[实用新型]一种机器人及其数字电机控制器

说明书

技术领域

本实用新型涉及机器人的同步控制技术，特别是涉及一种可通过串行总线对1-255个数字电机进行无时间差的同步控制的机器人及其数字电机控制器。

背景技术

机器人是一个集环境感知、动态决策、行为控制等多种功能于一体的综合系统，它综合了多学科的发展成果，代表了高技术的发展前沿。其中，移动机器人(Mobile Robot)，是指具有一定的感知思维能力以及一定的移动和动作能力的机器人，它比一般的工业机器人具有更大的灵活性，在工农业生产、科学探测、军事侦察、生活服务与娱乐等很多方面都有广泛的应用前景。

因为需要协调和平衡环境感知系统、行走系统和动作系统等多个系统，所以移动机器人需要精确的控制多个电机，需要精准的多电机同步控制技术。

目前，多电机的同步控制技术包括模拟信号控制和数字信号控制，采用模拟信号控制容易受到外界干扰，可靠性较差。数字信号控制分为并口控制和串口控制两种形式，若采用并口控制，则所能控制的电机个数一般不能超过8个，否则会使并口过大，会增大机器人体积并使得成本过于高昂；若采用串行控制，则由于处理器执行对每个电机的控制指令有延时，对多个电机同步控制的时候，会产生控制误差的积累。

因此，现有技术不能提供一种对8个以上电机进行精确数字控制的小体积低成本的控制系统，这造成行走机器人难以进行多系统的精确协调，精确性和可靠性较差，严重制约了行走机器人的发展和应用。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种机器人及其数字电机控制器，能够通过串口对8个以上的电机进行精准的数字控制，有效去除电机控制过程中产生的延时问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种数字电机控制器，包括：

用于通过串行总线连接多个数字电机的控制接口；

用于通过所述控制接口向每个数字电机的寄存器发送对应的电机动作参数的设定模块；

用于通过所述控制接口向每个数字电机发送执行命令，使每个数字电机同时执行所述寄存器中的所述对应的电机动作参数的运行模块。

上述的数字电机控制器中，所述串行总线包括地线、电源线和控制线。

上述的数字电机控制器中，所述控制接口具有四总线三态输出缓冲门，所述四总线三态输出缓冲门连接所述控制线。

上述的数字电机控制器中，所述电机动作参数包括目标角和转速。

上述的数字电机控制器中，所述多个数字电机的电机个数大于8个小于256个。

为了实现上述目的，本实用新型还提供了一种机器人，具有多个数字电机，还包括：数字电机控制器；

所述数字电机控制器具体包括：

用于通过串行总线连接所述多个数字电机的控制接口；

用于通过所述控制接口向每个数字电机的寄存器发送对应的电机动作参数的设定模块；

用于通过所述控制接口向每个数字电机发送执行命令，使每个数字电机同时执行所述寄存器中的所述对应的电机动作参数的运行模块。

上述的机器人中，所述串行总线包括地线、电源线和控制线。

上述的机器人中，所述控制接口具有四总线三态输出缓冲门，所述四总线三态输出缓冲门连接所述控制线。

本实用新型实施例的技术效果在于：

1)本实用新型通过串行总线先把运行参数对应存储到各数字电机的寄存器中，然后通过广播指令使各数字电机同时运行寄存器内已经存储好的参数，也就是“分别接收、同时执行”，这就解决了因为串行总线中接收数据的接收时间不一致而造成的执行时间不一致的问题，从而各数字电机可以同步动作，使机器人的整体动作平稳协调。

2)本实用新型通过串行总线进行电机同步控制，仅需要一个串行总线接口，而并行总线需要对每个电机都设置一个接口，在需要控制的电机较多的时候，本实用新型节约了接口，减小了机器人的体积，降低了成本。

3)本实用新型通过串行总线进行电机同步控制，可以很容易的进行8个以上的电机控制，可以对1-255个数字电机进行无延时的同步控制。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的数字电机控制器的连接结构图；

图2为本实用新型实施例提供的数字电机控制器的电路图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对具体实施例进行详细描述。