机器人控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种机器人控制装置，涉及智慧物流技术领域。该装置的一具体实施方式包括：主控制器、信号控制板、传感器控制器和运动控制器；其中，所述传感器控制器挂载到第一CAN总线，并与至少一个传感器连接；所述运动控制器挂载到第二CAN总线，并与至少一个运动单元连接；所述信号控制板分别与第一CAN总线、第二CAN总线以及所述主控制器连接，执行所述主控制器的串行通信接口的串口数据、与第一CAN总线和第二CAN总线的CAN数据之间的转换。该实施方式能够将较低电平的信号与较高电平的信号相互隔离以保证控制功能，并且在各控制器与主控制器的通信过程中避免使用USB接口。控制器的通信过程中避免使用USB接口。控制器的通信过程中避免使用USB接口。

【技术实现步骤摘要】
机器人控制装置


[0001]本专利技术涉及智慧物流
，尤其涉及一种机器人控制装置。

技术介绍

[0002]运送机器人可用于大型室内场景的货物运输，可提高运输效率，降低人力成本。在目前的机器人控制装置中，各种传感器控制器和运动控制器采用一条CAN(Controller Area Network，控制器局域网)总线相互通信，一般通过将CAN数据转换为USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)数据实现与主控制器的通信。
[0003]在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现现有技术至少存在以下问题：第一，USB接口机械固定不牢靠，长时间使用有可能松动，并且USB协议层数据在某些情况下会出现延时，造成CAN总线阻塞，影响机器人运行。第二，在现有的机器人控制装置中，传感器信号等较低电平的信号与运动控制信号等较高电平的信号使用同一CAN总线传输，容易产生耦合进而影响控制功能。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术实施例提供一种机器人控制装置，能够将较低电平的信号与较高电平的信号相互隔离以保证控制功能，并且在各控制器与主控制器的通信过程中避免使用USB接口。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了一种机器人控制装置。
[0006]本专利技术实施例的机器人控制装置包括：主控制器、信号控制板、传感器控制器和运动控制器；其中，所述传感器控制器挂载到第一CAN总线，并与至少一个传感器连接；所述运动控制器挂载到第二CAN总线，并与至少一个运动单元连接；所述信号控制板分别与第一CAN总线、第二CAN总线以及所述主控制器连接，执行所述主控制器的串行通信接口的串口数据、与第一CAN总线和第二CAN总线的CAN数据之间的转换。
[0007]可选地，所述串行通信接口包括RS232接口或者串行外设接口SPI接口；以及，所述信号控制板对所述串口数据进行电平转换，形成通用异步收发传输器UART数据；对所述UART数据进行协议转换，形成所述CAN数据；所述信号控制板对所述CAN数据进行协议转换，形成所述UART数据；对所述UART数据进行电平转换，形成所述串口数据。
[0008]可选地，所述信号控制板包括：用于执行所述协议转换的控制器件、用于执行所述电平转换的电平转换电路、与第一CAN总线连接的第一CAN收发器、与第二CAN总线连接的第二CAN收发器、以及第一CAN收发器和第二CAN收发器的供电电路。
[0009]可选地，第一CAN收发器和第二CAN收发器通过光耦与所述控制器件连接，所述光耦的发光器部分连接限流电阻，所述光耦的受光器部分连接上拉电源。
[0010]可选地，第一CAN收发器和第二CAN收发器的供电电路包括：斩波器件、变压器、整流器件和稳压器件；其中，所述斩波器件将直流电源信号转换为交流信号，所述变压器对所述交流信号进行变换，所述整流器件将变换之后的交流信号转换为直流信号，所述稳压器
件对所述直流信号进行稳压后输入第一CAN收发器或第二CAN收发器。
[0011]可选地，第一CAN总线上进一步挂载电源管理单元，第二CAN总线上进一步挂载电池单元。
[0012]可选地，所述传感器控制器连接的传感器为第一类传感器，所述信号控制板进一步连接多个第二类传感器，所述控制器件进一步用于控制第二类传感器。
[0013]可选地，第一类传感器包括：超声波传感器，第二类传感器包括：靠桩通讯红外传感器、安全触边传感器和防跌落传感器。
[0014]可选地，所述运动单元包括：轮伺服电机，所述运动控制器包括伺服电机驱动器，所述控制器件包括单片机。
[0015]可选地，所述串行通信接口包括：对应第一CAN总线的第一串口和对应第二CAN总线的第二串口；所述主控制器进一步连接激光雷达、惯性导航单元和避障相机。
[0016]根据本专利技术的技术方案，上述专利技术中的实施例具有如下优点或有益效果：
