一種移動(dòng)機(jī)器人嵌入式數(shù)據(jù)鏈集成系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種移動(dòng)機(jī)器人嵌入式數(shù)據(jù)鏈集成系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的移動(dòng)機(jī)器人均是采用X86架構(gòu)或者ARM架構(gòu)的高性能計(jì)算機(jī)作為其運(yùn)算處理中心，包括各式迷你臺(tái)式電腦、工控機(jī)等。但是，在需要安裝各種外接設(shè)備的機(jī)器人上面，這類(lèi)計(jì)算機(jī)普遍存在一些問(wèn)題:
[0003]硬件層面上，這類(lèi)計(jì)算機(jī)對(duì)外接口非常有限，而且相對(duì)應(yīng)的電器標(biāo)準(zhǔn)也是固定的，難以滿(mǎn)足機(jī)器人對(duì)傳感器、控制器的復(fù)雜多變的需求。如果使用USBHub這樣的設(shè)備擴(kuò)展接口，也可能面臨負(fù)載功率不夠、連接不穩(wěn)定、通訊速度降低等問(wèn)題。
[0004]軟件層面上，各種設(shè)備通過(guò)底層協(xié)議直接接入主機(jī)，會(huì)增加主機(jī)程序的運(yùn)算復(fù)雜度，占用一定的處理器資源;而若一旦出現(xiàn)了非法斷開(kāi)等故障，可能會(huì)因驅(qū)動(dòng)問(wèn)題導(dǎo)致主機(jī)程序的卡頓、短暫死機(jī)等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響機(jī)器人的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷及存在的技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型解決的首要技術(shù)問(wèn)題是提供一種移動(dòng)機(jī)器人嵌入式數(shù)據(jù)鏈集成系統(tǒng)，本系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與移動(dòng)機(jī)器人主機(jī)相連接，從而降低了移動(dòng)機(jī)器人主機(jī)的運(yùn)算量，提高了機(jī)器人的運(yùn)行穩(wěn)定性。
[0006]實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是:
[0007]本實(shí)用新型的一種移動(dòng)機(jī)器人嵌入式數(shù)據(jù)鏈集成系統(tǒng)，包括處理器、傳感器、驅(qū)動(dòng)設(shè)備、微機(jī)電系統(tǒng)、電池管理模塊，所述傳感器、驅(qū)動(dòng)設(shè)備、微機(jī)電系統(tǒng)、電池管理模塊均與處理器相電連接，所述處理器通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與移動(dòng)機(jī)器人主機(jī)相通信連接。
[0008]本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)為，還包括超聲雷達(dá)，所述超聲雷達(dá)與處理器相電連接。
[0009]本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)為，還包括顯示控制器，所述顯示控制器與處理器相電連接。
[0010]本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)為，所述顯示控制器為彩色光顯控制器。
[0011]本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)為，還包括擴(kuò)展接口，所述擴(kuò)展接口與處理器相電連接。
[0012]本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)為，所述擴(kuò)展接口為數(shù)字/模擬10。
[0013]本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)為，所述傳感器包括溫濕度傳感器。
[0014]本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)為，所述驅(qū)動(dòng)設(shè)備為無(wú)刷直流伺服驅(qū)動(dòng)器。
[0015]本實(shí)用新型由于采用了以上技術(shù)方案，使其具有以下有益效果是:
[0016]1、本實(shí)用新型提供的移動(dòng)機(jī)器人嵌入式數(shù)據(jù)鏈集成系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與移動(dòng)機(jī)器人主機(jī)相通訊連接，從而，移動(dòng)機(jī)器人主機(jī)不再需要直接攜帶傳感、控制等負(fù)載，它只需接入機(jī)器人自身的局域網(wǎng)(通過(guò)微型網(wǎng)絡(luò)交換機(jī))，便可以訂閱全部的傳感器有效信息，并對(duì)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)部件進(jìn)行高效實(shí)時(shí)的控制。
[0017]2、本系統(tǒng)作為一個(gè)嵌入式的設(shè)備托管中心，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人運(yùn)算主機(jī)同外圍設(shè)備的邏輯隔離，運(yùn)算主機(jī)只需要配置下去反饋信息類(lèi)型及運(yùn)動(dòng)命令，根本不必知道傳感器、控制器的具體種類(lèi)及型號(hào)；而每種設(shè)備的初始化、自檢、運(yùn)行，甚至包括斷線(xiàn)重連、故障檢測(cè)及故障恢復(fù)判斷等操作，將全部由本系統(tǒng)托管完成，從而大大減少了移動(dòng)機(jī)器人主機(jī)的運(yùn)算量。
