CN108199984A - 一种云台控制系统、云台网关 - Google Patents

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张国亮
王恒飞
束鹏飞
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Abstract

本申请公开了一种云台控制系统，包括云台和云台控制器，云台包括：用于控制云台的多个控制设备；用于接收环境数据的多个传感器；与多个控制设备和多个传感器均连接，用于对连接的电子设备进行数据交换的云台网关；与云台网关连接，用于连接云台控制器的一个输出端口；云台通过输出端口与云台控制器连接。通过云台网关将云台上所有电子设备进行连接，并且通过输出端口与云台控制器连接，将云台与云台控制器之间的线束连接减少到一条，避免了在云台的机械臂上连接过多线束，提高了云台的可维护性，同时降低了云台成本。本申请还公开了一种云台网关，具有上述有益效果。

Description

一种云台控制系统、云台网关
技术领域
本申请涉及自动化控制领域，特别涉及一种云台控制系统、云台网关。
背景技术
随着工业技术的发展，越来越多的领域都应用到机器人去执行相应的操作。其中，使用较为广泛的是移动机器人，一般由底座和云台组成，底座负责承载设备、放置云台控制器以及移动机器人，云台上则装配了控制设备和传感器，例如高清摄像机、红外成像仪、气体传感器、局部放电传感器、水平电机、俯仰电机、伸缩电机等，用于执行更加精细的操作和数据采集。
一个现有技术中，将这些云台上的设备逐个通过接线连接在云台控制器中，可以实现云台控制器对这些设备的控制。但是，在云台上一般会放置较多的设备，会导致云台与云台控制器之间的线束过多，不利于对线束的维护管理。并且，云台一般是通过机械臂安装在车体上，而为了防止线束混乱需要将线束固定在机械臂上，而过多过粗的线束会影响机械臂的运行，同时也不利于云台上设备的稳定连接。
另一个现有技术中，将云台上的以太网设备通过交换机与云台控制器相连，其他的设备通过CAN总线与云台控制器相连，再利用通讯滑环连接云台与机器人。在该现有技术中尽管将云台与云台控制器之间的连线简化成了两条，但是仍需要使用至少8芯通讯滑环(4芯用于以太网，2芯用于CAN总线，2芯用于供电)进行连接，由于通讯滑环的成本较高，会使云台成本整体提高，不利于控制制造成本。
因此，如何更简化云台到云台控制器之间的线束是本领域技术人员所关注的重点问题。
发明内容
本申请的目的是提供一种云台控制系统、云台网关，通过云台网关将云台上所有电子设备进行连接，并且通过输出端口与云台控制器连接，将云台与云台控制器之间的线束连接减少到一条，避免了在云台的机械臂上连接过多线束，提高了云台的可维护性，同时降低了云台成本。
为解决上述技术问题，本申请提供一种云台控制系统，包括云台和云台控制器，所述云台包括：用于控制云台的多个控制设备；用于接收环境数据的多个传感器；与所述多个控制设备和所述多个传感器均连接，用于对连接的电子设备进行数据交换的云台网关；与所述云台网关连接，用于连接所述云台控制器的一个输出端口；
所述云台通过所述输出端口与所述云台控制器连接。
可选的，所述云台网关包括：
用于连接电子设备的设备接口；
用于连接以太网设备的网口；
与所述网口连接，用于数据交换的以太网交换机芯片；
与所述设备接口和所述以太网交换机芯片连接，用于将以太网内的数据和设备接口之间的数据进行转换的CPU芯片。
可选的，所述设备接口包括串口、IO接口以及CAN接口。
可选的，所述控制设备包括：水平电机、俯仰电机以及伸缩电机。
可选的，所述传感器包括：摄像机、红外成像仪、红外温枪、气体检测仪以及局部放电检测仪。
本申请还提供一种云台网关，包括：
用于连接电子设备的设备接口；
用于连接以太网设备的网口；
与所述网口连接，用于数据交换的以太网交换机芯片；
与所述设备接口和所述以太网交换机芯片连接，用于将以太网内的数据和设备接口之间的数据进行转换的CPU芯片。
可选的，所述设备接口包括串口、IO接口以及CAN接口。
本申请所提供的一种云台控制系统，包括云台和云台控制器，所述云台包括：用于控制云台的多个控制设备；用于接收环境数据的多个传感器；与所述多个控制设备和所述多个传感器均连接，用于对连接的电子设备进行数据交换的云台网关；与所述云台网关连接，用于连接所述云台控制器的一个输出端口；所述云台通过所述输出端口与所述云台控制器连接。
通过云台网关将云台上所有电子设备进行连接，并且通过输出端口与云台控制器连接，将云台与云台控制器之间的线束连接减少到一条，避免了在云台的机械臂上连接过多线束，提高了云台的可维护性，同时降低了云台成本。
