CN117492407A - 一种表演机器人模型控制系统 - Google Patents

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邱远翔
菅坤杰
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Abstract

本发明公开了一种表演机器人模型控制系统,它包括上位总控系统以及位于不同场景中的机模装置,每个场景中包含多个所述机模装置,所述上位总控系统用于对所有场景中的机模装置进行动作控制;所述上位总控系统包括通信模块、设备运营模块、设备监控模块、设备维护模块、设备调度模块、报警管理模块和用户管理模块;所述机模装置包括伺服电机、PLC、关节电机和工控机,所述PLC用于对伺服电机进行动作和运行控制,所述工控机用于对关节电机进行动作和运行控制。本发明提供一种表演机器人模型控制系统,通过上位总控系统实现对所有场景中机模装置的统一控制。

Description

一种表演机器人模型控制系统
技术领域
本发明涉及一种表演机器人模型控制系统,属于机器人自动控制领域。
背景技术
目前,景区、游乐园、街区、公园、商场内越来越多地通过安装表演机器人,来提升消费者的娱乐体验。表演机器人由机模装置和机模装置外面包装的各种动物造型或者人物造型组成,需要机模装置内置伺服电机和关节电机,通过电机驱动机模装置的各个部位,做出头部左右摇摆、头部前后俯仰、上半身旋转、全身旋转、大臂旋转、小臂旋转,手腕翻转等动作。随着消费者的要求越来越高,表演机器人的动作也越来越多,越来越复杂,现有的简单机模控制技术,不管在硬件还是软件方面都已经无法满足需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是,克服现有技术的不足,提供一种表演机器人模型控制系统,通过上位总控系统实现对所有场景中机模装置的统一控制。
为了解决上述技术问题,本发明的技术方案是:
一种表演机器人模型控制系统,它包括上位总控系统以及位于不同场景中的机模装置,每个场景中包含多个所述机模装置,所述上位总控系统用于对所有场景中的机模装置进行动作控制;
所述上位总控系统包括通信模块、设备运营模块、设备监控模块、设备维护模块、设备调度模块、报警管理模块和用户管理模块;
所述机模装置包括伺服电机、PLC、关节电机和工控机,所述PLC用于对伺服电机进行动作和运行控制,所述工控机用于对关节电机进行动作和运行控制。
进一步,所述通信模块包括界面交互模块、操作按键交互模块和数据收发模块,所述界面交互模块用于建立总控界面与各个模块之间的交互,所述操作按键交互模块用于建立总控界面的按键与各个模块之间的交互,所述数据收发模块用于建立上位总控系统与机模装置之间的数据交互。
进一步,所述设备运营模块包括机模运行控制模块和影音切换模块,所述机模运行控制模块对机模装置进行机运行控制和动作切换,所述影音切换模块用于切换机模装置播放不同版本的音乐。
进一步,所述设备监控模块包括设备状态监控模块和电机数据监控模块,所述设备状态监控模块用于监测显示每个场景中的各个机模装置的设备运行状态,所述电机数据监控模块用于监测显示每个机模装置的电机实时运行数据。
进一步,所述设备维护模块包括参数配置模块和电机点动测试模块,所述参数配置模块用于进行机模装置远程上电、机模装置组态控制、机模装置初始化参数零点、电机运行参数设置、影音控制参数设置、灯光特效控制参数设置,所述电机点动测试模块用于控制机模装置的电机进行点动测试,在电机需要维护和更换时点动测试电机的各项功能是否正常。
进一步,所述设备调度模块包括机模屏蔽调度模块、播放模式调度模块、动作文件处理模块和闭厂调度模块,所述机模屏蔽调度模块用于对机模装置进行启用和屏蔽操作,所述播放模式调度模块用于选择机模装置的影音播放模式,所述动作文件处理模块用于对机模装置的动作文件进行处理,所述闭厂调度模块用于关场时远程关闭所有电源。
进一步,所述报警管理模块包括设备实时报警模块和历史报警记录模块,所述设备实时报警模块用于对系统故障进行自诊断,综合系统各方面状态信息最终输出故障报警信息,所述故障报警信息包括故障代码、故障等级、故障发生时间、故障具体描述;所述历史报警记录模块用于对机模装置运行状态进行记录并形成运行日志文件,并将运行日志文件导出打印。
进一步,所述用户管理模块包括用户设置模块、权限设置模块和密码登录修改模块,所述用户设置模块用于新增和删除系统用户,所述权限设置模块用于编辑当前系统用户的权限,只有管理员才有权限进行用户管理操作,所述密码登录修改模块用于编辑修改当前系统用户的密码。
进一步,所述系统用户的权限包括操作员权限、维护员权限和管理调试员权限,所述管理调试员权限的等级高于维护员权限的等级,所述维护员权限的等级高于操作员权限的等级。
