信號(hào)變化，當(dāng)檢測(cè)到電平信號(hào)變化時(shí)通知主控制器，主控制器控制機(jī)器人停止動(dòng)作，即主控制器控制所有執(zhí)行器停止工作，執(zhí)行器包括電機(jī)、氣動(dòng)元件等器件。
[0040]其中，傳感器24通過子控制器22中的輸入接口與子控制器22中的微控制器23傳遞信號(hào)，由于傳感器24與微控制器23的工作電壓不同，一般傳感器24的工作電壓較高，如24V，微控制器23的工作電壓較低，如3.3V，因此，在傳感器24與微控制器23之間還需要接入電壓轉(zhuǎn)化模塊(圖中未示出)，傳感器24通過子控制器22中的輸入接口與子控制器22中的微控制器23傳遞信號(hào)的具體方法與現(xiàn)有技術(shù)相同，這里不進(jìn)行贅述。另外，可控開關(guān)的可控端需要的電壓與微控制器23的工作電壓也不相同，優(yōu)選地，在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)也需要在可控開關(guān)的可控端和微控制器23之間接入電壓轉(zhuǎn)化模塊(圖中未示出)。
[0041]優(yōu)選地，如圖3所示，本發(fā)明具體實(shí)施例中主控制器20包括一具有中斷引腳201的微控制器，電平信號(hào)檢測(cè)單元25通過該中斷引腳201與該具有中斷引腳201的微控制器連接，優(yōu)選地，開關(guān)電路27的另一端B與電平信號(hào)檢測(cè)單元25之間連接一接地電阻R。子控制器22具有輸入端引腳RI和輸出端引腳RO，開關(guān)子電路26的輸入端262與輸入端引腳RI連接，開關(guān)子電路26的輸出端261與輸出端引腳RO連接，每一子控制器22中的輸入端引腳RI與相鄰子控制器22中的輸出端引腳RO串聯(lián)連接在一起。
[0042]下面結(jié)合附圖3詳細(xì)介紹本發(fā)明具體實(shí)施例提供的機(jī)器人控制系統(tǒng)響應(yīng)安全傳感器動(dòng)作的過程。
[0043]如圖3所示，機(jī)器人控制系統(tǒng)正常工作時(shí)，對(duì)于每一子控制器22，該子控制器22中的微控制器23控制與該微控制器23連接的可控開關(guān)263閉合，這樣，整個(gè)開關(guān)電路27處于導(dǎo)通狀態(tài)。由于該開關(guān)電路27的一端A與高電平信號(hào)源28連接，優(yōu)選地，本發(fā)明具體實(shí)施例中的高電平信號(hào)源28為高電平直流電壓源，通常選用24V的直流電壓源。此時(shí)，主控制器20中的電平信號(hào)檢測(cè)單元25檢測(cè)到的電平信號(hào)為高電平信號(hào)。
[0044]當(dāng)有意外情況發(fā)生時(shí)，如:機(jī)器人運(yùn)動(dòng)到了極限位置，或有操作人員介入機(jī)器人的工作空間，傳感器24就會(huì)發(fā)出一安全檢測(cè)信號(hào)給與該傳感器24連接的子控制器22中的微控制器23，本發(fā)明具體實(shí)施例中的傳感器24為限位開關(guān)傳感器或安全光幕傳感器，當(dāng)然，本發(fā)明具體實(shí)施例并不對(duì)傳感器24的種類進(jìn)行限定，只要能夠用于安全指示的傳感器都可以。當(dāng)微控制器23接收到安全檢測(cè)信號(hào)時(shí)，控制與該微控制器23連接的可控開關(guān)263斷開，這時(shí)，開關(guān)電路27中的其中一個(gè)開關(guān)子電路26處于斷路狀態(tài)，由于開關(guān)電路27是由各個(gè)開關(guān)子電路26串聯(lián)連接而成，此時(shí)整個(gè)開關(guān)電路27也處于斷路狀態(tài)，這時(shí)B點(diǎn)的高電平就會(huì)被連接在B點(diǎn)與電平信號(hào)檢測(cè)單元25之間的接地電阻R拉至低電平，此時(shí)電平信號(hào)檢測(cè)單元25會(huì)檢測(cè)到一個(gè)由高電平向低電平跳變的下降沿信號(hào)，電平信號(hào)檢測(cè)單元25可以通過預(yù)先設(shè)定的程序確定檢測(cè)到的該下降沿信號(hào)為由可控開關(guān)263斷開時(shí)導(dǎo)致的電平信號(hào)變化，當(dāng)檢測(cè)到電平信號(hào)變化時(shí)通知主控制器20，主控制器20控制機(jī)器人停止動(dòng)作，此時(shí)由于機(jī)器人停止了所有的動(dòng)作，故能夠確保操作人員的安全以及機(jī)器人設(shè)備的完好。