本申请还提供一种云台网关，具有上述有益效果，在此不做赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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申请的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例所提供的一种云台控制系统的结构示意图；
图2为本申请实施例所提供的另一种云台控制系统的结构示意图；
图3为本申请实施例所提供的一种云台网关的结构示意图。
图1至图2中：
11为云台控制器、12为云台网关、13为控制设备、14为传感器。
图3中：
21为CPU芯片、22为以太网交换机芯片、23为设备接口、24为网口。
具体实施方式
本申请的核心是提供一种云台控制系统、云台网关，通过云台网关将云台上所有电子设备进行连接，并且通过输出端口与云台控制器连接，将云台与云台控制器之间的线束连接减少到一条，避免了在云台的机械臂上连接过多线束，提高了云台的可维护性，同时降低了云台成本。
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
请参考图1，图1为本申请实施例所提供的一种云台控制系统的结构示意图。
本申请实施例提供一种云台控制系统，包括云台和云台控制器11，其特征在于，所述云台包括：用于控制云台的多个控制设备13；用于接收环境数据的多个传感器14；与所述多个控制设备13和所述多个传感器均连接，用于对连接的电子设备进行数据交换的云台网关12；与所述云台网关12连接，用于连接所述云台控制器11的一个输出端口；
所述云台通过所述输出端口与所述云台控制器11连接。
一般的，具有云台功能的机器人包括底座和云台这两个主要部分，底座负责机器人整体的移动以及承载控制器，而云台上则会放置传感器14用于数据采集以及控制设备13使云台可以执行相应的动作。通常，云台上放置的每个传感器14以及控制设备13会通过线束直接连入在底座中的控制器，但是当线束过多时会严重影响云台的正常操作，并且过多的线束会对后期的维护操作带来困难。
因此，本实施例中通过在云台上安装云台网关12，将云台上的传感器14和控制设备13的线缆通过云台网关12进行简化，避免了每个云台上的设备都需要单独的线束去连接云台控制器11，造成线束过多的问题。
基于本实施例中的云台，可以只通过一根以太网线将云台和云台控制器进行连接，也就是尽可能的简化了云台和云台控制器之间的线束数量，使线束数量达到最少。
其中，云台控制器11为通常在机器人中所使用的云台控制器11，该云台控制器11除了用于控制云台上的传感器14和控制设备13外，还可以主要对机器人整体的操作过程进行控制。也可以单独对云台上的传感器14和控制设备13进行控制。具体的，可以根据本实施例中的云台控制系统所应用的环境再选择何种云台控制器11。
进一步的，本实施例中所介绍的云台网关12主要是和云台控制器11进行连接，用于将数据进行交换。其主要是将传感器14和控制设备13发送和接收的数据通过网关和云台控制器11进行交换。所以，本实施例中主要是通过该云台网关12达到简化线束连接的目的。
具体的，本实施例中所介绍的云台网关12可以只包括以太网交换机芯片，实现将以太网设备之间的数据交换。还可以包括以太网交换机芯片和CPU芯片，将各个设备通过相应的接口与CPU芯片连接，实现不同格式的数据之间的转换，同时通过以太网交换机芯片将数据进行交换，以实现云台上的设备与云台控制器11之间的连接。也可以在该云台网关12的基础上将各个设备分别连接以太网交换机芯片和CPU芯片，实现各个设备连入云台网关12，并与云台控制器11进行连接。又可以根据实际情况选择云台网关12的内部设置和连接方式，在此不做具体限定。
因此，本实施例中所介绍的控制设备13和传感器14均与网关连接。具体的，本实施例中传感器14和控制设备13可能由于其功能的不同或连接方式的不同，造成和云台网关12的连接方式的不同，例如，通过串口连接气体检测仪，通过网口连接已具有以太网功能的设备。具体的，应根据实际情况选择不同的连接方式，在此不做具体限定。
综上所述，本实施例提供的一种云台控制系统，通过云台网关将云台上所有电子设备进行连接，并且通过输出端口与云台控制器连接，将云台与云台控制器之间的线束连接减少到一条，避免了在云台的机械臂上连接过多线束，提高了云台的可维护性，同时降低了云台成本。
请参考图2，图2为本申请实施例所提供的另一种云台控制系统的结构示意图。
本实施例提供另一种云台控制系统，可以包括云台和云台控制器11，其特征在于，所述云台包括：用于控制云台的多个控制设备13；用于接收环境数据的多个传感器14；与所述多个控制设备13和所述多个传感器均连接，用于对连接的电子设备进行数据交换的云台网关12；与所述云台网关12连接，用于连接所述云台控制器11的一个输出端口；
所述云台通过所述输出端口与所述云台控制器11连接。
其中，所述云台网关12包括：用于连接电子设备的设备接口；用于连接以太网设备的网口；与所述网口连接，用于数据交换的以太网交换机芯片；与所述设备接口和所述以太网交换机芯片连接，用于将以太网内的数据和设备接口之间的数据进行转换的CPU芯片。
