CN107336239A - 一种机器人末端电动执行器控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种机器人末端电动执行器控制系统，包括接收和分析处理数据并发出工作命令的控制器模块、向控制系统各个模块供电的电源模块、接收外接输入设备输入信号并将数据发送至控制器模块的输入模块、向外接机器人末端执行器输出信号及向控制器模块反馈信号的输出模块。电源模块分别与控制器模块、输入模块以及输出模块电连接，控制器模块分别与输入模块和输出模块电连接。相对于现有技术，本发明技术方案具有良好的通用性能以及功能扩展性能，操作简单便捷，接线方便可靠等优点。
Description
技术领域
本发明涉及机器人自动控制技术领域，特别涉及一种机器人末端电动执行器控制系统。
背景技术
随着机器人技术的不断发展，机器人得到越来越广泛应用，其中在工业、农业、林业、医疗、军事、社会以及家庭生活等多个领域中发挥巨大作用。
工业机器人或者操作臂执行某项工作时，大部分需要通过末端执行器完成，所以末端执行器是机器人本体与外界环境或者作业对象之间的桥梁和纽带，是接收机器人控制信息以及对受控对象施加作用的装置。
末端执行器通过接收控制系统输出的控制信号，以进行相应的控制动作，机器人末端执行器层出不穷，种类繁多，其中电驱动末端执行器比较常见的有夹持器和电磁吸盘等。
目前的电动执行器种类繁多，对于控制缺乏单一性和普遍性，在一定程度上影响其使用情况，因此对机器人末端执行器进一步优化，使得机器人与末端执行器相互配合工作，以实现机器人与末端执行器之间高效集成和配合作用，具有非常重要意义。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种机器人末端电动执行器控制系统，旨在提高机器人与末端执行器之间高效集成和配合作用。
为实现上述目的，本发明提出一种机器人末端电动执行器控制系统，所述控制系统包括：
接收和分析处理数据并发出工作命令的控制器模块；
向所述控制系统各个模块供电的电源模块；
接收外接输入设备输入信号并将数据发送至所述控制器模块的输入模块；
向外接机器人末端执行器输出信号及向所述控制器模块反馈信号的输出模块；
所述电源模块分别与所述控制器模块、所述输入模块以及所述输出模块电连接；所述控制器模块分别与所述输入模块和所述输出模块电连接。
优选地，所述控制器模块为STM32F103C8T6单片机电路。
优选地，外接输入设备与所述控制器模块通过I/O端口相连通信。
优选地，所述电源内部设有AMS1117-5.0V稳压芯片和AMS1117-3.3V稳压芯片，所述AMS1117-3.3V稳压芯片分别与所述控制器模块以及所述输入模块电连接供电，所述AMS1117-5.0V稳压芯片与所述输出模块电连接供电。
优选地，所述输入模块为MAX3232芯片电路。
优选地，所述外接输入设备与所述输入模块通过RS232通信方式相连，所述输入模块与所述控制器模块通过TTL通信方式相连。
优选地，所述输出模块为HCF4053模拟开关芯片电路。
优选地，所述控制器模块通过所述输出模块与外接机器人末端执行器之间以单线单工通信或单线半双工通信。
本发明技术方案通过控制器模块分别与输入模块以及输出模块电连接，并且输入模块以及控制器模块分别与外接输入设备相连，而控制器模块通过输出模块与机器人末端执行器以单线单工通信或单线半双工通信。本发明技术方案的控制器模块通过I/0端口接收外接输入设备的脉冲工作信号，或者经过输入模块以RS232通信方式接收间接传输的工作信号。另外，控制器模块控制输出模块，实现控制器模块与机器人末端执行器之间形成有反馈或无反馈的功能，从而使得控制系统可与不同类型的机器人末端执行器进行通信，以实现机器人具有多种执行功能。
另外，本发明技术方案具有良好的通用性能以及功能扩展性能，操作简单便捷，接线方便可靠。
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，下面描述中的附图仅仅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示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明机器人电动末端执行器控制系统的连接结构示意图；
图2为本发明机器人电动末端执行器控制系统的输入模块电路结构示意图；
图3为本发明机器人电动末端执行器控制系统的输出模块电路结构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种机器人末端电动执行器控制系统。
请参见图1，在本发明实施例的机器人电动末端执行器控制系统包括：接收和分析处理数据并发出工作命令的控制器模块、向控制系统各个模块供电的电源模块、接收外接输入设备输入信号并将数据发送至控制器模块的输入模块、向外接机器人末端执行器输出信号及向控制器模块反馈信号的输出模块。本实施例中，电源模块分别与控制器模块、输入模块以及输出模块电连接，控制器模块分别与输入模块和输出模块电连接。
