CN110461028A - 一种机器人通讯控制装置及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的机器人通讯控制装置设置于机器人主体端，包括电源模块、主控制器、通讯模块、定位模块和监测模块；电源模块连接机器人蓄电池，用于为主控制器和其它功能模块供电；通讯模块用作机器人与外界设备的通讯桥梁；定位模块用于获取机器人的实时位置信息；监测模块用于获取机器人的实时运行状态，产生唤醒信号，并将唤醒信号发送至电源模块，电源模块接收到唤醒信号后接通蓄电池；主控制器用于对通讯模块、定位模块和监测模块提供的信息进行处理，并生成控制指令。本发明提供的机器人通讯控制系统系统包括建立通信连接的多个通讯控制装置，以及服务器和基站。上述方案可以提高机器人的唤醒速度和通讯效率，确保机器人工作的安全性与高效性。

Description

一种机器人通讯控制装置及系统
技术领域
本发明涉及机器人控制技术领域，特别涉及一种机器人通讯控制装置及系统。
背景技术
机器人与外界通讯技术(Robot to Everything)是“机器人对外界”的无线信息交换技术。随着5G技术的快速发展和智能机器人技术研究的不断深入，机器人与外界通讯技术的进步促进了机器人产业快速发展，机器人与外界通讯技术是未来智能机器人系统的关键技术，它使得机器人与机器人、机器人与外界设备之间能够快速通信，从而获得实时的环境信息、机器人运行信息等一系列信息数据，进而提高机器人的工作效率和安全性等。
机器人通讯控制装置及系统用于实时全面感知机器人的周围环境，为自动选择最佳行驶路线提供数据支撑。但是，现有技术的机器人通讯控制装置及系统并不能满足人们对机器人在安全与高效方面的性能需求。例如，对处于休眠状态的机器人，常常出现唤醒不及时的问题，导致机器人与外界通讯延时。
发明内容
本发明的实施例提供一种机器人通讯控制装置及系统，用以提高机器人的唤醒速度和通讯效率，确保机器人工作的安全性与高效性。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
第一方面，本发明实施例提供一种机器人通讯控制装置，所述装置设置于机器人主体端，所述装置包括：电源模块、主控制器、通讯模块、定位模块和监测模块；
所述电源模块连接用于为机器人供电的蓄电池，所述电源模块用于为主控制器和其它功能模块供电；
所述通讯模块用作机器人与外界设备的通讯桥梁；所述定位模块用于获取机器人的实时位置信息；所述监测模块包括用于连接机器人信号源的接口，所述监测模块用于获取机器人的实时运行状态，产生唤醒信号，并将唤醒信号发送至电源模块，电源模块接收到唤醒信号后接通用于为机器人供电的蓄电池；
所述通讯模块、定位模块和监测模块与所述主控制器连接，所述主控制器用于对所述通讯模块、定位模块和监测模块提供的信息进行处理，并向所述通讯模块、定位模块和监测模块发送控制指令。
如上所述的装置，优选地，所述定位模块采用宏观定位方式与微观定位方式相结合的方式；所述宏观定位方式包括：GPS定位、北斗定位、GLONASS定位、伽利略定位；所述微观定位方式包括：摄像头定位、超声波雷达定位、激光雷达定位、编码器定位、IMU定位。
如上所述的装置，可选地，所述监测模块连接机器人的GPIO模块、RS485、IIC、CAN总线，所述监测模块包括用于检测机器人的GPIO模块、RS485、IIC、CAN总线是否有数据进行传输的内部收发器；所述内部收发器根据监测的GPIO模块、RS485、IIC、CAN总线信号产生唤醒信号，并将唤醒信号发送至电源模块，电源模块接收到唤醒信号后接通用于为机器人供电的蓄电池。
如上所述的装置，可选地，所述监测模块连接机器人端以太网，所述监测模块包括用于检测机器人端以太网是否有信号的以太网收发器；所述以太网收发器根据监测的以太网信号产生唤醒信号，并将唤醒信号发送至电源模块，电源模块接收到唤醒信号后接通用于为机器人供电的蓄电池。
如上所述的装置，可选地，所述监测模块连接机器人的GPIO模块、RS485、IIC、CAN总线，以及机器人端以太网；所述监测模块根据监测的GPIO模块、RS485、IIC、CAN总线信号产生唤醒信号，或者所述监测模块根据监测的以太网信号产生唤醒信号，并将唤醒信号发送至电源模块，电源模块接收到唤醒信号后接通用于为机器人供电的蓄电池。
