一种基于RS485总线的夜巡机器人控制系统技术方案

本实用新型专利技术涉及机器人自动控制领域，特别涉及一种基于RS485总线的夜巡机器人控制系统。系统包括：工控机、主控板、底盘驱动模块、RS485总线模块、接口插件、声光报警装置、传感器单元、升降运动电机模块、旋转运动电机模块和俯仰运动电机模块，由于在夜巡机器人系统中增加了RS485模块和接口插件，解决了巡检机器人传统机械传动机构布线复杂的问题，实现主控模块与电机控制模块的实时交互，通过RS485总线通信方式，既保证了各个环节通信带宽的要求，又降低了通信成本。

【技术实现步骤摘要】
一种基于RS485总线的夜巡机器人控制系统
本技术涉及机器人自动控制领域，特别涉及一种基于RS485总线的夜巡机器人控制系统。
技术介绍
现有技术中，夜巡机器人通过一个主控板控制多个电机驱动器，并通过编码器获得巡检机器人的电机实时转速，主控板分别与多个电机驱动器和编码器连接，通过电平变化发送控制信息到电机驱动器，并从编码器获取巡检机器人的电机实时转速，连接关系如图2所示。但是随着巡检机器人的功能增加，相应的，电机驱动器、电机、编码器也增加了，接口需求数量相应增加，布线愈加复杂，云台愈加臃肿，干扰愈大，并且主控板分别与多个电机驱动器和编码器连接的方式信号噪声大，抗干扰能力弱，将影响电机控制精度甚至可能干扰整个系统的正常运行。
技术实现思路
本技术的目的在于：针对现有技术存在的上述不足，提供一种基于RS485总线的夜巡机器人控制系统。为了实现上述目的，本技术采用的技术方案为：一种基于RS485总线的夜巡机器人控制系统，包括工控机、主控板、底盘驱动模块、RS485总线模块、接口插件、声光报警装置、传感器单元、升降运动电机模块、旋转运动电机模块和俯仰运动电机模块，其中，工控机发送动作控制信号到主控板，并接收主控板返回的实时状态信息，工控机同时输出底盘驱动信号到底盘驱动模块，并接收底盘驱动模块输出的底盘运动采集信号；底盘驱动模块接收工控机发送的底盘驱动信号，控制夜巡机器人移动，并将底盘运动采集信号返回到工控机；主控板接收工控机发送的动作控制信号，根据动作控制信号输出含有指令地址的控制指令，并通过RS485总线模块和接口插件分别发送含有指令地址的控制指令到声光报警装置、传感器单元、升降运动电机模块、旋转运动电机模块或俯仰运动电机模块，通过RS485总线模块和接口插件接收声光报警装置、传感器单元、升降运动电机模块、旋转运动电机模块或俯仰运动电机模块返回的实时状态信息，并将实时状态信息发送给工控机；接口插件，将RS485总线模块的一对输入输出接口扩展为多对输入输出接口并联，多对输入输出接口分别与声光报警装置、传感器单元、升降运动电机模块、旋转运动电机模块和俯仰运动电机模块连接；RS485总线模块接收含有指令地址的控制指令，RS485总线模块与接口插件连接，通过接口插件将含有指令地址的控制指令分别发送给指令地址对应的声光报警装置、传感器单元、升降运动电机模块、旋转运动电机模块或俯仰运动电机模块，RS485总线模块还接收声光报警装置、传感器单元、升降运动电机模块、旋转运动电机模块或俯仰运动电机模块返回的实时状态信息，并将实时状态信息发送给主控板；声光报警装置、传感器单元、升降运动电机模块、旋转运动电机模块或俯仰运动电机模块，从RS485总线模块读取与各自指令地址相应的含有指令地址的控制指令，完成含有指令地址的控制指令对应的动作，并将各自的实时状态信息返回到RS485总线模块。作为本技术的优选方案，升降运动电机模块包括：升降运动电机驱动器、升降运动电机编码器、升降运动电机和升降运动机构，升降运动电机驱动器从RS485总线模块读取含有指令地址的控制指令，并根据含有指令地址的控制指令输出升降运动驱动信号到升降运动电机；升降运动电机接收升降运动电机驱动器发出的升降运动驱动信号，驱动升降运动机构按照升降运动驱动信号上升或者下降，驱动升降运动电机还输出升降运动信息到升降运动电机编码器；升降运动电机编码器接收驱动升降运动电机输出的升降运动信息，并通过接口插件输出升降运动信息到RS485总线模块。作为本技术的优选方案，旋转运动电机模块包括：旋转运动电机驱动器、旋转运动电机编码器、旋转运动电机和旋转运动机构，旋转运动电机驱动器从RS485总线模块读取含有指令地址的控制指令，并根据含有指令地址的控制指令输出旋转运动驱动信号到旋转运动电机；旋转运动电机接收旋转运动电机驱动器发出的旋转运动驱动信号，驱动旋转运动机构按照旋转运动驱动信号旋转，旋转运动电机还输出旋转运动信息到旋转运动电机编码器；旋转运动电机编码器接收旋转运动运动电机输出的旋转运动信息，并通过接口插件输出旋转运动信息到RS485总线模块。