具體地，本發(fā)明具體實(shí)施例的電平信號(hào)檢測(cè)單元25通過中斷引腳201與主控制器中具有中斷引腳的微控制器連接，由于微控制器的工作電壓較低，本發(fā)明具體實(shí)施例中的電平信號(hào)檢測(cè)單元25還具有電壓轉(zhuǎn)換的功能，能夠?qū)⑤^高的電平轉(zhuǎn)化為較低的電平，電平信號(hào)檢測(cè)單元25檢測(cè)到電平信號(hào)變化時(shí)，發(fā)送一個(gè)通知信號(hào)給具有中斷引腳的微控制器，通過該微控制器實(shí)現(xiàn)機(jī)器人控制系統(tǒng)的中斷功能，即控制機(jī)器人停止動(dòng)作。
[0045]然后，子控制器22通過通信總線21向主控制器20發(fā)送故障信息，主控制器20通過通信協(xié)議對(duì)接收到的故障信息進(jìn)行解析判斷具體是哪個(gè)子控制器22發(fā)生故障以及發(fā)生的具體故障情況，以便機(jī)器人后續(xù)動(dòng)作的決策和故障的排查等工作的進(jìn)行，其中，主控制器20通過通信協(xié)議對(duì)接收到的故障信息進(jìn)行解析判斷的具體方法與現(xiàn)有技術(shù)相同，這里不再贅述。
[0046]優(yōu)選地，本發(fā)明具體實(shí)施例中的可控開關(guān)為P型場(chǎng)效應(yīng)晶體管，當(dāng)可控開關(guān)與微控制器連接時(shí)，P型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極與微控制器連接。本發(fā)明具體實(shí)施例中子控制器中的微控制器通過輸出高電平信號(hào)控制與該微控制器連接的可控開關(guān)的斷開，通過輸出低電平信號(hào)控制與該微控制器連接的可控開關(guān)的閉合。
[0047]本發(fā)明具體實(shí)施例中從提高對(duì)安全傳感器上的動(dòng)作的響應(yīng)速度的角度出發(fā)，也可將安全傳感器直接連接至主控制器上，然而，這種方式會(huì)占用過多的主控制器外設(shè)資源，另一方面，考慮到安全傳感器在機(jī)器人本體上的安裝位置，也會(huì)帶來(lái)電氣走線加長(zhǎng)、路徑復(fù)雜的問題，而且這種連接方式會(huì)大大削弱機(jī)器人控制系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，不利于機(jī)器人控制系統(tǒng)的改進(jìn)和維護(hù)。
[0048]綜上所述，本發(fā)明具體實(shí)施例在保留總線型分布式控制系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上改善其實(shí)時(shí)響應(yīng)性能，通過在主控制器中設(shè)置一電平信號(hào)檢測(cè)單元，在每一子控制器中設(shè)置一開關(guān)子電路，所有開關(guān)子電路串聯(lián)連接組成開關(guān)電路，當(dāng)有意外情況發(fā)生時(shí)，開關(guān)電路斷開，電平信號(hào)檢測(cè)單元會(huì)檢測(cè)到一電平信號(hào)的變化，當(dāng)檢測(cè)到電平信號(hào)變化時(shí)通知主控制器，主控制器控制機(jī)器人停止動(dòng)作，與傳統(tǒng)的總線型分布式控制系統(tǒng)中，所有的信息均通過通信總線傳輸?shù)姆绞较啾龋景l(fā)明具體實(shí)施例縮短了總線型分布式控制系統(tǒng)對(duì)安全傳感器動(dòng)作的響應(yīng)時(shí)間，提高了控制系統(tǒng)的安全性。