如上所述的装置，优选地，还包括无线通信模块，所述无线通信模块与主控制器以及电压模块连接，所述无线通信模块用于发射和接收4G、5G、Wi-Fi信号。
如上所述的装置，优选地，所述通讯模块包括用于收发无线信号的第一天线，所述定位模块包括用于接收无线信号的第二天线，所述无线通信模块包括用于收发无线信号的第三天线。
第二方面，本发明实施例提供一种机器人通讯控制系统，所述系统包括：任一项如上所述的通讯控制装置，所述通讯控制装置的数量为多个，各个通讯控制装置之间建立通信连接。
如上所述的系统，优选地，所述系统还包括服务器和基站，所述服务器设置于机器人主体外部，机器人主体端设置的通讯控制装置通过基站与服务器建立通信连接。
本发明实施例提供的技术方案，能及时唤醒机器人端的通讯控制装置，并通过机器人的GPIO模块、RS485、IIC、CAN总线等的其中一种或多种通信方式及时将机器人相关信息存储并通过4G、5G或wifi方式发送至其他机器人及外界设备，保证机器人工作的安全、高效。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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获得其他的附图。
图1为本发明提供的机器人通讯控制装置的结构示意图；
图2为本发明提供的机器人通讯控制装置的第一实施例的示意图；
图3为本发明提供的机器人通讯控制装置的第二实施例的示意图；
图4为本发明提供的机器人通讯控制装置的第三实施例的示意图；
图5为本发明提供的机器人通讯控制装置的第四实施例的示意图；
图6为本发明提供的机器人通讯控制装置的第五实施例的示意图；
图7为本发明提供的机器人通讯控制系统的应用实施例的示意图。
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。
图1为本发明提供的机器人通讯控制装置的结构示意图。如图1所示，该装置设置于机器人主体端，装置包括：电源模块、主控制器、通讯模块、定位模块和监测模块；电源模块连接用于为机器人供电的蓄电池，电源模块用于为主控制器和其它功能模块供电；通讯模块用作机器人与外界设备的通讯桥梁；定位模块用于获取机器人的实时位置信息；监测模块包括用于连接机器人信号源的接口，监测模块用于获取机器人的实时运行状态，产生唤醒信号，并将唤醒信号发送至电源模块，电源模块接收到唤醒信号后接通用于为机器人供电的蓄电池；通讯模块、定位模块和监测模块与主控制器连接，主控制器用于对通讯模块、定位模块和监测模块提供的信息进行处理，并向通讯模块、定位模块和监测模块发送控制指令。
在具体应用中，定位模块通常采用宏观定位方式与微观定位方式相结合的方式；宏观定位方式包括：GPS定位、北斗定位、GLONASS定位、伽利略定位；微观定位方式包括：摄像头定位、超声波雷达定位、激光雷达定位、编码器定位、IMU定位。
监测模块可以连接机器人的GPIO模块、RS485、IIC、CAN总线，监测模块包括用于检测机器人的GPIO模块、RS485、IIC、CAN总线是否有数据进行传输的内部收发器；内部收发器根据监测的GPIO模块、RS485、IIC、CAN总线信号产生唤醒信号，并将唤醒信号发送至电源模块，电源模块接收到唤醒信号后接通用于为机器人供电的蓄电池。
监测模块还可以连接机器人端以太网，监测模块包括用于检测机器人端以太网是否有信号的以太网收发器；以太网收发器根据监测的以太网信号产生唤醒信号，并将唤醒信号发送至电源模块，电源模块接收到唤醒信号后接通用于为机器人供电的蓄电池。
如上所述的装置，优选地，所述装置还可以进一步的包括无线通信模块，无线通信模块与主控制器以及电压模块连接，无线通信模块用于发射和接收4G、5G、Wi-Fi信号；所述通讯模块还可以包括用于收发无线信号的第一天线，所述定位模块还可以包括用于接收无线信号的第二天线，所述无线通信模块还可以包括用于收发无线信号的第三天线。
上述方案可以提高机器人的唤醒速度和通讯效率，确保机器人工作的安全性与高效性。下面给出的是本发明提供的机器人通讯控制装置的的应用实施例。如下的实施例中，机器人端的机器人与外界通讯装置即为机器人通讯控制装置，核心板上设置有主控制器。
