一种多机械臂无线控制柜和多机械臂控制系统技术方案

本发明专利技术公开一种多机械臂无线控制柜，包括电源底板、电源管理模块和多个控制器，控制器可装拆地与电源底板固定连接，控制器包括无线传输模块，控制器中任意一个控制器作为多臂协同控制器，其余控制器作为单臂控制器；还公开一种多机械臂控制系统，包括多个机械臂、上位机、多机械臂无线控制柜，机械臂包括机械臂无线传输模块，上位机包括上位机无线传输模块。本发明专利技术中多机械臂无线控制柜通过无线传输模块实现数据传输，减少控制柜中的电缆走线，实现机械臂控制柜的高集成性、高移动性和高灵活性，控制器采用可装拆一体化的安装方式，安装和更换更加方便灵活。多机械臂控制系统采用无线传输的方式实现数据传输，增强了多机械臂控制系统的灵活性。

Multi robot arm wireless control cabinet and multi robot arm control system

The invention discloses a multi arm wireless control cabinet, including power board, power management module and a controller, controller is detachably and fixedly connected with the power board, controller comprises a wireless transmission module, a controller in an arbitrary controller as a multi arm coordinated control device, the controller as a single controller; also discloses a multi manipulator control system includes a plurality of mechanical arm, upper machine, multi arm wireless control cabinet, including mechanical manipulator arm PC includes a wireless transmission module, wireless transmission module. Multi arm wireless control cabinet in the invention to realize data transmission through the wireless transmission module, reduce control cable cabinet in line, realize the mechanical arm control cabinet, high integration, high mobility and high flexibility. The controller adopts detachable installation integration, installation and replacement is more convenient and flexible. The multi manipulator control system adopts wireless transmission to realize data transmission, and enhances the flexibility of the multi manipulator control system.

