[发明专利]一种嵌入式爬行机器人焊接系统集控器装置

权利要求书

1.一种嵌入式爬行机器人焊接系统集控器装置，其特征在于，包括处理器以及分别与处理器连接的转换电路、电源电路、存储电路、接口电路、通信电路、数字量输入电路和数字量输出电路；所述处理器采用多核异构芯片，包括双A7内核和M4内核；双A7内核中第一A7内核和第二A7内核通过共享总线相互连接，共同运行嵌入式Linux系统，并通过将多线程分配到不同的A7内核以实现并行运算，提高运算速度；双A7内核通过总线连接M4内核，并接收来自M4内核的处理信息，用于处理TCP/IP通讯以及Modbus高层协议的收发，与触摸屏的通讯并控制整个焊接流程；M4内核运行FreeRTOS实时系统对AD/DA数据进行采集和设置，在M4内核内完成电弧电压的闭环控制以及实现控制算法，并将AD采样数据发送到双A7内核中，用于实时显示电弧电压和焊接电流，而双A7内核发送电弧电压设定参数给M4内核。

2.根据权利要求1所述的一种嵌入式爬行机器人焊接系统集控器装置，其特征在于，所述转换电路包括AD转换电路和DA转换电路，用于实时采样电弧电压和焊接电流，并将模拟量信号转换为数字量输入到M4内核中用于电弧电压的闭环控制与实时显示；

所述电源电路包括24V转5V电源电路和24V转3.3V电源电路，为集控器装置提供稳定的电源输入，为片上外设提供电源；

24V转5V电源电路连接处理器、存储电路、接口电路、通信电路并提供电源输入；

24V转3.3V电源电路连接数字量输入电路、数字量输出电路、转换电路并提供电源输入。

3.根据权利要求1所述的一种嵌入式爬行机器人焊接系统集控器装置，其特征在于，所述存储电路包括EMMC存储电路和TF-SD卡存储电路；

EMMC存储电路用于存放嵌入式Linux系统的系统镜像，以及引导嵌入式Linux系统启动的UBoot镜像，UBoot镜像负责在控制器上电时初始化硬件外设，为嵌入式Linux系统的运行提供环境，最后将控制权转移给嵌入式Linux系统；

EMMC存储电路中存放有基于Buildroot制作的根文件系统，用于保存M4内核的程序镜像，同时保存集控器装置的环境变量；

TF-SD卡存储电路用于拓展集控器装置的存储空间以及导出数据；

所述接口电路包括JTAG接口电路和USB接口电路；

JTAG接口电路用于M4内核调试阶段的固件烧写；

USB接口电路用于烧写EMMC存储电路、更新嵌入式Linux系统的系统镜像与根文件系统。

4.根据权利要求1所述的一种嵌入式爬行机器人焊接系统集控器装置，其特征在于，所述通信电路包括USB串口通信电路、网口电路、RS232电路和双RS485电路；

USB串口通信电路连接处理器和上位机，用于在上位机中输出嵌入式Linux系统调试信息，观察嵌入式Linux系统运行状态；

网口电路包括100M网口电路和1000M网口电路，用于实现处理器与爬行机器人控制盒的通信；

RS232电路用于实现处理器与触摸屏的通信；

双RS485电路通过两个RS485电路分别实现处理器与焊接电源和送丝机的通信，进而实现处理器对焊接电源启停、电弧电压、制焊接电流与送丝速度的控制。

5.根据权利要求1所述的一种嵌入式爬行机器人焊接系统集控器装置，其特征在于，数字量输入电路采用24路数字量输入电路，用于分别连接处理器和启动按钮、急停按钮以及停止按钮的实体按钮；启动按钮用于启动焊接流程，急停按钮用于在焊接流程运行过程中任意时刻下中止焊接电源、送丝机、爬行机器人的运行，进入故障状态；停止按钮用于正常焊接结束后恢复到待机状态；

数字量输出电路采用16路数字量输出电路，用于分别连接处理器和电源指示灯、工作状态指示灯以及报警指示灯；电源指示灯为供电指示灯；工作状态指示灯在焊接流程过程中熄灭，焊接结束后显示绿灯表示焊接作业完成；报警指示灯为出现故障情况或者按下急停按钮后显示红灯，表示需要操作人员进行进一步处理。