CN110811837B

CN110811837B - 机器人及多电机自适应控制系统、方法、装置、存储介质

Info

Publication number: CN110811837B
Application number: CN201910910444.1A
Authority: CN
Inventors: 赵恩海; 宋佩; 邹庆华; 谭婷
Original assignee: Augment Intelligent Medical System China Co ltd
Current assignee: Augment Intelligent Medical System China Co ltd
Priority date: 2019-09-25
Filing date: 2019-09-25
Publication date: 2021-06-01
Anticipated expiration: 2039-09-25
Also published as: CN110811837A

Abstract

本发明公开了一种多电机自适应控制系统，应用于机器人，控制系统包括控制器、主控机和后台服务器，控制器与电机连接获取电机的数据信息并生成软件下载请求，以及通过主控机将软件下载请求转发给后台服务器，使得后台服务器匹配到电机控制软件并通过主控机转发给控制器，控制器根据电机控制软件控制电机的转动，驱动与电机连接的功能件的运动，实现机器人的灵活控制。本发明还公开了一种多电机自适应控制方法、装置、存储介质和机器人。

Description

机器人及多电机自适应控制系统、方法、装置、存储介质

技术领域

本发明涉及机器人控制领域，尤其涉及一种应用于机器人的多电机自适应控制系统、方法、装置、存储介质以及机器人。

背景技术

目前，随着科技的发展，机器人在生产、生活中的应用越来越普遍。比如用于手术的手术机器人，能够代替人实现各种手术的操作。对于手术机器人来说，一个手术机器人一般可以实现多种功能，根据其应用的场合不同，只需要将手术机器人上的功能件替换即可。例如对于一个手术机器人，用于脑部活检、肝脏活检或药品精送等不同场合时，只需要将手术机器人的各个功能件替换即可实现对应的功能。对于机器人来说，一般是采用了电机作为动作驱动部件，并通过控制器控制电机的转动，实现功能件的运动等。但是，由于不同的应用场合中，采用的电机数量和规格不同，那么对于电机的控制也会采用不同的软件方法。现有技术中，一般将电机的控制软件固化到控制器中，不能更改，就导致不能够根据电机的数量和规格的改变而改变电机的控制软件，导致手术机器人所应用的场合大大缩小，比如某个场合所采用的电机的数量和规格不同时，则不能采用该手术机器人进行操作，使得机器人的应用场合大大缩小；或者需要对控制器返厂重新对控制软件进行烧录固化，浪费成本，操作不便等。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种多电机自适应电机控制系统，其能够解决现有技术中手术机器人不能应用于多种场合的问题。

本发明的目的之二在于提供一种多电机自适应控制方法，其能够解决现有技术中手术机器人不能应用于多种场合的问题。

本发明的目的之三在于提供一种多电机自适应控制装置，其能够解决现有技术中手术机器人不能应用于多种场合的问题。

本发明的目的之四在于提供一种存储介质，其能够解决现有技术中手术机器人不能应用于多种场合的问题。

本发明的目的之五在于提供一种机器人，其能够解决现有技术中手术机器人不能应用于多种场合的问题。

本发明的目的之一采用如下技术方案实现：

一种多电机自适应控制系统，应用于机器人，所述控制系统包括控制器、主控机和后台服务器，其中，控制器与机器人的电机电性连接，用于获取电机的数据信息；控制器通过主控机与后台服务器进行通讯；当机器人的功能件更换后，控制器，获取与机器人功能件连接的电机的数据信息并生成软件下载请求，以及将软件下载请求通过主控机发送给后台服务器；后台服务器根据软件下载请求匹配识别到对应的电机控制软件，并通过主控机将对应的电机控制软件发送给控制器，使得控制器根据对应的电机控制软件控制电机的转动，进而驱动机器人的功能件的运动。

进一步地，所述电机的数据信息包括电机的数量和规格。

进一步地，所述控制系统包括输入装置，所述输入装置与控制器连接；所述控制器，通过输入装置获取人工输入的电机的数量和规格。

进一步地，所述控制器与主控机通过有线连接或无线连接。

进一步地，所述后台服务器根据软件下载请求中的电机的数量和规格与系统中存储的多个电机控制软件进行匹配；所述后台服务器存储有多个电机控制软件，每个电机控制软件与控制的电机的数量和规格匹配。

