CN210616534U - 机器人在线控制与仿真测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种机器人在线控制与仿真测试系统，所述机器人包括由机器人控制器控制的机器人本体，其特征在于，所述机器人在线控制与仿真测试系统包括用于监测机器人本体的运动情况的激光跟踪仪，激光跟踪仪通过总线与激光跟踪仪控制器相连，激光跟踪仪控制器通过以太网接口一与测试主机连接，同时，机器人控制器通过以太网接口二与测试主机连接。本实用新型实现机器人自动化测试，不需要人工干预，将运行中的参数实时记录，提高测试效率；测试系统通用性强，只需要将以太网接口换成其他类型的接口，就可以与其他类型的被测系统连接，可重复利用性强，大大节省的成本。

Description

机器人在线控制与仿真测试系统

技术领域

本实用新型涉及一种机器人在线控制与仿真测试系统。

背景技术

机器人测试是机器人开发过程中的重要环节，通过测试可以提前发现机器人存在的问题，并及时解决，从而提高机器人的开发效率，提升机器人的质量。一般地，机器人测试包括机器人零部件本身的质量是否存在问题，零部件在运行过程中是否出现明显的错误，机器人各零部件之间的连接是否正常，各零部件的连接方式是否符合要求等，测试效率低。同时，在测试过程中，测试人员需要不断地观察与操作，测试流程繁琐。当发现机器人存在问题时，测试人员往往会根据主观判断，得出结论，难以保证测试质量。

发明内容

本实用新型的目的是：提供一种专用于对机器人进行测试的系统。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是提供了一种机器人在线控制与仿真测试系统，所述机器人包括由机器人控制器控制的机器人本体，其特征在于，所述机器人在线控制与仿真测试系统包括用于监测机器人本体的运动情况的激光跟踪仪，激光跟踪仪通过总线与激光跟踪仪控制器相连，激光跟踪仪控制器通过以太网接口一与测试主机连接，同时，机器人控制器通过以太网接口二与测试主机连接，其中：

测试主机包括与以太网接口一相连的以太网接口三及与以太网接口二相连的以太网接口四，以太网接口四分别连接信号采集卡及信号发生器，信号采集卡及信号发生器通过总线与控制卡相连；控制卡通过总线与信号控制卡相连；以太网接口三连接比较器，比较器通过总线与控制卡相连；控制卡通过总线还与机器人仿真模块及机器人状态显示模块相连。

优选地，所述测试主机还包括DVI接口，DVI接口的信号输入端与所述机器人状态显示模块相连，DVI接口的信号输出端连接显示器的VGA接口。

优选地，由电源模块为所述显示器及所述测试主机提供工作电压。

与现有技术相比，本实用新型的优点是：

1、实现机器人自动化测试，不需要人工干预，将运行中的参数实时记录，提高测试效率；

2、测试系统通用性强，只需要将以太网接口换成其他类型的接口，就可以与其他类型的被测系统连接，可重复利用性强，大大节省的成本；

3、根据被测系统的特点灵活搭建测试系统中的一个或多个模块，缩短了测试系统的搭建时间；

4、机器人运行数据可视化，方便测试人员分析，提高工作效率。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图。

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。

本实用新型通过设计机器人在线控制与仿真测试系统，使编程过程脱离示教器，可以实现复杂运动轨迹的编程，使编程者原理危险的工作环境。另外，本系统可以自动化的测试被测系统，便于测试系统的灵活搭建。

本实用新型涉及的机器人在线控制与仿真测试系统不需要进行人工干预，能够进行自动化测试。通过机器执行的方式，模拟人工测试的测试流程，由机器半自动或者全自动完成测试过程。

本实用新型提供了一种机器人在线控制与仿真测试系统，检测机器人在开发过程中或者运行过程中可能存在的问题。

本实用新型的通信接口均采用以太网接口：其一，被测系统作为通信客户端，测试主机作为通信服务器端，实现控制信号的传输；其二，测试主机作为通信客户端，被测系统作为通信服务器端；其三，激光跟踪仪控制器作为通信客户端，测试主机作为通信服务器端。

被测系统，包括机器人控制器、机器人本体、以太网接口。机器人控制器通过总线通讯控制机器人本体的运动；机器人本体接收到机器人控制器的控制信号后，产生相应的动作；机器人本体在动作完成后，通过总线向机器人控制器反馈动作信息，机器人控制器依据机器人本体反馈的动作信息判断动作是否完成；以太网接口实现被测系统与外部系统的信号传输。

机器人的以太网模块可以实现机器人控制器和外部系统之间的以太网通信，该模块支持TCP协议。

机器人在线控制与仿真测试系统包括测试主机、电源模块和显示器。测试主机，包括控制卡、信号采集卡、信号发生器、信号处理卡、机器人仿真模块、机器人状态显示模块、DVI接口和电源模块。显示器包括VGA接口和电源模块。控制卡通过总线同时与信号采集卡、信号发生器、信号处理卡连接；信号处理卡通过总线与机器人仿真模块、机器人状态显示模块连接；信号采集卡、信号发生器通过以太网接口与被测系统连接；数据处理模块通过总线与控制卡连接；测试主机的DVI接口通过转接口与显示器的VGA接口连接，并向显示器传输机器人的状态信号与机器人仿真模型的动态信号等；电源模块同时为测试主机和显示器供电。

