CN108927804A - 复合型机器人控制系统及机器人 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种复合型机器人控制系统及机器人。该控制系统包括：主电源模块用于向复合型机器人的各个模块供电，并在确定主电源模块中电池的电量不满足预设电量条件时，输出电池电量过低信号；其中，主电源模块包括至少一个电池；控制模块通过UPS模块与主电源模块连接，用于接收电池电量过低信号，并根据电池电量过低信号，控制复合型机器人进行电池更换；UPS模块用于当确定复合型机器人处于电池更换状态时，替代主电源模块向复合型机器人的各个模块中的目标待供电类模块进行供电。本发明实施例可以实现复合型机器人在电池更换时不断电，保证在电池更换完毕后可以立即投入工作，提高了复合型机器人的工作效率。

Description

复合型机器人控制系统及机器人

技术领域

本发明实施例涉及机器人控制技术领域，尤其涉及一种复合型机器人控制系统及机器人。

背景技术

随着工业自动化的发展和不断改变的市场环境，对于机器人的智能化提出了更高的要求，固定式机器人已难以满足当前的应用需求。复合型机器人作为一种集成移动平台和协作机械臂的新型机器人，能够最大程度地减少设备空闲时间、工人数量，提高生产效率和产品质量、降低企业成本。复合型机器人作为机器人行业中的新颖类别，逐渐应用于3C电子、仓储物流、医疗、日化品和机加工等行业，前景非常广阔。

然而，传统的复合型机器人虽然能够通过更换电池的方式节省复合型机器人停工充电所浪费的时间，但是在对复合型机器人中电池进行更换时需要对复合型机器人进行断电，等待复合型机器人重新启动后才能投入工作，降低了复合型机器人的工作效率。

发明内容

本发明实施例中提供一种复合型机器人控制系统及机器人，以实现复合型机器人在电池更换完毕后可以立即投入工作，提高了复合型机器人的工作效率。

第一方面，本发明实施例中提供了一种复合型机器人控制系统，该控制系统包括主电源模块、不间断电源UPS模块和控制模块；其中，

所述主电源模块，用于向复合型机器人的各个模块供电，并在确定所述主电源模块中电池的电量不满足预设电量条件时，输出电池电量过低信号；其中，所述主电源模块包括至少一个电池；

所述控制模块，通过所述UPS模块与所述主电源模块连接，用于接收所述电池电量过低信号，并根据所述电池电量过低信号，控制所述复合型机器人进行电池更换；

所述UPS模块，用于当确定所述复合型机器人处于电池更换状态时，替代所述主电源模块向所述复合型机器人的各个模块中的目标待供电类模块进行供电，以保证所述复合型机器人在更换电池期间所述目标待供电类模块不断电。

可选的，所述主电源模块包括：

至少一个电池，用于向复合型机器人中设置的各个模块供电；

电池电量检测单元，用于检测所述主电源模块的电池电量，若检测到所述主电源模块中电池的电量低于预设电量阈值，则输出电池电量过低信号。

可选的，所述控制模块包括：

控制单元，用于接收所述电池电量过低信号，并根据所述电池电量过低信号控制所述复合型机器人移向电池更换平台；

信号触发单元，用于当检测到所述复合型机器人到达所述电池更换平台时，触发产生电池更换信号；其中，所述电池更换信号用于指示所述电池更换平台对所述主电源模块中的电池进行更换。

可选的，所述控制单元包括：

AGV控制器，用于接收所述电池电量过低信号，根据所述电池电量过低信号控制所述复合型机器人进入待充电工作模式，若检测到所述复合型机器人在当前待充电工作模式下存在未完成任务，则输出第一AGV控制信号；其中，所述第一AGV控制信号用于指示所述复合型机器人移动至所述未完成任务所对应的任务位置处；

机械臂控制器，与所述AGV控制器连接，用于当确定所述复合型机器人到达所述未完成任务所对应的位置时，输出机械臂控制信号；其中，所述机械臂控制信号用于指示所述复合型机器人执行所述未完成任务；

所述AGV控制器，还用于当确定所述复合型机器人执行完成所述未完成任务时，输出第二AGV控制信号；其中，第二AGV控制信号用于指示所述复合型机器人移向电池更换平台。

可选的，所述控制单元还包括：

防碰撞传感器，与所述AGV控制器连接，用于响应所述AGV控制器输出的第一AGV控制信号或者第二AGV控制信号，在所述复合型机器人移动过程中进行防碰撞监测；其中，所述防碰撞传感器安装于所述复合型机器人的对角位置。

可选的，所述控制模块还包括：

AGV驱动单元，用于接收所述AGV控制器输出的第一AGV控制信号，根据所述第一AGV控制信号产生第一驱动力，并通过所述第一驱动力控制所述复合型机器人移动至所述未完成任务所对应的任务位置处；

