CN209486508U - 一种基于硬件在环的机器人控制器或控制系统的测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于硬件在环的机器人控制器或控制系统的测试装置，其特征在于，功能及性能测试主机、故障注入测试主机、总线一致性测试主机均接入局域网络，实时测试目标机接入同一局域网络，同时，信号调理及接口适配器接入同一局域网络，实时测试目标机经由信号输入/输出模块与故障注入箱相连，故障注入箱经由总线连接信号调理及接口适配器，信号调理及接口适配器经由总线连接被测控制器或控制系统。本实用新型通过结合功能及性能测试、故障注入测试和总线一致性测试，支持多种机器人控制器或控制系统的仿真测试，并且支持多种总线接口扩展，能够自动执行测试。本实用新型的控制器或控制系统通用性好，测试效率高，实时性效果好。

Description

一种基于硬件在环的机器人控制器或控制系统的测试装置

技术领域

本实用新型涉及一种机器人控制器或控制系统硬件在环仿真测试装置，用于对机器人(尤其是工业机器人)的控制器或控制系统进行半实物仿真测试。

背景技术

工业机器人发展至今，汇聚了自动化技术、计算机网络技术、传感器技术、电子电工技术、人工智能技术、机械学与仿生学等多种技术，达到了高度的智能化程度。与此同时，工业机器人的数量也在不断的增加，得到了大规模的应用。而控制器或控制系统作为工业机器人的核心部件，对机器人的安全运行起重要作用。因此，在控制器或控制系统出厂之前需要经过严格的测试。

纵观工业机器人的发展，控制器或控制系统系统的复杂性不断增加。为了验证控制器或控制系统的设计方案，以及减少设计中可能出现的隐患，需要进行控制器或控制系统功能、性能测试，同时验证它的设计是否满足设计需求。

此外，控制器或控制系统逐渐从单一嵌入式系统发展到多总线、多节点协同的系统。各节点之间多采用复合网络，如CAN、串口、Ethernet、EtherCAT等总线类型，作为载体进行信息和数据的采集、传输、控制，交互关系复杂，总线接口类型众多，其质量保证是难题，需要对其进行总线一致性测试。

控制器或控制系统安全变得越来越重要，而导致安全的原因中，安全漏洞也在逐年增加。为了提高控制器或控制系统的安全性，需要对其漏洞进行检测并修复，但是人工检测的代价太大。故障注入测试可以用来对控制器或控制系统进行检测，验证其健壮性与安全性。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种专门针对机器人控制器或控制系统基于硬件在环的测试装置。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是提供了一种基于硬件在环的机器人控制器或控制系统的测试装置，包括功能及性能测试主机、故障注入测试主机、总线一致性测试主机，其特征在于，功能及性能测试主机、故障注入测试主机、总线一致性测试主机均接入局域网络，用于进行功能及性能测试主机、故障注入测试主机、总线一致性测试主机与被测控制器或控制系统之间数据交互的实时测试目标机接入同一局域网络，同时，信号调理及接口适配器接入同一局域网络，通过局域网络与故障注入测试主机、总线一致性测试主机建立通信的实时测试目标机经由信号输入/输出模块与故障注入箱相连，故障注入箱经由总线连接信号调理及接口适配器，通过局域网络与功能及性能测试主机建立通信的实时测试目标机直接经由总线连接信号调理及接口适配器，信号调理及接口适配器经由总线连接被测控制器或控制系统。

优选地，所述局域网络为以太网。

优选地，所述功能及性能测试主机、所述故障注入测试主机、所述总线一致性测试主机通过所述局域网络与不同的所述实时测试目标机建立通信。

优选地，通过所述局域网络与所述故障注入测试主机、所述总线一致性测试主机建立通信的不同的所述实时测试目标机与同一所述故障注入箱相连。

优选地，所述信号输入/输出模块包括数字信号输入/输出模块及模拟信号输入/输出模块。

本实用新型针对机器人系统交互关系复杂、总线种类繁多，具有强实时性要求的特点，在现有研究的基础上，设计了一种基于机器人控制器或控制系统的测试平台。该平台通过结合功能及性能测试、故障注入测试和总线一致性测试，支持多种机器人控制器或控制系统的仿真测试，并且支持多种总线接口扩展，能够自动执行测试。本实用新型的控制器或控制系统通用性好，测试效率高，实时性效果好。

