一种机械臂控制装置、控制电路及关节电机控制电路的制作方法

    技术2026-06-13  19


    本技术涉及服务机器人领域,特别地,涉及一种机械臂的关节电机控制装置、控制电路及关节电机控制电路。


    背景技术:

    1、服务机器人是一种半自主或全自主工作的机器人,它能完成有益于人类的服务工作,例如,一些贴近人们生活的机器人。

    2、服务机器人的机械臂是服务机器人的部件之一,一机械臂通常包括若干关节部,关节部通过相应的关节电机控制电路对关节电机进行控制。

    3、现有服务机器人的机械臂控制针对若干机械臂控制电路之间的级联,例如,服务机器人具有2个机械臂,则级联方式是将该两机械臂控制电路进行级联。这种级联方式仅实现了机械臂控制电路之间的信号发送和接收,而未能实现各关节电机控制电路的级联。


    技术实现思路

    1、本实用新型提供了一种机械臂控制装置、控制电路及关节电机控制电路,以实现各关节电机控制电路的级联。

    2、本实用新型第一方面提供了一种机械臂控制装置,所述机械臂控制装置包括:机械臂控制电路、以及依次级联的至少一个关节电机控制电路,该依次级联的至少一个关节电机控制电路形成链路,

    3、所述链路中,首级关节电机控制电路与机械臂控制电路电连接,

    4、所述控制电路包括:

    5、微处理器芯片,所述微处理器芯片具有级联通信管脚,

    6、级联通信总线电路,所述级联通信总线电路电连接于所级联控制电路与所述级联通信管脚之间。

    7、较佳地,所述链路的数量为多条,每一条链路中首级关节电机控制电路与机械臂控制电路电连接,

    8、较佳地,所述级联通信管脚包括第一级联通信管脚、以及第二级联通信管脚中的至少之一,

    9、较佳地,所述级联通信总线电路包括:第一级联通信总线电路、第二级联通信总线电路中的至少之一,

    10、其中,

    11、所述第一级联通信总线电路与第一级联通信管脚电连接,

    12、所述第二级联通信总线电路与第二级联通信管脚电连接,

    13、所述第一级联通信总线电路、第二级联通信总线电路支持不同的通信协议。

    14、较佳地,所述第一级联通信管脚、第二级联通信管脚均包括接收管脚和发送管脚,

    15、较佳地,所述第一级联通信总线电路、第二级联通信总线电路均包括:

    16、总线接收电路,所述总线接收电路电连接于上一控制电路中的总线发送电路与接收管脚之间,该接收管脚与所述总线接收电路所支持的通信协议相同,

    17、总线发送电路,所述总线发送电路电连接于所述发送管脚与下一控制电路中的总线接收电路之间,所述总线发送电路与所述发送管脚所支持的通信协议相同。

    18、较佳地,所述链路中,末级关节电机控制电路与所述机械臂控制电路电连接,

    19、较佳地,所述第一级联通信总线电路为工业现场总线can总线电路,

    20、较佳地,所述第二级联通信总线电路为以太网控制自动化技术ethercat总线电路,

    21、较佳地,所述首级关节电机控制电路与机械臂控制电路通过ethercat总线电路、can总线电路中的至少之一电连接,

    22、较佳地,所述末级关节电机控制电路与机械臂控制电路通过ethercat总线电路、can总线电路中的至少之一电连接,

    23、较佳地,所述链路中,相邻两关节电机控制电路之间通过ethercat总线电路、can总线电路中的至少之一电连接;

    24、较佳地,所述关节电机控制电路中微处理器芯片还具有:本级通信管脚,

    25、较佳地,所述关节电机控制电路还包括:

    26、本级通信总线电路,所述本级通信总线电路电连接于用于采集关节电机转动信息的传感器与本级通信管脚之间。

    27、较佳地,所述首级关节电机控制电路与机械臂控制电路通过ethercat总线电路、can总线电路中的至少之一电连接,包括:

    28、首级关节电机控制电路中总线接收电路与机械臂控制电路中的总线发送电路电连接,且该总线接收电路与该总线发送电路所支持的通信协议相同,

    29、较佳地,所述末级关节电机控制电路与机械臂控制电路通过ethercat总线电路、can总线电路中的至少之一电连接,包括:

    30、末级关节电机控制电路中总线发送电路与机械臂控制电路中的总线接收电路电连接,且该总线接收电路与该总线发送电路所支持的通信协议相同,

    31、较佳地,所述相邻两关节电机控制电路之间通过ethercat总线电路、can总线电路中的至少之一电连接,包括:

    32、对于首级关节电机控制电路以及其相邻的下一关节电机控制电路,首级关节电机控制电路中的总线发送电路为can总线接收电路、ethercat总线接收电路中的至少之一,下一关节电机控制电路中的总线接收电路与首级关节电机控制电路中的总线发送电路所支持的通信协议相同,

    33、对于除首级关节电机控制电路之外的两相邻关节电机控制电路中本关节电机控制电路和下一关节电机控制电路,

    34、本关节电机控制电路中的总线接收电路与上一关节电机控制电路中的总线发送电路所支持的通信协议相同,

    35、本关节电机控制电路中的总线发送电路为can总线接收电路、ethercat总线接收电路中的至少之一,

    36、下一关节电机控制电路中的总线接收电路与本关节电机控制电路中的总线发送电路所支持的通信协议相同,

    37、下一关节电机控制电路中的总线发送电路为can总线接收电路、ethercat总线接收电路中的至少之一;

