CN109676614A - 机器人控制系统以及控制方法 - Google Patents

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郑金华
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    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1602—Programme controls characterised by the control system, structure, architecture

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Abstract

本发明提供一种机器人控制系统，包括主控制器、通信总线以及至少两个工作模块，两个所述工作模块以及所述主控制器分别与所述通信总线连接，所述通信总线与所述主控制器以及所述工作模块之间采用CDBUS协议，每一所述工作模块在所述通信总线上对应着一个独立的地址，并且每一所述工作模块分别具有独立的单片机，通过相应的所述单片机控制相应的所述工作模块执行相应的动作。本发明可以实现自动仲裁功能，可以向多个工作模块发送数据而不必担心数据冲突，工作效率大大提升，波特率可以达到10Mbps，而且本发明只需要一个串行通信接口，可以降低成本。

Description

机器人控制系统以及控制方法
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种机器人控制系统以及控制方法。
背景技术
现有的机器人控制系统中，每一个模块都需要主控制器提供一个串行的通信接口，因此，主控制器必须要有很多的串口才能对每一模块进行控制，因此对资源的需求较大，成本很高，而且每个模块通过独立的串口来通信控制，每个模块在配合协调上容易出现偏差，而且传输速率较低，在异步传输时，波特率仅仅为20kbps，传输的距离也比较有限。主控制器上的串行接口电平值很高，容易损坏接口电路的芯片。
发明内容
鉴于此，有必要提供一种机器人控制系统以及控制方法，以解决以上问题中的至少一个。
本发明提供一种机器人控制系统，所述系统包括主控制器、通信总线以及至少两个工作模块，两个所述工作模块以及所述主控制器分别与所述通信总线连接，所述通信总线与所述主控制器以及所述工作模块之间采用CDBUS 协议，每一所述工作模块在所述通信总线上对应着一个独立的地址，并且每一所述工作模块分别具有独立的单片机，通过相应的所述单片机控制相应的所述工作模块执行相应的动作：
所述主控制器向所有的工作模块发送测试命令数据到所述通信总线上；
每一所述工作模块根据自身的地址接收到属于自己的命令后检测自身功能是否正常；
若自身功能正常，则返回带有自身地址的测试结果数据至所述通信总线上并由所述主控制器接收；
主控制器接收用户下达的指令；
所述主控制根据所接收的指令的具体需求通过所述通信总线向每一所述工作模块发送控制命令参数；
每个所述工作模块在接收到所述通信总线的命令参数时，先比对地址是否与自己的地址匹配：
如果匹配，则接收解析后的命令数据：
如果不匹配，则表示该组数据不属于自己并丢弃该组数据。
优选的，所述通信总线为RS485通信总线。
优选的，所述工作模块包括以下中至少一种：表情显示模块、语音交互模块、直流电机驱动模块、RGB灯光驱动模块、步进电机驱动模块；其中，所述步进电机驱动模块用于控制所述机器人对的头部的转向，所述直流电机驱动模块用于控制所述机器人的行进。
优选的，所述表情显示模块用于控制所述机器人的面部表情，其中，所述表情显示模块中存储有控制参数，所述控制参数为特定表情所对应的编号。
优选的，所述主控制器通过设置在所述机器人上的交互屏幕接收用户下达的指令，或者，所述主控制器接收移动终端控制APP远程下达的指令。
本发明提供一种机器人控制方法，所述机器人包括主控制器、通信总线以及至少两个工作模块，两个所述工作模块以及所述主控制器分别与所述通信总线连接，所述通信总线与所述主控制器以及所述工作模块之间采用CDBUS 协议，每一所述工作模块在所述通信总线上对应着一个独立的地址，并且每一所述工作模块分别具有独立的单片机，通过相应的所述单片机控制相应的所述工作模块执行相应的动作，所述方法包括：
步骤一：所述主控制器向所有的工作模块发送测试命令数据到所述通信总线上；
步骤二：每一所述工作模块根据自身的地址接收到属于自己的命令后检测自身功能是否正常；
步骤三：若自身功能正常，则返回带有自身地址的测试结果数据至所述通信总线上并由所述主控制器接收；