【技术实现步骤摘要】
一种多机械臂无线控制柜和多机械臂控制系统
本专利技术涉及机械臂控制领域，尤其是一种多机械臂无线控制柜和多机械臂控制系统。
技术介绍
机械臂控制柜是重要的智能自动化设备，广泛应用在世界范围内的制造业中，其特点多是集成度高、体积大，但操作复杂、价格昂贵并且在使用过程中不易搬运和移动，在工业和医疗等领域具有一定局限性。传统机械臂控制柜都集成了控制和关节电机驱动器，驱动器和关节电机用电缆线进行连接，所以导致传统控制柜电气线路繁琐，移动性和灵活性很差，检修复杂而且未知安全隐患较多的同时，传统控制柜因受机械臂个数和单个机械臂关节数量的限制，也不能灵活运用于多轴的情况，使控制器的可配置性能以及应用场景和使用空间都受到了很大的限制。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种体积小、价格便宜、高集成性、高移动性和高灵活性的多机械臂无线控制柜，相应地，还提供一种多机械臂控制系统。本专利技术所采用的技术方案是：一种多机械臂无线控制柜，所述多机械臂无线控制柜包括电源底板、电源管理模块和多个控制器，所述电源底板与电源连接，所述电源底板的输出端与电源管理模块的输入端连接为其提供电源，所述控制器可装拆地与电源底板固定连接，所述电源管理模块分别与多个控制器连接为其提供电源，所述控制器包括无线传输模块用于与上位机和机械臂通信；所述多个控制器之间通过无线传输模块进行数据通信，所述多个控制器中任意一个控制器作为多臂协同控制器用于配合上位机控制其余控制器的工作，所述其余控制器分别作为单臂控制器用于控制单个机械臂的工作。进一步地，所述控制器还包括主份微控制器和主份电源模块，所述无线传输模块包括第一主份ZigBee模块和第二主份ZigBee模块，所述电源管理模块的输出端与主份电源模块的输入端连接，所述主份电源模块的输出端与主份微控制器的输入端连接，所述主份微控制器分别与第一主份ZigBee模块和第二主份ZigBee模块连接。进一步地，所述控制器还包括双端口RAM、系统仲裁模块、备份微控制器和备份电源模块，所述无线传输模块还包括第一备份ZigBee模块和第二备份ZigBee模块，所述主份微控制器的输出端、备份微控制器的输出端分别与双端口RAM的输入端连接，所述主份微控制器、备份微控制器分别与系统仲裁模块连接，所述备份微控制器分别与第一备份ZigBee模块、第二备份ZigBee模块连接，所述电源管理模块的输出端与备份电源模块的输入端连接，所述备份电源模块的输出端与备份微控制器的输入端连接，所述主份电源模块的输出端、备份电源模块的输出端与系统仲裁模块的输入端连接。进一步地，所述控制器采用插卡式一体化安装方式与电源底板固定连接实现控制器可装拆。进一步地，所述电源管理模块包括主份滤波器、备份滤波器、主份DC-DC模块、备份DC-DC模块、电源系统仲裁模块、主份继电器和备份继电器，所述电源底板的输出端分别与主份滤波器的输入端、备份滤波器的输入端连接，所述主份滤波器的输出端与主份DC-DC模块的输入端连接，所述主份DC-DC模块的输出端分别与电源系统仲裁模块的输入端、主份继电器的输入端连接，所述备份滤波器的输出端与备份DC-DC模块的输入端连接，所述备份DC-DC模块的输出端分别与电源系统仲裁模块的输入端、备份继电器的输入端连接，所述主份继电器的输出端、备份继电器的输出端分别与控制器的输入端连接。进一步地，所述系统仲裁模块包括STM32F407系列芯片。本专利技术所采用的另一技术方案是：一种多机械臂控制系统，包括多个机械臂、上位机、所述的多机械臂无线控制柜，所述机械臂包括机械臂无线传输模块，所述上位机包括上位机无线传输模块，所述上位机通过上位机无线传输模块与多臂协同控制器的无线传输模块连接，所述多臂协同控制器通过无线传输模块与多个单臂控制器连接，所述单臂控制器与机械臂一一对应，所述单臂控制器通过其无线传输模块与机械臂的机械臂无线传输模块连接。进一步地，所述机械臂无线通信模块包括机械臂ZigBee模块，所述上位机无线传输模块包括上位机ZigBee模块。进一步地，所述机械臂包括多个关节，所述单个关节对应一个机械臂ZigBee模块，多个所述机械臂ZigBee模块分别与单臂控制器的无线传输模块连接进行数据通信。进一步地，所述单个关节还包括关节驱动器，所述关节驱动器与对应关节的机械臂ZigBee模块连接。本专利技术的有益效果是：本专利技术中一种多机械臂无线控制柜通过采用无线传输模块实现数据传输，减少了控制柜中大量的电缆走线，减小机械臂控制柜的体积，降低机械臂控制柜的价格，实现机械臂控制柜的高集成性、高移动性和高灵活性，而且多机械臂无线控制柜不会局限于机械臂的数量和单个机械臂关节的数量；另外，控制器采用可装拆一体化的安装方式，安装和更换控制器更加方便灵活。一种多机械臂控制系统采用无线传输的方式实现上位机、多机械臂无线控制柜和机械臂之间的数据传输，增强了多机械臂控制系统的灵活性和可移动性。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步说明：图1是本专利技术中一种多机械臂无线控制柜的内部结构安装示意图；图2是本专利技术中一种多机械臂控制系统的结构示意图；图3是本专利技术中一种多机械臂无线控制柜的控制器的一具体实施例结构示意图；图4是本专利技术中一种多机械臂无线控制柜的电源管理模块的一具体实施例示意图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。一种多机械臂无线控制柜，参考图1和图2，图1是本专利技术中一种多机械臂无线控制柜的内部结构安装示意图，图2是本专利技术中一种多机械臂控制系统的结构示意图，包括电源底板、电源管理模块和多个控制器，电源底板与电源连接，电源底板的输出端与电源管理模块的输入端连接为其提供电源，控制器可装拆地与电源底板固定连接，具体地，控制器采用插卡式一体化安装方式与电源底板固定连接实现控制器可装拆，电源管理模块分别与多个控制器连接为其提供电源，控制器包括无线传输模块用于与上位机和机械臂通信；多个控制器之间通过无线传输模块进行数据通信，多个控制器中任意一个控制器作为多臂协同控制器用于配合上位机控制其余控制器的工作，其余控制器分别作为单臂控制器用于控制单个机械臂的工作，如单臂控制器1、单臂控制器2、……单臂控制器N。本专利技术中一种多机械臂无线控制柜通过采用无线传输模块实现数据传输，能大大减少控制柜中大量的电缆走线，走线减少则机械臂控制柜的体积也将减小，还可以降低机械臂控制柜的价格，实现机械臂控制柜的高集成性、高移动性和高灵活性，而且由于采用无线通信的方式，多机械臂无线控制柜不会局限于机械臂的数量和单个机械臂关节的数量；另外，控制器采用可装拆一体化的安装方式，安装和更换控制器更加方便灵活。本专利技术的控制柜适用于所有的机械臂，但针对那些关节驱动器和电机均安装在关节内部的机械臂效果更佳。另外，多臂协同控制器与单臂控制器之间均可实现功能互换，从而使整个控制柜的适应性、互换性和可操作性大幅度提高。作为技术方案的进一步改进，参考图3，图3是本专利技术中一种多机械臂无线控制柜的控制器的一具体实施例结构示意图，控制器还包括主份微控制器和主份电源模块，本专利技术中，无线传输模块采用ZigBee无线传输技术来实现，本实施例中，无线传输模块包括第一主份ZigBe本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多机械臂无线控制柜，其特征在于，所述多机械臂无线控制柜包括电源底板、电源管理模块和多个控制器，所述电源底板与电源连接，所述电源底板的输出端与电源管理模块的输入端连接为其提供电源，所述控制器可装拆地与电源底板固定连接，所述电源管理模块分别与多个控制器连接为其提供电源，所述控制器包括无线传输模块用于与上位机和机械臂通信；所述多个控制器之间通过无线传输模块进行数据通信，所述多个控制器中任意一个控制器作为多臂协同控制器用于配合上位机控制其余控制器的工作，所述其余控制器分别作为单臂控制器用于控制单个机械臂的工作。

