[发明专利]高速连续运动中的机械臂系统多任务协同与信息同步方法

权利要求书

1.一种高速连续运动中的机械臂系统多任务协同与信息同步方法，其特征在于：

所述机械臂系统包含机械臂硬件子系统和机械臂软件子系统；

所述机械臂硬件子系统包含机械臂本体装置、机械臂控制器和外部传感器装置；所述机械臂控制器包含通信总线接口；所述外部传感器装置与所述机械臂控制器间通过所述通信总线接口建立通信连接，所述外部传感器装置高速周期化地感知采样并发送传感数据，其感知采样与传感数据发送频率由用户预先设定；所述外部传感器装置的具体形式包括空间多维力传感器，所述空间多维力传感器安装于所述机械臂本体装置的末端；

所述机械臂软件子系统运行于所述机械臂控制器之上；所述机械臂软件子系统包含机械臂操作系统、机械臂应用程序集，和数据存储中心；所述通信总线接口由所述机械臂操作系统负责管理，所述机械臂操作系统包含通信数据缓冲区，该缓冲区用于高速地存储从所述通信总线接口中获得的传感数据SensorData；所述机械臂应用程序集包含传感器数据读取模块、机械臂工作数据快速获取模块、数据同步匹配模块；所述传感器数据读取模块周期化地从所述通信数据缓冲区中读取所述传感数据SensorData，若获取到有效数据则将当前时刻记为传感数据获取时间全局值nG_ClockSync_F，并将其存储至同步数据缓冲区，所述同步数据缓冲区包括机械臂工作数据子缓冲区nG_WorkDataBuf、传感数据子缓冲区nG_SensorDataBuf、同步时间子缓冲区nVClockBuf；所述机械臂工作数据快速获取模块用于快速计算获取与机械臂实际工作任务直接关联的机械臂工作数据WorkData，若获取到有效数据则将当前时刻记为工作数据获取时间值ClockSync_W；所述数据同步匹配模块用于将所述传感数据SensorData和所述机械臂工作数据WorkData进行同步匹配。

2.根据权利要求1所述的一种高速连续运动中的机械臂系统多任务协同与信息同步方法，其特征在于：

所述机械臂应用程序集中的模块具有不同的实时性需求，随之对应于不同的程序运行方式；

所述机械臂工作数据快速获取模块嵌入于机械臂的主任务程序的循环体中连续执行，从而高速地获取所述机械臂工作数据，使得具有高速连续特征的机械臂运动任务得以执行和实时监控；所述主任务程序的循环体紧随轨迹运动指令之后，其循环结束的条件为所述轨迹运动指令对应的实际动作执行完毕；

将所述传感器数据读取模块每次被调用激活并开始运行时的系统全局时间记为T_{f_global}；所述传感器数据读取模块的单次预计执行时长记为T_{f_predict}，该模块每隔时长T_f被激活执行，按需设定T_f使得T_{f_predict}T_f；若该模块的单次实际执行时长T_{f_actual}超过了T_f，则当其运行时长等于T_f时，该模块不会被重复激活执行，而是直至本次运行结束，在此情况下，该模块下次被激活执行的时刻为T_{f_global}+(n+1)*T_f，n为整数且有n*T_fT_{f_actual}(n+1)*T_f；

所述传感器数据读取模块每隔时长T_f被激活执行的具体方式包括：通过所述机械臂操作系统中包含的时钟周期化激活执行，和通过其它周期化触发的条件激活执行。