    38、较佳地,所述本级通信管脚包括:第一本级通信管脚、以及第二本级通信管脚,

    39、较佳地,所述本级通信总线电路包括:

    40、第一本级通信总线电路,所述第一本级通信总线电路电连接于电机编码器与第一本级通信管脚之间,

    41、第二本级通信总线电路,所述第二本级通信总线电路电连接于减速器编码器与第二本级通信管脚之间。

    42、较佳地,所述电机编码器、减速器编码器均为双向同步串行协议bissc编码器,

    43、所述本级通信管脚还包括:第三本级通信管脚,

    44、所述本级通信总线电路还包括:

    45、第三本级通信总线电路,所述第三本级通信总线电路电连接于扭矩传感器与第三本级通信管脚之间

    46、所述微处理器芯片还具有采样信号输入管脚,

    47、所述关节电机控制电路还包括:

    48、采样电路,所述采样电路与采样信号输入管脚电连接。

    49、较佳地,所述微处理器芯片还具有控制信号输出管脚,

    50、较佳地,所述关节电机控制电路还包括:

    51、驱动电路,所述驱动电路与控制信号输出管脚电连接;

    52、较佳地,所述采样信号输入管脚包括:第一采样信号输入管脚、第二采样信号输入管脚、第三采样信号输入管脚,

    53、较佳地,所述采样电路包括:

    54、电流采样电路,所述电流采样电路与第一采样信号输入管脚电连接,

    55、电机温度采样电路,所述电机温度采样电路与第二采样信号输入管脚电连接,

    56、板载温度采样电路,所述板载温度采样电路与第三采样信号输入管脚电连接。

    57、较佳地,所述第一本级通信总线电路、第二本级通信总线电路为rs422通信总线电路,

    58、较佳地,所述第三本级通信总线电路为rs485通信总线电路,

    59、较佳地,所述本级通信管脚的通信模式为主从半双工通信模式。

    60、本实用新型第二方面提供一种机械臂控制电路,所述机械臂控制电路包括:

    61、微处理器芯片,所述微处理器芯片具有级联通信管脚,

    62、级联通信总线电路,所述级联通信总线电路电连接于所级联关节电机控制电路与所述级联通信管脚之间。

    63、本实用新型第三方面提供一种机械臂的关节电机控制电路,所述关节电机控制电路包括:

    64、微处理器芯片,所述微处理器芯片具有级联通信管脚、以及本级通信管脚,

    65、级联通信总线电路,所述级联通信总线电路电连接于所级联控制电路与所述级联通信管脚之间,

    66、本级通信管脚,本级通信总线电路电连接于用于采集关节电机转动信息的传感器与本级通信管脚之间。

    67、本实用新型提供的一种机械臂控制装置,通过控制电路中的级联通信总线电路与微处理器芯片的级联通信管脚的直接电连接,既使得各关节电机控制电路得以依次串联以形成级联,又有利于关节电机控制电路可实现小型化、轻量化、低成本化,进而有利于提高机械臂的集成度。


    技术特征:

    1.一种机械臂控制装置,其特征在于,所述机械臂控制装置包括:机械臂控制电路、以及依次级联的至少一个关节电机控制电路,该依次级联的至少一个关节电机控制电路形成链路,

    2.如权利要求1所述的机械臂控制装置,其特征在于,所述链路的数量为多条,每一条链路中首级关节电机控制电路与机械臂控制电路电连接,

    3.如权利要求2所述的机械臂控制装置,其特征在于,所述第一级联通信管脚、第二级联通信管脚均包括接收管脚和发送管脚,

    4.如权利要求2至3任一所述的机械臂控制装置,其特征在于,所述链路中,末级关节电机控制电路与所述机械臂控制电路电连接,

    5.如权利要求4所述的机械臂控制装置,其特征在于,所述首级关节电机控制电路与机械臂控制电路通过ethercat总线电路、can总线电路中的至少之一电连接,包括:

    6.如权利要求5所述的机械臂控制装置,其特征在于,所述电机编码器、减速器编码器均为双向同步串行协议bissc编码器,

    7.如权利要求6所述的机械臂控制装置,其特征在于,所述微处理器芯片还具有控制信号输出管脚,

    8.如权利要求7所述的机械臂控制装置,其特征在于,所述第一本级通信总线电路、第二本级通信总线电路为rs422通信总线电路,

    9.一种机械臂控制电路,其特征在于,所述机械臂控制电路包括:

    10.一种机械臂的关节电机控制电路,其特征在于,所述关节电机控制电路包括:


    技术总结
    本申请公开了一种机械臂控制装置,所述机械臂控制装置包括:机械臂控制电路、以及依次级联的至少一个关节电机控制电路,该依次级联的至少一个关节电机控制电路形成链路,所述链路中,首级关节电机控制电路与机械臂控制电路电连接,所述控制电路包括:微处理器芯片,所述微处理器芯片具有级联通信管脚,级联通信总线电路,所述级联通信总线电路电连接于所级联控制电路与所述级联通信管脚之间。本申请既使得各关节电机控制电路得以依次串联以形成级联,又有利于关节电机控制电路可实现小型化、轻量化、低成本化。

    技术研发人员:徐石雄,高党波,刘磊,金静阳
    受保护的技术使用者:杭州萤石软件有限公司
    技术研发日:20240111
    技术公布日:2024/10/24
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