机械臂驱动单元，用于接收所述机械臂控制器输出的机械臂控制信号，根据所述机械臂控制信号产生第二驱动力，并通过所述第二驱动力控制所述复合型机器人执行所述未完成任务；

所述AGV驱动单元，还用于接收所述AGV控制器输出的第二AGV控制信号，根据所述第二AGV控制信号产生第三驱动力，并通过所述第三驱动力控制所述复合型机器人移动至所述电池更换平台。

可选的，所述控制模块还包括：

制动单元，设置于所述主电源模块的输出端，用于消耗所述AGV驱动单元和/或所述机械臂驱动单元制动时产生的再生能量。

可选的，所述控制模块还包括：

第一供电电路切断单元，用于当检测到所述复合型机器人到达所述电池更换平台时，切断所述主电源模块输出端的第一供电电路；其中，所述第一供电电路为所述主电源模块第一输出端与AGV驱动单元、机械臂驱动单元和制动单元之间的供电电路；

第二供电电路切断单元，用于当检测到触发产生电池更换信号时，切断所述主电源模块输出端的第二供电电路；其中，所述第二供电电路为所述主电源模块第二输出端与所述复合型机器人的其他模块之间的供电电路。

可选的，所述控制模块还包括：

预充电单元，设置于所述第一供电电路上，用于当所述主电源模块通过所述第一供电电路向所述AGV驱动单元、所述机械臂驱动单元和所述制动单元供电时，防止所述第一供电电路上的容性负载在上电瞬间产生电流冲击。

第二方面，本发明实施例中还提供了一种复合型机器人，包括上述任一实施例所述的复合型机器人控制系统。

本发明实施例中提供了一种复合型机器人控制系统，该控制系统包括主电源模块、不间断电源UPS模块和控制模块，主电源模块为复合型机器人的各个模块供电，并在主电源模块的电池电量不满足预设电量条件时输出电池电量输出电视电量过低信号，控制模块通过UPS模块与主电源模块连接，通过接收并根据电池电量过低信号控制复合型机器人进行电池更换，当通过UPS模块确定复合型机器人处于电池更换状态时替代主电源模块向复合型机器人的各个模块中的目标待供电类模块进行供电，以保证复合型机器人在更换电池期间目标待供电类模块不断电。本发明实施例中的控制系统可以解决对复合型机器人更换电池时需要对复合型机器人进行断电，等待复合型机器人重新启动后才能投入工作的问题，实现了复合型机器人在电池更换时不断电，保证在电池更换完毕后可以立即投入工作，提高了复合型机器人的工作效率。

附图说明

图1为本发明实施例一中提供的复合型机器人控制系统的结构示意图；

图2为本发明实施例一中提供的复合型机器人控制系统中主电源模块的供电示意图；

图3为本发明实施例二中提供的一种复合型机器人控制系统的结构示意图；

图4为本发明实施例二中提供的复合型机器人控制系统中控制模块的结构示意图；

图5为本发明实施例二中提供的另外一种复合型机器人控制系统中控制模块的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作(或步骤)描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。

实施例一

图1为本发明实施例中提供的一种复合型机器人控制系统的结构示意图。本发明实施例中提供的控制系统可适用于对复合型机器人电池进行更换的应用场景，该控制系统配置于复合型机器人上。

如图1所示，本发明实施例中的控制系统可以包括：主电源模块101、不间断电源UPS模块102和控制模块103。

主电源模块101，可以用于向复合型机器人的各个模块供电，并在确定主电源模块101中电池的电量不满足预设电量条件时，输出电池电量过低信号；其中，主电源模块101包括至少一个电池。

控制模块103，通过UPS模块102与主电源模块101连接，可以用于接收电池电量过低信号，并根据电池电量过低信号，控制复合型机器人进行电池更换。

UPS模块102，可以用于当确定复合型机器人处于电池更换状态时，替代主电源模块103向复合型机器人的各个模块中的目标待供电类模块进行供电，以保证复合型机器人在更换电池期间目标待供电类模块不断电。

在本发明实施例中，主电源模块101可以设置于复合型机器人上，通过主电源模块101可以向复合型机器人中的各个模块进行供电，从而为复合型机器人中的各个模块的正常运行提供电能。复合型机器人中的各个模块可以为包括UPS模块102和控制模块103，但不限于UPS模块102和控制模块103的其他任何直接或间接连接的需要电能的模块。主电源模块101中可以包括至少一个电池，换言之主电源模块101中可以包括一个或多个电池。主电源模块101中包含的电池的电池电量也是有限的，当电池电量过低时需要及时的更换，避免复合型机器人由于电池电量不足而不得不停止工作。为此，主电源模块101可以按照预设时间检测主电源模块101中的电池的电量，当检测到主电源模块101中电池的电量不满足预设电量条件时，可以输出电池电量过低信号。通过电池电量过低信号可以用于提示复合型机器人当前的主电源模块101中的电池电量无法为复合型机器人提供足够的电能，从而提示对主电源模块101中的电池进行更换。

