CN211053712U - 一种机器人运动控制通讯系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机器人控制领域，特别涉及一种机器人运动控制通讯系统，包括上位机、多个USB串行通讯线、多个隔离芯片和多个机器人关节，每个机器人关节均包括下位机、电机和电机控制电路；下位机和电机控制电路连接，下位机用于输出关节控制信号到电机控制电路，电机控制电路和电机连接，电机控制电路用于根据关节控制信号控制电机；上位机通过USB串行通讯线和目标下位机连接，目标下位机为多个机器人关节的下位机中的任意一个；隔离芯片串联在上位机和目标下位机之间，隔离芯片用于隔离上位机和目标下位机之间的电磁干扰；所有下位机之间通过USB串行通讯线连接，隔离芯片串联在所有下位机之间，隔离芯片用于隔离下位机之间的电磁干扰。

Description

一种机器人运动控制通讯系统

技术领域

本实用新型涉及机器人控制领域，特别涉及一种机器人运动控制通讯系统。

背景技术

随着人工智能的发展，机器人领域正在日渐成熟。对于越来越复杂的双足机器人运动控制，如何能够更精准更高效的控制其行走的姿态与动作，是机器人行业内亟需解决的问题，

传统的机器人关节与上位机之间采用的通讯方式一般是RS-485、RS-232、CAN总线、ethercat等，但是RS-232、RS-485通讯都是点对点通讯方式，只能电脑与机器人单个关节通讯，无法串联多个关节，CAN总线能串联多个关节但是通讯速度较慢，ethercat通讯也能多个关节通讯，但是原理复杂，线路多，程序复杂，USB串行通讯能串联多个关节但是会有电磁干扰，特别是电机运转的时候会产生很大的电流，严重情况下上位机和关节之间的通讯会中断，导致机器人停止运转。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种机器人运动控制通讯系统。

为了实现上述发明目的，本实用新型提供了以下技术方案：

一种机器人运动控制通讯系统，包括上位机、多个USB串行通讯线(UniversalSerial Bus，通用串行总线)、多个隔离芯片和多个机器人关节，每个所述机器人关节均包括下位机、电机和电机控制电路；

所述下位机和所述电机控制电路连接，所述下位机用于输出关节控制信号到所述电机控制电路，所述电机控制电路和所述电机连接，所述电机控制电路用于根据所述关节控制信号控制所述电机；

所述上位机通过所述USB串行通讯线和目标下位机连接，所述目标下位机为所述多个机器人关节的所述下位机中的任意一个；

所述隔离芯片串联在所述上位机和所述目标下位机之间，所述隔离芯片用于隔离所述上位机和所述目标下位机之间的电磁干扰；

所有所述下位机之间通过所述USB串行通讯线连接，所述隔离芯片串联在所有所述下位机之间，所述隔离芯片用于隔离所述下位机之间的电磁干扰。

优选的，所述隔离芯片为双向通信隔离芯片。

优选的，所述隔离芯片型号为ADuM4160。

优选的，所述上位机为pc机(Personal Computer，个人计算机)。

优选的，所述下位机为单片机。

优选的，所述单片机为stm32单片机。

优选的，所述电机为无刷电机。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

本实用新型通过将多个机器人关节串联起来并添加隔离芯片，可以隔离关节启动和运转的时候产生的电磁干扰，在多个关节同时产生大电流的情况下也可以正常和关节通讯，从而本实用新型可以实现对所有关节传感器的数据采集和对所有电机的控制，更精准更高效的控制机器人行走的姿态与动作。

附图说明：

图1为本实用新型的连接结构图；

图2为隔离芯片ADuM4160的电路图。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。但不应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本实用新型内容所实现的技术均属于本实用新型的范围。

实施例1

一种机器人运动控制通讯系统，包括上位机、多个USB串行通讯线、多个隔离芯片和多个机器人关节，如图1所示，本实施例使用了三个机器人关节、三个隔离芯片以及一个上位机，每个机器人关节均包括下位机、电机和电机控制电路；单片机型号为stm32单片机。具体的，关节1包括stm32单片机1、电机控制电路1和电机1，关节2包括stm32单片机2、电机控制电路2和电机2，关节3包括stm32单片机3、电机控制电路3和电机3。