采用了上述技术方案,本发明通过安装在上位机中的上位总控系统软件,对所有场景中的机模装置进行动作控制。上位总控系统由通信模块、设备运营模块、设备监控模块、设备维护模块、设备调度模块、报警管理模块和用户管理模块构成,可以实现系统用户管理和权限管理,对各个机模装置进行运行控制、动作控制、影音播放控制、参数配置和远程关电,实时监测运行状态和故障信息,通过一个上位总控系统软件即可实现对所有场景中的所有机模装置进行自动控制。
附图说明
图1为本发明的一种表演机器人模型控制系统的原理框图;
图2为本发明的通信模块的原理框图;
图3为本发明的设备运营模块的原理框图;
图4为本发明的设备监控模块的原理框图;
图5为本发明的设备维护模块的原理框图;
图6为本发明的设备调度模块的原理框图;
图7为本发明的报警管理模块的原理框图;
图8为本发明的用户管理模块的原理框图;
图9为本发明的机模装置的原理框图。
具体实施方式
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解,下面根据具体实施例并结合附图,对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示,本实施例提供一种表演机器人模型控制系统,它包括上位总控系统以及位于不同场景中的机模装置,每个场景中包含多个机模装置,上位总控系统安装在上位机中,用于对所有场景中的机模装置进行动作控制。本实施例所指的场景为景区、游乐园等场所的主题区域,例如动漫主题区域、动物主题区域等场景。
如图2~8所示,本实施例的上位总控系统包括通信模块、设备运营模块、设备监控模块、设备维护模块、设备调度模块、报警管理模块和用户管理模块。
如图9所示,本实施例的机模装置包括伺服电机、PLC、关节电机和工控机,在机模装置的大功率部位,例如臀部、大腿部位采用伺服电机驱动,在空间狭小的关节部位采用关节电机驱动。PLC用于对伺服电机进行动作和运行控制,工控机通过通信直接驱动关节电机进行动作和运行控制。
如图2所示,本实施例的通信模块包括界面交互模块、操作按键交互模块和数据收发模块,界面交互模块用于建立总控界面与各个模块之间的交互,操作按键交互模块用于建立总控界面的按键与各个模块之间的交互,数据收发模块用于建立上位总控系统与机模装置之间的数据交互。总控会在程序启动后自动对各机模装置进行尝试建立连接,连接建立后进行数据通信。若通信未建立或运营过程中通信中断,总控会清除缓存并尝试建立新的连接,若超过设定的时间通讯仍未建立连接则认为通信断开,机模装置停止运行并在总控上进行报警提示。
如图3所示,本实施例的设备运营模块位于总控界面中的主页,操作直观、步骤简便。设备运营模块包括机模运行控制模块和影音切换模块,机模运行控制模块对机模装置进行机运行控制和动作切换,主要有设备的自动运行控制、停止、故障复位等,还有机模装置做出的各种动作,如头部左右摇摆、头部前后俯仰、上半身旋转、全身旋转、大臂旋转、小臂旋转,手腕翻转等动作。影音切换模块用于切换机模装置播放的影音版本,根据不同的场景和时段播放对应的视频和音乐。
如图4所示,本实施例的设备监控模块包括设备状态监控模块和电机数据监控模块,设备状态监控模块用于监测显示每个场景中的各个机模装置的设备运行状态,如通信、运行、故障、急停等信息。电机数据监控模块用于监测显示每个机模装置的电机实时运行数据,各重要状态信息均有指示灯进行直观显示。
如图5所示,本实施例的设备维护模块包括参数配置模块和电机点动测试模块,参数配置模块用于进行机模装置远程上电、机模装置组态控制、机模装置初始化参数零点、电机运行参数设置(最大速度、加速度、减速度)、影音控制参数设置、灯光特效控制参数设置,电机点动测试模块用于控制机模装置的电机进行点动测试,在电机需要维护和更换时点动测试电机的各项功能是否正常。普通操作员无设备维护模块的操作权限,设备维护模块需要管理调试员权限,只有经过培训的维护工程师或管理调试人员具有维护功能的操作权限。
如图6所示,本实施例的设备调度模块包括机模屏蔽调度模块、播放模式调度模块、动作文件处理模块和闭厂调度模块,机模屏蔽调度模块用于对机模装置进行启用和屏蔽操作,当某个场景中的机模装置发生故障报警,则可以将该故障机模装置屏蔽掉,不进行报警,从而不影响用户体验。播放模式调度模块用于选择机模装置的影音播放模式,例如多段视频音乐依次播放或者一段视频音乐循环播放。动作文件处理模块用于对机模装置的动作文件进行处理,动作文件处理模块将上位机发送的动作指令数据以指令字符串形式存储于CSV文件中,文件处理模块根据设定的路径打开CSV文件,读取CSV文件中的字符串并根据指令格式对动作数据进行解析,机模装置的电机根据解析出的动作数据进行动作。闭厂调度模块用于关场时远程关闭所有电源。