步骤四：主控制器接收用户下达的指令；
步骤五：所述主控制根据所接收的指令的具体需求通过所述通信总线向每一所述工作模块发送控制命令参数；
步骤六：每个所述工作模块在接收到所述通信总线的命令参数时，先比对地址是否与自己的地址匹配：
步骤七：如果匹配，则接收解析后的命令数据：
步骤八：如果不匹配，则表示该组数据不属于自己并丢弃该组数据。
优选的，所述通信总线为RS485通信总线。
优选的，所述工作模块包括以下中至少一种：表情显示模块、语音交互模块、直流电机驱动模块、RGB灯光驱动模块、步进电机驱动模块；其中，所述步进电机驱动模块用于控制所述机器人对的头部的转向，所述直流电机驱动模块用于控制所述机器人的行进。
优选的，所述表情显示模块用于控制所述机器人的面部表情，其中，所述表情显示模块中存储有控制参数，所述控制参数为特定表情所对应的编号。
优选的，所述主控制器通过设置在所述机器人上的交互屏幕接收用户下达的指令，或者，所述主控制器接收移动终端控制APP远程下达的指令。
本发明至少可以实现自动仲裁功能，可以向多个工作模块发送数据而不必担心数据冲突，工作效率大大提升，波特率可以达到10Mbps，而且本发明只需要一个串行通信接口，可以降低成本。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的方法流程图。
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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
如图1所示，本实施方式提供一种机器人控制系统100，所述系统包括主控制器10、通信总线20以及至少两个工作模块30，两个所述工作模块30以及所述主控制器10分别与所述通信总线20连接，所述通信总线20可以为RS485通信总线，所述通信总线20与所述主控制器10以及所述工作模块30之间采用CDBUS 协议，每一所述工作模块30在所述通信总线20上对应着一个独立的地址，并且每一所述工作模块30分别具有独立的单片机，通过相应的所述单片机控制相应的所述工作模块30执行相应的动作。可以理解的是，本实施方式可以包括五个工作模块30，其中分别为表情显示模块31、语音交互模块32、直流电机驱动模块33、RGB灯光驱动模块34、步进电机驱动模块35；其中，所述步进电机驱动模块35用于控制所述机器人对的头部的转向；所述直流电机驱动模块33用于控制所述机器人的行进；所述表情显示模块31用于控制所述机器人的面部表情；所述表情显示模块31中存储有控制参数，所述控制参数为特定表情所对应的编号，当然还可以用于控制面部表情的开关；所述RGB灯光驱动模块34可以对机器人身上的RGB灯条的显示效果进行控制，控制参阅可为设定的RGB值；所述语音控制模块32可以用于控制机器人的语音模式，可以包括休眠、唤醒、播音等模式。
采用CDBUS 协议，可以实现自动仲裁的功能，可以通过通信总线向多个设备同时发送数据而不必担心数据冲突的问题，提升了效率，波特率可以达到10Mbps。
CDBUS 协议具体如下：
帧头 地址码 命令码 参数 校验码
8bit 8bit 8bit N个8bit 16bit
根据不同地址和命令对应不同的参数。
本发明提供的一种机器人控制方法，基于上述系统来实现，如图2所示，所述方法包括以下步骤：
步骤一：所述主控制器向所有的工作模块发送测试命令数据到所述通信总线上。
步骤二：每一所述工作模块根据自身的地址接收到属于自己的命令后检测自身功能是否正常。
步骤三：若自身功能正常，则返回带有自身地址的测试结果数据至所述通信总线上并由所述主控制器接收。
步骤四：主控制器接收用户下达的指令。
在本步骤中，所述主控制器通过设置在所述机器人上的交互屏幕接收用户下达的指令，或者，所述主控制器接收移动终端控制APP远程下达的指令。
步骤五：所述主控制根据所接收的指令的具体需求通过所述通信总线向每一所述工作模块发送控制命令参数。
步骤六：每个所述工作模块在接收到所述通信总线的命令参数时，先比对地址是否与自己的地址匹配。
步骤七：如果匹配，则接收解析后的命令数据。
步骤八：如果不匹配，则表示该组数据不属于自己并丢弃该组数据。