可选的，在本发明实施例的一种可选实施方式中，主电源模块101可以包括：至少一个电池和电池电量检测单元。其中，至少一个电池，可以用于向复合型机器人中设置的各个模块供电；电池电量检测单元，可以用于检测主电源模块101的电池电量，若检测到主电源模块101中电池的电量低于预设电量阈值，则输出电池电量过低信号。

在本实施方式中，主电源模块101中的电池可以采用锂电池，复合型机器人的锂电池具体可以采用输出48V，容量为3000瓦.时的锂电池。电池电量检测单元可以采用电池管理系统BMS，对主电源模块101中的电池进行检测，获取主电源模块101中的电池电量，并在检测到主电源模块101中电池的电量低于预设电量阈值，输出电池电量过低信号，通过电池电量过低信号提示复合型机器人需要进行电池更换。其中，预设电量阈值可以根据复合型机器人的实际工作类型和电池容量的大小进行确定，以保证在检测到复合型机器人中的主电源模块101的电池电量低于预设电量阈值时，仍然可以利用剩余电量完成后续的部分电池更换操作过程。例如，当主电源模块101中的电池容量为3000瓦.时，且复合型机器人的工作为零件抓取时，预设电量阈值可以设置为电池容量的10％，当电池电量低于电池容量的10％，则输出电池电量过低信号。

在本发明实施例中，图2为本发明实施例一中提供的复合型机器人控制系统中主电源模块的供电示意图。参见图2，主电源模块101的电压输出端可以与UPS模块102的电压输入端连接，当主电源模块101正常输出电压至UPS模块102的电压输入端时，UPS模块102工作在稳压模式，可以通过UPS模块102将主电源模块101输出的电压进行稳压处理，并输出稳压处理后的电压供后续的目标待供电类模块进行使用。此外，通过UPS模块102还可以想UPS模块内部的电池进行充电，以使得UPS模块102可以存储一定的电能。

在本发明实施例中，控制模块103可以通过UPS模块102与主电源模块101电信号连接。若控制模块103接收到主电源模块101输出的电池电量过低信号时，控制模块103可以根据接收到的电池电量过低信号，控制复合型机器人进行电池更换。可选的，控制模块103与主电源模块101之间可以采用CAN总线方式进行通讯。其中，当对复合型机器人的电池进行更换时，必然需要将主电源模块102的输出断开，此时无法通过主电源模块101向UPS模块102输出电压。当UPS确定复合型机器人处于电池更换状态时，UPS模块102处于电池模式，通过UPS模块102可以替代主电源模块101向复合型机器人的各个模块中的目标待供电类模块进行供电，以保证复合型机器人在更换电池期间目标待供电类模块不断电，当复合型机器人的电池更换完毕之后，复合型机器人可以立即投入到工作中，从而不需要等待复合型机器人中的目标待供电类模块重新启动之后投入工作。其中，本发明实施例中目标待供电类模块可以根据复合型机器人中的各个模块的实际情况进行设置，目标待供电类模块可以理解为复合型机器人中的控制类模块，这些控制类模块在通常在断电之后需要花费很长的时间才可以重新启动，从而浪费较多的时间。

需要注意的是，本发明实施例中所提供的图1和图2中各个模块的连接存在一定的差别，图1中主要是主电源模块101、UPS模块102和控制模块103之间的控制连接，而图2主要是主电源模块101与复合型机器人中需要供电的各个模块之间的供电连接。其中，需要供电的各个模块包括第一待供电类模块、第二待供电类模块和目标待供电类模块，具体细节后续进行阐述。

本发明实施例中提供了一种复合型机器人控制系统，该控制系统包括主电源模块、不间断电源UPS模块和控制模块，主电源模块为复合型机器人的各个模块供电，并在主电源模块的电池电量不满足预设电量条件时输出电池电量输出电视电量过低信号，控制模块通过UPS模块与主电源模块连接，通过接收并根据电池电量过低信号控制复合型机器人进行电池更换，当通过UPS模块确定复合型机器人处于电池更换状态时替代主电源模块向复合型机器人的各个模块中的目标待供电类模块进行供电，以保证复合型机器人在更换电池期间目标待供电类模块不断电。本发明实施例中的控制系统可以解决对复合型机器人更换电池时需要对复合型机器人进行断电，等待复合型机器人重新启动后才能投入工作的问题，实现了复合型机器人在电池更换时不断电，保证在电池更换完毕后可以立即投入工作，提高了复合型机器人的工作效率。

