CN210270600U - 一种模块化可重构机器人的关节模块控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种模块化可重构机器人的关节模块控制装置，具体涉及机器人控制领域，包括控制中心，所述控制中心输入端设有调节单元，所述控制中心连接端设有模块控制单元，所述控制中心输出端设有显示单元和监控单元，所述控制中心包括可编程PLC，所述调节单元包括工业控制计算机。本实用新型通过设置调节单元和模块控制单元，在机器人的模块化部件在转变使用状态或者转变使用职能时对部件进行调节控制，与现有技术相比，有效的方便机器人的模块化部件进行多样组合使用，可以进行独立操作或者整体连接操作，提升组合式使用的便捷性。

Description

一种模块化可重构机器人的关节模块控制装置

技术领域

本实用新型涉及机器人控制技术领域，更具体地说，本实用新型涉及一种模块化可重构机器人的关节模块控制装置。

背景技术

模块化可重构机器人是由一系列具有不同尺寸和功能特征的关节、连杆等模块组成的，能以搭积木的方式通过模块之间简单、快速的组装和拆卸来改变整体结构，重新组合构型的机器人，相对于传统的固定构型机器人而言，模块化可重构机器人可实现“一套构件、多种构型”，能根据任务要求选择最佳的机器人结构，因而对复杂环境的适应性和作业能力更强。

专利申请公布号CN201716570U的实用新型专利公开了一种模块化可重构机器人，具体是公开一种模块化可重构机器人的关节模块控制装置；所述DSP芯片单元信号输入端接有CAN通信模块、模拟信号模块、电位计接口模块、光电编码器接口模块、霍尔传感器接口模块、连接顺序辨识接口模块、零极位开关模块、电编码器接口模块；所述DSP芯片单元信号输出端接有制动器控制模块、光耦隔离芯片模块、驱动逻辑芯片模块；采用电源转换模块为其他各模块供电，采用制动器控制模块掉电制动，使重构机器人在运动过程中突然掉电制动，保证安全；该控制装置集成度高、装置扩展性强、能实现关节模块复位、连接顺序辨识、位置信息冗余容错、精密伺服、具有掉电制动和过流保护功能。

但是该实用新型在实际使用时，不能有效的对重构机器后的机器人的部件进行有效的控制和调节。

实用新型内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本实用新型的实施例提供一种模块化可重构机器人的关节模块控制装置，通过设置调节单元和模块控制单元，通过工业控制计算机向第一单片机、第二单片机和第三单片机发送指令，从而对第一控制器、第二控制器和第三控制器的驱动设备设置的参数进行更改，从而在机器人的模块化部件在转变使用状态或者转变使用职能时对部件进行调节控制，与现有技术相比，有效的方便机器人的模块化部件进行多样组合使用，可以进行独立操作或者整体连接操作，提升组合式使用的便捷性，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种模块化可重构机器人的关节模块控制装置，包括控制中心，所述控制中心输入端设有调节单元，所述控制中心连接端设有模块控制单元，所述控制中心输出端设有显示单元和监控单元，所述控制中心包括可编程PLC，所述调节单元包括工业控制计算机，所述模块控制单元包括第一存储器、第二存储器、第三存储器、第一单片机、第二单片机、第三单片机、第一控制器、第二控制器、第三控制器、第一无线通信模块、第二无线通信模块和第三无线通信模块，所述显示单元包括显示器，所述监控单元包括GPS定位器和摄像头；

所述调节单元用于通过工业控制计算机向第一单片机、第二单片机和第三单片机发送指令，从而对第一控制器、第二控制器和第三控制器的驱动设备设置的参数进行更改；

所述模块控制单元用于通过第一存储器、第二存储器和第三存储器对机器人的模块化部件的信息进行存储，第一单片机、第二单片机、第三单片机对机器人的模块化部件的数据进行单独数据处理，第一控制器、第二控制器和第三控制器对机器人的模块化部件进行单个控制操作；

