CN208392054U - 桌面机器人的运动控制器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及桌面机器人的运动控制器，包括壳体，所述壳体的外表面上设置有显示屏和摇杆；所述壳体的内部设置有连接机构和线路板；所述摇杆的一端伸入所述壳体中，与所述连接机构活动连接；所述线路板包括显示控制模块和运动控制模块；所述显示屏和所述连接机构均与所述显示控制模块电连接；所述显示控制模块与所述运动控制模块电连接；所述运动控制模块向受控机器人输出控制信号。本实用新型将示教器和控制器集成在一台设备上，采用摇杆进行操控，定位精确、轨迹吻合度高；外壳无其它按键，显示屏直接显示运动轨迹；示教时操作员利用摇杆进行移动与定位操作，直接在触摸屏上进行操作即可完成示教工序，操作方便。
Description
技术领域
本实用新型属于机器人控制技术领域，具体涉及一种桌面机器人的运动控制器。
背景技术
随着计算机集成制造技术的迅猛发展，工业、农业、航空等行业对机器人的需求越来越大，随之而来的是对机器人控制器的需求也越旺盛。目前我国桌面机器人运动控制系统中的控制器存在定位不准确、轨迹契合度不高的问题。现有控制器采用了插补的逼近算法，在实际应用中轨迹契合误差和累积误差较大，产生较大的运动轨迹和停止定位偏差。
目前应用的最广泛的是“示教再现型”机器人，其工作原理如下：操作人员利用“示教控制器”发出指令，让机器人的机械手臂运动，一步步完成它应当完成的各个动作，这个过程叫“示教”；机器人上的传感器能够把机器人所得的信息依次送给机器人的记忆装置，该记忆装置可以把机器人各部分运动顺序、位置、速度等记录并存储起来，这一过程叫编程；机器人工作时，记忆装置把信号放出来控制机器人动作，这就是“再现”的过程，它可以按照操作人员教给它的动作自动地、不断地、反复地进行工作。
目前的示教器采用按键和文字屏方式，示教学习难度大、操作不方便、示教效率低。示教器用按键和文字屏完成设备工序动作的规划，学习和操作难度大。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种桌面机器人的运动控制器。
为实现以上目的，本实用新型采用如下技术方案：
桌面机器人的运动控制器，包括壳体，所述壳体的外表面上设置有显示屏和摇杆；所述壳体的内部设置有连接机构和线路板；所述摇杆的一端伸入所述壳体中，与所述连接机构活动连接；
所述线路板包括显示控制模块和运动控制模块；所述显示屏和所述连接机构均与所述显示控制模块电连接；所述显示控制模块与所述运动控制模块电连接；所述运动控制模块向受控机器人输出控制信号。
所述摇杆的数量为两个，每个所述摇杆均用于产生两个方向上的控制信号；
所述连接机构的数量为两个，分别与两个所述摇杆对应连接。
所述显示控制模块包括显示CPU、第一信号转换电路和第二信号转换电路；
所述显示屏、所述第一信号转换电路和所述第二信号转换电路分别与所述显示CPU电连接；两个所述连接机构分别与所述第一信号转换电路和所述第二信号转换电路电连接。
所述连接机构内部包括两个滑动变阻器，所述摇杆偏移时改变阻值；
所述第一信号转换电路和所述第二信号转换电路均用于将电阻值转换为电压信号发送至所述显示CPU。
所述运动控制模块包括运动CPU、存储单元、I/O接口和脉冲输出电路；
所述运动CPU与所述显示CPU电连接；所述存储单元、所述I/O接口和所述脉冲输出电路分别与所述运动CPU电连接；所述脉冲输出电路与受控机器人电连接。
所述运动CPU与所述显示CPU之间通过SCI总线电连接。
所述I/O接口包括USB接口和Micro-USB接口。
所述摇杆与所述显示屏均设置在所述壳体的同一侧面上。
所述显示屏设置在中间，两个所述摇杆分别设置在所述显示屏的两侧。
所述壳体的另一侧面与两个所述摇杆对应的位置均设置有凸起部，用于容纳所述连接机构。