实施例二

图3为本发明实施例二中提供的复合型机器人控制系统的结构示意图。本发明实施例在上述各实施例的基础上进行优化。

如图3所示，本发明实施例中的控制系统可以包括：主电源模块101、不间断电源UPS模块102和控制模块103。其中，控制模块103具体可以包括：控制单元1031和信号触发单元1032。

主电源模块101，可以用于向复合型机器人的各个模块供电，并在确定主电源模块101中电池的电量不满足预设电量条件时，输出电池电量过低信号；其中，主电源模块101包括至少一个电池。

控制单元1031，通过UPS模块102与主电源模块101连接，可以用于接收电池电量过低信号，并根据电池电量过低信号控制复合型机器人移向电池更换平台。

信号触发单元1032，可以用于当检测到复合型机器人到达电池更换平台时，触发产生电池更换信号；其中，电池更换信号可以用于指示电池更换平台对主电源模块中的电池进行更换。

UPS模块102，可以用于当确定复合型机器人处于电池更换状态时，替代主电源模块103向复合型机器人的各个模块中的目标待供电类模块进行供电，以保证复合型机器人在更换电池期间目标待供电类模块不断电。

在本发明实施例中，可选的，主电源模块101可以包括：至少一个电池，可以用于向复合型机器人中设置的各个模块供电；电池电量检测单元，可以用于检测主电源模块101的电池电量，若检测到主电源模块101中电池的电量低于预设电量阈值，则输出电池电量过低信号。

在本发明实施例中，参见图3，当控制单元1031接收到主电源模块102输出的电池电量过低信号时，复合型机器人在当前的位置上可能无法进行电池更换，需要将复合型机器人到达指定的电池更换平台才能进行电池更换。为此，控制单元1031可以根据电池电量过低信号控制复合型机器人移向任一可用电池更换平台。电池更换平台上可以设置有光电传感器，当信号触发单元1032检测到复合型机器人到达电池更换平台时，可以触发电池更换平台上设置的光电传感器，从而使得光电传感器输出高电平信号，其中该高电平信号可以作为电池更换信号。例如，可以采用地标传感器检测复合型机器人是否到达电池更换平台。

在本发明实施例中，在电池更换平台上，电池更换平台上还可以设置有电池更换机械臂，通过电池更换信号可以指示电池更换平台通过电池更换机械臂对复合型机器人上的主电源模块的电池进行自动更换。具体可以为：电池更换平台上的电池更换机械臂按压主电源模块上的电池输出控制开关，切断电池输出。电池更换平台上的电池更换机械臂可以通过夹持工具固定复合型机器人的主电源模块中的电池，并主电源模块中的电池抽出，放置在电池更换平台上的充电空位上进行充电。电池更换平台上的电池更换机械臂松开待充电电池，运动到电池更换平台上的已充满电池位置，夹持已充满电的电池运动到复合型机器人的主电源模块的电池腔位处送入电池。电池更换平台上的电池更换机械臂松开已送入的电池，并将机械臂移动到电池输出控制开关，按压控制开关按钮，使得电池输出电压，此时复合型机器人的电池更换完毕，复合型机器人可以立即投入工作中。另外，当信号触发单元1032检测到复合型机器人到达电池更换平台时，可以向AGV控制器发送通知信号，以使复合型机器人做好自动换电池的准备。

图4为本发明实施例二中提供的复合型机器人控制系统中控制模块的结构示意图。可选的，在本发明实施例的一种可选实施方式中，控制单元1031可以具体包括：AGV控制器1031a和机械臂控制器1031b。其中，

AGV控制器1031a，通过UPS模块102与主电源模块101连接，可以用于接收主电源模块101输出的电池电量过低信号，并根据电池电量过低信号控制复合型机器人进入待充电工作模式，若检测到复合型机器人在当前待充电工作模式下存在未完成任务，则输出第一AGV控制信号。其中，第一AGV控制信号用于指示复合型机器人移动至未完成任务所对应的任务位置处。

机械臂控制器1031b，与AGV控制器1031a连接，可以用于当确定复合型机器人到达未完成任务所对应的位置时，输出机械臂控制信号。其中，机械臂控制信号可以用于指示复合型机器人执行未完成任务。

AGV控制器1031a，还可以用于当确定复合型机器人执行完成未完成任务时，输出第二AGV控制信号；其中，第二AGV控制信号可以用于指示复合型机器人移向电池更换平台。

