一种内置控制器的机器人制造技术

本发明专利技术涉及机器人领域，具体涉及一种内置控制器的机器人，该机器人还包括若干驱动机器人本体运动的驱动器，以及设置在机器人本体内部的内置控制器，该内置控制器分别与各驱动器通信连接并通过驱动器控制机器人本体运动，该内置控制器包括一实时操作系统，该实时操作系统包括运动控制单元和用户接口单元。本发明专利技术通过设计一种内置控制器的机器人，将用于控制机器人运动和工作的主要控制器件置于机器人本体内，解决机器人应用中，控制器体积过大、生产成本高的问题，尤其对于轻便型和协作型机器人，解决其对于狭小空间或移动平台适应性差的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种内置控制器的机器人
本专利技术涉及机器人领域，具体涉及一种内置控制器的机器人。
技术介绍
目前机器人在工业生产中的应用越来越广泛，其中轻便型机器人和协作型机器人由于灵活的工作方式和较低的安装环境要求，得到越来越多的应用，这些机器人通常需要工作于较为狭窄空间内或是需要固定于移动平台上。但是，传统设计的机器人都需要一个用于负责机器人供电和控制的电控柜才可以正常工作。过大的电控柜既不方便机器人的运输与固定，也降低了机器人在狭小空间内工作的适用性。由其是在移动平台的使用上，由于过大的电控柜无法固定于移动平台或移动机器人上，使得机器人在移动平台或与移动机器人协同工作的领域受到严重限制。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种内置控制器的机器人，提高机器人的便携性和对狭小工作环境适应性。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种内置控制器的机器人，该机器人包括机器人本体，该机器人还包括若干驱动机器人本体运动的驱动器，以及设置在机器人本体内部的内置控制器，该内置控制器分别与各驱动器通信连接并通过驱动器控制机器人本体运动，该内置控制器包括一实时操作系统，该实时操作系统包括运动控制单元和用户接口单元；其中，该用户接口单元获取外部的控制信号，以及通过内置控制器获取各驱动器的反馈信息，该用户接口单元将获得的信息发送到运动控制单元中；该运动控制单元通过控制信号或/和反馈信息，获得机器人下一步动作，分解成对应的控制命令，并通过内置控制器发送到各驱动器中。其中，较佳方案是：该实时操作系统包括一通信单元，该通信单元与运动控制单元进行数据交换，该内置控制器通过通信单元与各驱动器进行通信连接。其中，较佳方案是：该机器人包括设置在内置控制器中的EtherCAT主站模块，以及分别设置在各驱动器中的EtherCAT从站模块，该EtherCAT主站模块与通信单元进行数据交换，以及与各EtherCAT从站模块进行数据交换。其中，较佳方案是：该运动控制单元与用户接口单元之间通过共享内存的方式连接，该运动控制单元与通信单元之间通过共享内存的方式连接。其中，较佳方案是：该内置控制器包括若干通讯接口，并通过通讯接口分别与外部器件、驱动器、人机交互器件进行通讯连接，该实时操作系统包括若干驱动对应通讯接口工作的驱动程序。其中，较佳方案是：该运动控制单元包括示教模块，该示教模块在机器人本体进入示教功能后，控制其保持当前姿态，所述的姿态通过外力进行改变，并在外力撤销后，该示教模块控制机器人本体保持外力撤销时的姿态。其中，较佳方案是：该运动控制单元包括碰撞检测模块，该碰撞检测模块包括一力量预设范围，该碰撞检测模块检测到机器人本体在运动过程中产生碰撞，且碰撞的力量超过力量预设范围，发出预警信息。其中，较佳方案是：该用户接口单元包括若干控制信号输出端，该控制信号输出端为触控屏幕、按钮、菜单、输入框或脚本语言，该控制信号输出端产生控制信号并发送到运动控制单元中，该运动控制单元将脚本语言转化为对应的控制命令，该机器人本体根据控制命令改变机器人的姿态、朝向以及工作状态。其中，较佳方案是：该用户接口单元包括一脚本语言模块，该脚本语言模块发送脚本语言到运动控制单元中，该运动控制单元将脚本语言转化为对应的控制命令，该机器人本体根据控制命令改变机器人的姿态、朝向以及工作状态。其中，较佳方案是：该机器人本体包括支撑座、机械臂和关节，该关节设置在机械臂之间，该驱动器为关节驱动器，该关节通过关节驱动器进行驱动，并带动机械臂的运动；该内置控制器与关节驱动器连接，并设置在支撑座、机械臂或关节的内部。本专利技术的有益效果在于，与现有技术相比，本专利技术通过设计一种内置控制器的机器人，将用于控制机器人运动和工作的主要控制器件置于机器人本体内，解决机器人应用中，控制器体积过大、生产成本高的问题，尤其对于轻便型和协作型机器人，解决其对于狭小空间或移动平台适应性差的问题。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1是本专利技术内置控制器机器人的结构框图；图2是本专利技术实时操作系统的结构框图；图3是本专利技术实时操作系统的具体结构框图；图4是本专利技术运动控制单元的结构框图；图5是本专利技术用户接口单元的结构框图；图6是本专利技术内置控制器的硬件结构框图；图7是本专利技术内置控制器机器人的结构示意图；图8是本专利技术内置控制器机器人的最小系统的结构示意图。具体实施方式现结合附图，对本专利技术的较佳实施例作详细说明。