其中，CPU芯片用于将以太网内的数据和设备接口之间的数据进行转换，区别于现有技术中无法将设备接口对应的数据进行转换，而增加线束连接的技术方案。以太网交换机芯片用于将相应的数据进行交换，实现交换机的功能，因此可以通过该以太网交换机芯片与云台控制器进行连接，从而简化云台到云台控制器之间的线束连接。
可选的，所述设备接口包括串口、IO接口以及CAN接口。
可选的，所述控制设备13包括：水平电机、俯仰电机以及伸缩电机。
可选的，所述传感器14包括：摄像机、红外成像仪、红外温枪、气体检测仪以及局部放电检测仪。
基于以上可选方案，可以有如下具体的连接方式。红外温枪通过IO接口与CPU芯片进行连接，气体检测仪和局部放电检测仪通过串口与CPU进行连接，水平电机以及俯仰电机通过CAN接口进行连接，此外伸缩电机也可以通过CAN接口与CPU芯片进行连接。
其中，由于摄像机和红外成像仪可以直接与以太网进行连接，所以直接通过网口与以太网交换机芯片进行连接。同时，云台控制器也可以通过网口与以太网交换机芯片进行连接，简化了设备之间的连接方式，提高了云台的可维护性。
以上只是各个设备进行连接的一种连接方式，还可以将所有设备通过网口与以太网交换机芯片进行连接，也可以将其他所有设备通过设备接口与CPU芯片进行连接，具体的也可以根据实际情况选择不同的连接方式，在此不做限定。
本申请实施例提供了一种云台控制系统，通过云台网关将云台上所有电子设备进行连接，并且通过输出端口与云台控制器连接，将云台与云台控制器之间的线束连接减少到一条，避免了在云台的机械臂上连接过多线束，提高了云台的可维护性，同时降低了云台成本。
请参考图3，图3为本申请实施例所提供的一种云台网关的结构示意图。
本申请实施例还提供一种云台网关，可以包括：
用于连接电子设备的设备接口23；
用于连接以太网设备的网口24；
与所述网口24连接，用于数据交换的以太网交换机芯片22；
与所述设备接口23和所述以太网交换机芯片22连接，用于将以太网内的数据和设备接口之间的数据进行转换的CPU芯片21。
可选的，所述设备接口23可以包括串口、IO接口以及CAN接口。
本实施例中所提供的云台网关，可以通过内置的CPU芯片21和以太网交换机芯片22将设备接口23获取的数据和以太网中传输的数据进行交换，还将云台控制器的数据进行交换，可以减少云台和云台控制器之间的线束连接，避免线束连接过多，简化云台与底座的连接关系，提高云台的可维护性。
说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上对本申请所提供的一种云台控制系统、云台网关进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请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申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种云台控制系统，包括云台和云台控制器(11)，其特征在于，所述云台包括：用于控制云台的多个控制设备(13)；用于接收环境数据的多个传感器(14)；与所述多个控制设备(13)和所述多个传感器均连接，用于对连接的电子设备进行数据交换的云台网关(12)；与所述云台网关(12)连接，用于连接所述云台控制器(11)的一个输出端口；
所述云台通过所述输出端口与所述云台控制器(11)连接。
2.根据权利要求1所述的云台控制系统，其特征在于，所述云台网关(12)包括：
用于连接电子设备的设备接口；
用于连接以太网设备的网口；
与所述网口连接，用于数据交换的以太网交换机芯片；
与所述设备接口和所述以太网交换机芯片连接，用于将以太网内的数据和设备接口之间的数据进行转换的CPU芯片。
3.根据权利要求2所述的云台控制系统，其特征在于，所述设备接口包括串口、IO接口以及CAN接口。
4.根据权利要求3所述的云台控制系统，其特征在于，所述控制设备(13)包括：水平电机、俯仰电机以及伸缩电机。
5.根据权利要求4所述的云台控制系统，其特征在于，所述传感器(14)包括：摄像机、红外成像仪、红外温枪、气体检测仪以及局部放电检测仪。
6.一种云台网关，其特征在于，包括：
用于连接电子设备的设备接口(23)；
用于连接以太网设备的网口(24)；
与所述网口(24)连接，用于数据交换的以太网交换机芯片(22)；
与所述设备接口(23)和所述以太网交换机芯片(22)连接，用于将以太网内的数据和设备接口之间的数据进行转换的CPU芯片(21)。
7.根据权利要求6所述的云台网关，其特征在于，所述设备接口(23)包括串口、IO接口以及CAN接口。
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