位于次序首位的无线关节的第一电极连接，分压电阻的第二端接地；通过主控制器向各无线关节输出预设的采样电压信号。
获取各无线关节的采样反馈信号，包括：获取各无线关节的对应AD采样单元采集的电压值。
根据各无线关节的采样反馈信号，解析各无线关节的身份信息，包括：根据各无线关节反馈的自身的AD采样单元采集的电压值和采样信号输出端输出的电压值，计算各无线关节的关节编号值。
根据各无线关节反馈的自身的AD采样单元采集的电压值和采样信号输出端输出的电压值，计算各无线关节的关节编号值，包括：当分压电阻和各第一电阻、第二电阻的阻值相同时，各无线关节的关节编号值的计算方法为：
其中，Num为当前无线关节的关节编号值，ADf1为采样信号输出端输出的电压值；ADn为当前无线关节反馈的自身的AD采样单元采集的电压值。
在本实施方式中，以图2所示的管控系统为例进行说明，如图2所示，机器人的管控系统包括了主控制器21和无线关节22。其中，主控制器包括电源管理单元211和一分压电阻212。各无线关节均设有串联的第一电阻221和第二电阻222，在第一电阻221和第二电阻222的公共端连接有AD采样单元223，其连接关系如图2所示。
其中，在机器人的各肢体接通电源时，主控制器通过无线协议发起组网广播，等待无线关节的接入，各无线关节接到组网广播后和主控制器建立通信连接。电源管理单元输出一路采样电压信号，由于各无线关节顺次连接，这样，各无线关节中的AD采样单元就会采集到不同的电压值，根据电路中各电阻的分压值即可计算出各个无线关节的AD采样单元的采样电压值。当主控制器接收到各无线关节反馈的采样反馈信号时，就可以判断出接收到的各采样反馈信号对应的是哪个无线关节，从而可以确定各无线关节的身份。在本实施方式中，优选分压电阻和各无线关节中的第一电阻以及第二电阻的阻值相同，以方便计算各个无线关节的AD采样单元的采样电压值。在本实施方式中，由于只需得知各无线关节所在编号，因此，在实际中应用中并不需真正计算各个无线关节的AD采样单元的采样电压值，只需根据各无线关节的AD采样单元的采样电压值和电源管理单元输出的采样电压信号，通过上述计算式即可确定各无线关节所在关节编号，该编号也即上述的顺序连接的无线关节在该次序中的排列号，直接和主控制器连接的编号为1。
需要说明的是，本实施方式只是优选上述的方式来计算和获取各无线关节的关节编号值，也可以采用其他的方式来计算获取各无线关节的关节编号值，如将采样信号改为采样电流信号等，本实施方式对此不作限定，具体视情况而定。
在本发明的一种实施方式中，获取机器人的肢体数目和无线关节的总数目，包括：预先在主控制器中设置串联的第三电阻和第四电阻，其中，第三电阻的第一端与检测电源连接，第三电阻的第二端和第四电阻的第一端连接，第四电阻的第二端接地，第三电阻的第二端连接第三电极；在各无线关节中分别设置一个和第四电阻并联的第五电阻；检测第三电阻的第二端的电压值；根据检测电源的电压值和第三电阻的第二端的电压值，计算无线关节的总数目；根据设置在主控制器中的拨码开关的输入值获取机器人的肢体数目。
在本实施方式中，仍以图2所示的管控系统为例进行说明，在本实施方式中，主控制器还包括拨码开关213、第三电阻214、第四电阻215和采集第三电阻213和第四电阻214公共端电压值的AD检测单元216，各无线关节中设有和第四电阻并联的第五电阻224。其中，电源管理单元向第三电阻和第四电阻以及各第五电阻输出一路检测信号，即电源管理单元在本实施方式中也作为检测电源。随着机器人中的无线关节的数目的不同，第三电阻和第四电阻的公共端处的电压值也不同。
在本实施方式中，优选根据检测电源的电压值和第三电阻的第二端的电压值，计算无线关节的总数目，包括：当第三电阻、第四电阻和各第五电阻的阻值相同时，无线关节的总数目的计算方法为：
其中，Sum为无线关节总数目，ADf2为检测电源的电压值；ADs为第三电阻的第二端的电压值。
在本实施方式中，为了方便计算无线关节的数目，优选设置第三电阻、第四电阻和各第五电阻的阻值相同。并通过该实施方式中的上述公式可以计算出无线关节的总数目。
在本发明的上述实施方式中，当通过主控制器完成对各无线关节的编号，并完成编号绑定。
相应地，本发明一种实施方式还提供了一种用于机器人的无线关节编号管控系统，包括：主控制器，用于向机器人的各无线关节输出预设的采样信号，获取各无线关节的采样反馈信号，并根据各无线关节的采样反馈信号，解析各无线关节的身份信息，获取机器人的肢体数目和无线关节的总数目，根据肢体数目和无线关节的总数目生成和各无线关节一一对应的编号信息，根据解析的各无线关节的身份信息，将各编号信息发送至对应的无线关节进行关节编号绑定；无线关节编码处理器，位于各无线关节内，用于接收采样信号并生成对应的采样反馈信号，以及接收编码信息和主控制器进行关节编号绑定。
预先向各个无线关节输出一个采样信号，然后获取各无线关节的采样反馈信号，根据各无线关节的采样反馈信号来解析其身份信息，并将生成的编号信息发送给对应的无线关节，这样每个无线关节就会有带有肢体信息和关节信息的一个对应编号，然后进行绑定，即简单方便地实现了对无线关节的组网编号，当需要更换某一无线关节时，由于更换处的无线关节反馈的采样反馈信号不会变，因此，其编号不会发生变化，因此，不会发生错标编号的情况，便于无线关节的管理。