在本实施方式中，参见图4，控制单元1031中的AGV控制器1031a可以接收到主电源模块101输出的电池电量过低信号，并根据电池电量过低信号控制复合型机器人进入待充电工作模式。复合型机器人在当前待充电工作模式下可能还存在没有完成的任务，比如复合型机器人在进行器件抓取的过程中可能由于检测到电池电量过低信号进入待充电工作模式，但是复合型机器人正在执行抓取任务，此时的抓取任务还没有完成。此时，若检测到复合型机器人在当前待充电工作模式下存在未完成任务，AGV控制器1031a可以输出第一AGV控制信号，以根据第一AGV控制信号控制复合型机器人移动至未完成任务多对应的任务位置处。当根据第一AGV控制信号控制复合型机器人移动至未完成任务多对应的任务位置处时，AGV控制器还可以向机械臂控制器发送第一反馈信号，该第一反馈信号可以用于反映复合型机器人是否到达未完成任务多对应的任务位置处。通过第一反馈信号可以确定复合型机器人是否到达未完成任务所对应的位置。

在本实施方式中，参见图4，当确定复合型机器人到达未完成任务所对应的位置时，机械臂控制器1031b可以输出机械臂控制信号，以根据机械臂控制信号控制复合型机器人上设置的机械臂在未完成任务多对应的任务位置处执行未完成任务。当根据机械臂控制信号控制复合型机器人在未完成任务多对应的任务位置处执行未完成任务时，机械臂控制器还可以向AGV控制器发送第二反馈信号，该第二反馈信号可以用于反映复合型机器人是否已经执行未完成任务。通过第一反馈信号可以确定复合型机器人是否已经执行未完成任务。当确定复合型机器人执行完成未完成任务时，输出第二AGV控制信号，以根据第二AGV控制信号控制复合型机器人移向电池更换平台，以便进行电池更换。

在本实施方式中，第一AGV控制信号中可以携带控制复合型机器人移动至未完成任务多对应的任务位置处的第一运动控制指令和第一路径规划信息。其中，第一运动控制指令可以控制复合型机器人的运动方式，例如加速行驶、匀速行驶或者其他运动方式；第一路径规划信息可以为复合型机器人的移动提供路径信息，以便复合型机器人根据第一路径规划信息中的路径移动至未完成任务多对应的任务位置处。机械臂控制信号中可以携带控制复合型机器人执行未完成的抓取任务所需要的机械臂抓取定位信息和机械臂抓取指令。其中，机械臂抓取定位信息可以为复合型机器人执行未完成的抓取任务提供准确的定位信息，以便准确抓取到相应的器件；机械臂抓取指令可以为复合型机器人执行未完成的抓取任务提供开始抓取指令，以便复合型机器人根据机械臂抓取定位信息进行抓取。第二AGV控制信号可以携带控制复合型机器人复合型机器人移向电池更换平台的第二运动控制指令和第二路径规划信息。其中，第二运动控制指令可以控制复合型机器人的运动方式，例如加速行驶、匀速行驶或者其他运动方式；第二路径规划信息可以为复合型机器人的移动提供路径信息，以便复合型机器人根据第二路径规划信息中的路径复合型机器人移向电池更换平台。

在本实施方式中，参见图4，AGV控制器可以采用自然导航的方式获取第一AGV控制信号中的第一路径规划信息和第二AGV控制信号中的第二路径规划信息。与现有的激光导航不同，自然导航不需要设置反光板或其它标志物，只需要利用场景中已有的物体，可以完全自由地安排或重新安排复合型机器人在仓库或厂房内的移动路径，以便AGV控制器准确的获取第一路径规划信息和/或第二路径规划信息。自然导航可以实现高动态变化环境自主定位，自动避障功能，且具有安装时间短、成本低以及对运行的影响最小化等特点，可以更加便捷的扩展以及为复合型机器人创建新的路径。可选的，AGV控制器与自然导航通过RS232通讯方式传输。

参见图4，可选的，在本发明实施例的一种可选实施方式中，控制模块103还可以包括：AGV驱动单元1033和机械臂驱动单元1034。其中，

AGV驱动单元1033，可以用于接收AGV控制器1031a输出的第一AGV控制信号，根据第一AGV控制信号产生第一驱动力，并通过第一驱动力控制复合型机器人移动至未完成任务所对应的任务位置处。

机械臂驱动单元1034，可以用于接收机械臂控制器1031b输出的机械臂控制信号，根据机械臂控制信号产生第二驱动力，并通过第二驱动力控制复合型机器人执行未完成任务。

AGV驱动单元1033，还可以用于接收AGV控制器1031a输出的第二AGV控制信号，根据第二AGV控制信号产生第三驱动力，并通过第三驱动力控制复合型机器人移动至电池更换平台。

