一种支持热插拔的机器人示教器制造技术

本实用新型专利技术属于机器人自动化领域，具体说是一种支持热插拔的机器人示教器。包括：主控模块以及分别与其相连的数据存储模块、显示模块、按键扫描模块、通信模块和上电及掉电检测电路，还包括降压模块、保护电路以及示教器接口，所述上电及掉电检测电路、降压模块和保护电路依次连接，所述保护电路和通信模块分别与示教器接口连接。本实用新型专利技术实现了示教器的热插拔功能，通过一台示教器可以示教多台机器人，以及示教器的上电、掉电检测及掉电数据保存功能。存功能。存功能。

【技术实现步骤摘要】
一种支持热插拔的机器人示教器


[0001]本技术属于机器人自动化领域，具体说是一种支持热插拔的机器人示教器。

技术介绍

[0002]随着机器人生产技术的提高，人们开始将机器人广泛投入到自动化生产线中。而在机器人系统中，示教器作为一种智能化人机接口，能够实现机器人的手动操纵、程序编写、参数配置以及监控等功能，是机器人系统必不可少的一部分。
[0003]目前，在机器人系统组成中，一般每台机械手相应匹配一台示教器，且当机器人示教时，示教器与机器人控制器之间需保持电源及通讯连接。若互联线缆意外断开，示教器将掉电，机器人与示教器通讯数据将丢失，即不持支掉电检测及掉电数据保存。此时，若直接将示教器上电，易造成示教器损坏。
[0004]目前一般示教器不支持热插拔功能，不能通过一台示教器示教多台机器人，且示教器不持支掉电检测及掉电数据保存，当断开互联线缆时，将丢失数据。