附图说明

图1为本实用新型的系统框图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

如图1所示，本实用新型提供的一种基于硬件在环的机器人控制器或控制系统的测试装置，包括功能及性能测试主机、故障注入测试主机、总线一致性测试主机。

功能及性能测试主机主要进行控制器或控制系统的功能及性能测试。由于没有实景测试环境的原因，很多在实际运行过程中出现的问题，可能无法在测试中暴露出来。为此，本测试装置包含了控制器或控制系统的故障注入箱及相对应的故障注入测试主机及总线一致性测试主机。故障注入测试主机会根据机器人控制器或控制系统的常见故障类型，以及在测试中无法自动加载的故障类型，分别设计带有故障的对象模型，并且通过测试主机界面来切换正常对象模型与故障对象模型。在测试过程中，还可以通过改变故障对象模型中的重要参数来修改故障类型。总线一致性测试主机可以从总线的应用层和数据层来验证控制器或控制系统是否符合总线的设计要求。在验证控制器或控制系统实时状态与用户需求的符合性的同时，功能、性能测试、故障注入测试和总线一致性测试也可以为后期的控制器或控制系统整改提供依据。

功能及性能测试主机、故障注入测试主机、总线一致性测试主机均接入以太网。与功能及性能测试主机进行通信的实时测试目标机一、与故障注入测试主机进行通信的实时测试目标机二、与总线一致性测试主机通信的实时测试目标机三也接入该以太网。同时，信号调理及接口适配器也接入该以太网。

实时测试目标机通过以太网接收功能及性能测试主机、故障注入测试主机、总线一致性测试主机输出的测试用例。

实时测试目标机通过信号调理及接口适配器向被测控制器或者被测控制系统输出数据及控制信号；被测控制器或者被测控制系统通过信号调理及接口适配器向实时测试目标机输出被采集的数据或者状态。

实时测试目标机一通过总线直接连接信号调理及接口适配器，实时测试目标机二与实时测试目标机三经由信号输入/输出模块与同一故障注入箱相连。故障注入箱再通过总线连接信号调理及接口适配器。

在图1所示的装置中，被测控制器或被测控制系统有两种方式与功能及性能测试主机、故障注入测试主机、总线一致性测试主机建立通信。一种是在测试过程中，经由信号调理及接口适配器、实时测试目标机及以太网与功能及性能测试主机、故障注入测试主机、总线一致性测试主机建立通信，完成相应项目的测试。另一种是在测试开始前，被测控制器或被测控制系统直接经由信号调理及接口适配器、以太网与功能及性能测试主机、故障注入测试主机、总线一致性测试主机建立通信。其目的在于：不同的被测控制器或被测控制系统会用到不同的总线协议，功能及性能测试主机、故障注入测试主机、总线一致性测试主机在测试开始前先通过以太网对被测控制器或被测控制系统的总线协议进行分析后，然后在测试过程中，根据分析结论利用特定的总线协议与被测控制器或被测控制系统进行通信，完成相应项目的测试。

Claims (5)

1.一种基于硬件在环的机器人控制器或控制系统的测试装置，包括功能及性能测试主机、故障注入测试主机、总线一致性测试主机，其特征在于，功能及性能测试主机、故障注入测试主机、总线一致性测试主机均接入局域网络，用于进行功能及性能测试主机、故障注入测试主机、总线一致性测试主机与被测控制器或控制系统之间信号翻译的实时测试目标机接入同一局域网络，同时，信号调理及接口适配器接入同一局域网络，通过局域网络与故障注入测试主机、总线一致性测试主机建立通信的实时测试目标机经由信号输入/输出模块与故障注入箱相连，故障注入箱经由总线连接信号调理及接口适配器，通过局域网络与功能及性能测试主机建立通信的实时测试目标机直接经由总线连接信号调理及接口适配器，信号调理及接口适配器经由总线连接被测控制器或控制系统。

2.如权利要求1所述的一种基于硬件在环的机器人控制器或控制系统的测试装置，其特征在于，所述局域网络为以太网。

3.如权利要求1所述的一种基于硬件在环的机器人控制器或控制系统的测试装置，其特征在于，所述功能及性能测试主机、所述故障注入测试主机、所述总线一致性测试主机通过所述局域网络与不同的所述实时测试目标机建立通信。

4.如权利要求3所述的一种基于硬件在环的机器人控制器或控制系统的测试装置，其特征在于，通过所述局域网络与所述故障注入测试主机、所述总线一致性测试主机建立通信的不同的所述实时测试目标机与同一所述故障注入箱相连。

5.如权利要求1所述的一种基于硬件在环的机器人控制器或控制系统的测试装置，其特征在于，所述信号输入/输出模块包括数字信号输入/输出模块及模拟信号输入/输出模块。