在本实施方式中，AGV驱动单元1033具体可以包括：两个直流无刷差速电机、电机驱动器、抱闸、减速机及编码器。AGV控制器1031a可以与电机驱动器和编码器相连接，电机驱动器与差速电机连接，差速电机通过减速机与复合型机器人上设置的驱动轮连接。抱闸的控制电路设计可以采用自动解抱闸与手动解抱闸的电路设计，分别通过AGV控制器1031a控制继电器实现自动解抱闸功能，通过引入乒乓开关来实现手动解抱闸功能，在通讯故障时，可以直接手动控制复合型机器人的移动。其中，电机驱动器可以接收AGV控制器1031a输出的第一AGV控制信号或第二AGV控制信号，并根据第一AGV控制信号或第二AGV控制信号分别产生第一驱动力和第三驱动力，以实现控制差速电机的运行方向与速度；通过编码器可以实时监测差速电机的运行速度，并将差速电机的运行速度实时反馈给AGV控制器1031a，实现对差速电机运行速度的闭环控制。

在本实施方式中，机械臂驱动单元1034具体可以为机械臂，每条机械臂由6个关节组成，分别为J1关节、J2关节、J3关节、J4关节、J5关节和J6关节，每个关节包括定子、转子、编码器、减速机、驱动器和抱闸，机械臂末端执行工具连接气爪，通过机械臂控制器1031b可以控制机械臂末端的气爪来执行抓取任务，从而实现控制复合型机器人执行未完成任务的功能。

参见图4，可选的，在本发明实施例的一种可选实施方式中，控制单元1031还可以包括：防碰撞传感器1031c。其中，

防碰撞传感器1031c，可以与AGV控制器1031a连接，可以用于响应AGV控制器1031a输出的第一AGV控制信号或者第二AGV控制信号，在复合型机器人移动过程中进行防碰撞监测；其中，防碰撞传感器1031c安装于复合型机器人的对角位置。

在本实施方式中，安装于复合型机器人的对角位置的防碰撞传感器1031c可以有效地监测复合型机器人周边的障碍物，并在监测到障碍物时及时的向AGV控制器1031a进行反馈，以便AGV控制器1031a根据得到的障碍物反馈信息对复合型机器人的移动做出相应的调整，避免复合型机器人在移动过程中发生碰撞。防碰撞传感器1031c具体可以采用激光防碰撞传感器，激光防碰传感器可以有效监测前方障碍物，并且可以设置不同的安全区域，针对不同的安全区域输出不同的安全控制策略。激光防碰传感器扫描范围可以为0～270度，本发明实施例中的激光防碰传感器不同于传统的传感器安装于车体前后两侧正中间，受车身的影响这样车身两侧会成为扫描盲区，可以将激光防碰撞传感器安装于车身的两个对角位置，两个传感器配合可以完成车身全范围的防碰检测，无盲区，激光防碰传感器与AGV控制器1031a之间通过I/O信号进行交互，输出I/O为PNP型。

可选的，在上述实施例的基础上，控制模块103还可以包括：制动单元。

制动单元，设置于主电源模块101的输出端，用于消耗AGV驱动单元1033和/或机械臂驱动单元1034制动时产生的再生能量。

在本实施方式中，对于复合型机器人的控制系统来说，在复合型机器人的AGV驱动单元1033和/或机械臂驱动单元1034的运动过程中会面临着多电机加减速的问题，特别是在AGV驱动单元1033和/或机械臂驱动单元1034制动时的过程中，会产生新的再生能量。为此，可以通过置于主电源模块101的输出端的制动单元消耗AGV驱动单元1033和/或机械臂驱动单元1034制动时产生的再生能量。

可选的，在上述实施例的基础上，控制模块103还可以包括：第一供电电路切断单元和第二供电电路切断单元

第一供电电路切断单元，用于当检测到复合型机器人到达电池更换平台时，切断主电源模块输出端的第一供电电路；其中，第一供电电路为主电源模块第一输出端与AGV驱动单元、机械臂驱动单元和制动单元之间的供电电路。

第二供电电路切断单元，用于当检测到触发产生电池更换信号时，切断主电源模块输出端的第二供电电路；其中，第二供电电路为主电源模块第二输出端与所述复合型机器人的其他模块之间的供电电路。