本实用新型采用以上技术方案，将示教器和控制器集成在一台设备上，采用摇杆进行操控，定位精确、轨迹吻合度高；外壳无其它按键，显示屏直接显示运动轨迹。示教时操作员利用摇杆进行移动与定位操作，直接在触摸屏上进行操作即可完成示教工序，操作方便，示教学习容易，可以大大提高示教效率。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的一些实施例，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是本实用新型桌面机器人的运动控制器结构示意图之一；
图2是本实用新型桌面机器人的运动控制器结构示意图之二；
图3是本实用新型桌面机器人的运动控制器电路结构示意图；
图4是图3中第一信号转换电路的具体结构图。
图中：1-壳体；11-上盖；12-底座；2-显示屏；3-摇杆；4-连接机构；5-线路板；501-Micro-USB接口；502-USB接口；51-显示控制模块；52-运动控制模块；6-线缆孔。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。
如图1所示，本实用新型提供了桌面机器人的运动控制器，包括壳体1，所述壳体1的外表面上设置有显示屏2和摇杆3；所述壳体1的内部设置有连接机构4和线路板5；所述摇杆3的一端伸入所述壳体1中，与所述连接机构4 活动连接。
所述摇杆3与所述显示屏2均设置在所述壳体1的同一侧面上。
所述显示屏2设置在中间，两个所述摇杆3分别设置在所述显示屏2的两侧。
所述壳体1的另一侧面与两个所述摇杆3对应的位置均设置有凸起部，用于容纳所述连接机构4。
进一步地，如图2所示，壳体1包括上盖11和底座12，上盖11扣合在底座12上，中间形成空腔，用于放置连接机构4和线路板5。摇杆3和显示屏2 均设置在上盖11表面，凸起部设置在底座12的两端。
如图3所示，所述线路板5包括显示控制模块51和运动控制模块52；所述显示屏2和所述连接机构4均与所述显示控制模块51电连接；所述显示控制模块51与所述运动控制模块52电连接；所述运动控制模块52向受控机器人输出控制信号。
所述摇杆3的数量为两个，每个所述摇杆3均用于产生两个方向上的控制信号。
所述连接机构4的数量为两个，分别与两个所述摇杆3对应连接。
所述显示控制模块51包括显示CPU、第一信号转换电路和第二信号转换电路。
所述显示屏2、所述第一信号转换电路和所述第二信号转换电路分别与所述显示CPU电连接；两个所述连接机构4分别与所述第一信号转换电路和所述第二信号转换电路电连接。
所述连接机构4内部包括两个滑动变阻器，所述摇杆3偏移时改变阻值。
所述第一信号转换电路和所述第二信号转换电路均用于将电阻值转换为电压信号发送至所述显示CPU。
本实用新型采用了摇杆3进行移动对像和定位对像，在国内桌面机器人运动控制系统中属首创。摇杆3采用了100kΩ、1％精度的可变电阻设计，移动和定位的精度高，而且不同于贴膜按钮的操作(四个方向键)，摇杆3可以全方向控制，摇杆3的摆幅可以控制速度，而贴膜按钮需要一个切换速度的按钮，操作比摇杆3复杂很多且运动与定位精度低。
摇杆3操作的原理是：对可调电阻提供3V的电压，摇杆3偏移时改变电阻；通过电阻值的变化产生0～3V的电压信号，再通过模拟量转数字量模块传入显示CPU；显示CPU根据变化的数字量来处理运动的方向和速度，并根据该信号绘出运动轨迹显示在屏幕上。每个摇杆3应该对应两个电阻，分别表示两个方向上的信号。
如图4所示，一个摇杆3对应两个变阻器R1和R2，水平方向的位移改变变阻器R1的阻值，竖直方向的位移改变变阻器R2的阻值。通过变阻器R1输出电压信号A，通过变阻器R2输出电压信号B，CPU接收电压信号A和电压信号B，并根据这两个电压信号计算出摇杆3输入的位移和方向。同时，摇杆 3还能够提供下按开关量：摇杆3下按开时，开关K1闭合，电路向CPU输出触点信号C。需要说明的是，第一信号转换电路和第二信号转换电路的具体机构相同，均为如图4所示的电路。