本发明的主控制器仅仅需要提供一个串行通信接口，可降低制造成本，RS485总线具有极强的抗共模干扰能力，加之总线收发器灵敏度很高，可以检测到低至200mV的电压，因此传输信号经过千米以上的衰减后都可以完好恢复。采用CDBUS现场总线通讯技术，数据量大，相对于传统CAN的8字节的数据量，CDBUS每个数据帧可装载253 字节数据。大大提高了高帧报文的有效数据，因此，本发明具有超高的有效传输负载，原本需要多条CAN报文进行校验，现在只需一条长帧报文即可完成，由于无节点数据冲突的问题，可以确保系统保持高性能以及稳定性的运作。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，以上实施方式仅是用于解释权利要求书。然本发明的保护范围并不局限于说明书。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或者替换，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种机器人控制系统，其特征在于，所述系统包括主控制器、通信总线以及至少两个工作模块，两个所述工作模块以及所述主控制器分别与所述通信总线连接，所述通信总线与所述主控制器以及所述工作模块之间采用CDBUS 协议，每一所述工作模块在所述通信总线上对应着一个独立的地址，并且每一所述工作模块分别具有独立的单片机，通过相应的所述单片机控制相应的所述工作模块执行相应的动作：
所述主控制器向所有的工作模块发送测试命令数据到所述通信总线上；
每一所述工作模块根据自身的地址接收到属于自己的命令后检测自身功能是否正常；
若自身功能正常，则返回带有自身地址的测试结果数据至所述通信总线上并由所述主控制器接收；
主控制器接收用户下达的指令；
所述主控制根据所接收的指令的具体需求通过所述通信总线向每一所述工作模块发送控制命令参数；
每个所述工作模块在接收到所述通信总线的命令参数时，先比对地址是否与自己的地址匹配：
如果匹配，则接收解析后的命令数据：
如果不匹配，则表示该组数据不属于自己并丢弃该组数据。
2.根据权利要求1所述的机器人控制系统，其特征在于，所述通信总线为RS485通信总线。
3.根据权利要求1所述的机器人控制系统，其特征在于，所述工作模块包括以下中至少一种：表情显示模块、语音交互模块、直流电机驱动模块、RGB灯光驱动模块、步进电机驱动模块；其中，所述步进电机驱动模块用于控制所述机器人对的头部的转向，所述直流电机驱动模块用于控制所述机器人的行进。
4.根据权利要求3所述的机器人控制系统，其特征在于，所述表情显示模块用于控制所述机器人的面部表情，其中，所述表情显示模块中存储有控制参数，所述控制参数为特定表情所对应的编号。
5.根据权利要求1所述的机器人控制系统，其特征在于，所述主控制器通过设置在所述机器人上的交互屏幕接收用户下达的指令，或者，所述主控制器接收移动终端控制APP远程下达的指令。
6.一种机器人控制方法，其特征在于，所述机器人包括主控制器、通信总线以及至少两个工作模块，两个所述工作模块以及所述主控制器分别与所述通信总线连接，所述通信总线与所述主控制器以及所述工作模块之间采用CDBUS 协议，每一所述工作模块在所述通信总线上对应着一个独立的地址，并且每一所述工作模块分别具有独立的单片机，通过相应的所述单片机控制相应的所述工作模块执行相应的动作，所述方法包括：
步骤一：所述主控制器向所有的工作模块发送测试命令数据到所述通信总线上；
步骤二：每一所述工作模块根据自身的地址接收到属于自己的命令后检测自身功能是否正常；
步骤三：若自身功能正常，则返回带有自身地址的测试结果数据至所述通信总线上并由所述主控制器接收；
步骤四：主控制器接收用户下达的指令；
步骤五：所述主控制根据所接收的指令的具体需求通过所述通信总线向每一所述工作模块发送控制命令参数；
步骤六：每个所述工作模块在接收到所述通信总线的命令参数时，先比对地址是否与自己的地址匹配：
步骤七：如果匹配，则接收解析后的命令数据：
步骤八：如果不匹配，则表示该组数据不属于自己并丢弃该组数据。
7.根据权利要求6所述的机器人控制方法，其特征在于，所述通信总线为RS485通信总线。
8.根据权利要求6所述的机器人控制方法，其特征在于，所述工作模块包括以下中至少一种：表情显示模块、语音交互模块、直流电机驱动模块、RGB灯光驱动模块、步进电机驱动模块；其中，所述步进电机驱动模块用于控制所述机器人对的头部的转向，所述直流电机驱动模块用于控制所述机器人的行进。
9.根据权利要求8所述的机器人控制方法，其特征在于，所述表情显示模块用于控制所述机器人的面部表情，其中，所述表情显示模块中存储有控制参数，所述控制参数为特定表情所对应的编号。
10.根据权利要求6所述的机器人控制方法，其特征在于，所述主控制器通过设置在所述机器人上的交互屏幕接收用户下达的指令，或者，所述主控制器接收移动终端控制APP远程下达的指令。
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