[0049]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種機(jī)器人控制系統(tǒng)，包括:主控制器、與所述主控制器通過通信總線連接的若干子控制器、每一所述子控制器包括一微控制器、每一所述子控制器連接若干安全傳感器，其特征在于，所述主控制器包括一電平信號(hào)檢測(cè)單元，每一所述子控制器中還包括一開關(guān)子電路； 所述開關(guān)子電路包括輸出端、輸入端和可控開關(guān)，所述可控開關(guān)的一端與所述輸入端連接，另一端與所述輸出端連接，第三端為可控端，與所述微控制器連接； 每一開關(guān)子電路的輸入端與相鄰的開關(guān)子電路的輸出端串聯(lián)連接成一開關(guān)電路，所述開關(guān)電路的一端與高電平信號(hào)源連接，另一端與所述電平信號(hào)檢測(cè)單元連接； 所述微控制器用于接收安全傳感器發(fā)出的安全檢測(cè)信號(hào)，當(dāng)接收到所述安全檢測(cè)信號(hào)時(shí)，控制與該微控制器連接的可控開關(guān)斷開； 所述電平信號(hào)檢測(cè)單元用于檢測(cè)是否存在由所述可控開關(guān)斷開時(shí)導(dǎo)致的電平信號(hào)變化，當(dāng)檢測(cè)到電平信號(hào)變化時(shí)通知主控制器，主控制器控制機(jī)器人停止動(dòng)作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述可控開關(guān)為P型場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述P型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極與所述微控制器連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述高電平信號(hào)源為高電平直流電壓源。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述安全傳感器為限位開關(guān)傳感器或安全光幕傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述主控制器包括一具有中斷引腳的微控制器，所述電平信號(hào)檢測(cè)單元通過該中斷引腳與該具有中斷引腳的微控制器連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述開關(guān)電路的另一端與所述電平信號(hào)檢測(cè)單元之間連接一接地電阻。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述子控制器具有輸入端引腳和輸出端引腳，所述開關(guān)子電路的輸入端與所述輸入端引腳連接，所述開關(guān)子電路的輸出端與所述輸出端引腳連接。
9.一種機(jī)器人設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括權(quán)利要求1-8任一權(quán)項(xiàng)所述的機(jī)器人控制系統(tǒng)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種機(jī)器人控制系統(tǒng)、機(jī)器人設(shè)備，用以縮短總線型機(jī)器人控制系統(tǒng)對(duì)安全傳感器的響應(yīng)時(shí)間，提高控制系統(tǒng)的安全性。機(jī)器人控制系統(tǒng)包括：一個(gè)主控制器、以及多個(gè)子控制器，每一子控制器包括微控制器、每一子控制器連接若干安全傳感器，主控制器包括電平信號(hào)檢測(cè)單元，每一子控制器還包括開關(guān)子電路，所有開關(guān)子電路串聯(lián)連接組成開關(guān)電路，當(dāng)有意外情況發(fā)生時(shí)，開關(guān)電路斷開，電平信號(hào)檢測(cè)單元會(huì)檢測(cè)到一電平信號(hào)的變化，當(dāng)檢測(cè)到電平信號(hào)變化時(shí)，主控制器控制所有執(zhí)行器停止工作，與傳統(tǒng)的總線型分布式控制系統(tǒng)中，所有的信息均通過通信總線傳輸?shù)姆绞较啾?，這種方式能夠縮短總線型分布式控制系統(tǒng)對(duì)安全傳感器動(dòng)作的響應(yīng)時(shí)間。
【IPC分類】B25J13-08
【公開號(hào)】CN104647389
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410850530
【發(fā)明人】楊春衛(wèi), 王松柏, 劉正勇
【申請(qǐng)人】北京欣奕華科技有限公司
【公開日】2015年5月27日
【申請(qǐng)日】2014年12月30日