所述运动控制模块52包括运动CPU、存储单元、I/O接口和脉冲输出电路。
进一步地，脉冲输出电路包括隔离电路和放大电路，运动CPU、隔离电路和放大电路依次电连接。
首先由运动CPU直接产生一个PWM信号(3.3V信号)，然后隔离电路和放大电路将运动CPU产生的PWM信号转换为机器人轴电机驱动器所需的 5V/1A的PWM信号，从而控制受控机器人的动作。
所述运动CPU与所述显示CPU电连接；所述存储单元、所述I/O接口和所述脉冲输出电路分别与所述运动CPU电连接；所述脉冲输出电路与受控机器人电连接。
所述运动CPU与所述显示CPU之间通过SCI总线电连接。显示CPU根据摇杆3产生的电压信号产生运动控制信号，并将运动控制信号传输至运动CPU；运动CPU根据该信号输出脉冲信号来控制机器人的运动。
如图2所示，壳体1上设置有线缆孔6，线路板5与受控机器人之间通过线缆电连接。运动CPU通过传输线缆将控制信号发送给受控机器人。
所述I/O接口包括USB接口502和Micro-USB接口501。USB接口502用于向CPU中烧录程序、进行调试等。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.桌面机器人的运动控制器，包括壳体，其特征在于：所述壳体的外表面上设置有显示屏和摇杆；所述壳体的内部设置有连接机构和线路板；所述摇杆的一端伸入所述壳体中，与所述连接机构活动连接；
所述线路板包括显示控制模块和运动控制模块；所述显示屏和所述连接机构均与所述显示控制模块电连接；所述显示控制模块与所述运动控制模块电连接；所述运动控制模块向受控机器人输出控制信号。
2.根据权利要求1所述的桌面机器人的运动控制器，其特征在于：所述摇杆的数量为两个，每个所述摇杆均用于产生两个方向上的控制信号；
所述连接机构的数量为两个，分别与两个所述摇杆对应连接。
3.根据权利要求2所述的桌面机器人的运动控制器，其特征在于：所述显示控制模块包括显示CPU、第一信号转换电路和第二信号转换电路；
所述显示屏、所述第一信号转换电路和所述第二信号转换电路分别与所述显示CPU电连接；两个所述连接机构分别与所述第一信号转换电路和所述第二信号转换电路电连接。
4.根据权利要求3所述的桌面机器人的运动控制器，其特征在于：所述连接机构内部包括两个滑动变阻器，所述摇杆偏移时改变阻值；
所述第一信号转换电路和所述第二信号转换电路均用于将电阻值转换为电压信号发送至所述显示CPU。
5.根据权利要求3或4所述的桌面机器人的运动控制器，其特征在于：所述运动控制模块包括运动CPU、存储单元、I/O接口和脉冲输出电路；
所述运动CPU与所述显示CPU电连接；所述存储单元、所述I/O接口和所述脉冲输出电路分别与所述运动CPU电连接；所述脉冲输出电路与受控机器人电连接。
6.根据权利要求5所述的桌面机器人的运动控制器，其特征在于：所述运动CPU与所述显示CPU之间通过SCI总线电连接。
7.根据权利要求5所述的桌面机器人的运动控制器，其特征在于：所述I/O接口包括USB接口和Micro-USB接口。
8.根据权利要求2至4任一项所述的桌面机器人的运动控制器，其特征在于：所述摇杆与所述显示屏均设置在所述壳体的同一侧面上。
9.根据权利要求8所述的桌面机器人的运动控制器，其特征在于：所述显示屏设置在中间，两个所述摇杆分别设置在所述显示屏的两侧。
10.根据权利要求9所述的桌面机器人的运动控制器，其特征在于：所述壳体的另一侧面与两个所述摇杆对应的位置均设置有凸起部，用于容纳所述连接机构。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN114384966A (zh) * | 2021-08-16 | 2022-04-22 | 山东新坐标智能装备有限公司 | 一种适用于低速自动驾驶机器人的智能手持操作平台 |
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