作为本技术的优选方案，俯仰运动电机模块包括：俯仰运动电机驱动器、俯仰运动电机编码器、俯仰运动电机和俯仰运动机构，俯仰运动电机驱动器从RS485总线模块读取含有指令地址的控制指令，并根据含有指令地址的控制指令输出俯仰运动驱动信号到俯仰运动电机；俯仰运动电机接收俯仰运动电机驱动器发出的俯仰运动驱动信号，驱动俯仰运动机构按照俯仰运动驱动信号向上或者向下运动，俯仰运动电机还输出俯仰运动信息到俯仰运动电机编码器；俯仰运动电机编码器接收俯仰运动电机输出的俯仰运动信息，并通过接口插件输出俯仰运动信息到RS485总线模块。作为本技术的优选方案，传感器单元还包括声音采集装置、磁阻传感器、陀螺仪、激光雷达和超声传感器，声音采集装置用于获取声音数据，声音数据通过接口插件发送到RS485总线模块；的磁阻传感器和陀螺仪用于获取机器人位置数据，机器人位置数据通过接口插件发送到RS485总线模块；的激光雷达和超声传感器用于采集行进数据，行进数据通过接口插件发送到RS485总线模块。作为本技术的优选方案，还包括：伸缩运动电机模块，伸缩运动电机模块从RS485总线模块中读取与伸缩运动电机模块指令地址相应的含有指令地址的控制指令，根据含有指令地址的控制指令完成伸展或收缩的动作，并将伸展或收缩的实时状态信息返回到RS485总线模块。作为本技术的优选方案，伸缩运动电机模块包括：伸缩运动电机驱动器、伸缩运动电机编码器、伸缩运动电机和伸缩运动机构，伸缩运动电机驱动器接收含有指令地址的控制指令，输出伸缩运动驱动信号到伸缩运动电机；伸缩运动电机接收伸缩运动电机驱动器发出的伸缩运动驱动信号，驱动伸缩运动机构按照伸缩运动驱动信号进行伸缩运动，伸缩运动电机还输出伸缩运动信息到伸缩运动电机编码器；伸缩运动电机编码器接收伸缩运动电机输出的伸缩运动信息，并通过接口插件输出伸缩运动信息到RS485总线模块。作为本技术的优选方案，系统还包括：面罩开关电机模块，面罩开关电机模块从RS485总线模块中读取与面罩开关电机模块指令地址相应的含有指令地址的控制指令，根据含有指令地址的控制指令完成面罩的打开或关闭，并将面罩打开或关闭的实时状态信息返回到RS485总线模块。作为本技术的优选方案，面罩开关电机模块包括：面罩开关电机驱动器、面罩开关电机编码器、面罩开关电机和面罩开关机构，面罩开关电机驱动器接收含有指令地址的控制指令，输出面罩开关驱动信号到伸缩运动电机；面罩开关电机接收面罩开关电机驱动器发出的面罩开关驱动信号，驱动面罩开关机构按照面罩开关驱动信号进行面罩的打开或关闭，面罩开关电机还输出面罩开关信息到面罩开关电机编码器；面罩开关本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于RS485总线的夜巡机器人控制系统，其特征在于，包括工控机、主控板、底盘驱动模块、RS485总线模块、接口插件、声光报警装置、传感器单元、升降运动电机模块、旋转运动电机模块和俯仰运动电机模块，/n其中，所述工控机发送动作控制信号到所述主控板，并接收所述主控板返回的实时状态信息，所述工控机同时输出底盘驱动信号到所述底盘驱动模块，并接收所述底盘驱动模块输出的底盘运动采集信号；/n所述底盘驱动模块接收所述工控机发送的底盘驱动信号，控制夜巡机器人移动，并将底盘运动采集信号返回到所述工控机；/n所述主控板接收工控机发送的所述动作控制信号，根据所述动作控制信号输出含有指令地址的控制指令，并通过所述RS485总线模块和接口插件分别发送含有指令地址的控制指令到所述声光报警装置、传感器单元、升降运动电机模块、旋转运动电机模块或俯仰运动电机模块，通过所述RS485总线模块和接口插件接收所述声光报警装置、传感器单元、升降运动电机模块、旋转运动电机模块或俯仰运动电机模块返回的实时状态信息，并将所述实时状态信息发送给所述工控机；/n所述接口插件，将所述RS485总线模块的一对输入输出接口扩展为多对输入输出接口并联，所述多对输入输出接口分别与所述声光报警装置、传感器单元、升降运动电机模块、旋转运动电机模块和俯仰运动电机模块连接；/n所述RS485总线模块接收所述含有指令地址的控制指令，所述RS485总线模块与接口插件连接，通过所述接口插件将所述含有指令地址的控制指令分别发送给指令地址对应的所述声光报警装置、传感器单元、升降运动电机模块、旋转运动电机模块或俯仰运动电机模块，所述RS485总线模块还接收所述声光报警装置、传感器单元、升降运动电机模块、旋转运动电机模块或俯仰运动电机模块返回的实时状态信息，并将所述实时状态信息发送给所述主控板；/n所述声光报警装置、传感器单元、升降运动电机模块、旋转运动电机模块或俯仰运动电机模块，从所述RS485总线模块读取与各自指令地址相应的所述含有指令地址的控制指令，完成所述含有指令地址的控制指令对应的动作，并将各自的实时状态信息返回到所述RS485总线模块。