[0017]将对应较低电平信号的传感器控制器、信号控制板和电源管理单元挂载在第一CAN总线，将对应较高电平信号、对实时性要求较高的运动控制器和电池单元挂载到第二CAN总线(不同于第一CAN总线)，从而实现两种不同信号及控制器在传输通道和电气上的隔离，由此提高机器人控制性能。为避免主控制器与各控制器通信过程中使用USB接口，在信号控制板实现CAN数据到串口数据的转换，从而用串口代替USB接口，解决了目前机器人控制系统中USB接口不牢固以及因接口延时造成的堵塞问题，并且，以上方式不需要增加CAN与串口转换的新模块，与增加新模块相比也会减少CAN收发器的使用数量。
[0018]上述的非惯用的可选方式所具有的进一步效果将在下文中结合具体实施方式加以说明。
附图说明
[0019]附图用于更好地理解本专利技术，不构成对本专利技术的不当限定。其中：
[0020]图1是本专利技术实施例中机器人控制装置的第一原理示意图；
[0021]图2是本专利技术实施例中机器人控制装置的第二原理示意图；
[0022]图3是本专利技术实施例中机器人控制装置的第三原理示意图；
[0023]图4是本专利技术实施例的数据流示意图。
具体实施方式
[0024]以下结合附图对本专利技术的示范性实施例做出说明，其中包括本专利技术实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本专利技术的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
[0025]需要指出的是，在不冲突的情况下，本专利技术的实施例以及实施例中的技术特征可以相互结合。
[0026]图1
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3是根据本专利技术实施例的机器人控制装置的原理示意图，如图1
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3所示，本专利技术实施例的机器人控制装置可以包括：主控制器、信号控制板、传感器控制器和运动控制器。
[0027]其中，本专利技术实施例的机器人可以是各种用途的机器人如运送机器人、工业机器人等。主控制器是机器人的控制中枢，是居于顶层的决策单元，用于对业务和逻辑进行复杂调度。传感器控制器和运动控制器是居于底层的决策单元，用于对传感器数据、运动控制数据等进行简单判断和决策。实际应用中，大量决策需要在主控制器的控制下完成，某些对时效性要求较高的决策可以由传感器控制器和运动控制器直接执行而不经过主控制器。信号控制板具有两方面的作用，一方面具有类似于传感器控制器的控制功能，对连接的传感器进行数据采集、控制和决策，另一方面具有协议转换和电平转换的功能(这方面内容将在下文说明)。
[0028]例如，基于安全触边传感器的急停决策即可以由信号控制板直接向运动控制器发送指令来完成，不需经过主控制器，由此保证时效性。具体场景中，主控制器可以采用X86架构实现，也可以采用ARM(Advanced RISC Machine，一种微处理器)架构实现，还可以使用FPGA(Field
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机器人控制装置，其特征在于，包括：主控制器、信号控制板、传感器控制器和运动控制器；其中，所述传感器控制器挂载到第一CAN总线，并与至少一个传感器连接；所述运动控制器挂载到第二CAN总线，并与至少一个运动单元连接；所述信号控制板分别与第一CAN总线、第二CAN总线以及所述主控制器连接，执行所述主控制器的串行通信接口的串口数据、与第一CAN总线和第二CAN总线的CAN数据之间的转换。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述串行通信接口包括RS232接口或者串行外设接口SPI接口；以及，所述信号控制板对所述串口数据进行电平转换，形成通用异步收发传输器UART数据；对所述UART数据进行协议转换，形成所述CAN数据；所述信号控制板对所述CAN数据进行协议转换，形成所述UART数据；对所述UART数据进行电平转换，形成所述串口数据。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述信号控制板包括：用于执行所述协议转换的控制器件、用于执行所述电平转换的电平转换电路、与第一CAN总线连接的第一CAN收发器、与第二CAN总线连接的第二CAN收发器、以及第一CAN收发器和第二CAN收发器的供电电路。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，第一CAN收发器和第二CAN收发器通过光耦与所述控制器件连接，所述光耦的发光器部分连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：许哲涛，王重山，
申请(专利权)人：北京京东乾石科技有限公司，
类型：发明
国别省市：