所述显示单元用于通过显示器对机器人的模块化部件的信息和执行操作情况进行显示；

所述监控单元用于通过定位器对机器人的模块化部件的位置进行定位，同时通过摄像头对机器人的模块化部件的位置情况和具体使用情况进行实时监控。

在一个优选地实施方式中，所述可编程PLC输入端设有工业控制计算机。

在一个优选地实施方式中，所述可编程PLC输出端设有显示器、GPS定位器和摄像头。

在一个优选地实施方式中，所述可编程PLC连接端设有第一无线通信模块、第二无线通信模块和第三无线通信模块。

在一个优选地实施方式中，所述第一无线通信模块连接端设有第一单片机，所述第二无线通信模块连接端设有第二单片机，所述第三无线通信模块连接端设有第三单片机。

在一个优选地实施方式中，所述第一单片机连接端设有第一存储器和第一控制器，所述第二单片机连接端设有第二存储器和第二控制器，所述第三单片机连接端设有第三存储器和第三控制器。

在一个优选地实施方式中，所述工业控制计算机用于在机器人的模块化部件在转变使用状态或者转变使用职能时对部件进行调节控制。

在一个优选地实施方式中，所述摄像头用于对机器人的模块化部件在使用时的具体使用状态，部件的安装位置和放置位置进行监控。

本实用新型的技术效果和优点：

1、通过设置调节单元和模块控制单元，通过工业控制计算机向第一单片机、第二单片机和第三单片机发送指令，从而对第一控制器、第二控制器和第三控制器的驱动设备设置的参数进行更改，从而在机器人的模块化部件在转变使用状态或者转变使用职能时对部件进行调节控制，与现有技术相比，有效的方便机器人的模块化部件进行多样组合使用，可以进行独立操作或者整体连接操作，提升组合式使用的便捷性；

2、通过设置显示单元和监控单元，摄像头用于对机器人的模块化部件在使用时的具体使用状态，部件的安装位置和放置位置进行监控，通过显示器对机器人的模块化部件的信息和执行操作情况进行显示，与现有技术相比，有效的提升了对机器人的模块化部件在重构后转变使用状态和使用职能进行有效的监控，对使用后产生的效果进行有效监测。

附图说明

图1为本实用新型的拓扑图。

图2为本实用新型的单元示意图。

图3为本实用新型的系统示意图。

附图标记为：1控制中心、2调节单元、3模块控制单元、4显示单元、5监控单元、6可编程PLC、7工业控制计算机、8第一存储器、9第二存储器、10第三存储器、11第一单片机、12第二单片机、13第三单片机、14第一控制器、15第二控制器、16第三控制器、17第一无线通信模块、18第二无线通信模块、19第三无线通信模块、20显示器、21 GPS定位器、22摄像头。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如附图1-3所示的一种模块化可重构机器人的关节模块控制装置，包括控制中心1，其特征在于：所述控制中心1输入端设有调节单元2，所述控制中心1连接端设有模块控制单元3，所述控制中心1输出端设有显示单元4和监控单元5，所述控制中心1包括可编程PLC6，所述调节单元2包括工业控制计算机7，所述模块控制单元3包括第一存储器8、第二存储器9、第三存储器10、第一单片机11、第二单片机12、第三单片机13、第一控制器14、第二控制器15、第三控制器16、第一无线通信模块17、第二无线通信模块18和第三无线通信模块19，所述显示单元4包括显示器20，所述监控单元5包括GPS定位器21和摄像头22，无线通信模块广泛地运用在车辆监控、遥控、遥测、小型无线网络、无线抄表、门禁系统、小区传呼、工业数据采集系统、无线标签、身份识别、非接触RF智能卡、小型无线数据终端、安全防火系统、无线遥控系统、生物信号采集、水文气象监控、机器人控制、无线232数据通信、无线485/422数据通信、数字音频、数字图像传输等领域中；

所述调节单元2用于通过工业控制计算机7向第一单片机11、第二单片机12和第三单片机13发送指令，从而对第一控制器14、第二控制器15和第三控制器16的驱动设备设置的参数进行更改；

