一種機器人控制裝置及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種機器人控制裝置及其控制方法，方法包括：信息傳輸與控制板發(fā)起控制，對于每一幀控制數(shù)據(jù)執(zhí)行如下步驟：信息傳輸與控制板通過輸入板向機器人的I/O單元發(fā)出控制命令；機器人接收到控制命令之后，將數(shù)據(jù)進行保存；經(jīng)過一定時間后，機器人將保存的數(shù)據(jù)依次通過I/O單元和輸出板發(fā)送至信息傳輸與控制板；信息傳輸與控制板檢驗返回數(shù)據(jù)的正確性，即判斷發(fā)出的控制命令與接收到數(shù)據(jù)是否相同，如果符合要求則向機器人發(fā)出確認(rèn)信息；機器人接收到確認(rèn)信息之后，按照所述控制命令執(zhí)行相應(yīng)操作。本發(fā)明確保每次傳輸數(shù)據(jù)都是正確的傳達給機器人，解決現(xiàn)有技術(shù)無法對因數(shù)據(jù)錯誤傳輸導(dǎo)致的后續(xù)錯誤進行提前中止的問題。
【專利說明】
一種機器人控制裝置及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種機器人控制裝置及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]機器人(Robot)是自動執(zhí)行工作的機器裝置。它既可以接受人類指揮，又可以運行預(yù)先編排的程序，也可以根據(jù)以人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動。它的任務(wù)是協(xié)助或取代人類工作的工作，例如生產(chǎn)業(yè)、建筑業(yè)，或是危險的工作。
[0003 ]但是現(xiàn)有的機器人存在著以下的問題:
一、在現(xiàn)有的情況下，在購買他方制造的機器人的情況下，還需要同時購買相應(yīng)的對機器人軟件，用于示教以及控制等等，使得成本大大增加。
[0004]二、現(xiàn)有技術(shù)的機器人的通用I/O單元只是用于接受信息，并不對數(shù)據(jù)進行交互。
[0005]三、現(xiàn)有技術(shù)的機器人并不對數(shù)據(jù)的傳輸過程進行檢測:在I/O損壞、接線斷掉或者處于強烈的工業(yè)電磁干擾的情況下，由于不能自動對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行驗證，尤其是在數(shù)據(jù)傳輸錯誤的情況下，會導(dǎo)致機器人接收錯誤命令進而執(zhí)行錯誤動作，并且在執(zhí)行錯誤動作之后才會發(fā)現(xiàn)，無法對因數(shù)據(jù)錯誤傳輸導(dǎo)致的后續(xù)錯誤進行提前中止，并且進一步的，使得使用者無法判斷到底是何種原因出錯(傳輸?shù)倪^程出錯或者是命令本身的錯誤)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種機器人控制裝置及其控制方法，將機器人用于接受信息的通用I/o單元進行拓展與創(chuàng)新，確保每次傳輸數(shù)據(jù)都是正確的傳達給機器人，解決現(xiàn)有技術(shù)無法對因數(shù)據(jù)錯誤傳輸導(dǎo)致的后續(xù)錯誤進行提前中止，并且進一步的使得使用者無法判斷到底是何種原因出錯(傳輸?shù)倪^程出錯或者是命令本身的錯誤)的問題。
[0007]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:一種機器人控制裝置，包括信息傳輸與控制板、輸入板和輸出板；
其中，信息傳輸與控制板包括:
級聯(lián)接口:實現(xiàn)與外部控制主機的數(shù)據(jù)傳輸，所述級聯(lián)接口還與微處理器連接；