在本实施方式中，参见图3和图4，控制模块103中的AGV控制器1031a可以通过第二AGV控制信号驱动AGV驱动单元1033，控制复合型机器人移向电池更换平台进行电池更换。由于在电池更换平台对复合型机器人的电池进行更换之前，复合型机器人的控制模块103中的AGV驱动单元、机械臂驱动单元和制动单元可能还没有恢复初始状态。如果在没有回复初始状态情况下对复合型机器人的电池进行更换，那么AGV驱动单元、机械臂驱动单元和制动单元由于失去电能可能会发生偏转移动，所谓的片状移动可以理解为机械臂等部件还在悬空状态，一旦断电那么必然会下落，从而引起安全隐患。参见图2，为此，当检测到复合型机器人到达电池更换平台时，先通过第一供电电路切断单元切断主电源模块输出端的第一供电电路。第一供电电路可以为主电源模块第一输出端与AGV驱动单元、机械臂驱动单元和制动单元之间的供电电路。此时，第二待供电类模块可以理解AGV驱动单元、机械臂驱动单元和制动单元。

在本发明实施例中，参见图2，在通过主电源模块向第一待供电类模块和目标待供电类模块供电时，在主电源模块101与电压转换模块之间可以设置电压转换模块104，通过电压转换模块104可以实现对输出电压进行转化，从而向第一待供电类模块供电。主电源模块101输出的电压可以直接供给第二待供电类模块。主电源模块101输出的电压经过电压转换模块104和UPS模块102供给目标待供电类模块。例如，在本发明实施例中可以将AGV控制器1031a、机械臂控制器1031b和防碰撞传感器1031c设置为目标待供电类模块，当复合型机器人更换电池之后，由于目标待供电类模块不断电因此不用重新启动，从而使得复合型机器人可以立即投入工作。当检测到触发产生电池更换信号时，第二供电电路切断单元可以切断主电源模块输出端的第二供电电路，以便后续电池更换平台对复合型机器人的主电源模块中的电池进行更换。其中，第二供电电路为主电源模块第二输出端与复合型机器人的第一待供电类模块与目标待供电类模块之间的供电电路。可选的，参见图2，可以在第一供电电路和第二供电电路上增加固态继电器，通过向固态继电器发送第一切断信号和第二切断信号，切断第一供电电路和第二供电电路。

可选的，在上述实施例的基础上，控制模块103还可以包括：预充电单元。

预充电单元，设置于第一供电电路上，用于当主电源模块103通过第一供电电路向AGV驱动单元1033、机械臂驱动单元1034和制动单元供电时，防止第一供电电路上的容性负载在上电瞬间产生电流冲击，保护主电源模块103的电池以及其他模块器件。

图5为本发明实施例二中提供的另外一种复合型机器人控制系统中控制模块的结构示意图。参见图4和图5，可选的，在上述实施例的基础上，控制系统还可以包括：急停按钮、安全继电器和声光报警。

在本实施方式中，突发情况下按下急停按钮，可以立即停止复合型机器人的动作。安全继电器通过双路冗余和故障确认设计，与急停按钮和复位按钮配合，通过硬件电路实现突发紧急情况下的控制复合型机器人的运动停止，安全可靠。声光报警通过蜂鸣器与指示灯来指示复合型机器人的不同状态。

参见图4和图5，可选的，机械臂控制器和AGV控制器之间可以设置有交换机，通过交换机实现机械臂控制器和AGV控制器之间的通信，信息传递的格式可以为Ethernet形式。可选的，机械臂控制器和AGV控制器可以通过交换机与无线网络接入点连接，复合型机器人调度系统可以直接连接无线网络接入点，通过无线网络接入点向AGV控制器和机械臂控制器发送指令，从而直接对AGV控制器和机械臂控制器进行操作控制复合型机器人。

参见图4和图5，可选的，机械臂驱动单元与机械臂控制器之间可以设置有ETHERCAT端子，该ETHERCAT端子具体可以包括耦合器、输入输出、ETHERCAT通讯。其中，耦合器将来自机械臂控制器输出的Ethernet100BASE-TX的传递报文形式的机械臂控制信号转换为E-bus信号，从而进一步控制机械臂驱动单元。

参见图4和图5，可选的，在上述实施例的基础上，控制系统还可以包括：输入模块。其中，

输入模块可以包括HMI、复合型机器人控制盒、按钮开关及示教器，HMI主要用于控制参数的输入、手动及自动状态的切换、复合型机器人的运行状态及电池状态的显示；复合型机器人控制盒可以用于进行手动控制，与AGV控制器之间通过数字I/O来通讯，可以通过复合型机器人控制盒上的相应按键调节复合型机器人的运行速度及运动方向；按钮开关包括急停按钮、复位按钮、暂停按钮及启动按钮；示教器用于机械臂驱动单元的运动参数的输入及对机械臂驱动单元的运动状态信息进行显示。

另外，本发明实施例中还提供一种复合型机器人，采用上述任一实施例所述的复合型机器人控制系统。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种复合型机器人控制系统，其特征在于，包括主电源模块、不间断电源UPS模块和控制模块；其中，