进一步地，所述主控机与后台服务器通过有线连接或无线连接。

本发明的目的之二采用如下技术方案实现：

一种多电机自适应控制方法，所述控制方法包括：

获取步骤：当机器人的功能件变更时，获取电机的数据信息；其中，数据信息包括电机的数量和规格；

请求步骤：根据电机的数据信息生成软件下载请求，并将其通过主控机转发给后台服务器，使得后台服务器根据软件下载请求匹配得出对应的电机控制软件；所述后台服务器中存储有多种电机控制软件，电机控制软件为控制器控制相应的电机的控制方法；

控制步骤：通过主控机获取后台服务器返回的对应的电机控制软件，并根据对应的电机控制软件控制电机的转动，驱动与电机连接的机器人的对应部件的运动。

本发明的目的之三采用如下技术方案实现：

一种多电机自适应控制装置，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有可在处理器上运行的多电机自适应控制程序，所述多电机自适应控制程序为计算机程序，所述处理器执行所述多电机自适应控制程序时实现以下步骤：

本发明的目的之四采用如下技术方案实现：

一种存储介质，所述存储介质为计算机可读存储介质，其上存储有多电机自适应控制程序，所述多电机自适应控制程序为计算机程序，所述多电机自适应控制程序被处理器执行时实现以下步骤：

本发明的目的之五采用如下技术方案实现：

一种机器人，所述机器人为手术机器人，所述手术机器人包括控制器和与控制器电性连接的一个或多个电机；所述控制器用于执行如本发明目的之二采用的一种多电机自适应控制方法。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

当机器人的功能件更换时，控制器获取与机器人的功能件连接的电机的数据信息生成软件下载请求，并通过主控机转发给后台服务器，使得后台服务器软件下载请求匹配得出电机控制软件并通过主控机返回给控制器，这样控制器就可以根据电机控制软件来控制相应的电机转动，驱动机器人对应的功能件的运动，进而实现机器人可灵活运用于多种场合中，解决了现有技术中电机控制软件固化在控制器中不能随意更改，导致机器人不能够灵活运用到不同的场合中的问题。

附图说明

图1为本发明提供的多电机自适应控制系统模块图；

图2为本发明提供的多电机自适应控制方法流程图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

实施例一

本发明提供了一种多电机自适应控制系统，应用于机器人，能够根据机器人的电机的数量和规格自动匹配下载到相应的电机控制软件，使得控制器根据电机控制软件控制相应的电机的转动，进而控制与电机连接的对应的功能件的运动，实现了支持多电机的机器人在多种不同场合下的应用，大大增加机器人的应用范围以及灵活控制。

本发明提供的一种多电机自适应控制系统，包括控制器、主控机和后台服务器。

其中，控制器与机器人的电机电性连接，用于控制机器人的电机的转动，进而驱动机器人的功能件运动。本发明中的电机的数量不止有一个，如图1所示，电机的数量有三个。当机器人应用到不同的场合时，所需要的电机数量、类型等不同，而电机的控制转速、控制方法等也不同；另外，对于不同的电机类型，额定电流也不同，控制电流等也不同。比如针对前列腺活检的机器人为例，该机器人在针对前列腺活检时，需要两种规格的三个电机，其中：三个电机中的控制B超转动的电机需要每转动1°暂停一下，收到命令后继续转动；而其他两个电机没有这个要求。

因此，当机器人需要应用到不同场合时，需要获知当前控制的电机的数量和规格，然后匹配对应的电机控制软件来实现对电机的控制，可实现机器人的灵活控制，避免由于控制器的固化的电机控制软件不能改变，而使得机器人不能够灵活运用到多种场合的问题。

也即是，控制器通过与电机的连接，获取电机的数量和规格。具体，控制器可根据数据总线来获取连接的电机的数量和规格，即通过控制电机的转动，例如测试电机的转速，获取电机的数量和规则。当然，控制器也可以根据输入装置来获取人工输入电机的数量和规格。

另外，控制器与主控机进行通讯，根据获取的电机的数量和规格生成相应的软件下载请求并发送给主控机。其中，控制器与主控机可通过有线或无线连接。软件下载请求中包括电机的数量和规格等。

主控机还与后台服务器进行通讯，将接收到的软件下载请求转发给后台服务器。后台服务器根据软件下载请求中电机的数量和规格来匹配到对应的控制软件，并将控制软件通过主控机发送给控制器，进而使得控制器根据该控制软件控制对应电机的转动，驱动与电机连接的机器人的功能件的运动，实现相应的功能，比如前列腺活体检测、药品输送等。主控机与后台服务器也可以通过有线或无线连接。