微處理器:用于將外部控制主機發(fā)送的控制命令進行轉(zhuǎn)換后通過輸出板發(fā)送至機器人，還用于接收來自輸入板的返回數(shù)據(jù)并判斷返回數(shù)據(jù)的正確性，還用于在判斷正確性符合要求后通過輸出板向機器人發(fā)送確認(rèn)信息；
輸入模塊:用于將信息傳輸與控制板發(fā)送的數(shù)據(jù)傳輸至輸入板，所述輸入模塊的輸入端通過I/o引腳與所述微處理器連接，輸入模塊的輸出端與輸入板連接;所述的信息傳輸與控制板發(fā)送的數(shù)據(jù)包括控制命令和確認(rèn)信息；
輸出模塊:用于將輸出板接收到的機器人的數(shù)據(jù)傳輸至信息傳輸與控制板，所述輸出模塊的輸出端通過I/o引腳與所述微處理器連接，輸出模塊的輸入端與輸出板連接;所述的輸出板接收到的機器人的數(shù)據(jù)包括機器人的返回數(shù)據(jù)； 所述的輸入板用于將信息傳輸與控制板的發(fā)出的數(shù)據(jù)傳輸至機器人;所述的輸出板用于將機器人發(fā)出的數(shù)據(jù)傳輸至信息傳輸與控制板。
[0008]所述的輸入模塊為隔1?輸入模塊，所述的輸出模塊為隔1?輸出模塊，所述的隔尚輸入模塊和隔離輸出模塊均包括光電親合器，實現(xiàn)輸入端、輸出端的隔離。
[0009]所述的級聯(lián)接口包括RS232、RS422、RS485、CAN和網(wǎng)口中的一種或者多種。
[0010]—種機器人控制方法，信息傳輸與控制板發(fā)起控制，對于每一幀控制數(shù)據(jù)執(zhí)行如下步驟:
信息傳輸與控制板通過隔離輸出模塊向機器人的I /0單元發(fā)出控制命令；
機器人接收到控制命令之后，將數(shù)據(jù)進行保存；
在規(guī)定的第一時間內(nèi)，機器人將保存的數(shù)據(jù)依次通過I/o單元和輸出板發(fā)送至信息傳輸與控制板；
在規(guī)定的第二時間內(nèi)，若機器人返回數(shù)據(jù)，則信息傳輸與控制板檢驗返回數(shù)據(jù)的正確性，即判斷發(fā)出的控制命令與接收到數(shù)據(jù)是否相同，如果符合要求則向機器人發(fā)出確認(rèn)信息;
若在規(guī)定的第二時間內(nèi)未返回數(shù)據(jù)，則進行超時重發(fā)或者報警；
在檢驗返回數(shù)據(jù)的正確性時，如果檢驗正確性的過程中不符合要求，則向外部控制主機發(fā)出反饋信息。
[0011]在信息傳輸與控制板通過輸入板向機器人的I/O單元發(fā)出控制命令之前這一步驟之前，還包括一個數(shù)據(jù)接收與判斷步驟:信息傳輸與控制板對外部控制主機發(fā)送的數(shù)據(jù)包進行翻譯與解析，判斷數(shù)據(jù)包中的控制命令的格式是否符合要求，如果不符合則向外部控制主機發(fā)出反饋信息。
[0012]在信息傳輸與控制板通過輸入板向機器人的I/O單元發(fā)出控制命令之前這一步驟之前，還包括一個機器人狀態(tài)檢查步驟:檢查機器人I/o單元輸出的狀態(tài)，判斷機器人是否空閑，如果空閑則進行下一步驟，否則向外部控制主機發(fā)出反饋信息。
[0013]所述的將數(shù)據(jù)進行保存為將數(shù)據(jù)保存至機器人的臨時變量存儲器中；當(dāng)機器人接收到確認(rèn)信息之后，將保存在臨時變量存儲器中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移至動作控制存儲器。
[0014]所述的控制命令包括命令碼和數(shù)據(jù)碼，所述的命令碼和數(shù)據(jù)碼均為N個byte的數(shù)據(jù)。