以上对本发明所提供的一种用于机器人的无线关节编号管控方法和系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明及其核心思想。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，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种用于机器人的无线关节编号管控方法，其特征在于，包括：
向机器人的各无线关节输出预设的采样信号；
获取各所述无线关节的采样反馈信号；
根据各所述无线关节的采样反馈信号，解析各所述无线关节的身份信息；
获取所述机器人的肢体数目和无线关节的总数目；
根据所述肢体数目和所述无线关节的总数目生成和各所述无线关节一一对应的编号信息；
根据解析的各所述无线关节的身份信息，将各所述编号信息发送至对应的无线关节进行关节编号绑定。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述向机器人的各无线关节输出预设的采样信号，包括：
预先分别在各无线关节中设置串联的第一电阻和第二电阻，其中，所述第一电阻的第一端连接第一电极，所述第一电阻的第二端和所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端接地，并分别在各无线关节的第一电阻的第二端连接一个AD采样单元和第二电极；
将各所述无线关节顺次连接，其中，位于次序首位的无线关节的第一电极与主控制器的采样信号输出端连接，其余的无线关节的第一电极和与该无线关节连接的上一个无线关节的第二电极连接，其中，在所述主控制器中还设置一分压电阻，所述分压电阻的第一端和位于次序首位的无线关节的第一电极连接，所述分压电阻的第二端接地；
通过所述主控制器向各所述无线关节输出预设的采样电压信号。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取各所述无线关节的采样反馈信号，包括：
获取各所述无线关节的对应AD采样单元采集的电压值。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据各所述无线关节的采样反馈信号，解析各所述无线关节的身份信息，包括：
根据各所述无线关节反馈的自身的AD采样单元采集的电压值和所述采样信号输出端输出的电压值，计算各所述无线关节的关节编号值。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据各所述无线关节反馈的自身的AD采样单元采集的电压值和所述采样信号输出端输出的电压值，计算各所述无线关节的关节编号值，包括：
当所述分压电阻和各所述第一电阻、第二电阻的阻值相同时，各所述无线关节的关节编号值的计算方法为：
其中，Num为当前无线关节的关节编号值，ADf1为采样信号输出端输出的电压值；ADn为当前无线关节反馈的自身的AD采样单元采集的电压值。
6.根据权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，所述获取所述机器人的肢体数目和无线关节的总数目，包括：
预先在所述主控制器中设置串联的第三电阻和第四电阻，其中，所述第三电阻的第一端与检测电源连接，所述第三电阻的第二端和所述第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端接地，所述第三电阻的第二端连接第三电极；
在各所述无线关节中分别设置一个和所述第四电阻并联的第五电阻；
检测所述第三电阻的第二端的电压值；
根据所述检测电源的电压值和所述第三电阻的第二端的电压值，计算所述无线关节的总数目；
根据设置在所述主控制器中的拨码开关的输入值获取所述机器人的肢体数目。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述检测电源的电压值和所述第三电阻的第二端的电压值，计算所述无线关节的总数目，包括：
当所述第三电阻、第四电阻和各所述第五电阻的阻值相同时，所述无线关节的总数目的计算方法为：
其中，Sum为无线关节总数目，ADf2为检测电源的电压值；ADs为第三电阻的第二端的电压值。
8.一种用于机器人的无线关节编号管控系统，其特征在于，包括：
主控制器，用于向机器人的各无线关节输出预设的采样信号，获取各所述无线关节的采样反馈信号，并根据各所述无线关节的采样反馈信号，解析各所述无线关节的身份信息，获取所述机器人的肢体数目和无线关节的总数目，根据所述肢体数目和所述无线关节的总数目生成和各所述无线关节一一对应的编号信息，根据解析的各所述无线关节的身份信息，将各所述编号信息发送至对应的无线关节进行关节编号绑定；
无线关节编码处理器，位于各所述无线关节内，用于接收所述采样信号并生成对应的采样反馈信号，以及接收所述编码信息和所述主控制器进行关节编号绑定。
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