第一实施例
图2为本发明提供的机器人通讯控制装置的第一实施例的示意图。参考图2所示，本实施例的机器人端的机器人与外界通讯装置包括核心板、用于获取机器人运行状态以唤醒机器人端的机器人与外界通讯装置的监测模块、电源模块、用于将机器人运行状态发送至周围设备的机器人与外界通讯模块、机器人定位模块，其中核心板分别连接监测模块、电源模块、机器人与外界通讯模块、以及定位模块，监测模块连接电源模块。监测模块包括用于连接机器人信号源的接口，监测模块通过接口连接机器人信号源。电源模块包括用于连接机器人蓄电池的接口，电源模块通过第二接口连接机器人蓄电池。
监测模块通过检测机器人信号源产生唤醒信号，并将唤醒信号发送至电源模块，电源模块接收到唤醒信号后接通机器人端蓄电池，机器人端的机器人与外界通讯装置开始上电。机器人端的机器人与外界通讯装置上电启动后，可采集相关信息，核心板对采集信息进行编码，通过机器人与外界通讯模块发送出去。机器人端的机器人与外界通讯装置采集的相关信息包括但不限于实时环境信息、机器人工况信息、附近其他机器人运行信息等。
定位模块用于获取机器人的位置信息，并将获取的位置信息传输至核心板。核心板对位置信息进行处理，并通过机器人与外界通讯模块发送出去。其中，定位模块包括GPS定位模块、北斗定位模块、GLONASS定位模块、伽利略定位模块中的至少一种宏观粗略定位和融合摄像头、超声波雷达、激光雷达、编码器、IMU(惯性导航模块)等多种设备信息的微观精确定位。
第二实施例
图3为本发明提供的机器人通讯控制装置的第二实施例的示意图。参考图3所示，在第一实施例的基础上，本实施例的监测模块为用于检测机器人的GPIO模块、RS485、IIC、CAN总线是否有数据进行传输的内部收发器(融合GPIO模块收发器、RS485收发器、IIC收发器、CAN总线收发器)，内部收发器(融合GPIO模块收发器、RS485收发器、IIC收发器、CAN总线收发器)通过接口连接机器人的GPIO模块、RS485、IIC、CAN总线。当内部收发器(融合GPIO模块收发器、RS485收发器、IIC收发器、CAN总线收发器)监测到GPIO模块、RS485、IIC、CAN总线上有数据进行传输时，内部收发器(融合GPIO模块收发器、RS485收发器、IIC收发器、CAN总线收发器)根据监测的GPIO模块、RS485、IIC、CAN总线信号产生唤醒信号，并将唤醒信号发送至电源模块。电源模块接收到唤醒信号后接通机器人端蓄电池，机器人端的机器人与外界通讯装置开始上电。机器人端的机器人与外界通讯装置上电启动后，可采集相关信息，并通过机器人端的机器人与外界通讯模块发送出去。
第三实施例
图4为本发明提供的机器人通讯控制装置的第三实施例的示意图。参考图4所示，在第一实施例的基础上，本实施例的监测模块为用于检测机器人端以太网是否有信号的以太网收发器，以太网收发器通过接口连接机器人的机器人端以太网。
当以太网收发器检测到以太网信号时，根据监测的以太网信号产生唤醒信号，并将唤醒信号发送至电源模块。电源模块接收到唤醒信号后接通机器人端蓄电池，机器人端的机器人与外界通讯装置开始上电。机器人端的机器人与外界通讯装置上电启动后，可采集相关信息，并通过机器人与外界通讯发送出去。
第四实施例
图5为本发明提供的机器人通讯控制装置的第四实施例的示意图。参考图5所示，在第一实施例的基础上，本实施例的监测模块包括内部收发器(融合GPIO模块收发器、RS485收发器、IIC收发器、CAN总线收发器)和以太网收发器。其中，内部收发器(融合GPIO模块收发器、RS485收发器、IIC收发器、CAN总线收发器)分别连接核心板和电源模块，内部收发器(融合GPIO模块收发器、RS485收发器、IIC收发器、CAN总线收发器)通过其所属的接口连接机器人的GPIO模块、RS485、IIC、CAN总线。当内部收发器(融合GPIO模块收发器、RS485收发器、IIC收发器、CAN总线收发器)监测到GPIO模块、RS485、IIC、CAN总线上有数据进行传输时，内部收发器(融合GPIO模块收发器、RS485收发器、IIC收发器、CAN总线收发器)根据监测的GPIO模块、RS485、IIC、CAN总线信号产生唤醒信号，并将唤醒信号发送至电源模块