[0015]所述信息傳輸與控制板檢驗返回數(shù)據(jù)的正確性包括檢驗所述返回數(shù)據(jù)的命令碼和數(shù)據(jù)碼與發(fā)出的控制命令的命令碼的數(shù)值是否相同。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明在I/O點進行創(chuàng)新與拓展，將機器人用于接受信息的通用I/O單元拓展為接受信息與發(fā)送信息，通過本發(fā)明的控制裝置與方法確保每次傳輸數(shù)據(jù)都是正確的傳達給機器人，解決現(xiàn)有技術(shù)無法對因數(shù)據(jù)錯誤傳輸導(dǎo)致的后續(xù)錯誤進行提前中止，并且進一步的，使得使用者無法判斷到底是何種原因出錯(傳輸?shù)倪^程出錯或者是命令本身的錯誤)；同時本發(fā)明還設(shè)置有級聯(lián)接口，實現(xiàn)不同方式的數(shù)據(jù)傳輸。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)方框圖； 圖2為本發(fā)明方法流程圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖進一步詳細描述本發(fā)明的技術(shù)方案:
如圖1所示，一種機器人控制裝置，包括信息傳輸與控制板、輸入板和輸出板；
其中，信息傳輸與控制板包括:
級聯(lián)接口:實現(xiàn)與外部控制主機的數(shù)據(jù)傳輸，所述級聯(lián)接口還與微處理器連接；
微處理器:用于將外部控制主機發(fā)送的控制命令進行轉(zhuǎn)換后通過輸出板發(fā)送至機器人，還用于接收來自輸入板的返回數(shù)據(jù)并判斷返回數(shù)據(jù)的正確性，還用于在判斷正確性符合要求后通過輸出板向機器人發(fā)送確認(rèn)信息；
輸入模塊:用于將信息傳輸與控制板發(fā)送的數(shù)據(jù)傳輸至輸入板，所述輸入模塊的輸入端通過I/o引腳與所述微處理器連接，輸入模塊的輸出端與輸入板連接;所述的信息傳輸與控制板發(fā)送的數(shù)據(jù)包括控制命令和確認(rèn)信息；
輸出模塊:用于將輸出板接收到的機器人的數(shù)據(jù)傳輸至信息傳輸與控制板，所述輸出模塊的輸出端通過I/o引腳與所述微處理器連接，輸出模塊的輸入端與輸出板連接;所述的輸出板接收到的機器人的數(shù)據(jù)包括機器人的返回數(shù)據(jù)；
所述的輸入板用于將信息傳輸與控制板的發(fā)出的數(shù)據(jù)傳輸至機器人;所述的輸出板用于將機器人發(fā)出的數(shù)據(jù)傳輸至信息傳輸與控制板。
[O 019 ]所述的輸入模塊為隔尚輸入模塊，所述的輸出模塊為隔尚輸出模塊，所述的隔尚輸入模塊和隔離輸出模塊均包括光電親合器，實現(xiàn)輸入端、輸出端的隔離。
[0020]所述的級聯(lián)接口包括RS232、RS422、RS485、CAN和網(wǎng)口中的一種或者多種。
[0021 ]所述的外部控制主機為PC機或者智能終端。
[0022]其中，信息傳輸與控制板、輸入板和輸出板可以分別是三塊不同的板卡通過機械結(jié)構(gòu)進行縱向連接，或者是在同一水平面(通過解析結(jié)構(gòu)橫向連接，或者集成在一塊板卡上)，根據(jù)實際需求(如果縱向體積不重要，則選擇縱向連接，否則選擇橫向連接)進行選擇。
[0023]如圖2所示，一種機器人控制方法，信息傳輸與控制板發(fā)起控制，影響動作的數(shù)據(jù)由很復(fù)雜的多段數(shù)據(jù)集合構(gòu)成，不是一幀就能解決的。對于每一幀控制數(shù)據(jù)執(zhí)行如下步驟:
信息傳輸與控制板通過隔離輸出模塊向機器人的I /0單元發(fā)出控制命令；
機器人接收到控制命令之后，將數(shù)據(jù)進行保存；
在規(guī)定的第一時間內(nèi)，機器人將保存的數(shù)據(jù)依次通過I/O單元和輸出板發(fā)送至信息傳輸與控制板；
在規(guī)定的第二時間內(nèi)，若機器人返回數(shù)據(jù)，則信息傳輸與控制板檢驗返回數(shù)據(jù)的正確性，即判斷發(fā)出的控制命令與接收到數(shù)據(jù)是否相同，如果符合要求則向機器人發(fā)出確認(rèn)信息;
機器人接收到確認(rèn)信息之后，按照所述控制命令執(zhí)行相應(yīng)操作。此時前述的命令和數(shù)據(jù)就會被機器人部分進行處理，成為有效的影響動作的數(shù)據(jù)了。