技术实现思路

[0005]本技术目的是提供一种支持热插拔的机器人示教器，通过保护电路，掉电、上电检测电路实现了示教器的热插拔功能，同时能够对掉电时的数据进行保存。。
[0006]本技术为实现上述目的所采用的技术方案是：
[0007]一种支持热插拔的机器人示教器，包括：主控模块以及分别与其相连的数据存储模块、显示模块、按键扫描模块、通信模块和上电及掉电检测电路，还包括降压模块、保护电路以及示教器接口，所述上电及掉电检测电路、降压模块和保护电路依次连接，所述保护电路和通信模块分别与示教器接口连接。
[0008]所述通信模块为RS232通信电路。
[0009]所述示教器接口中电源引脚即VPower引脚和PowerGNDI引脚的长度长于其他引脚。
[0010]所述保护电路具体为：示教器接口中的VPower引脚依次通过防反接二极管D1、保险丝F1连接共模电感L1的电源输入引脚2，示教器接口中的PowerGND引脚连接共模电感L1的电源输入引脚1，示教器接口中的VPower引脚和PowerGND引脚之间连有压敏电阻RN，共模电感L1的电源输入引脚1和电源输入引脚2之间分别与TVS管D2、Y型滤波电路、电容CX并联，共模电感L1的电源输出引脚3和电源输出引脚4分别作为保护电路的正极输出和负极输出，连接降压模块的输入端，共模电感L1的电源输出引脚3和电源输出引脚4之间设有并联的滤波电容C2、滤波电容C3、滤波电容C4、滤波电容C5。
[0011]所述Y型滤波电路包括：滤波电容C1、滤波电容CY1和滤波电容CY2，所述滤波电容CY1和滤波电容CY2串联后与滤波电容C1并联，滤波电容CY1和滤波电容CY2之间的节点接地，滤波电容C1的两端分别连接共模电感L1的电源输入引脚1和电源输入引脚2。
[0012]所述上电及掉电检测电路具体为：上电及掉电检测电路的正、负极输入端分别与
降压模块的输出端相连，上电及掉电检测电路的正极输入端依次通过电阻R6、电阻R9连接上电及掉电检测电路的负极输入端，上电及掉电检测电路的正极输入端分别通过快速供电电路、充电电路连接主控模块，主控模块的电源输入引脚A和电源输入引脚B之间设有并联的电容C6和电容C7，主控模块的电源输入引脚A依次通过电阻R7、电阻R8和二极管D5连接上电及掉电检测电路的负极输入端，三极管Q1的基极连接电阻R8、电阻R7之间的节点，三极管Q1的集电极连接主控模块的中断引脚，三极管的发射极通过电阻R9连接上电及掉电检测电路的负极输入端。
[0013]所述快速供电电路包括二极管D6和电阻R1，上电及掉电检测电路的正极输入端依次通过所述二极管D6和电阻R1连接主控模块的电源输入引脚A。
[0014]述充电电路包括电阻R2、二极管D4和二极管D3，还包括法拉电容C8，上电及掉电检测电路的正极输入端依次通过所述电阻R2二极管D4和二极管D3连接主控模块的电源输入引脚A，所述法拉电容C8的一端连接二极管D4和二极管D3中的节点，另一端连接主控模块的电源输入引脚B并接地。
[0015]本技术具有以下有益效果及优点：
[0016]1.本技术实现了示教器的热插拔功能，通过一台示教器可以示教多台机器人。
[0017]2.本技术实现了示教器的上电、掉电检测及掉电数据保存功能。
附图说明
[0018]图1为示教器硬件结构图；
[0019]图2为示教器保护电路图；
[0020]图3为示教器上电及掉电检测电路图；
[0021]图4为热插拔功能流程图。
具体实施方式
[0022]下面结合附图及实施例对本技术做进一步的详细说明。
[0023]本技术中的示教器由主控模块、显示模块、按键扫描模块、数据存储模块、RS232通讯模块、保护电路、降压模块和上电及掉电检测电路等部分组成。其中，上电及掉电检测电路与CPU连接具有掉电及上电检测功能；数据存储模块用于掉电数据保存；示教器与机器人控制器基于串口RS232通讯，并设有心跳检测，用于检测数据通断，如附图1所示。
[0024](1)保护电路
[0025]保护电路的主要作用是防止在示教器热插拔过程中产生的电压或电流过冲造成示教器硬件板卡烧坏，如附图2所示。示教器线缆接口的电源引脚(即VPower及PowerGND)设计长于其他引脚，保证示教器上电时先启动电源，同时保证掉电时先断开数据连接(RX、TX及DGND为串口通讯信号)，后断开电源；RN为压敏电阻，当示教器输入电压过大超过阈值时，RN阻值迅速降低，保护后端电路；D1为防反接二极管，可防止供电线反接造成的短路；F1为保险丝，可防止上电的尖峰电流对后端电路影响；D2为TVS管，可快速响应实现过压保护；C1、CY1和CY2组成Y型滤波，可防止静电或其他外部干扰对后端电路造成的影响；L1为共模电感，(型号：744 273 801)，可有效滤除电源线上的共模干扰；C2、C3、C4、C5为滤波电容。
[0026](2)掉电及上电检测电路
[0027]如附图3所示，在降压模块中，首先将24V转换为6V(考虑二极管压降，保证主控模块工作在额定电压范围内)。D1、R1构成快速供电电路，R1为限流电阻，限制主控模块最大工作电流；R2、D4、D3、C2构成充电电路,其中，D3、D4起到电压钳位作用，C2为法拉电容，掉电后，可为主控模块提供短时间供电,R2可以消除法拉电容C2的上电浪涌；C3、C6与R1构成RC滤波器，可有效降低电源电压纹波；三极管Q1和钳制位二极管D5构成基极与发射极双端输入比较器，实现主控模块掉电检测。
[0028](3)热插拔实现方法
[0029]如附图4所示，示教器上电后执行上电检测，通过后进行心跳检测，若无问题进行数据接收、缓存及LCD显示等。当互联线缆断开时，首先心跳信号将中断，触发断电检测，若正常断电则保存数据，若供电正常则显示通讯异常。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种支持热插拔的机器人示教器，其特征在于，包括：主控模块以及分别与其相连的数据存储模块、显示模块、按键扫描模块、通信模块和上电及掉电检测电路，还包括降压模块、保护电路以及示教器接口，所述上电及掉电检测电路、降压模块和保护电路依次连接，所述保护电路和通信模块分别与示教器接口连接。2.根据权利要求1所述的一种支持热插拔的机器人示教器，其特征在于，所述通信模块为RS232通信电路。3.根据权利要求1所述的一种支持热插拔的机器人示教器，其特征在于，所述示教器接口中电源引脚即VPower引脚和PowerGNDI引脚的长度长于其他引脚。4.根据权利要求1所述的一种支持热插拔的机器人示教器，其特征在于，所述保护电路具体为：示教器接口中的VPower引脚依次通过防反接二极管D1、保险丝F1连接共模电感L1的电源输入引脚2，示教器接口中的PowerGND引脚连接共模电感L1的电源输入引脚1，示教器接口中的VPower引脚和PowerGND引脚之间连有压敏电阻RN，共模电感L1的电源输入引脚1和电源输入引脚2之间分别与TVS管D2、Y型滤波电路、电容CX并联，共模电感L1的电源输出引脚3和电源输出引脚4分别作为保护电路的正极输出和负极输出，连接降压模块的输入端，共模电感L1的电源输出引脚3和电源输出引脚4之间设有并联的滤波电容C2、滤波电容C3、滤波电容C4、滤波电容C5。5.根据权利要求4所述的一种支持热插拔的机器人示教器，其特征在于，所述Y型滤波电路包括：滤波电容C1、滤波电容CY1和滤波电容CY2，所述滤波电容CY1和滤波电容CY2...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲道奎，刘世昌，宛月，王冬雷，张强，胡德志，
申请(专利权)人：山东新松工业软件研究院股份有限公司，
类型：新型
国别省市：