以太网收发器分别连接核心板和电源模块，以太网收发器通过其所属的接口连接机器人的机器人端以太网；以太网收发器根据监测的以太网信号产生唤醒信号，并将唤醒信号发送至电源模块。
电源模块接收到唤醒信号后接通机器人端蓄电池，机器人端的机器人与外界通讯装置开始上电，唤醒信号即开始供电信号，机器人端蓄电池为机器人端的机器人与外界通讯装置的各个模块开始供电。机器人端的机器人与外界通讯装置上电启动后，可采集相关信息，并通过机器人与外界通讯模块发送出去。
第五实施例
图6为本发明提供的机器人通讯控制装置的第五实施例的示意图。参考图6所示，在上述实施例的基础上，本实施例的机器人端的机器人与外界通讯装置还包括与核心板连接、用于发射无线信号的4G、5G、Wi-Fi无线通信模块。进一步，机器人端的机器人与外界通讯装置的机器人与外界通讯模块包括用于收发无线信号的第一天线，定位模块包括用于收发无线信号的第二天线，4G、5G、Wi-Fi无线通信模块包括用于收发无线信号的第三天线。
另，本发明还提供一种机器人，机器人上安装有上述的机器人端的机器人与外界通讯装置，机器人包括机器人信号源和机器人端蓄电池。
作为选择，本发明机器人的机器人信号源为GPIO模块、RS485、IIC、CAN总线，机器人端的机器人与外界通讯装置的内部收发器(融合GPIO模块收发器、RS485收发器、IIC收发器、CAN总线收发器)通过接口连接GPIO模块、RS485、IIC、CAN总线。机器人端的机器人与外界通讯装置通过第一接口连接机器人信号源，机器人端的机器人与外界通讯装置通过第二接口连接机器人端蓄电池。内部收发器(融合GPIO模块收发器、RS485收发器、IIC收发器、CAN总线收发器)分别连接核心板和电源模块，内部收发器(融合GPIO模块收发器、RS485收发器、IIC收发器、CAN总线收发器)通过其所属的接口连接机器人的GPIO模块、RS485、IIC、CAN总线。当内部收发器(融合GPIO模块收发器、RS485收发器、IIC收发器、CAN总线收发器)监测到GPIO模块、RS485、IIC、CAN总线上有数据进行传输时，内部收发器(融合GPIO模块收发器、RS485收发器、IIC收发器、CAN总线收发器)根据监测的GPIO模块、RS485、IIC、CAN总线信号产生唤醒信号并发送至电源模块。电源模块接收到唤醒信号后接通机器人端蓄电池，机器人端的机器人与外界通讯装置开始上电。机器人端的机器人与外界通讯装置上电启动后，可采集相关信息，并通过机器人与外界通讯模块发送出去。
作为选择，本发明机器人的机器人信号源为机器人端以太网，机器人端的机器人与外界通讯装置的以太网收发器通过接口连接机器人端以太网。以太网收发器分别连接核心板和电源模块，以太网收发器通过其所属的接口连接机器人的机器人端以太网。以太网收发器根据监测的以太网信号产生唤醒信号并发送至电源模块。电源模块接收到唤醒信号后接通机器人端蓄电池，机器人端的机器人与外界通讯装置开始上电。机器人端的机器人与外界通讯装置上电启动后，可采集相关信息，并通过机器人与外界通讯模块发送出去。
另一方面，本发明实施例还提供一种机器人通讯控制系统，所述系统包括任一项上述所述的通讯控制装置，通讯控制装置的数量为多个，各个通讯控制装置之间建立通信连接。优选地，所述系统还包括服务器和基站，服务器设置于机器人主体外部，机器人主体端设置的通讯控制装置通过基站与服务器建立通信连接。下面给出的是本发明提供的机器人通讯控制系统的应用实施例。
图7为本发明提供的机器人通讯控制系统的应用实施例的示意图。参考图7所示，本实施例的机器人通讯控制系统包括通过无线方式与机器人端的机器人与外界通讯装置连接的服务器，服务器用于接收机器人端的机器人与外界通讯装置发送的信息，机器人端的机器人与外界通讯装置可通过机器人与外界通讯模块发送信息，也可通过4G、5G、Wi-Fi无线通信模块发送信息。并且服务器可将接收到的信息发送至其他机器人端的机器人与外界通讯装置。进一步，该机器人端的机器人与外界通讯系统中还包括多个通信基站，机器人端的机器人与外界通讯装置通过通信基站连接服务器。作为选择，机器人端的机器人与外界通讯装置之间也可相互通信，实现信息传输。
