一種機器人控制裝置及其控制方法
【專利摘要】本發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起控制，對于每一幀控制數據執行如下步驟：信息傳輸與控制板通過輸入板向機器人的I/O單元發出控制命令；機器人接收到控制命令之后，將數據進行保存；經過一定時間后，機器人將保存的數據依次通過I/O單元和輸出板發送至信息傳輸與控制板；信息傳輸與控制板檢驗返回數據的正確性，即判斷發出的控制命令與接收到數據是否相同，如果符合要求則向機器人發出確認信息；機器人接收到確認信息之后，按照所述控制命令執行相應操作。本發明確保每次傳輸數據都是正確的傳達給機器人，解決現有技術無法對因數據錯誤傳輸導致的后續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
技術領域
[0001 ]本發明涉及一種機器人控制裝置及其控制方法。
【背景技術】
[0002]機器人(Robot)是自動執行工作的機器裝置。它既可以接受人類指揮，又可以運行預先編排的程序，也可以根據以人工智能技術制定的原則綱領行動。它的任務是協助或取代人類工作的工作，例如生產業、建筑業，或是危險的工作。
[0003 ]但是現有的機器人存在著以下的問題:
一、在現有的情況下，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、現有技術的機器人的通用I/O單元只是用于接受信息，并不對數據進行交互。
[0005]三、現有技術的機器人并不對數據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電磁干擾的情況下，由于不能自動對傳輸的數據進行驗證，尤其是在數據傳輸錯誤的情況下，會導致機器人接收錯誤命令進而執行錯誤動作，并且在執行錯誤動作之后才會發現，無法對因數據錯誤傳輸導致的后續錯誤進行提前中止，并且進一步的，使得使用者無法判斷到底是何種原因出錯(傳輸的過程出錯或者是命令本身的錯誤)。
【發明內容】
[0006]本發明的目的在于克服現有技術的不足，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單元進行拓展與創新，確保每次傳輸數據都是正確的傳達給機器人，解決現有技術無法對因數據錯誤傳輸導致的后續錯誤進行提前中止，并且進一步的使得使用者無法判斷到底是何種原因出錯(傳輸的過程出錯或者是命令本身的錯誤)的問題。
[0007]本發明的目的是通過以下技術方案來實現的: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:
級聯接口:實現與外部控制主機的數據傳輸，所述級聯接口還與微處理器連接；
微處理器:用于將外部控制主機發送的控制命令進行轉換后通過輸出板發送至機器人，還用于接收來自輸入板的返回數據并判斷返回數據的正確性，還用于在判斷正確性符合要求后通過輸出板向機器人發送確認信息；
輸入模塊:用于將信息傳輸與控制板發送的數據傳輸至輸入板，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送的數據包括控制命令和確認信息；
輸出模塊:用于將輸出板接收到的機器人的數據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據包括機器人的返回數據； 所述的輸入板用于將信息傳輸與控制板的發出的數據傳輸至機器人;所述的輸出板用于將機器人發出的數據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，實現輸入端、輸出端的隔離。
[0009]所述的級聯接口包括RS232、RS422、RS485、CAN和網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起控制，對于每一幀控制數據執行如下步驟:
信息傳輸與控制板通過隔離輸出模塊向機器人的I /0單元發出控制命令；
機器人接收到控制命令之后，將數據進行保存；
在規定的第一時間內，機器人將保存的數據依次通過I/o單元和輸出板發送至信息傳輸與控制板；
在規定的第二時間內，若機器人返回數據，則信息傳輸與控制板檢驗返回數據的正確性，即判斷發出的控制命令與接收到數據是否相同，如果符合要求則向機器人發出確認信息;
若在規定的第二時間內未返回數據，則進行超時重發或者報警；
在檢驗返回數據的正確性時，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單元發出控制命令之前這一步驟之前，還包括一個數據接收與判斷步驟:信息傳輸與控制板對外部控制主機發送的數據包進行翻譯與解析，判斷數據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單元發出控制命令之前這一步驟之前，還包括一個機器人狀態檢查步驟:檢查機器人I/o單元輸出的狀態，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出反饋信息。
[0013]所述的將數據進行保存為將數據保存至機器人的臨時變量存儲器中；當機器人接收到確認信息之后，將保存在臨時變量存儲器中的數據轉移至動作控制存儲器。
[0014]所述的控制命令包括命令碼和數據碼，所述的命令碼和數據碼均為N個byte的數據。
[0015]所述信息傳輸與控制板檢驗返回數據的正確性包括檢驗所述返回數據的命令碼和數據碼與發出的控制命令的命令碼的數值是否相同。
[0016]本發明的有益效果是:
本發明在I/O點進行創新與拓展，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送信息，通過本發明的控制裝置與方法確保每次傳輸數據都是正確的傳達給機器人，解決現有技術無法對因數據錯誤傳輸導致的后續錯誤進行提前中止，并且進一步的，使得使用者無法判斷到底是何種原因出錯(傳輸的過程出錯或者是命令本身的錯誤)；同時本發明還設置有級聯接口，實現不同方式的數據傳輸。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發明結構方框圖； 圖2為本發明方法流程圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖進一步詳細描述本發明的技術方案:
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:
級聯接口:實現與外部控制主機的數據傳輸，所述級聯接口還與微處理器連接；
微處理器:用于將外部控制主機發送的控制命令進行轉換后通過輸出板發送至機器人，還用于接收來自輸入板的返回數據并判斷返回數據的正確性，還用于在判斷正確性符合要求后通過輸出板向機器人發送確認信息；
輸入模塊:用于將信息傳輸與控制板發送的數據傳輸至輸入板，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送的數據包括控制命令和確認信息；
