一种基于引导式DQN控制的机械臂控制器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于引导式DQN控制的机械臂控制器，包括机械臂控制器箱、连接机械臂控制器箱的上位机和机械臂控制面板，机械臂控制器箱通过总线连接机械臂，机械臂控制器箱设有以太网接口、USB接口、CAN总线、RS485接口、RS422接口、RS232接口以及电源模块，机械臂控制器箱内设有的主板包括24个通用输入口、8个通用输出口、2个AD接口和2个DA接口，用于主板上组成控制四个轴的控制接口；本实用新型专利技术实现一个机械臂控制器进行多轴联动，实现控制的精准度；设计的机械臂控制器箱接口多样，使机械臂控制器箱扩展性强；设计的机械臂控制面板对机械臂负载初始化和辅助工作，提高机械臂控制器的工作效率和安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于引导式DQN控制的机械臂控制器
本技术涉及机器人控制
，具体涉及一种基于引导式DQN控制的机械臂控制器。
技术介绍
众所周知，智能机器人是当前和今后的研究热点。随着对机器人技术研究的不断加深，人们逐渐意识到，机器人技术的本质是感知、决策、行动和交互技术的结合。在研发智能机器人的过程中，人们已经掌握了一些关键性的技术，如多传感器信息处理技术，路径规划技术，导航与定位技术，智能控制以及人机接口技术等。但是，随着人工智能技术的发展，传统智能机器人控制理论存在的不足之处逐渐显现，比如无法精确解析建模的物理对象、无法精确实现对机械臂的控制等。实现制造业的自动化必定离不开机器人手臂。传统机器人手臂控制主要是基于单片机、传感器或嵌入式等。对传统机器人手臂进行改造，在传统机器人手臂的基础上加人传感器，使机械手臂其有外部感知功能，类似于人的某种外部功能，其灵活性得到有效提高，但是传感器获得的信息往往与环境误差很大。因此，设计一种控制灵活精确、感知灵敏的机械臂控制器极为重要。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本技术的目的在于提供一种基于引导式DQN控制的机械臂控制器。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于引导式DQN控制的机械臂控制器，包括机械臂控制器箱、连接机械臂控制器箱的上位机和机械臂控制面板，所述机械臂控制器箱通过总线连接机械臂，机械臂控制器箱设有以太网接口、USB接口、CAN总线、RS485接口、RS422接口、RS232接口以及电源模块，机械臂控制器箱内设有的主板包括24个通用输入口、8个通用输出口、2个AD接口和2个DA接口，用于主板上组成控制四个轴的控制接口。具体的是，所述机械臂控制器箱外部设有电源显示灯POWER、运行指示灯RUN和报警指示灯ALM。具体的是，所述机械臂控制器箱通过设有的以太网接口连接上位机。具体的是，所述以太网接口采用千兆以太网接口，并通过网络交换机连接上位机，上位机通过USB连接相机。具体的是，所述机械臂控制器箱通过CAN总线连接机械臂控制面板、机械臂和末端执行器，机械臂和末端执行器的关节信息通过150Hz频率发布到机械臂控制器箱。具体的是，所述机械臂控制面板通过USB直接连接末端执行器，用于对机械臂负载初始化和辅助工作。具体的是，所述电源模块连接机械臂控制器箱外部的24V直流电源。本技术具有以下有益效果：本技术设计的基于引导式DQN控制的机械臂控制器实现一个机械臂控制器进行多轴联动，实现控制的精准度；设计的机械臂控制器箱接口多样，使机械臂控制器箱扩展性强，实用性强；具有可写入的引导式DQN控制算法，对机械臂控制策略进行马尔科夫建模，使机械臂直接根据高维感知输入学习到最优策略，改进了原始DQN的随机采样策略导致的不稳定性，具有较好的性能，提高机械臂抓取物体的成功率；设计的机械臂控制面板对机械臂负载初始化和辅助工作，提高机械臂控制器的工作效率和安全性。附图说明图1是基于引导式DQN控制的机械臂控制器的接口结构示意图。图2是基于引导式DQN控制的机械臂控制器的网络连接示意图。图3是电源模块的结构示意图。