在本专利技术中，内置控制器式机器人是指将用于控制机器人运动和工作的主要控制器件置于机器人本体内部，解决机器人应用中，控制器体积过大、生产成本高的问题，尤其对于轻便型和协作型机器人，解决其对于狭小空间或移动平台适应性差的问题。如图1和图2所示，本专利技术提供内置控制器的机器人的优选实施例。一种内置控制器2的机器人，该机器人包括机器人本体、若干驱动机器人本体运动的驱动器11，以及设置在机器人本体内部的内置控制器2，该内置控制器2分别与各驱动器11通信连接并通过驱动器11控制机器人本体运动，该内置控制器2包括一实时操作系统20，该实时操作系统20包括运动控制单元21和用户接口单元22。具体描述如下：该用户接口单元22获取外部的控制信号，以及通过内置控制器2获取各驱动器11的反馈信息，该用户接口单元22将获得的信息发送到运动控制单元21中；该运动控制单元21通过控制信号或/和反馈信息，获得机器人下一步动作，分解成对应的控制命令，并通过内置控制器2发送到各驱动器11中。进一步地，该运动控制单元21将控制信号和反馈信息结合，获得机器人下一步动作。其中，实时操作系统20以内置控制器2为硬件基础，拥有工业级实时运算处理能力，同时，包含机器人的所有物理端口的驱动程序，以及一些特殊的端口的驱动程序。进一步地，实时操作系统20通过独特的实时控制算法，使实时操作系统20的响应时间能满足工业级实时系统的要求。进一步地，驱动机器人本体运动的驱动器11也是设置在机器人内部，实现全面内置，提高内置机器人的便携程度。如图3所示，本专利技术提供实时操作系统的较佳实施例。实时操作系统20包括一通信单元23，该通信单元23与运动控制单元21进行数据交换，该内置控制器2通过通信单元23与各驱动器11进行通信连接。进一步地，机器人包括设置在内置控制器2中的EtherCAT主站模块24，以及分别设置在各驱动器11中的EtherCAT从站模块111，该EtherCAT主站模块24与通信单元23进行数据交换，以及与各EtherCAT从站模块111进行数据交换。具体地，EtherCAT主站模块24通过EtherCAT工业现场总线下发至相应的EtherCAT从站模块111中。在本实施例中，还提供一种共享内存的连接方案。运动控制单元21与用户接口单元22之间通过共享内存的方式连接，以及，该运动控制单元21与通信单元23之间通过共享内存的方式连接。具体地，存在一共享内存模块24，共享内存模块24分别设置在运动控制单元21与用户接口单元22之间，以及设置在运动控制单元21与通信单元23之间，保证数据在各功能单元间稳定高效的数据流通。其中，共享内存是一种高效的进程间通信方式，进程可以直接读写内存，而不需要任何数据的拷贝。为了在多个进程本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内置控制器的机器人，该机器人包括机器人本体，其特征在于：该机器人还包括若干驱动机器人本体运动的驱动器，以及设置在机器人本体内部的内置控制器，该内置控制器分别与各驱动器通信连接并通过驱动器控制机器人本体运动，该内置控制器包括一实时操作系统，该实时操作系统包括运动控制单元和用户接口单元；其中，该用户接口单元获取外部的控制信号，以及通过内置控制器获取各驱动器的反馈信息，该用户接口单元将获得的信息发送到运动控制单元中；该运动控制单元通过控制信号或/和反馈信息，获得机器人下一步动作，分解成对应的控制命令，并通过内置控制器发送到各驱动器中。

【技术特征摘要】
1.一种内置控制器的机器人，该机器人包括机器人本体，其特征在于：该机器人还包括若干驱动机器人本体运动的驱动器，以及设置在机器人本体内部的内置控制器，该内置控制器分别与各驱动器通信连接并通过驱动器控制机器人本体运动，该内置控制器包括一实时操作系统，该实时操作系统包括运动控制单元和用户接口单元；其中，该用户接口单元获取外部的控制信号，以及通过内置控制器获取各驱动器的反馈信息，该用户接口单元将获得的信息发送到运动控制单元中；该运动控制单元通过控制信号或/和反馈信息，获得机器人下一步动作，分解成对应的控制命令，并通过内置控制器发送到各驱动器中。2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于：该实时操作系统包括一通信单元，该通信单元与运动控制单元进行数据交换，该内置控制器通过通信单元与各驱动器进行通信连接。3.根据权利要求2所述的机器人，其特征在于：该机器人包括设置在内置控制器中的EtherCAT主站模块，以及分别设置在各驱动器中的EtherCAT从站模块，该EtherCAT主站模块与通信单元进行数据交换，以及与各EtherCAT从站模块进行数据交换。4.根据权利要求2所述的机器人，其特征在于：该运动控制单元与用户接口单元之间通过共享内存的方式连接，该运动控制单元与通信单元之间通过共享内存的方式连接。5.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于：该内置控制器包括若干通讯接口，并通过通讯接口分别与外部器件、驱动器、人机交互器件进行通讯连接，该实时...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘继汉，张国平，陈健亨，高云峰，
申请(专利权)人：大族激光科技产业集团股份有限公司，深圳市大族电机科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44