实施例二

基于实施例一的多电机自适应控制系统，如图2所示，本发明提供了一种多电机自适应控制方法，控制方法包括：

步骤S1：当机器人的功能件变更时，通过控制器获取电机的数据信息。其中，数据信息包括电机的数量和规格。

步骤S2：通过控制器根据电机的数据信息生成软件下载请求，并发送给主控机。

步骤S3：通过主控机将软件下载请求转发给后台服务器。

步骤S4：通过后台服务器根据软件下载请求匹配得出对应的电机控制软件，并转发给主控机。后台服务器中存储有多种电机控制软件，电机控制软件为控制器控制相应的电机的控制方法。

步骤S5：通过主控机将对应的电机控制软件转发给控制器。

步骤S6：通过控制器根据对应的电机控制软件控制电机的转动，驱动与电机连接的机器人的对应部件的运动。

实施例三

本发明还提供了一种多电机自适应控制装置，其一种多电机自适应控制装置，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有可在处理器上运行的多电机自适应控制程序，所述多电机自适应控制程序为计算机程序，所述处理器执行所述多电机自适应控制程序时实现以下步骤：

实施例四：

实施例五

本发明还提供了另一实施例，一种机器人，所述机器人为手术机器人，所述手术机器人包括电机和控制器，控制器与电机电性连接，用于获取电机的数量和规格并生成软件下载请求。该控制器，还通过无线或有线连接的方式与主控机连接，进而与后台服务器连接。控制器根据软件下载请求，通过主控机从后台服务器上匹配下载到相应的电机控制软件，进而根据电机控制软件控制相应的电机的转动，驱动与电机连接的功能件的运动，实现根据机器人的多种场合的应用，灵活控制等。其中，电机可以是一个，也可以是多个。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims

1.一种多电机自适应控制系统，应用于机器人，其特征在于，所述控制系统包括控制器、主控机和后台服务器，其中，控制器与机器人的电机电性连接，用于获取电机的数据信息；控制器通过主控机与后台服务器进行通讯；当机器人的功能件更换后，控制器，获取与机器人功能件连接的电机的数据信息并生成软件下载请求，以及将软件下载请求通过主控机发送给后台服务器；后台服务器根据软件下载请求匹配识别到对应的电机控制软件，并通过主控机将对应的电机控制软件发送给控制器，使得控制器根据对应的电机控制软件控制电机的转动，进而驱动机器人的功能件的运动；所述电机的数据信息包括电机的数量和规格；所述后台服务器根据软件下载请求中的电机的数量和规格与系统中存储的多个电机控制软件进行匹配；所述后台服务器存储有多个电机控制软件，每个电机控制软件与控制的电机的数量和规格匹配。

2.根据权利要求1所述多电机自适应控制系统，其特征在于，所述控制系统包括输入装置，所述输入装置与控制器连接；所述控制器，通过输入装置获取人工输入的电机的数量和规格。

3.根据权利要求1所述多电机自适应控制系统，其特征在于，所述控制器与主控机通过有线连接或无线连接。

4.根据权利要求1所述多电机自适应控制系统，其特征在于，所述主控机与后台服务器通过有线连接或无线连接。

5.一种多电机自适应控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

请求步骤：根据电机的数据信息生成软件下载请求，并将其通过主控机转发给后台服务器，使得后台服务器根据软件下载请求匹配得出对应的电机控制软件；所述后台服务器中存储有多种电机控制软件，电机控制软件为控制器控制相应的电机的控制方法；所述后台服务器根据软件下载请求中的电机的数量和规格与系统中存储的多个电机控制软件进行匹配；每个电机控制软件与控制的电机的数量和规格匹配；

6.一种多电机自适应控制装置，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有可在处理器上运行的多电机自适应控制程序，所述多电机自适应控制程序为计算机程序，其特征在于：所述处理器执行所述多电机自适应控制程序时实现以下步骤：

7.一种存储介质，所述存储介质为计算机可读存储介质，其上存储有多电机自适应控制程序，所述多电机自适应控制程序为计算机程序，其特征在于：所述多电机自适应控制程序被处理器执行时实现以下步骤：

8.一种机器人，所述机器人为手术机器人，其特征在于，所述手术机器人包括控制器和与控制器电性连接的一个或多个电机；所述控制器用于执行如权利要求5所述的多电机自适应控制方法。