[0024]若在規(guī)定的第二時間內(nèi)未返回數(shù)據(jù)，則進行超時重發(fā)或者報警；
同時，在檢驗返回數(shù)據(jù)的正確性時，如果檢驗正確性的過程中不符合要求，則向外部控制主機發(fā)出反饋信息。
[0025]在信息傳輸與控制板通過輸入板向機器人的I/O單元發(fā)出控制命令之前這一步驟之前，還包括一個數(shù)據(jù)接收與判斷步驟:信息傳輸與控制板對外部控制主機發(fā)送的數(shù)據(jù)包進行翻譯與解析，判斷數(shù)據(jù)包中的控制命令的格式是否符合要求，如果不符合則向外部控制主機發(fā)出反饋信息。此步驟是用于判斷數(shù)據(jù)包本身是否有錯誤，比如位數(shù)是否滿足條件，以及數(shù)值大小是否滿足條件。
[0026]在信息傳輸與控制板通過輸入板向機器人的I/O單元發(fā)出控制命令之前這一步驟之前，還包括一個機器人狀態(tài)檢查步驟:檢查機器人I/O單元輸出的狀態(tài)，判斷機器人是否空閑，如果空閑則進行下一步驟，否則向外部控制主機發(fā)出反饋信息。此步驟是避免多個外部控制主機對其進行同時控制而進行的誤操作，比如PC機在進行控制的時候，智能終端則無法對該機器人進行控制。
[0027]所述的將數(shù)據(jù)進行保存為將數(shù)據(jù)保存至機器人的臨時變量存儲器中；當(dāng)機器人接收到確認(rèn)信息之后，將保存在臨時變量存儲器中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移至動作控制存儲器。臨時存儲器的數(shù)據(jù)是對動作執(zhí)行無影響的，而機器人在執(zhí)行過程中會不斷讀取動作控制存儲器中的數(shù)據(jù)來完成動作。
[0028]所述的控制命令包括命令碼和數(shù)據(jù)碼，所述的命令碼和數(shù)據(jù)碼均為2個byte的數(shù)據(jù)。其中I個byte能夠表示0-255的數(shù)據(jù)，即可以表示256項不同的命令和數(shù)據(jù)。
[0029]所述信息傳輸與控制板檢驗返回數(shù)據(jù)的正確性包括檢驗所述返回數(shù)據(jù)的命令碼和數(shù)據(jù)碼與發(fā)出的控制命令的命令碼的數(shù)值是否相同。
【主權(quán)項】
1.一種機器人控制裝置，其特征在于:包括信息傳輸與控制板、輸入板和輸出板； 其中，信息傳輸與控制板包括: 級聯(lián)接口:實現(xiàn)與外部控制主機的數(shù)據(jù)傳輸，所述級聯(lián)接口還與微處理器連接； 微處理器:用于將外部控制主機發(fā)送的控制命令進行轉(zhuǎn)換后通過輸出板發(fā)送至機器人，還用于接收來自輸入板的返回數(shù)據(jù)并判斷返回數(shù)據(jù)的正確性，還用于在判斷正確性符合要求后通過輸出板向機器人發(fā)送確認(rèn)信息； 輸入模塊:用于將信息傳輸與控制板發(fā)送的數(shù)據(jù)傳輸至輸入板，所述輸入模塊的輸入端通過I/o引腳與所述微處理器連接，輸入模塊的輸出端與輸入板連接;所述的信息傳輸與控制板發(fā)送的數(shù)據(jù)包括控制命令和確認(rèn)信息； 輸出模塊:用于將輸出板接收到的機器人的數(shù)據(jù)傳輸至信息傳輸與控制板，所述輸出模塊的輸出端通過I/o引腳與所述微處理器連接，輸出模塊的輸入端與輸出板連接;所述的輸出板接收到的機器人的數(shù)據(jù)包括機器人的返回數(shù)據(jù)； 所述的輸入板用于將信息傳輸與控制板的發(fā)出的數(shù)據(jù)傳輸至機器人;所述的輸出板用于將機器人發(fā)出的數(shù)據(jù)傳輸至信息傳輸與控制板。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機器人控制裝置，其特征在于:所述的輸入模塊為隔離輸入模塊，所述的輸出模塊為隔尚輸出模塊，所述的隔1?輸入模塊和隔尚輸出模塊均包括光電耦合器，用于實現(xiàn)輸入端、輸出端的隔離。