如图7所示,本实施例的报警管理模块包括设备实时报警模块和历史报警记录模块,设备实时报警模块用于对系统故障进行自诊断,综合系统各方面状态信息最终输出故障报警信息,故障报警信息包括故障代码、故障等级、故障发生时间、故障具体描述,故障报警信息内容明确、指向性强。具体故障描述定位到具体子模块以及具体机构的具体故障,如“4号机模装置的4号电机通信异常,请检查电机网络”。历史报警记录模块用于对机模装置运行状态(如硬件故障信息、程序报警信息等)进行记录并形成运行日志文件,并将运行日志文件导出打印。可对当前系统故障报警信息进行查看,并可对历史报警信息日志文件进行导入查看。
如图8所示,本实施例的用户管理模块包括用户设置模块、权限设置模块和密码登录修改模块,用户设置模块用于新增和删除系统用户,权限设置模块用于编辑当前系统用户的权限,只有管理员才有权限进行用户管理操作,密码登录修改模块用于编辑修改当前系统用户的密码。
本实施例的系统用户的权限包括操作员权限、维护员权限和管理调试员权限,管理调试员权限的等级高于维护员权限的等级,维护员权限的等级高于操作员权限的等级。
用户在使用上位总控系统软件之前必须先登陆,不同的系统用户具有不同的操作权限。其中:
操作员具备的权限有:设备的日常运营、在线监控及报警运营记录查看打印等。
维护人员具备的权限有:远程系统上下电、设备组态控制、电机初始化、电机手动点动运行、影音灯光手动控制等,以上这些操作实现设备检修和维护。
管理调试人员具备的权限有:所有的控制权限、用户管理、设备动作调试、运行参数设置等。
以上所述的具体实施例,对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种表演机器人模型控制系统,其特征在于:它包括上位总控系统以及位于不同场景中的机模装置,每个场景中包含多个所述机模装置,所述上位总控系统用于对所有场景中的机模装置进行动作控制;
所述上位总控系统包括通信模块、设备运营模块、设备监控模块、设备维护模块、设备调度模块、报警管理模块和用户管理模块;
所述机模装置包括伺服电机、PLC、关节电机和工控机,所述PLC用于对伺服电机进行动作和运行控制,所述工控机用于对关节电机进行动作和运行控制。
2.根据权利要求1所述的表演机器人模型控制系统,其特征在于:所述通信模块包括界面交互模块、操作按键交互模块和数据收发模块,所述界面交互模块用于建立总控界面与各个模块之间的交互,所述操作按键交互模块用于建立总控界面的按键与各个模块之间的交互,所述数据收发模块用于建立上位总控系统与机模装置之间的数据交互。
3.根据权利要求1所述的表演机器人模型控制系统,其特征在于:所述设备运营模块包括机模运行控制模块和影音切换模块,所述机模运行控制模块对机模装置进行机运行控制和动作切换,所述影音切换模块用于切换机模装置播放不同版本的音乐。
4.根据权利要求1所述的表演机器人模型控制系统,其特征在于:所述设备监控模块包括设备状态监控模块和电机数据监控模块,所述设备状态监控模块用于监测显示每个场景中的各个机模装置的设备运行状态,所述电机数据监控模块用于监测显示每个机模装置的电机实时运行数据。
5.根据权利要求1所述的表演机器人模型控制系统,其特征在于:所述设备维护模块包括参数配置模块和电机点动测试模块,所述参数配置模块用于进行机模装置远程上电、机模装置组态控制、机模装置初始化参数零点、电机运行参数设置、影音控制参数设置、灯光特效控制参数设置,所述电机点动测试模块用于控制机模装置的电机进行点动测试。
6.根据权利要求1所述的表演机器人模型控制系统,其特征在于:所述设备调度模块包括机模屏蔽调度模块、播放模式调度模块、动作文件处理模块和闭厂调度模块,所述机模屏蔽调度模块用于对机模装置进行启用和屏蔽操作,所述播放模式调度模块用于选择机模装置的影音播放模式,所述动作文件处理模块用于对机模装置的动作文件进行处理,所述闭厂调度模块用于关场时远程关闭所有电源。
7.根据权利要求1所述的表演机器人模型控制系统,其特征在于:所述报警管理模块包括设备实时报警模块和历史报警记录模块,所述设备实时报警模块用于对系统故障进行自诊断,综合系统各方面状态信息最终输出故障报警信息,所述故障报警信息包括故障代码、故障等级、故障发生时间、故障具体描述;所述历史报警记录模块用于对机模装置运行状态进行记录并形成运行日志文件,并将运行日志文件导出打印。
8.根据权利要求1所述的表演机器人模型控制系统,其特征在于:所述用户管理模块包括用户设置模块、权限设置模块和密码登录修改模块,所述用户设置模块用于新增和删除系统用户,所述权限设置模块用于编辑当前系统用户的权限,只有管理员才有权限进行用户管理操作,所述密码登录修改模块用于编辑修改当前系统用户的密码。
9.根据权利要求8所述的表演机器人模型控制系统,其特征在于:所述系统用户的权限包括操作员权限、维护员权限和管理调试员权限,所述管理调试员权限的等级高于维护员权限的等级,所述维护员权限的等级高于操作员权限的等级。
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