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于RS485总线的夜巡机器人控制系统，其特征在于，包括工控机、主控板、底盘驱动模块、RS485总线模块、接口插件、声光报警装置、传感器单元、升降运动电机模块、旋转运动电机模块和俯仰运动电机模块，
其中，所述工控机发送动作控制信号到所述主控板，并接收所述主控板返回的实时状态信息，所述工控机同时输出底盘驱动信号到所述底盘驱动模块，并接收所述底盘驱动模块输出的底盘运动采集信号；
所述底盘驱动模块接收所述工控机发送的底盘驱动信号，控制夜巡机器人移动，并将底盘运动采集信号返回到所述工控机；
所述主控板接收工控机发送的所述动作控制信号，根据所述动作控制信号输出含有指令地址的控制指令，并通过所述RS485总线模块和接口插件分别发送含有指令地址的控制指令到所述声光报警装置、传感器单元、升降运动电机模块、旋转运动电机模块或俯仰运动电机模块，通过所述RS485总线模块和接口插件接收所述声光报警装置、传感器单元、升降运动电机模块、旋转运动电机模块或俯仰运动电机模块返回的实时状态信息，并将所述实时状态信息发送给所述工控机；
所述接口插件，将所述RS485总线模块的一对输入输出接口扩展为多对输入输出接口并联，所述多对输入输出接口分别与所述声光报警装置、传感器单元、升降运动电机模块、旋转运动电机模块和俯仰运动电机模块连接；
所述RS485总线模块接收所述含有指令地址的控制指令，所述RS485总线模块与接口插件连接，通过所述接口插件将所述含有指令地址的控制指令分别发送给指令地址对应的所述声光报警装置、传感器单元、升降运动电机模块、旋转运动电机模块或俯仰运动电机模块，所述RS485总线模块还接收所述声光报警装置、传感器单元、升降运动电机模块、旋转运动电机模块或俯仰运动电机模块返回的实时状态信息，并将所述实时状态信息发送给所述主控板；
所述声光报警装置、传感器单元、升降运动电机模块、旋转运动电机模块或俯仰运动电机模块，从所述RS485总线模块读取与各自指令地址相应的所述含有指令地址的控制指令，完成所述含有指令地址的控制指令对应的动作，并将各自的实时状态信息返回到所述RS485总线模块。


2.如权利要求1所述的一种基于RS485总线的夜巡机器人控制系统，其特征在于，所述升降运动电机模块包括：升降运动电机驱动器、升降运动电机编码器、升降运动电机和升降运动机构，
所述升降运动电机驱动器从所述RS485总线模块读取所述含有指令地址的控制指令，并根据所述含有指令地址的控制指令输出升降运动驱动信号到所述升降运动电机；
所述升降运动电机接收所述升降运动电机驱动器发出的升降运动驱动信号，驱动升降运动机构按照所述升降运动驱动信号上升或者下降，所述驱动升降运动电机还输出升降运动信息到所述升降运动电机编码器；
所述升降运动电机编码器接收所述驱动升降运动电机输出的所述升降运动信息，并通过所述接口插件输出所述升降运动信息到所述RS485总线模块。


3.如权利要求1所述的一种基于RS485总线的夜巡机器人控制系统，其特征在于，所述旋转运动电机模块包括：旋转运动电机驱动器、旋转运动电机编码器、旋转运动电机和旋转运动机构，
所述旋转运动电机驱动器从所述RS485总线模块读取所述含有指令地址的控制指令，并根据所述含有指令地址的控制指令输出旋转运动驱动信号到所述旋转运动电机；
所述旋转运动电机接收所述旋转运动电机驱动器发出的旋转运动驱动信号，驱动旋转运动机构按照所述旋转运动驱动信号旋转，所述旋转运动电机还输出旋转运动信息到所述旋转运动电机编码器；
所述旋转运动电机编码器接收所述旋转运动运动电机输出的所述旋转运动信息，并通过所述接口插件输出所述旋转运动信息到所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾博才，卢念，杨耀明，李攀，程显明，彭倍，
申请(专利权)人：四川阿泰因机器人智能装备有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51