所述上位机通过所述USB串行通讯线和目标下位机连接，所述目标下位机为所述多个机器人关节的所述下位机中的任意一个；即下位机可以为stm32单片机1，stm32单片机2，stm32单片机3其中任意一个。上位机和stm32单片机1通过USB串行通讯线连接，隔离芯片1串入上位机和stm32单片机1之间，或上位机和stm32单片机2通过USB串行通讯线连接，隔离芯片1串入上位机和stm32单片机2之间，或上位机和stm32单片机3通过USB串行通讯线连接，隔离芯片1串入上位机和stm32单片机3之间。

从图1可知：上位机和stm32单片机1通过USB串行通讯线连接，隔离芯片1串入上位机和stm32单片机1之间，隔离芯片1用于隔离上位机和stm32单片机的之间的电磁干扰。stm32单片机1和电机控制电路1连接，电机控制电路1和电机1连接，上位机发送关于关节1需要转动的角度值的指令给stm32单片机1，stm32单片机1根据该指令输出关节控制信号到所述电机控制电路1，电机控制电路1根据接收到关节控制信号驱动电机1转动。

stm32单片机1和stm32单片机2通过USB串行通讯线连接，隔离芯片2串入stm32单片机1和stm32单片机2之间，隔离芯片2用于隔离stm32单片机1和stm32单片机2之间的电磁干扰，stm32单片机2和电机控制电路2连接，电机控制电路2和电机2连接。上位机发送关于关节2需要转动的角度值的指令给stm32单片机1，stm32单片机1再传送给stm32单片机2，stm32单片机2根据该指令输出关节控制信号到所述电机控制电路2，电机控制电路2根据接收到关节控制信号驱动电机2转动。

stm32单片机2和stm32单片机3通过USB串行通讯线连接，隔离芯片3串入stm32单片机2和stm32单片机3之间，隔离芯片3用于隔离stm32单片机2和stm32单片机3之间的电磁干扰，stm32单片机3和电机控制电路3连接，电机控制电路3和电机3连接。上位机发送关于关节3需要转动的角度值的指令给stm32单片机1，stm32单片机1再传送给stm32单片机2，stm32单片机2再传送给stm32单片机3，stm32单片机3根据该指令输出关节控制信号到所述电机控制电路3，电机控制电路3根据接收到关节控制信号驱动电机3转动。

如图2所示，隔离芯片的型号为ADuM4160，隔离芯片ADuM4160可以实现隔离信号之间的双向通行，usb串行通讯线(Universal Serial Bus,通用串行总线)总共由四根线组成，分别是Data+、Data-、VCC和GND，将Data+和Data-两根线分别接入隔离芯片ADuM4160的UD+端和UD-端，再从DD+端和DD-端输出，就可以将隔离芯片串入上位机与上位机或者下位机和下位机之间，实现上位机与下位机或者下位机与下位机之间的电磁隔离。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种机器人运动控制通讯系统，其特征在于，包括上位机、多个USB串行通讯线、多个隔离芯片和多个机器人关节，每个所述机器人关节均包括下位机、电机和电机控制电路；

所述下位机和所述电机控制电路连接，所述下位机用于输出关节控制信号到所述电机控制电路，所述电机控制电路和所述电机连接，所述电机控制电路用于根据所述关节控制信号控制所述电机；

所述上位机通过所述USB串行通讯线和目标下位机连接，所述目标下位机为所述多个机器人关节的所述下位机中的任意一个；

所述隔离芯片串联在所述上位机和所述目标下位机之间，所述隔离芯片用于隔离所述上位机和所述目标下位机之间的电磁干扰；

所有所述下位机之间通过所述USB串行通讯线连接，所述隔离芯片串联在所有所述下位机之间，所述隔离芯片用于隔离所述下位机之间的电磁干扰。

2.根据权利要求1所述的一种机器人运动控制通讯系统，其特征在于，所述隔离芯片为双向通信隔离芯片。

3.根据权利要求2所述的一种机器人运动控制通讯系统，其特征在于，所述隔离芯片型号为ADuM4160。

4.根据权利要求1所述一种机器人运动控制通讯系统，其特征在于，所述上位机为pc机。

5.根据权利要求1所述一种机器人运动控制通讯系统，其特征在于，所述下位机为单片机。

6.根据权利要求5所述一种机器人运动控制通讯系统，其特征在于，所述单片机为stm32单片机。

7.根据权利要求1所述一种机器人运动控制通讯系统，其特征在于，所述电机为无刷电机。

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