运动控制部件、机器人以及运动控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种运动控制部件，运动控制部件包括用于产生控制波形的控制单元和用于根据控制波形驱动运动部件运动的驱动单元；运动控制部件包括具有多个输入端、一个输出端、一个控制端的多路开关，多个输入端分别连接到对应的传感器、输出端连接到一个存储器，控制端连接到控制单元；控制单元通过控制端控制多路开关依序切换、使多个传感器检测到的运动部件的状态数据依序存储到存储器。本发明专利技术通过设置多路开关，使控制单元的用于连接传感器的接口不需要和传感器的数量对应，只需要利用控制单元上的一个接口就可以实现通过多个传感器检测运动部件状态的目的，能够节省控制单元上的接口数量。

Motion Control Units, Robots and Motion Control Systems

The invention discloses a motion control unit, which comprises a control unit for generating control waveforms and a driving unit for driving motion of motion components according to control waveforms; a motion control unit includes a multi-channel switch with multiple input terminals, one output terminal and one control terminal, and multiple input terminals are respectively connected to corresponding sensors and output terminals are connected to one. The control unit controls the switching of multiple switches in order to store the state data of moving parts detected by multiple sensors in the memory sequentially. By setting multiple switches, the interface of the control unit for connecting sensors does not need to correspond to the number of sensors, and only one interface on the control unit can realize the purpose of detecting the status of moving parts through multiple sensors, thus saving the number of interfaces on the control unit.