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機器人控制裝置，其特征在于:所述的級聯(lián)接口包括RS232、RS422、RS485、CAN和網(wǎng)口中的一種或者多種。4.一種機器人控制方法，其特征在于:信息傳輸與控制板發(fā)起控制，對于每一幀控制數(shù)據(jù)執(zhí)行如下步驟: 信息傳輸與控制板通過隔離輸出模塊向機器人的I /0單元發(fā)出控制命令； 機器人接收到控制命令之后，將數(shù)據(jù)進行保存； 在規(guī)定的第一時間內(nèi)，機器人將保存的數(shù)據(jù)依次通過I/O單元和輸出板發(fā)送至信息傳輸與控制板； 在規(guī)定的第二時間內(nèi)，若機器人返回數(shù)據(jù)，則信息傳輸與控制板檢驗返回數(shù)據(jù)的正確性，即判斷發(fā)出的控制命令與接收到數(shù)據(jù)是否相同，如果符合要求則向機器人發(fā)出確認(rèn)信息; 機器人接收到確認(rèn)信息之后，按照所述控制命令執(zhí)行相應(yīng)操作。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種機器人控制方法，其特征在于: 若在規(guī)定的第二時間內(nèi)未返回數(shù)據(jù)，則進行超時重發(fā)或者報警； 在檢驗返回數(shù)據(jù)的正確性時，如果檢驗正確性的過程中不符合要求，則向外部控制主機發(fā)出反饋信息。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種機器人控制方法，其特征在于:在信息傳輸與控制板通過輸入板向機器人的I/O單元發(fā)出控制命令之前這一步驟之前，還包括一個數(shù)據(jù)接收與判斷步驟:信息傳輸與控制板對外部控制主機發(fā)送的數(shù)據(jù)包進行翻譯與解析，判斷數(shù)據(jù)包中的控制命令的格式是否符合要求，如果不符合則向外部控制主機發(fā)出反饋信息。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種機器人控制方法，其特征在于:在信息傳輸與控制板通過輸入板向機器人的I/O單元發(fā)出控制命令之前這一步驟之前，還包括一個機器人狀態(tài)檢查步驟:檢查機器人I/O單元輸出的狀態(tài)，判斷機器人是否空閑，如果空閑則進行下一步驟，否則向外部控制主機發(fā)出反饋信息。8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種機器人控制方法，其特征在于:所述的將數(shù)據(jù)進行保存為將數(shù)據(jù)保存至機器人的臨時變量存儲器中；當(dāng)機器人接收到確認(rèn)信息之后，將保存在臨時變量存儲器中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移至動作控制存儲器。9.根據(jù)權(quán)利要求4?8中任意一項所述的一種機器人控制方法，其特征在于:所述的控制命令包括命令碼和數(shù)據(jù)碼，所述的命令碼和數(shù)據(jù)碼均為N個byte的數(shù)據(jù)。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種機器人控制方法，其特征在于:所述信息傳輸與控制板檢驗返回數(shù)據(jù)的正確性包括檢驗所述返回數(shù)據(jù)的命令碼和數(shù)據(jù)碼與發(fā)出的控制命令的命令碼的數(shù)值是否相同。
【文檔編號】G05B19/042GK105922261SQ201610400855
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年6月8日
【發(fā)明人】陳嘯林, 蔣恒, 宋嘉豪, 王建霖
【申請人】四川中科智慧智能系統(tǒng)有限公司