综上所述，本发明实施例提供的技术方案，通过监测机器人的GPIO模块、RS485、IIC、CAN总线信号以及机器人端以太网信号来及时唤醒机器人端的机器人与外界通讯装置，并通过机器人GPIO模块、RS485、IIC、CAN总线及时将机器人相关信息存储并发送至其他机器人及其他设备，保证机器人的安全、高效。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种机器人通讯控制装置，其特征在于，所述装置设置于机器人主体端，所述装置包括：电源模块、主控制器、通讯模块、定位模块和监测模块；
所述电源模块连接用于为机器人供电的蓄电池，所述电源模块用于为主控制器和其它功能模块供电；
所述通讯模块用作机器人与外界设备的通讯桥梁；所述定位模块用于获取机器人的实时位置信息；所述监测模块包括用于连接机器人信号源的接口，所述监测模块用于获取机器人的实时运行状态，产生唤醒信号，并将唤醒信号发送至电源模块，电源模块接收到唤醒信号后接通用于为机器人供电的蓄电池；
所述通讯模块、定位模块和监测模块与所述主控制器连接，所述主控制器用于对所述通讯模块、定位模块和监测模块提供的信息进行处理，并向所述通讯模块、定位模块和监测模块发送控制指令。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述定位模块采用宏观定位方式与微观定位方式相结合的方式；所述宏观定位方式包括：GPS定位、北斗定位、GLONASS定位、伽利略定位；所述微观定位方式包括：摄像头定位、超声波雷达定位、激光雷达定位、编码器定位、IMU定位。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述监测模块连接机器人的GPIO模块、RS485、IIC、CAN总线，所述监测模块包括用于检测机器人的GPIO模块、RS485、IIC、CAN总线是否有数据进行传输的内部收发器；所述内部收发器根据监测的GPIO模块、RS485、IIC、CAN总线信号产生唤醒信号，并将唤醒信号发送至电源模块，电源模块接收到唤醒信号后接通用于为机器人供电的蓄电池。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述监测模块连接机器人端以太网，所述监测模块包括用于检测机器人端以太网是否有信号的以太网收发器；所述以太网收发器根据监测的以太网信号产生唤醒信号，并将唤醒信号发送至电源模块，电源模块接收到唤醒信号后接通用于为机器人供电的蓄电池。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述监测模块连接机器人的GPIO模块、RS485、IIC、CAN总线，以及机器人端以太网；所述监测模块根据监测的GPIO模块、RS485、IIC、CAN总线信号产生唤醒信号，或者所述监测模块根据监测的以太网信号产生唤醒信号，并将唤醒信号发送至电源模块，电源模块接收到唤醒信号后接通用于为机器人供电的蓄电池。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括无线通信模块，所述无线通信模块与主控制器以及电压模块连接，所述无线通信模块用于发射和接收4G、5G、Wi-Fi信号。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述通讯模块包括用于收发无线信号的第一天线，所述定位模块包括用于接收无线信号的第二天线，所述无线通信模块包括用于收发无线信号的第三天线。
8.一种机器人通讯控制系统，其特征在于，所述系统包括：权利要求1-9任一项所述的通讯控制装置，所述通讯控制装置的数量为多个，各个通讯控制装置之间建立通信连接。
9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述系统还包括服务器和基站，所述服务器设置于机器人主体外部，机器人主体端设置的通讯控制装置通过基站与服务器建立通信连接。
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