一種基于電力載波技術(shù)的機器人通訊系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機器人自動化技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于電力載波技術(shù)的機器人通訊系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電力載波是電力系統(tǒng)特有的通信方式，電力載波技術(shù)在現(xiàn)有的產(chǎn)品應(yīng)用方面已經(jīng)開始推廣應(yīng)用，如智能家居控制網(wǎng)、遠程抄表系統(tǒng)、遠程路燈監(jiān)控系統(tǒng)、電梯實現(xiàn)遠程呼梯等。而電力載波通訊技術(shù)是指利用現(xiàn)有電力線，通過載波方式將模擬或數(shù)字信號進行高速傳輸?shù)募夹g(shù)，其最大特點是不需要重新架設(shè)網(wǎng)絡(luò)，只要有電線，就能進行數(shù)據(jù)傳遞。
[0003]而現(xiàn)有機器人工作站中機器人總控通訊方式為采用專用通訊電纜通訊方式，該通訊方式的缺點在于:耗費電纜材料的使用成本及維護成本，不利于設(shè)備使用的可靠性，尤其是在機器人使用數(shù)量很多的條件下，電纜布線數(shù)量多且雜亂，不利于維護；且通訊環(huán)境中存在電磁波干擾，影響信號傳輸?shù)目煽啃?。隨著機器人自動化技術(shù)的不斷發(fā)展，如何在機器人之間采用電力載波通訊技術(shù)進行信號傳輸，仍然是很少見的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了一種基于電力載波技術(shù)的機器人通訊系統(tǒng)及方法，旨在解決現(xiàn)有的機器人電纜通訊方式耗費電纜材料的使用成本及維護成本，電纜布線數(shù)量多且雜亂，不利于維護，且通訊環(huán)境中存在電磁波干擾影響信號傳輸?shù)募夹g(shù)問題。
[0005]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種基于電力載波技術(shù)的機器人通訊系統(tǒng)，包括機器人、電力線和電力載波轉(zhuǎn)換裝置，所述機器人用于將需要傳輸?shù)男盘栐摧敵鲂盘栟D(zhuǎn)化為標準信號，所述電力線用于通過載波方式將信號進行傳輸，所述電力載波轉(zhuǎn)換裝置與機器人相連，所述電力載波轉(zhuǎn)換裝置接收機器人發(fā)送的標準信號，將標準信號調(diào)制在一個高頻載波信號上并發(fā)射到電力線上進行傳輸，所述電力載波轉(zhuǎn)換裝置還將經(jīng)過電力線傳輸?shù)母哳l調(diào)制信號從電力線路上濾出，將頻率信號解調(diào)成電壓信號發(fā)送到機器人控制器中實現(xiàn)遠程控制。
[0006]本發(fā)明實施例采取的技術(shù)方案還包括:還包括輸入/輸出裝置，所述輸入/輸出裝置與電力載波轉(zhuǎn)換裝置相連，用于接收電力載波轉(zhuǎn)換裝置輸出的電壓信號，將電壓信號輸入到機器人控制器中。
[0007]本發(fā)明實施例采取的技術(shù)方案還包括:所述電力載波轉(zhuǎn)換裝置包括信號調(diào)制器、功率放大器和耦合發(fā)射器，所述信號調(diào)制器、功率放大器和耦合發(fā)射器依次相連，所述耦合發(fā)射器與電力線相連，信號調(diào)制器接收機器人輸出的標準信號，將標準信號以調(diào)頻或調(diào)幅的形式將標準信號調(diào)制在一個高頻載波信號上并發(fā)送至功率放大器，所述功率放大器接收信號調(diào)制器發(fā)送的高頻載波信號，對高頻載波信號進行放大處理后發(fā)送至耦合發(fā)射器，所述耦合發(fā)射器將接收的放大高頻載波信號發(fā)射到電力線上實現(xiàn)遠距離傳輸。
[0008]本發(fā)明實施例采取的技術(shù)方案還包括:所述電力載波轉(zhuǎn)換裝置還包括信號耦合器、信號濾波器、信號解調(diào)器和信號放大器，所述信號耦合器、信號濾波器、信號解調(diào)器和信號放大器依次相連，所述信號耦合器與電力線相連，所述信號放大器與輸入/輸出裝置相連。
[0009]本發(fā)明實施例采取的技術(shù)方案還包括:所述信號耦合器和信號濾波器分別將電力線傳輸?shù)母哳l載波信號進行信號耦合和信號濾波，將高頻調(diào)制信號從電力線路上濾出，并傳輸給信號解調(diào)器和信號放大器；所述信號解調(diào)器和信號放大器分別對接收的頻率信號進行解調(diào)和放大處理，將頻率信號解調(diào)成電壓信號。
[0010]本發(fā)明實施例采取的技術(shù)方案還包括:所述電力載波轉(zhuǎn)換裝置還包括信號接收器，所述信號接收器一端連接電力線，另一端與信號耦合器相連，用于接收電力線傳輸?shù)母哳l信號，并將高頻信號發(fā)送至信號耦合器。
[0011]本發(fā)明實施例采取的技術(shù)方案還包括:所述電力載波轉(zhuǎn)換裝置還包括阻波器，所述阻波器設(shè)置在電力線的兩端，用于保證特定頻率的工頻信號電流順利通過，并阻止高頻信號向變電站側(cè)損失。
[0012]本發(fā)明實施例米取的另一技術(shù)方案為:一種基于電力載波技術(shù)的機器人通訊方法，包括:
[0013]步驟a:通過機器人將需要傳輸?shù)男盘栐摧敵鲂盘栟D(zhuǎn)化為標準信號，并將標準信號發(fā)送至電力載波轉(zhuǎn)換裝置；
[0014]步驟b:電力載波轉(zhuǎn)換裝置將標準信號調(diào)制在一個高頻載波信號上，并將高頻信號發(fā)射到電力線上；
[0015]步驟c:接收高頻調(diào)制信號，通過線路耦合和信號濾波處理，將高頻調(diào)制信號從電力線上濾出，并對接收的頻率信號進行信號解調(diào)和信號放大處理，把頻率信號解調(diào)成電壓信號;
[0016]步驟d:通過輸入/輸出裝置將電壓信號輸入到機器人控制器中進行數(shù)據(jù)處理和控制計算，并輸出控制信號以實現(xiàn)遠程控制。
[0017]本發(fā)明實施例采取的技術(shù)方案還包括:所述步驟b還包括:對高頻信號進行放大處理后，將放大后的高頻信號發(fā)射到電力線上。
[0018]本發(fā)明實施例采取的技術(shù)方案還包括:所述步驟c還包括:在電力線兩端設(shè)置阻波器，通過阻波器保證信號通訊過程中特定頻率的工頻信號電流順利通過，并阻止高頻信號向變電站側(cè)損失。
[0019]本發(fā)明實施例的基于電力載波技術(shù)的機器人通訊系統(tǒng)及方法通過將電力載波通訊技術(shù)與機器人控制器進行融合，通過電力載波對信號在電力線上調(diào)制、解調(diào)的技術(shù)，使機器人與控制器采用電力載波通訊的形式進行信息交互，不但節(jié)省了傳統(tǒng)的電纜通訊方式的電纜材料使用的成本，還節(jié)省了維護的費用，提高了設(shè)備使用的可靠性，尤其是在機器人使用數(shù)量很多的條件下，每臺機器人與控制器的通訊都采用電力載波通訊的形式，減少了現(xiàn)場布線的數(shù)量，現(xiàn)場簡潔且便于維護，并可避免通訊環(huán)境中的電磁波干擾，提高信號傳輸?shù)目煽啃浴?br>【附圖說明】
[0020]附圖1是本發(fā)明實施例的基于電力載波技術(shù)的機器人通訊系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]附圖2是本發(fā)明實施例的基于電力載波技術(shù)的機器人通訊方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0022]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0023]請參閱圖1，是本發(fā)明實施例的基于電力載波技術(shù)的機器人通訊系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明實施例的基于電力載波技術(shù)的機器人通訊系統(tǒng)包括機器人、電力載波轉(zhuǎn)換裝置、電力線、輸入/輸出裝置及機器人控制器。其中，機器人與電力載波轉(zhuǎn)換裝置相連，電力載波轉(zhuǎn)換裝置與輸入/輸出裝置相連，輸入/輸出裝置相連與機器人控制器相連。機器人用于將需要傳輸?shù)男盘栐摧敵鲂盘栟D(zhuǎn)化為標準信號，并將標準信號發(fā)送至電力載波轉(zhuǎn)換裝置；電力載波轉(zhuǎn)換裝置接收機器人發(fā)送的標準信號，將標準信號調(diào)制在一個高頻載波信號上并發(fā)射到電力線上，實現(xiàn)遠距離傳輸；在傳輸?shù)慕K端，電力載波轉(zhuǎn)換裝置將高頻調(diào)制信號從電力線路上濾出，把頻率信號解調(diào)成標準的TTL(Transistor-Transistor Logic,晶體管-晶體管邏輯電平)電壓信號。輸入/輸出裝置接收電力載波轉(zhuǎn)換裝置輸出的標準TTL電壓信號，將標準TTL電壓信號輸入到機器人控制器中，在機器人控制器內(nèi)部進行各種數(shù)據(jù)處理和控制計算，并輸出控制信號，最終實現(xiàn)遠程控制。其中，機器人為工業(yè)機器人，可以理解，在本發(fā)明實施方式中，也可以采用其他類型的機器人；輸入/輸出裝置采用輸入/輸出卡(I/O卡)，可以理解，在本發(fā)明實施方式中，也可以采用其他類型的輸入/輸出裝置。
[0024]電力載波轉(zhuǎn)換裝置包括信號調(diào)制器、功率放大器、耦合發(fā)射器、信號耦合器、信號濾波器、信號解調(diào)器和信號放大器。其中，信號調(diào)制器、功率放大器、耦合發(fā)射器依次相連，耦合發(fā)射器與電力線相連；信號耦合器、信號濾波器、信號解調(diào)器和信號放大器依次相連，信號耦合器與電力線相連，信號放大器與輸入/輸出裝置相連。信號調(diào)制器接收機器人輸出的標準信號，將標準信號以調(diào)頻或調(diào)幅的形式將標準信號調(diào)制在一個高頻載波信號上并發(fā)送至功率放大器，功率放大器接收信號調(diào)制器發(fā)送的高頻載波信號，對高頻載波信號進行放大處理后發(fā)送至耦合發(fā)射器；耦合發(fā)射器將接收的放大高頻載波信號發(fā)射到電力線上實現(xiàn)遠距離傳輸。信號耦合器和信號濾波器分別將電力線傳輸?shù)母哳l載波信號進行信號耦合和信號濾波，將高頻調(diào)制信號從電力線路上濾出，并傳輸給信號解調(diào)器和信號放大器；信號解調(diào)器和信號放大器分別對接收的頻率信號進行解調(diào)和放大處理，將頻率信號解調(diào)成標準的TTL電壓信號。
[0025]電力載波轉(zhuǎn)換裝置還包括阻波器，阻波器