[实用新型]基于多CPU的网络化机器人控制器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于多CPU的网络化机器人控制器。 

背景技术

控制器作为机器人系统的核心控制单元，直接决定着机器人的性能；同时，随着机器人技术的日趋成熟，机器人技术在工业、服务业中的应用也日益复杂，这对机器人控制器的通用性、兼容性、复杂程度以及模块化程序提出了更高的要求。 

机器人控制器除具备基本的运动控制外，还需借助外部传感系统感知机器人周围的环境信息，使其能适应复杂环境的变化，具有一定的智能性、自适应性。 

网络、总线作为机器人控制器与外部控制器的主要通讯手段，为适应当前网络技术、总线技术的发展，新一代的控制器应具备有灵活、标准、开放的多种网络通讯功能。 

生产任务、生产环境的日趋复杂，对机器人技术的柔性和通用性提出了更高的要求，因此，机器人控制器还应具备很好的扩展性和可重构性，以满足复杂工艺的要求。 

工业应用中，机器人周围环境噪音大，电磁干扰严重，因此机器人控制器还应具备各种抗干扰能力。 

系统异常时，还应具备数据保存功能。 

现有的控制器由一个或二个CPU完成所有功能，其功能（处理能力、对环境感知能力、决策能力）、性能（实时性、可靠性、稳定性）受到了很大的限制，而且对CPU要求较高，因此仅能完成机器人的基本运动控制和一些简单的数字 量、模拟量信号检测，不能满足当前机器人运行环境、应用复杂的要求。 

发明内容

为了克服上述问题，本实用新型提供一种基于多CPU的网络化机器人控制器，同时具备传感信息采集、融合功能，具备机器人运动控制、规划功能。此外，本实用新型还具有多种网络控制功能：具有基于总线型网络结构的CAN总线、有线/无线以太网以及SCI通讯功能。 

本实用新型公开了基于多CPU的网络化机器人控制器，其特征在于，包括： 

若干信息采集、控制级CPU，用于控制相应的传感器系统或执行机构，并采集传感器系统数据； 

若干前级总线驱动芯片，把所述信息采集、控制级CPU的数据转换为通用标准格式的数据； 

后级总线驱动芯片，连接所述若干前级总线驱动芯片的输出端，将所述通用标准格式的数据翻译为规划级CPU能识别的数据格式； 

规划级CPU，连接所述后级总线驱动芯片的输出端。 

比较好的是，所述规划级CPU进一步包括： 

网络、总线单元，控制单元，信息预处理单元，配置单元，读取单元，电源单元，复位晶振电路，数字信号处理芯片。 

附图说明

下面，参照附图，对于熟悉本技术领域的人员而言，从对本实用新型的详细描述中，本实用新型的上述和其他目的、特征和优点将显而易见。 

图1是本实用新型的结构框图； 

图2是图1中规划级CPU的具体组成框图； 

图3是图1中信息采集、控制级CPU的结构框图。 

具体实施方式

请参见图1，所示为本实用新型的网络化结构框图。若干个信息采集、控制级CPU1，CPU210…的输出端连接若干个总线驱动芯片11，前级的总线驱动芯片11的输出端连接后级的总线驱动芯片12的输入端，后级的总线驱动芯片12的输出端连接规划级CPU13的输入端。各信息采集、控制级CPU1，CPU210…通过各自对应的总线驱动芯片11以及后级总线驱动芯片12将各自信息采集、控制级CPU1，CPU2…的网络地址或ID发送至规划级CPU13，规划级CPU13接收到该地址信息后再将该地址信息反馈至信息采集、控制级CPU1，2…，以此建立本信息采集、控制级CPU与规划级CPU的网络化通讯。其中，前级的总线驱动芯片11把各个信息采集、控制级CPU的某种格式的数据转换为通用标准的数据，并传输给后级的总线驱动芯片12，由其把标准数据翻译为规划级CPU能识别的数据格式。 

规划级CPU13主要用于融合其它CPU采集的传感信息（图像、音频、运动、网络），通过从多信息的视角进行处理及综合，形成一种对外部环境或被测对象某一特征的表达方式，剔除无用和错误的信息，保留正确的和有用的成分，从而完善地、准确地反映机器人外部、内部状态、环境的特征。经过融合后的传感器信息具有信息冗余性、互补性、实时性、信息获取的低成本性等特点。因此，规划级CPU13以此做出相应的决策，控制机器人以及给各CPU发送控制信号。