[0018]3、在電氣層面，本系統(tǒng)配備足夠數(shù)量的各類(lèi)接口，并根據(jù)攜帶的具體設(shè)備合理安排電源，完全避免功率不足的問(wèn)題；同時(shí)，本系統(tǒng)預(yù)留針對(duì)子系統(tǒng)的擴(kuò)展接口，當(dāng)某異構(gòu)的機(jī)器人需要多個(gè)同型設(shè)備時(shí)，可集成一個(gè)子系統(tǒng)專(zhuān)門(mén)應(yīng)對(duì)，然后通過(guò)擴(kuò)展接口方便靈活的接入母系統(tǒng)。
[0019]4、本實(shí)用新型技術(shù)對(duì)移動(dòng)機(jī)器人硬件結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，釋放了運(yùn)算主機(jī)全部的對(duì)外電氣負(fù)載及一部分的運(yùn)算資源，使整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)潔和明晰，提高了機(jī)器人硬件設(shè)備的集成效率。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為本實(shí)用新型一種移動(dòng)機(jī)器人嵌入式數(shù)據(jù)鏈集成系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0022]如圖1所示，一種移動(dòng)機(jī)器人嵌入式數(shù)據(jù)鏈集成系統(tǒng)，包括處理器1、傳感器2、驅(qū)動(dòng)設(shè)備3、微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)4、電池管理模塊5，所述傳感器2、驅(qū)動(dòng)設(shè)備3、微機(jī)電系統(tǒng)4、電池管理模塊5均與處理器I相電連接，所述處理器I通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與移動(dòng)機(jī)器人主機(jī)相通信連接。本實(shí)施例中，處理器I為數(shù)據(jù)采集/發(fā)布處理器，該處理器的核心為T(mén)I的C2000系列DSP，型號(hào)為T(mén)MS320F28335，微機(jī)電系統(tǒng)4為九軸加速度MEMS。
[0023]本實(shí)用新型提供的移動(dòng)機(jī)器人嵌入式數(shù)據(jù)鏈集成系統(tǒng)進(jìn)一步改進(jìn)為，還包括超聲雷達(dá)6，所述超聲雷達(dá)6與處理器I相電連接。
[0024]本實(shí)用新型的移動(dòng)機(jī)器人嵌入式數(shù)據(jù)鏈集成系統(tǒng)進(jìn)一步改進(jìn)為，還包括顯示控制器7，所述顯示控制器7與處理器I相電連接。
[0025]本實(shí)用新型的移動(dòng)機(jī)器人嵌入式數(shù)據(jù)鏈集成系統(tǒng)進(jìn)一步改進(jìn)為，所述顯示控制器7為彩色光顯控制器。
[0026]本實(shí)用新型的移動(dòng)機(jī)器人嵌入式數(shù)據(jù)鏈集成系統(tǒng)進(jìn)一步改進(jìn)為，還包括擴(kuò)展接口8，所述擴(kuò)展接口 8與處理器I相電連接。
[0027]本實(shí)用新型的移動(dòng)機(jī)器人嵌入式數(shù)據(jù)鏈集成系統(tǒng)進(jìn)一步改進(jìn)為，所述擴(kuò)展接口8為數(shù)字/模擬10。
[0028]本實(shí)用新型的移動(dòng)機(jī)器人嵌入式數(shù)據(jù)鏈集成系統(tǒng)進(jìn)一步改進(jìn)為，所述傳感器2包括溫濕度傳感器。
[0029]本實(shí)用新型的移動(dòng)機(jī)器人嵌入式數(shù)據(jù)鏈集成系統(tǒng)進(jìn)一步改進(jìn)為，所述驅(qū)動(dòng)設(shè)備3為無(wú)刷直流伺服驅(qū)動(dòng)器。
[0030]數(shù)據(jù)采集/發(fā)布處理器通過(guò)高速SPI總線(xiàn)連接至網(wǎng)絡(luò)控制器，從而接入局域網(wǎng)。DSP通過(guò)私有協(xié)議與機(jī)器人運(yùn)算主機(jī)通訊。
[0031]數(shù)據(jù)采集/發(fā)布處理器通過(guò)DSP內(nèi)置的eCAN設(shè)備和外置CAN控制器實(shí)現(xiàn)CAN2.0協(xié)議。DSP通過(guò)CAN總線(xiàn)擴(kuò)展接口連接至機(jī)器人的彩色光顯控制板，以及超聲雷達(dá)拓展板。
[0032]數(shù)據(jù)采集/發(fā)布處理器通過(guò)DSP內(nèi)置的IIC總線(xiàn)連接至溫濕度傳感器。
[0033]數(shù)據(jù)采集/發(fā)布處理器通過(guò)DSP內(nèi)置的SCI總線(xiàn)，與9軸加速度傳感器相連接，采集加速度及角度信息。
[0034]數(shù)據(jù)采集/發(fā)布處理器通過(guò)DSP內(nèi)置的SCI總線(xiàn)和外置轉(zhuǎn)換芯片實(shí)現(xiàn)RS485串口，采集電池信息。
[0035]數(shù)據(jù)采集/發(fā)布處理器通過(guò)DSP內(nèi)置的SCI總線(xiàn)和外置轉(zhuǎn)換芯片實(shí)現(xiàn)RS232串口，接入無(wú)刷直流電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器，控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，并采集電機(jī)碼盤(pán)信息，進(jìn)行里程計(jì)的計(jì)算。