【技术实现步骤摘要】
运动控制部件、机器人以及运动控制系统
本专利技术涉及运动控制领域，特别是一种运动控制部件、一种机器人以及一种运动控制系统。
技术介绍
在运动控制领域，电机等运动部件是实现运动控制的核心部件，比如机器人的运行就需要电机配合丝杠或减速器等作为运动执行部件来带动机器人运动。以电机配合减速器为例，电机配合减速器是机械臂(或称为机械手、多轴机器人、多关节机器人等)的主要运动执行部件，多轴机器人主要是根据预定的路线从一个初始位置夹取目标物体到目标位置，适用于诸多工业领域的机械自动化作业。现在市场上的多轴机器人包括四轴机器人(具有四个关节)和六轴机器人(具有六个关节)等，他们均包括有基座、手臂和末端的物体夹持部，手臂上关节的多少决定了机器人的“轴”的数量，每一个关节都是由一个电机的转动来驱动、以实现关节的运动。目前，用户需要通过人机交互设备(如电脑、示教器等)实现对机器人的参数设定和控制，目前市场上的人机交互设备大都是针对机器人整体而设计，用户一般通过编辑每个关节的运动参数实现对机器人的运动控制，所述的运动参数实际上是控制运动部件(如电机)的运动参数，用户编辑机器人的运动参数后，发送给机器人本体的运动控制部件(有时也将运动控制部件称之驱控器等)，运动控制部件对接收到的运动参数进行解算，并根据解算后的数据控制运动部件运动，如专利申请号为201210002141.8的中国专利申请文件即公开了一种机器人系统。结合参考附图1，附图1示出了一种运动控制系统(例如机器人系统)100，包括有机器人控制器101(用于实现人机交互)、CAN数据线102、运动控制部件103、运动部件(例如电机104)，运动控制部件103包括有控制单元1031、驱动单元1032等，其中，运动控制系统100可以仅包含有一个电机104和一个运动控制部件103，也可以包含多个电机104和对应的运动控制部件103，例如对于一个四轴机器人，具有四个可以活动的关节，每个关节处均设置有一个电机106，以及对应的运动控制部件103。所述机器人控制器101可以是示教器，还可以是安装有上位机软件的电脑，还可以是安装有APP的手机/Pad等，从而实现人机交互，使得用户可以通过机器人控制器101配置机器人的运动参数、控制电机106运行状态、显示运动曲线等功能。所述CAN数据线102实现机器人控制器101和运动控制部件103之间的通信，CAN总线是一种标准总线，广泛应用于汽车电子、工业控制、运动控制等领域，CAN总线数据具有固定的格式，CAN数据线102可以是双绞线或同轴线等。作为替代，还可以通过串行通信等替代CAN数据线102实现二者之间的通信。所述运动控制部件103实现对机器人控制器101发送来的运动参数的解算，得到实际的电机控制数据(一般为PWM波)，通过调整PWM波的占空比调节电机104的运行状态。其中，控制单元1031实现对运动参数的解算，并产生控制电机104运行的PWM波形，一般由DSP芯片实现；驱动单元1032根据所述PWM波形控制电机104的实际运行状态。为了满足各种功能需求，运动控制部件103(有时也将运动控制部件称为驱控器等)上会设置有多种接口，包括通道接口、通信接口、外部IO接口、传感器接口等。其中，通道接口用于连接电机或者电磁阀等。运动控制部件通常分为单轴和多轴，“轴”的数量与“通道接口”的数量对应，例如四轴驱控器上设置有四个通道接口，能够连接四个电机或者电磁阀等，也就是说四轴驱控器能够控制四个电机的运动。通信接口用于实现运动控制部件与其他设备的通信，例如，通信接口可以是CAN接口，也可以是RS232串口。外部IO接口，用于接入高低电平信号，以实现对应的功能。传感器接口，用于检测运动部件的运动状态，实现对应的功能，例如用于实现限位的传感器(例如光电开关1051)、用于防止设备与其他装置或者物品等碰撞的传感器(例如测距传感器1053)、用于检测机器人对应部位温度的传感器(例如温度传感器1052)、用于检测电机实际运动情况的编码器1054或者角度传感器等。如上所述，为了实现不同的功能，需要运动控制部件103设置有多个传感器接口，而通过传感器接口连接的传感器一般都需要与控制单元建立通信，以实现对应的功能，这样，就需要控制单元预留出对应数量的接口，以与对应的传感器进行通信，也就是说，控制单元上用于连接传感器的接口的数量需要与实际需要连接的传感器的数量相等。然而，在实际使用中，由于各种因素控制单元上的接口数量非常有限，而需要外接的传感器又相对较多，这样经常会出现控制单元上的接口数量不够用的情况，从而影响用户的正常使用，用户体验度较差。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种运动控制部件，该运动控制部件能够同时连接多个传感器，用户体验度较高。本专利技术所述的运动控制部件，包括控制单元和驱动单元，所述控制单元用于产生控制波形，所述驱动单元用于根据所述控制波形驱动运动部件运动，所述运动控制部件还包括多路开关，所述多路开关具有多个输入端、一个输出端、一个控制端，其中所述多个输入端分别连接到对应的传感器、所述输出端连接到一个存储器，所述控制端连接到所述控制单元；所述控制单元通过所述控制端控制所述多路开关依序切换、使多个所述传感器检测到的所述运动部件的状态数据依序存储到所述存储器。在本专利技术中，通过设置多路开关，从而利用多路开关的特性，使得控制单元可以根据用户需求依序切换对应的传感器，并使对应的传感器接通，具体地，控制单元通过控制端控制与多路开关的第一个输入端连接的第一传感器接通，这样第一传感器检测到的运动部件的状态数据就可以存储到存储器中；然后控制单元通过控制端控制与多路开关的第二个输入端连接的第二传感器接通，这样第二传感器检测到的电机的状态数据就可以存储到存储器中；紧接着，控制单元通过控制端控制与多路开关的第三个输入端连接的第三传感器接通，这样第三传感器检测到的电机的状态数据就可以存储到存储器中……，这样按照用户预先设置好的顺序，控制单元控制多路开关依序切换，同时每一个传感器检测到的运动部件的状态数据依序存储到存储器中。本专利技术通过设置多路开关，使控制单元的用于连接传感器的接口不需要和传感器的数量对应，只需要利用控制单元上的一个接口就可以实现通过多个传感器检测运动部件状态的目的，能够节省控制单元上的接口数量。作为一种举例说明，本专利技术所述的运动控制部件中，所述运动控制部件还包括一个计时单元，用于产生计时数据；所述控制单元通过所述控制端控制所述多路开关依序切换是：所述控制单元依据所述计时数据控制所述多路开关依序切换。作为又一种举例说明，本专利技术所述的运动控制部件中，所述计时数据包括每一个所述传感器通过所述输入端、所述输出端与所述存储器接通的时间段T、在时间段T内所述存储器获取来自所述传感器检测到的所述状态数据的次数。作为又一种举例说明，本专利技术所述的运动控制部件中，所述控制单元通过所述控制端控制所述多路开关依序切换、使多个所述传感器检测到的所述运动部件的状态数据依序存储到所述存储器包括：当所述传感器以实时传输模式工作、所述时间段T满足以下条件：T＞2n，n＞t，其中，n为所述传感器发送数据的周期，t为所述传感器发送一次数据所用的时间；当所述传感器以非实时传输模式工作、所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种运动控制部件，包括控制单元和驱动单元，所述控制单元用于产生控制波形，所述驱动单元用于根据所述控制波形驱动运动部件运动，其特征在于：所述运动控制部件还包括多路开关，所述多路开关具有多个输入端、一个输出端、一个控制端，其中所述多个输入端分别连接到对应的传感器、所述输出端连接到一个存储器，所述控制端连接到所述控制单元；所述控制单元通过所述控制端控制所述多路开关依序切换、使多个所述传感器检测到的所述运动部件的状态数据依序存储到所述存储器。

【技术特征摘要】
1.一种运动控制部件，包括控制单元和驱动单元，所述控制单元用于产生控制波形，所述驱动单元用于根据所述控制波形驱动运动部件运动，其特征在于：所述运动控制部件还包括多路开关，所述多路开关具有多个输入端、一个输出端、一个控制端，其中所述多个输入端分别连接到对应的传感器、所述输出端连接到一个存储器，所述控制端连接到所述控制单元；所述控制单元通过所述控制端控制所述多路开关依序切换、使多个所述传感器检测到的所述运动部件的状态数据依序存储到所述存储器。2.根据权利要求1所述的运动控制部件，其特征在于：所述运动控制部件还包括一个计时单元，用于产生计时数据；所述控制单元通过所述控制端控制所述多路开关依序切换是：所述控制单元依据所述计时数据控制所述多路开关依序切换。3.根据权利要求2所述的运动控制部件，其特征在于：所述计时数据包括每一个所述传感器通过所述输入端、所述输出端与所述存储器接通的时间段T、在所述时间段T内所述存储器获取来自所述传感器检测到的所述状态数据的次数。4.根据权利要求3所述的运动控制部件，其特征在于：所述控制单元通过所述控制端控制所述多路开关依序切换、使多个所述传...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔佳，
申请(专利权)人：北京镁伽机器人科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11