所述模块控制单元3用于通过第一存储器8、第二存储器9和第三存储器10对机器人的模块化部件的信息进行存储，第一单片机11、第二单片机12、第三单片机13对机器人的模块化部件的数据进行单独数据处理，第一控制器14、第二控制器15和第三控制器16对机器人的模块化部件进行单个控制操作；

所述可编程PLC6输入端设有工业控制计算机7，所述工业控制计算机7是一种采用总线结构，对生产过程及机电设备、工艺装备进行检测与控制的工具总称，具有重要的计算机属性和特征，如具有计算机主板、CPU、硬盘、内存、外设及接口，并有操作系统、控制网络和协议、计算能力、友好的人机界面；

所述可编程PLC6连接端设有第一无线通信模块17、第二无线通信模块18和第三无线通信模块19；

所述第一无线通信模块17连接端设有第一单片机11，所述第二无线通信模块18连接端设有第二单片机12，所述第三无线通信模块19连接端设有第三单片机13；

所述第一单片机11连接端设有第一存储器8和第一控制器14，所述第二单片机12连接端设有第二存储器9和第二控制器15，所述第三单片机13连接端设有第三存储器10和第三控制器16；

所述工业控制计算机7用于在机器人的模块化部件在转变使用状态或者转变使用职能时对部件进行调节控制。

实施方式具体为：工业控制计算机7、显示器20、GPS定位器21、摄像头22均与可编程PLC6电性连接，第一无线通信模块17、第二无线通信模块18和第三无线通信模块19均与可编程PLC6信号连接，第一存储器8和第一控制器14均与第一单片机11电性连接，第二存储器9和第二控制器15均与第二单片机12电性连接，第三存储器10和第三控制器16均与第三单片机13电性连接，通过第一存储器8、第二存储器9和第三存储器10对机器人的模块化部件的信息进行存储，第一单片机11、第二单片机12、第三单片机13对机器人的模块化部件的数据进行单独数据处理，第一控制器14、第二控制器15和第三控制器16对机器人的模块化部件进行单个控制操作，通过工业控制计算机7向第一单片机11、第二单片机12和第三单片机13发送指令，从而对第一控制器14、第二控制器15和第三控制器16的驱动设备设置的参数进行更改，从而在机器人的模块化部件在转变使用状态或者转变使用职能时对部件进行调节控制，有效的方便机器人的模块化部件进行多样组合使用，可以进行独立操作或者整体连接操作，提升组合式使用的便捷性，该实施方式具体解决了现有技术中存在的不能有效的对重构机器后的机器人的部件进行有效的控制和调节的问题。

如附图3所示的一种模块化可重构机器人的关节模块控制装置，还包括显示单元4和监控单元5，所述显示单元4用于通过显示器20对机器人的模块化部件的信息和执行操作情况进行显示；

所述监控单元5用于通过定位器对机器人的模块化部件的位置进行定位，同时通过摄像头22对机器人的模块化部件的位置情况和具体使用情况进行实时监控；

所述可编程PLC6输出端设有显示器20、GPS定位器21和摄像头22；

所述摄像头22用于对机器人的模块化部件在使用时的具体使用状态，部件的安装位置和放置位置进行监控；

所述第一单片机11、第二单片机12和第三单片机13型号均设置为STM32，单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。

实施方式具体为：通过定位器对机器人的模块化部件的位置进行定位，同时通过摄像头22对机器人的模块化部件的位置情况和具体使用情况进行实时监控，摄像头22用于对机器人的模块化部件在使用时的具体使用状态，部件的安装位置和放置位置进行监控，通过显示器20对机器人的模块化部件的信息和执行操作情况进行显示，有效的提升了对机器人的模块化部件在重构后转变使用状态和使用职能进行有效的监控，对使用后产生的效果进行有效监测，该实施方式具体解决了现有技术中存在的对机器人的部件监控力度较低的问题。

本实用新型工作原理：

参照说明书附图1-3，通过工业控制计算机7向第一单片机11、第二单片机12和第三单片机13发送指令，从而对第一控制器14、第二控制器15和第三控制器16的驱动设备设置的参数进行更改，从而在机器人的模块化部件在转变使用状态或者转变使用职能时对部件进行调节控制，有效的方便机器人的模块化部件进行多样组合使用，可以进行独立操作或者整体连接操作，提升组合式使用的便捷性；