[0036]數(shù)據(jù)采集/發(fā)布處理器通過(guò)DSP內(nèi)置的通用數(shù)字1和外置的光耦隔離、繼電器等設(shè)備，進(jìn)行通用的數(shù)字輸入/輸出功能。
[0037]本系統(tǒng)在工作過(guò)程中，接入到移動(dòng)機(jī)器人自身的局域網(wǎng)中，這樣移動(dòng)機(jī)器人主機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與本系統(tǒng)進(jìn)行通信，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)移動(dòng)機(jī)器人的控制和其他功能。
[0038]應(yīng)當(dāng)理解，方位詞均是結(jié)合操作者和使用者的日常操作習(xí)慣以及說(shuō)明書(shū)附圖而設(shè)立的，它們的出現(xiàn)不應(yīng)當(dāng)影響本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0039]以上結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域中普通技術(shù)人員可根據(jù)上述說(shuō)明對(duì)本實(shí)用新型做出種種變化例。因而，實(shí)施例中的某些細(xì)節(jié)不應(yīng)構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限定，本實(shí)用新型將以所附權(quán)利要求書(shū)界定的范圍作為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種移動(dòng)機(jī)器人嵌入式數(shù)據(jù)鏈集成系統(tǒng)，其特征在于，包括處理器、傳感器、驅(qū)動(dòng)設(shè)備、微機(jī)電系統(tǒng)、電池管理模塊，所述傳感器、驅(qū)動(dòng)設(shè)備、微機(jī)電系統(tǒng)、電池管理模塊均與處理器相電連接，所述處理器通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與移動(dòng)機(jī)器人主機(jī)相通信連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種移動(dòng)機(jī)器人嵌入式數(shù)據(jù)鏈集成系統(tǒng)，其特征在于，還包括超聲雷達(dá)，所述超聲雷達(dá)與處理器相電連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種移動(dòng)機(jī)器人嵌入式數(shù)據(jù)鏈集成系統(tǒng)，其特征在于，還包括顯示控制器，所述顯示控制器與處理器相電連接。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種移動(dòng)機(jī)器人嵌入式數(shù)據(jù)鏈集成系統(tǒng)，其特征在于，所述顯示控制器為彩色光顯控制器。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種移動(dòng)機(jī)器人嵌入式數(shù)據(jù)鏈集成系統(tǒng)，其特征在于，還包括擴(kuò)展接口，所述擴(kuò)展接口與處理器相電連接。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種移動(dòng)機(jī)器人嵌入式數(shù)據(jù)鏈集成系統(tǒng)，其特征在于，所述擴(kuò)展接口為數(shù)字/模擬10。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種移動(dòng)機(jī)器人嵌入式數(shù)據(jù)鏈集成系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器包括溫濕度傳感器。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種移動(dòng)機(jī)器人嵌入式數(shù)據(jù)鏈集成系統(tǒng)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)設(shè)備為無(wú)刷直流伺服驅(qū)動(dòng)器。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提供的一種移動(dòng)機(jī)器人嵌入式數(shù)據(jù)鏈集成系統(tǒng)，包括處理器、傳感器、驅(qū)動(dòng)設(shè)備、微機(jī)電系統(tǒng)、電池管理模塊，所述傳感器、驅(qū)動(dòng)設(shè)備、微機(jī)電系統(tǒng)、電池管理模塊均與處理器相電連接，所述處理器通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與移動(dòng)機(jī)器人主機(jī)相通信連接。本實(shí)用新型提供的移動(dòng)機(jī)器人嵌入式數(shù)據(jù)鏈集成系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與移動(dòng)機(jī)器人主機(jī)相通訊連接，從而，移動(dòng)機(jī)器人主機(jī)不再需要直接攜帶傳感、控制等負(fù)載，大大降低了移動(dòng)機(jī)器人主機(jī)的運(yùn)算量，使得移動(dòng)機(jī)器人更加安全穩(wěn)定地運(yùn)行。
【IPC分類(lèi)】G05B19/042
【公開(kāi)號(hào)】CN205375107
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201620121063
【發(fā)明人】王群, 趙越, 戴蕭何, 葉楊笙, 馮源
【申請(qǐng)人】上海仙知機(jī)器人科技有限公司
【公開(kāi)日】2016年7月6日
【申請(qǐng)日】2016年2月15日