具体实施方式以下将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地进一步详细的说明。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。如图1-3所示，一种基于引导式DQN控制的机械臂控制器，包括机械臂控制器箱、连接机械臂控制器箱的上位机和机械臂控制面板，机械臂控制器箱通过总线连接机械臂，机械臂控制器箱设有以太网接口、USB接口、CAN总线、RS485接口、RS422接口、RS232接口以及电源模块，机械臂控制器箱内设有的主板包括24个通用输入口、8个通用输出口、2个AD接口和2个DA接口，用于主板上组成控制四个轴的控制接口，同时设有10个虚拟轴，用于通过扩展模块来扩展机械臂控制器的轴。机械臂控制器箱通过设有的以太网接口连接上位机，以太网接口采用千兆以太网接口，并通过网络交换机连接上位机，上位机通过USB连接相机。机械臂控制器箱通过CAN总线连接机械臂控制面板、机械臂和末端执行器，机械臂和末端执行器的关节信息通过150Hz频率发布到机械臂控制器箱。机械臂控制面板通过USB直接连接末端执行器，用于对机械臂负载初始化和辅助工作。电源模块连接机械臂控制器箱外部的24V直流电源。机械臂控制器箱外部设有电源显示灯POWER、运行指示灯RUN和报警指示灯ALM。引导式DQN控制算法在深度强化学习算法对机械臂进行控制时，上位机发出的控制指令首先通过以太网传输到机械臂控制器箱，随后机械臂控制器箱通过内部电机控制算法使机械臂和末端执行器各个关节运动到对应角度，同时机械臂和末端执行器的关节信息又会以150Hz的频率发布到机械臂控制器箱并通过以太网被上位机接收。此外在每次启动机械臂时，都需要通过机械臂控制面板对机械臂负载进行初始化，除必要的初始化操作外，还需要通过机械臂控制面板进行一些辅助工作，如机械臂的急停与复位以及对机械臂进行简单的移动等。最后在对卷积神经网络策略进行训练与测试时，还需要通过相机获取每一时刻的图像信息，使用Intel公司生产的RealSense相机并直接通过USB接口与上位机进行通信。本技术不局限于上述实施方式，任何人应得知在本技术的启示下作出的结构变化，凡是与本技术具有相同或相近的技术方案，均落入本技术的保护范围之内。本技术未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于引导式DQN控制的机械臂控制器，其特征在于，包括机械臂控制器箱、连接机械臂控制器箱的上位机和机械臂控制面板，所述机械臂控制器箱通过总线连接机械臂，机械臂控制器箱设有以太网接口、USB接口、CAN总线、RS485接口、RS422接口、RS232接口以及电源模块，机械臂控制器箱内设有的主板包括24个通用输入口、8个通用输出口、2个AD接口和2个DA接口，用于主板上组成控制四个轴的控制接口。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于引导式DQN控制的机械臂控制器，其特征在于，包括机械臂控制器箱、连接机械臂控制器箱的上位机和机械臂控制面板，所述机械臂控制器箱通过总线连接机械臂，机械臂控制器箱设有以太网接口、USB接口、CAN总线、RS485接口、RS422接口、RS232接口以及电源模块，机械臂控制器箱内设有的主板包括24个通用输入口、8个通用输出口、2个AD接口和2个DA接口，用于主板上组成控制四个轴的控制接口。


2.根据权利要求1所述的基于引导式DQN控制的机械臂控制器，其特征在于，所述机械臂控制器箱外部设有电源显示灯POWER、运行指示灯RUN和报警指示灯ALM。


3.根据权利要求1所述的基于引导式DQN控制的机械臂控制器，其特征在于，所述机械臂控制器箱通过设有的以太网接口连接上位机。
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【专利技术属性】
技术研发人员：张坤之，张博，张龙，李言星，孙群，陈林林，王翀，张来刚，
申请(专利权)人：聊城鑫泰机床有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37