参照说明书附图3，摄像头22用于对机器人的模块化部件在使用时的具体使用状态，部件的安装位置和放置位置进行监控，通过显示器20对机器人的模块化部件的信息和执行操作情况进行显示，有效的提升了对机器人的模块化部件在重构后转变使用状态和使用职能进行有效的监控，对使用后产生的效果进行有效监测。

最后：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种模块化可重构机器人的关节模块控制装置，包括控制中心(1)，其特征在于：所述控制中心(1)输入端设有调节单元(2)，所述控制中心(1)连接端设有模块控制单元(3)，所述控制中心(1)输出端设有显示单元(4)和监控单元(5)，所述控制中心(1)包括可编程PLC(6)，所述调节单元(2)包括工业控制计算机(7)，所述模块控制单元(3)包括第一存储器(8)、第二存储器(9)、第三存储器(10)、第一单片机(11)、第二单片机(12)、第三单片机(13)、第一控制器(14)、第二控制器(15)、第三控制器(16)、第一无线通信模块(17)、第二无线通信模块(18)和第三无线通信模块(19)，所述显示单元(4)包括显示器(20)，所述监控单元(5)包括GPS定位器(21)和摄像头(22)；

所述调节单元(2)用于通过工业控制计算机(7)向第一单片机(11)、第二单片机(12)和第三单片机(13)发送指令，从而对第一控制器(14)、第二控制器(15)和第三控制器(16)的驱动设备设置的参数进行更改；

所述模块控制单元(3)用于通过第一存储器(8)、第二存储器(9)和第三存储器(10)对机器人的模块化部件的信息进行存储，第一单片机(11)、第二单片机(12)、第三单片机(13)对机器人的模块化部件的数据进行单独数据处理，第一控制器(14)、第二控制器(15)和第三控制器(16)对机器人的模块化部件进行单个控制操作；

所述显示单元(4)用于通过显示器(20)对机器人的模块化部件的信息和执行操作情况进行显示；

所述监控单元(5)用于通过定位器对机器人的模块化部件的位置进行定位，同时通过摄像头(22)对机器人的模块化部件的位置情况和具体使用情况进行实时监控。

2.根据权利要求1所述的一种模块化可重构机器人的关节模块控制装置，其特征在于：所述可编程PLC(6)输入端设有工业控制计算机(7)。

3.根据权利要求1所述的一种模块化可重构机器人的关节模块控制装置，其特征在于：所述可编程PLC(6)输出端设有显示器(20)、GPS定位器(21)和摄像头(22)。

4.根据权利要求1所述的一种模块化可重构机器人的关节模块控制装置，其特征在于：所述可编程PLC(6)连接端设有第一无线通信模块(17)、第二无线通信模块(18)和第三无线通信模块(19)。

5.根据权利要求1所述的一种模块化可重构机器人的关节模块控制装置，其特征在于：所述第一无线通信模块(17)连接端设有第一单片机(11)，所述第二无线通信模块(18)连接端设有第二单片机(12)，所述第三无线通信模块(19)连接端设有第三单片机(13)。

6.根据权利要求1所述的一种模块化可重构机器人的关节模块控制装置，其特征在于：所述第一单片机(11)连接端设有第一存储器(8)和第一控制器(14)，所述第二单片机(12)连接端设有第二存储器(9)和第二控制器(15)，所述第三单片机(13)连接端设有第三存储器(10)和第三控制器(16)。

7.根据权利要求1所述的一种模块化可重构机器人的关节模块控制装置，其特征在于：所述工业控制计算机(7)用于在机器人的模块化部件在转变使用状态或者转变使用职能时对部件进行调节控制。

8.根据权利要求1所述的一种模块化可重构机器人的关节模块控制装置，其特征在于：所述摄像头(22)用于对机器人的模块化部件在使用时的具体使用状态，部件的安装位置和放置位置进行监控。

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