测试主机放在机箱里，机箱里同时集成信号采集卡、信号发生器、信号处理卡、机器人仿真模块、机器人状态显示模块。

信号采集卡通过以太网接口采集机器人控制器的执行结果信号，并将该信号通过总线反馈给控制卡。

控制卡生成控制信号，并通过信号发生器传输控制信号给机器人控制器，使机器人本体能够按照预定的轨迹运动。

控制卡通过总线将机器人控制器的执行结果信号传输给数据处理模块，后者将执行结果信号解析出来，并通过总线分别传输至机器人仿真模块和机器人状态显示模块，构成人机交互界面。

机器人控制器通过以太网接口向信号采集卡发送机器人控制器的执行结果信号，并最终反馈至信号处理卡，信号处理卡将机器人控制器的执行结果信号转化为机器人运动各状态值，包括机器人状态、安全模式、TCP坐标、关节角度、机器人运行时间、关节温度、关节电压、机器人电流、机器人电压。

机器人仿真模块通过导入机器人三维模型，将机器人控制器的执行结果信号转化为机器人三维模型的空间变化，最终通过DVI接口传输至显示器。

机器人状态显示模块接收信号处理卡解析出来的机器人控制器执行结果信号，并通过数字二极管或者温度计等显示装置显示出来。同样的信号会同步通过DVI接口传输至显示器，使得信号可视化。

通过机器人在线控制与仿真测试系统，将被测系统的执行结果信号在显示器上实时显示，避免了人为的观测和人眼观测造成的结果不准确性；同时，缩短了机器人的开发测试周期。

激光跟踪仪控制器通过以太网接口与测试主机连接。同时，作为被测系统的外部监测，激光跟踪仪可以监测机器人本体的运动情况。

激光跟踪仪通过以太网接口与测试主机连接，并将被测系统的监测信号发至测试主机。信号处理卡通过总线与比较器连接，并将被测系统的理想信号发至比较器。比较器的两个输入信号分别来自于激光跟踪仪控制器和信号处理卡，并将比较结果反馈至显示器。

机器人在线控制与仿真测试系统的具体流程一般包含以下几个步骤：

a)通过电源模块为机器人仿真系统和显示器供电；

b)打开测试主机、被测系统、显示器、激光跟踪仪和台式机；

c)使用以太网连接机器人仿真测试系统与被测系统，包含被测系统的以太网接口和测试主机的以太网接口；

d)使用以太网连接台式机和激光跟踪仪，包含台式机的以太网接口和激光跟踪仪的以太网接口；

e)使用以太网连接台式机和测试主机，包含台式机的以太网接口和测试主机的以太网接口；

f)测试主机控制被测系统运动，并采集被测系统反馈的相关重要参数；

g)激光跟踪仪作为外部监测，监测机器人本体的运动；

h)将测试主机和激光跟踪仪采集的信号同时发送至台式机，并进行信息比对；

i)测试主机通过DVI接口将动态的机器人模型和机器人的重要参数传送给显示器，显示器实时显示机器人动态变化；

j)经过长时间运行(72h)，根据机器人及其参数的动态变化，分析机器人在运行过程中可能存在的问题，包括定位精度、电压变化、电流变化、关节角度变化等；

k)若机器人存在问题，则测试未通过；

l)生成测试报告；

m)将机器人仿真系统断电。

Claims (3)

1.一种机器人在线控制与仿真测试系统，所述机器人包括由机器人控制器控制的机器人本体，其特征在于，所述机器人在线控制与仿真测试系统包括用于监测机器人本体的运动情况的激光跟踪仪，激光跟踪仪通过总线与激光跟踪仪控制器相连，激光跟踪仪控制器通过以太网接口一与测试主机连接，同时，机器人控制器通过以太网接口二与测试主机连接，其中：

测试主机包括与以太网接口一相连的以太网接口三及与以太网接口二相连的以太网接口四，以太网接口四分别连接信号采集卡及信号发生器，信号采集卡及信号发生器通过总线与控制卡相连；控制卡通过总线与信号控制卡相连；以太网接口三连接比较器，比较器通过总线与控制卡相连；控制卡通过总线还与机器人仿真模块及机器人状态显示模块相连。

2.如权利要求1所述的一种机器人在线控制与仿真测试系统，其特征在于，所述测试主机还包括DVI接口，DVI接口的信号输入端与所述机器人状态显示模块相连，DVI接口的信号输出端连接显示器的VGA接口。

3.如权利要求2所述的一种机器人在线控制与仿真测试系统，其特征在于，由电源模块为所述显示器及所述测试主机提供工作电压。

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