[发明专利]一种基于嵌入式控制器的机器人控制方法和装置

说明书

技术领域

本发明属于机器人控制领域，尤其涉及一种基于嵌入式控制器的机器人控制方法和装置。

背景技术

工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器人。工业机器人是自动执行工作的机器装置，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。因此，应用工业机器人可以有效地提高工业生产率，实现工业自动化。

目前，主流的用于工业机器人的运动控制器由个人计算机（Personal Computer，PC）和运动控制卡组成；其中，PC作为上位机，用于人机交互（例如：接收录入的参数，显示机器人工作状态；另外，还用于把控制机器人的机械手动作的运动控制命令通过通讯总线传送至下位机）；其中，运动控制卡作为下位机，用于接收控制机器人的机械手动作的运动控制命令，并机器人运动。对于目前采用PC和运动控制卡组成的运动控制器，该种运动控制器是机器人控制系统普遍采用的控制器，相对比较成熟、可靠。同时，研究采用嵌入式控制器的机器人对于以低成本、数字化、柔性化等为基本要求的机器人系统显得尤为合适，但是目前仍然没有一套比较完善的采用嵌入式控制器的机器人的解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于嵌入式控制器的机器人控制的方法，以解采用PC和运动控制器卡组成的运动控制器，成本高的问题。

一方面，本发明提供一种基于嵌入式控制器的机器人控制方法，所述基于嵌入式控制器的机器人控制方法包括：

接收上位机的G代码；

根据所述G代码，采用三次样条插值算法生成至少两个插值点；

根据机器人运动学逆解算法计算出从第一插值点移动到第二插值点的脉冲个数，所述第一插值点和所述第二插值点为相邻的所述插值点；

输出所述脉冲个数的脉冲以控制所述机器人的机械手移动。

一方面，本发明还提供一种基于嵌入式控制器的机器人控制装置，所述基于嵌入式控制器的机器人控制装置包括：

G代码接收单元，用于接收上位机的G代码；

插值点生成单元，用于根据所述G代码，采用三次样条插值算法生成至少两个插值点；

脉冲个数计算单元，用于根据机器人运动学逆解算法计算出从第一插值点移动到第二插值点的脉冲个数，所述第一插值点和所述第二插值点为相邻的所述插值点；

机械手移动单元，用于输出所述脉冲个数的脉冲以控制所述机器人的机械手移动。

一方面，本发明还提供一种嵌入式控制器，所述嵌入式控制器包括上述的基于嵌入式控制器的机器人控制装置。

本发明的有益效果：在上位机上编写G代码；然后，嵌入式控制器下载该G代码并采用三次样条插值算法生成至少两个插值点；然后，根据机器人运动学逆解算法计算出从第一插值点移动到第二插值点的脉冲个数，向电机输出所述脉冲个数的脉冲以控制所述机器人的机械手移动，依次类推，直到移动到目标插值点并在该目标插值点执行动作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的基于嵌入式控制器的机器人控制方法的实现流程图；

图2是本发明实施例二提供的基于嵌入式控制器的机器人控制装置的组成结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

需要说明的是，本发明实施例采用嵌入式控制器包括ARM处理器。上位机为PC。

实施例一：

图1示出了实施例一提供的基于嵌入式控制器的机器人控制方法的工作流程，其实现流程详述如下：

作为本发明一实施例，在步骤S11之前，针对每个机械手，PC预先将机械手的参数发送至嵌入式控制器，所述参数包括：关节齿轮传动比、伺服电机电子齿轮比、伺服电机编码器脉冲数以及关节臂长等。这样，待嵌入式控制器完成该机械手的参数设置之后，嵌入式控制器可以断开与PC的通信（降低PC与机械手的耦合）。