輸出模塊:用于將輸出板接收到的機器人的數據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據包括機器人的返回數據；
所述的輸入板用于將信息傳輸與控制板的發出的數據傳輸至機器人;所述的輸出板用于將機器人發出的數據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，實現輸入端、輸出端的隔離。
[0020]所述的級聯接口包括RS232、RS422、RS485、CAN和網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構進行縱向連接，或者是在同一水平面(通過解析結構橫向連接，或者集成在一塊板卡上)，根據實際需求(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起控制，影響動作的數據由很復雜的多段數據集合構成，不是一幀就能解決的。對于每一幀控制數據執行如下步驟:
信息傳輸與控制板通過隔離輸出模塊向機器人的I /0單元發出控制命令；
機器人接收到控制命令之后，將數據進行保存；
在規定的第一時間內，機器人將保存的數據依次通過I/O單元和輸出板發送至信息傳輸與控制板；
在規定的第二時間內，若機器人返回數據，則信息傳輸與控制板檢驗返回數據的正確性，即判斷發出的控制命令與接收到數據是否相同，如果符合要求則向機器人發出確認信息;
機器人接收到確認信息之后，按照所述控制命令執行相應操作。此時前述的命令和數據就會被機器人部分進行處理，成為有效的影響動作的數據了。
[0024]若在規定的第二時間內未返回數據，則進行超時重發或者報警；
同時，在檢驗返回數據的正確性時，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單元發出控制命令之前這一步驟之前，還包括一個數據接收與判斷步驟:信息傳輸與控制板對外部控制主機發送的數據包進行翻譯與解析，判斷數據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出反饋信息。此步驟是用于判斷數據包本身是否有錯誤，比如位數是否滿足條件，以及數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單元發出控制命令之前這一步驟之前，還包括一個機器人狀態檢查步驟:檢查機器人I/O單元輸出的狀態，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]所述的將數據進行保存為將數據保存至機器人的臨時變量存儲器中；當機器人接收到確認信息之后，將保存在臨時變量存儲器中的數據轉移至動作控制存儲器。臨時存儲器的數據是對動作執行無影響的，而機器人在執行過程中會不斷讀取動作控制存儲器中的數據來完成動作。
[0028]所述的控制命令包括命令碼和數據碼，所述的命令碼和數據碼均為2個byte的數據。其中I個byte能夠表示0-255的數據，即可以表示256項不同的命令和數據。
[0029]所述信息傳輸與控制板檢驗返回數據的正確性包括檢驗所述返回數據的命令碼和數據碼與發出的控制命令的命令碼的數值是否相同。
【主權項】
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: 級聯接口:實現與外部控制主機的數據傳輸，所述級聯接口還與微處理器連接； 微處理器:用于將外部控制主機發送的控制命令進行轉換后通過輸出板發送至機器人，還用于接收來自輸入板的返回數據并判斷返回數據的正確性，還用于在判斷正確性符合要求后通過輸出板向機器人發送確認信息； 輸入模塊:用于將信息傳輸與控制板發送的數據傳輸至輸入板，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送的數據包括控制命令和確認信息； 輸出模塊:用于將輸出板接收到的機器人的數據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據包括機器人的返回數據； 所述的輸入板用于將信息傳輸與控制板的發出的數據傳輸至機器人;所述的輸出板用于將機器人發出的數據傳輸至信息傳輸與控制板。2.根據權利要求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，用于實現輸入端、輸出端的隔離。3.根據權利要求1所述的一種機器人控制裝置，其特征在于:所述的級聯接口包括RS232、RS422、RS485、CAN和網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起控制，對于每一幀控制數據執行如下步驟: 信息傳輸與控制板通過隔離輸出模塊向機器人的I /0單元發出控制命令； 機器人接收到控制命令之后，將數據進行保存； 在規定的第一時間內，機器人將保存的數據依次通過I/O單元和輸出板發送至信息傳輸與控制板； 在規定的第二時間內，若機器人返回數據，則信息傳輸與控制板檢驗返回數據的正確性，即判斷發出的控制命令與接收到數據是否相同，如果符合要求則向機器人發出確認信息; 機器人接收到確認信息之后，按照所述控制命令執行相應操作。5.根據權利要求4所述的一種機器人控制方法，其特征在于: 若在規定的第二時間內未返回數據，則進行超時重發或者報警； 在檢驗返回數據的正確性時，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出反饋信息。6.根據權利要求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單元發出控制命令之前這一步驟之前，還包括一個數據接收與判斷步驟:信息傳輸與控制板對外部控制主機發送的數據包進行翻譯與解析，判斷數據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出反饋信息。7.根據權利要求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單元發出控制命令之前這一步驟之前，還包括一個機器人狀態檢查步驟:檢查機器人I/O單元輸出的狀態，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出反饋信息。8.根據權利要求4所述的一種機器人控制方法，其特征在于:所述的將數據進行保存為將數據保存至機器人的臨時變量存儲器中；當機器人接收到確認信息之后，將保存在臨時變量存儲器中的數據轉移至動作控制存儲器。9.根據權利要求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據碼，所述的命令碼和數據碼均為N個byte的數據。10.根據權利要求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據的正確性包括檢驗所述返回數據的命令碼和數據碼與發出的控制命令的命令碼的數值是否相同。
【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有限公司