本发明实施例中，控制器模块为STM32F103C8T6单片机电路，输入模块为MAX3232芯片电路，输出模块为HCF4053模拟开关芯片电路，电源内部设有AMS1117-5.0V稳压芯片和AMS1117-3.3V稳压芯片，其中AMS1117-3.3V稳压芯片分别与STM32F103C8T6单片机电路以及MAX3232芯片电路连接并供电，AMS1117-5.0V稳压芯片与输出模块的HCF4053模拟开关芯片电路连接并供电。
本实施例中，外接输入设备与控制器模块通过I/O端口相连通信，外接输入设备与输入模块通过RS232通信方式相连，并且输入模块与控制器模块通过TTL通信方式相连。控制器模块与输出模块以单线单工通信或半双工通信交互通信，输出模块与外接的机器人末端执行器以单线单工通信或单线半双工通信交互通信。
本发明实施例的机器人末端电动执行器控制系统的工作原理为：
外接的上位机或者机器人控制器向输入模块发送控制信号，输入模块在接收控制信号转换为TTL信号，并将相应的TTL信号发送至控制器模块。或者外接的上位机或者机器人通过I/O端口直接向控制器模块发送控制信号。
控制器模块接收到相应的控制信号后，经过分析处理后通过输出模块与外接机器人末端执行器之间可以单线单工通信或者单线半双工通信，从而使得机器人末端执行器表现出相应的动作，具体以哪一种通信方式取决于控制器模块控制。
其中，当机器人末端电动执行器的数据信号线与控制器模块的发送端口常连接时，控制器模块控制输出模块以单线单工通信方式进行通信，控制器模块、输出模块以及机器人末端执行器依次相连形成的电路无反馈信号且为开环控制方式。
其中，当机器人末端电动执行器的数据信号线与控制器模块的发送端口和接收端口交替连接时，控制器模块控制输出模块以单线半双工通信方式进行通信，控制器模块、输出模块以及机器人末端执行器依次相连形成的电路有反馈信号且为闭环控制方式。
另外，针对上述的两种通信方式，控制器模块根据不同的机器人末端执行器的需求而确定向机器人末端执行器发送相应的通信信号。
本发明实施例通过控制器模块分别与输入模块以及输出模块电连接，并且输入模块以及控制器模块分别与外接输入设备相连，而控制器模块通过输出模块与机器人末端执行器以单线单工通信或单线半双工通信。本发明实施例的控制器模块通过I/0端口接收外接输入设备的脉冲工作信号，或者经过输入模块以RS232通信方式以及TTl通信方式接收间接传输的工作信号。另外，控制器模块控制输出模块，实现控制器模块与机器人末端执行器之间形成有反馈或无反馈的功能，从而使得控制系统可与不同类型的机器人末端执行器进行通信，以实现机器人具有多种执行功能。另外，本发明实施例具有良好的通用性能以及功能扩展性能，操作简单便捷，接线方便可靠。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (8)
1.一种机器人末端电动执行器控制系统，其特征在于，所述控制系统包括：
接收和分析处理数据并发出工作命令的控制器模块；
向所述控制系统各个模块供电的电源模块；
接收外接输入设备输入信号并将数据发送至所述控制器模块的输入模块；
向外接机器人末端执行器输出信号及向所述控制器模块反馈信号的输出模块；
所述电源模块分别与所述控制器模块、所述输入模块以及所述输出模块电连接；所述控制器模块分别与所述输入模块和所述输出模块电连接。
2.如权利要求1所述的机器人末端电动执行器控制系统，其特征在于，所述控制器模块为STM32F103C8T6单片机电路。
3.如权利要求1所述的机器人末端电动执行器控制系统，其特征在于，外接输入设备与所述控制器模块通过I/O端口相连通信。
4.如权利要求1所述的机器人末端电动执行器控制系统，其特征在于，所述电源内部设有AMS1117-5.0V稳压芯片和AMS1117-3.3V稳压芯片，所述AMS1117-3.3V稳压芯片分别与所述控制器模块以及所述输入模块电连接供电，所述AMS1117-5.0V稳压芯片与所述输出模块电连接供电。
5.如权利要求1所述的机器人末端电动执行器控制系统，其特征在于，所述输入模块为MAX3232芯片电路。
6.如权利要求5所述的机器人末端电动执行器控制系统，其特征在于，所述外接输入设备与所述输入模块通过RS232通信方式相连，所述输入模块与所述控制器模块通过TTL通信方式相连。
7.如权利要求1所述的机器人末端电动执行器控制系统，其特征在于，所述输出模块为HCF4053模拟开关芯片电路。
8.如权利要求7所述的机器人末端电动执行器控制系统，其特征在于，所述控制器模块通过所述输出模块与外接机器人末端执行器之间以单线单工通信或单线半双工通信。
Priority Applications (1)
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