所述主电源模块，用于向复合型机器人的各个模块供电，并在确定所述主电源模块中电池的电量不满足预设电量条件时，输出电池电量过低信号；其中，所述主电源模块包括至少一个电池；

所述控制模块，通过所述UPS模块与所述主电源模块连接，用于接收所述电池电量过低信号，并根据所述电池电量过低信号，控制所述复合型机器人进行电池更换；

所述UPS模块，用于当确定所述复合型机器人处于电池更换状态时，替代所述主电源模块向所述复合型机器人的各个模块中的目标待供电类模块进行供电，以保证所述复合型机器人在更换电池期间所述目标待供电类模块不断电。

2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述主电源模块包括：

至少一个电池，用于向复合型机器人中设置的各个模块供电；

电池电量检测单元，用于检测所述主电源模块的电池电量，若检测到所述主电源模块中电池的电量低于预设电量阈值，则输出电池电量过低信号。

3.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述控制模块包括：

控制单元，用于接收所述电池电量过低信号，并根据所述电池电量过低信号控制所述复合型机器人移向电池更换平台；

信号触发单元，用于当检测到所述复合型机器人到达所述电池更换平台时，触发产生电池更换信号；其中，所述电池更换信号用于指示所述电池更换平台对所述主电源模块中的电池进行更换。

4.根据权利要求3所述的控制系统，其特征在于，所述控制单元包括：

AGV控制器，用于接收所述电池电量过低信号，根据所述电池电量过低信号控制所述复合型机器人进入待充电工作模式，若检测到所述复合型机器人在当前待充电工作模式下存在未完成任务，则输出第一AGV控制信号；其中，所述第一AGV控制信号用于指示所述复合型机器人移动至所述未完成任务所对应的任务位置处；

机械臂控制器，与所述AGV控制器连接，用于当确定所述复合型机器人到达所述未完成任务所对应的位置时，输出机械臂控制信号；其中，所述机械臂控制信号用于指示所述复合型机器人执行所述未完成任务；

所述AGV控制器，还用于当确定所述复合型机器人执行完成所述未完成任务时，输出第二AGV控制信号；其中，所述第二AGV控制信号用于指示所述复合型机器人移向电池更换平台。

5.根据权利要求4所述的控制系统，其特征在于，所述控制单元还包括：

防碰撞传感器，与所述AGV控制器连接，用于响应所述AGV控制器输出的第一AGV控制信号或者第二AGV控制信号，在所述复合型机器人移动过程中进行防碰撞监测；其中，所述防碰撞传感器安装于所述复合型机器人的对角位置。

6.根据权利要求4所述的控制系统，其特征在于，所述控制模块还包括：

AGV驱动单元，用于接收所述AGV控制器输出的第一AGV控制信号，根据所述第一AGV控制信号产生第一驱动力，并通过所述第一驱动力控制所述复合型机器人移动至所述未完成任务所对应的任务位置处；

机械臂驱动单元，用于接收所述机械臂控制器输出的机械臂控制信号，根据所述机械臂控制信号产生第二驱动力，并通过所述第二驱动力控制所述复合型机器人执行所述未完成任务；

所述AGV驱动单元，还用于接收所述AGV控制器输出的第二AGV控制信号，根据所述第二AGV控制信号产生第三驱动力，并通过所述第三驱动力控制所述复合型机器人移动至所述电池更换平台。

7.根据权利要求6所述的控制系统，其特征在于，所述控制模块还包括：

制动单元，设置于所述主电源模块的输出端，用于消耗所述AGV驱动单元和/或所述机械臂驱动单元制动时产生的再生能量。

8.根据权利要求7所述的控制系统，其特征在于，所述控制模块还包括：

第一供电电路切断单元，用于当检测到所述复合型机器人到达所述电池更换平台时，切断所述主电源模块输出端的第一供电电路；其中，所述第一供电电路为所述主电源模块第一输出端与AGV驱动单元、机械臂驱动单元和制动单元之间的供电电路；

第二供电电路切断单元，用于当检测到触发产生电池更换信号时，切断所述主电源模块输出端的第二供电电路；其中，所述第二供电电路为所述主电源模块第二输出端与所述复合型机器人的其他模块之间的供电电路。

9.根据权利要求8所述的控制系统，其特征在于，所述控制模块还包括：

预充电单元，设置于所述第一供电电路上，用于当所述主电源模块通过所述第一供电电路向所述AGV驱动单元、所述机械臂驱动单元和所述制动单元供电时，防止所述第一供电电路上的容性负载在上电瞬间产生电流冲击。

10.一种复合型机器人，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的复合型机器人控制系统。