【技术特征摘要】
1.一种多机械臂无线控制柜，其特征在于，所述多机械臂无线控制柜包括电源底板、电源管理模块和多个控制器，所述电源底板与电源连接，所述电源底板的输出端与电源管理模块的输入端连接为其提供电源，所述控制器可装拆地与电源底板固定连接，所述电源管理模块分别与多个控制器连接为其提供电源，所述控制器包括无线传输模块用于与上位机和机械臂通信；所述多个控制器之间通过无线传输模块进行数据通信，所述多个控制器中任意一个控制器作为多臂协同控制器用于配合上位机控制其余控制器的工作，所述其余控制器分别作为单臂控制器用于控制单个机械臂的工作。2.根据权利要求1所述的多机械臂无线控制柜，其特征在于，所述控制器还包括主份微控制器和主份电源模块，所述无线传输模块包括第一主份ZigBee模块和第二主份ZigBee模块，所述电源管理模块的输出端与主份电源模块的输入端连接，所述主份电源模块的输出端与主份微控制器的输入端连接，所述主份微控制器分别与第一主份ZigBee模块和第二主份ZigBee模块连接。3.根据权利要求2所述的多机械臂无线控制柜，其特征在于，所述控制器还包括双端口RAM、系统仲裁模块、备份微控制器和备份电源模块，所述无线传输模块还包括第一备份ZigBee模块和第二备份ZigBee模块，所述主份微控制器的输出端、备份微控制器的输出端分别与双端口RAM的输入端连接，所述主份微控制器、备份微控制器分别与系统仲裁模块连接，所述备份微控制器分别与第一备份ZigBee模块、第二备份ZigBee模块连接，所述电源管理模块的输出端与备份电源模块的输入端连接，所述备份电源模块的输出端与备份微控制器的输入端连接，所述主份电源模块的输出端、备份电源模块的输出端与系统仲裁模块的输入端连接。4.根据权利要求1至3任一项所述的多机械臂无线控制柜，其特征在于，所述控制器采用插卡式一体化安装方式与电源底板固定连接实现控制器可装拆。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐文福，程相良，韩亮，梁斌，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：广东,44