[发明专利]分布式机器人控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及机器人控制技术领域，特别涉及一种分布式机器人控制系统及控制方法。

背景技术

现有的机器人控制系统，均采用集中式控制系统，或集中和分布结合式控制。即控制系统集中在控制机笼当中，主要包括核心控制器、电机驱动器以及安全控制系统以及其他功能控制系统。关节的限位、电机的抱闸以及码盘需要在机器人本体上走线到控制柜机笼当中，本体内的走线过多，不利于机器人本体以及控制机笼的小型化，尤其是在小功率的机器人当中。而且码盘等信号线在机器人本体内走线容易受到电磁干扰，进而出现意外的错误，严重甚至能够导致机器人飞车。

发明内容

本发明旨在克服现有机器人本体内走线容易受到电磁干扰的技术缺陷，提供一种分布式机器人控制系统。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一方面，本发明提供一种分布式机器人控制系统，包括控制柜控制系统及机器人本体内部控制系统，所述控制柜控制系统包括核心控制器及模拟量采集模块；

所述核心控制器，用于调度分布式机器人控制系统的控制任务；

所述模拟量采集模块，用于采集外界模拟量信号，并发送给其他模块；

所述机器人本体内部控制系统包括电机、驱动器和转接板，所述驱动器与所述关节附近的传感器连接；

所述驱动器及转接板设置于所述机器人本体关节内部，且所述驱动器设置于所述转接板上，所述驱动器通过所述转接板完成对所述电机工作的控制；

所述核心控制器、所述安全功能模块、所述模拟量采集模块与所述机器人本体内部控制系统之间均采用Ethercat总线进行通信。

一些实施例中，所述分布式机器人控制系统还包括人机交互平台，用于设置所述机器人的控制参数以及控制方式，并发送控制参数给所述核心控制器；所述核心控制器接收所述控制参数，并执行相应的控制命令，调度分布式机器人控制系统的控制任务；所述核心控制器发送反馈数据给所述人机交互平台，所述人机交互平台根据所述反馈数据显示所述机器人的控制状态。

一些实施例中，所述人机交互平台与所述核心控制器采用以太网 进行通信。

一些实施例中，所述分布式机器人控制系统还包括用于分配电源的供电模块。

一些实施例中，所述控制柜控制系统还包括安全功能模块，用于采集系统安全输入信号，判断系统安全状态，并输出安全的输出信号。

一些实施例中，所述安全功能模块所采集的系统安全输入信号包括外部急停信号、上电/启动/暂停信号。

一些实施例中，所述驱动器具有IO信号接口和模拟量接口、数字输出电路，所述IO信号接口和所述模拟量接口分别与关节附近的数字量传感器和模拟量传感器连接。

一些实施例中，所述转接板包括隔离调理电路、抱闸电路及STO输出电路；所述驱动器接收来自EtherCat总线的安全扭矩关断STO信号，通过所述数字输出电路控制所述隔离调理电路，再输出STO信号到驱动器中，从而控制所述驱动器安全扭矩的关断，以控制所述电机的电流。

一些实施例中，所述驱动器的数字输出电路发送抱闸信号给所述隔离调理电路，所述隔离调理电路发送信号给所述抱闸电路，所述抱闸电路输出抱闸信号给所述电机，从而控制所述电机的抱闸动作。

一些实施例中，所述驱动器还包括码盘接口，所述电机的码盘与所述驱动器的码盘接口连接，由所述驱动器对所述码盘解算后，通过EtherCat总线发送给核心控制器中。

本发明的有益效果在于：本发明的控制系统中，将驱动器放置在机器人本体的各个关节附近；核心控制器和安全功能模块均装载在小型控制柜中，各个模块之间仅通过电源线和安全总线进行连接通信，从而达到了控制柜的尺寸，减少本体内走线，有效避免电磁干扰的技术效果。

更加地，通过带有驱动器转接板来实现对驱动器的安全扭矩关断以及电机抱闸的控制，不需要再在本体内部走线，也有效避免电磁干扰的技术效果。

附图说明

图1为本发明分布式机器人控制系统一个实施例的系统结构框图；

图2为为根据本发明分布式机器人控制系统一个实施例的抱闸输出工作框图；

图3为根据本发明分布式机器人控制系统一个实施例的STO输出工作框图。

附图标记说明：

人机交互平台1核心控制器 2

安全功能模块3模拟量采集模块 4

驱动器5转接板 6

电机7关节附近传感器 8

供电模块924V开关电源10