一種fpga的嵌入式可重構(gòu)機器人控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種FPGA的嵌入式可重構(gòu)機器人控制系統(tǒng)，包括控制器FPGA、無線遙控接收器和手臂執(zhí)行模塊；所述無線遙控接收器嵌入安裝在控制器FPGA的底部，且無線遙控接收器的左側(cè)安裝有手臂夾緊檢測器和手臂升降檢測器，所述無線遙控接收器的右側(cè)安裝有升降到位信號檢測器，所述控制器FPGA上安裝有超聲波與光電檢測器，所述超聲波與光電檢測器的上方安裝有聲音傳感器，所述控制器FPGA上安裝有前進紅外線檢測器和后退紅外線檢測器，所述后退紅外線檢測器在控制器FPGA內(nèi)部的對應位置處安裝有輸入模塊，所述輸入模塊上安裝有行走計數(shù)值。本實用新型控制力度更強，更靈敏，輸入模塊實現(xiàn)對機器人系統(tǒng)的重構(gòu)功能，各種檢測器檢測更加全面，操控更方便。
【專利說明】
一種FPGA的嵌入式可重構(gòu)機器人控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及機器人控制系統(tǒng)領(lǐng)域，具體地說是一種FPGA的嵌入式可重構(gòu)機器人控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]機器人是自動執(zhí)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(jù)以人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動。它的任務(wù)是協(xié)助或取代人類工作的工作，例如生產(chǎn)業(yè)、建筑業(yè)，或是危險的工作，機器人系統(tǒng)一般由伺服電機，伺服電機控制卡單片機控制系統(tǒng)等組成，目前，國際上對機器人的概念已經(jīng)逐漸趨近一致。一般來說，人們都可以接受這種說法，即機器人是靠自身動力和控制能力來實現(xiàn)各種功能的一種機器。聯(lián)合國標準化組織采納了美國機器人協(xié)會給機器人下的定義一種可編程和多功能的操作機;或是為了執(zhí)行不同的任務(wù)而具有可用電腦改變和可編程動作的專門系統(tǒng)?！彼転槿祟悗碓S多方便之處。
[0003]控制系統(tǒng)意味著通過它可以按照所希望的方式保持和改變機器、機構(gòu)或其他設(shè)備內(nèi)任何感興趣或可變的量?？刂葡到y(tǒng)同時是為了使被控制對象達到預定的理想狀態(tài)而實施的?？刂葡到y(tǒng)使被控制對象趨于某種需要的穩(wěn)定狀態(tài)，控制系統(tǒng)已被廣泛應用于人類社會的各個領(lǐng)域，工業(yè)鍋爐控制系統(tǒng)，，工業(yè)鍋爐控制系統(tǒng)，在工業(yè)方面，對于冶金、化工、機械制造等生產(chǎn)過程中遇到的各種物理量，包括溫度、流量、壓力、厚度、張力、速度、位置、頻率、相位等，都有相應的控制系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上通過采用數(shù)字計算機還建立起了控制性能更好和自動化程度更高的數(shù)字控制系統(tǒng)，以及具有控制與管理雙重功能的過程控制系統(tǒng)。在農(nóng)業(yè)方面的應用包括水位自動控制系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)機械的自動操作系統(tǒng)等，進而在機器人的應用領(lǐng)域中，出現(xiàn)了機器人控制系統(tǒng)。
[0004]機器人是自動控制機器(Robot)的俗稱，自動控制機器包括一切模擬人類行為或思想與模擬其他生物的機械，在當代工業(yè)中，機器人指能自動執(zhí)行任務(wù)的人造機器裝置，傳統(tǒng)的機器人控制系統(tǒng)存在不可重構(gòu)，控制不具備智能，靈活等不足，因此需要一種新型的機器人控制系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實用新型的目的是提供一種FPGA的嵌入式可重構(gòu)機器人控制系統(tǒng)所具有的有益效果是;該所述的FPGA的嵌入式可重構(gòu)機器人控制系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)科學合理，安全方便，采用最新的控制器FPGA，與傳統(tǒng)的機器人系統(tǒng)不同，控制力度更強，更靈敏，另設(shè)輸入模塊，通過改變行走計數(shù)值的設(shè)定以及各種檢測器的啟動與否實現(xiàn)對機器人系統(tǒng)的重構(gòu)功能，各種檢測器檢測更加全面，無線遙控接收器可將檢測數(shù)據(jù)傳送至控制器FPGA，避免繁亂的電性連接，手臂執(zhí)行模塊控制手臂抓放驅(qū)動信號和手臂升降驅(qū)動信號，操控更靈敏，方便，采用機器人系統(tǒng)，通過機器人在特定工位上準確、快速完成部件的裝配，能使生產(chǎn)線達到較高的自動化程度，機器人可遵照一定的原則相互調(diào)整，滿足工藝點的節(jié)拍要求，采用FPGA的嵌入式可重構(gòu)機器人控制系統(tǒng)，不僅有極高的實時性，更有極高的可靠性，其含有的條碼數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，使各種產(chǎn)品制造信息具有規(guī)范、準確、實時、可追溯的特點，系統(tǒng)采用高檔文件服務(wù)器和大容量存儲設(shè)備，快速采集和管理現(xiàn)場的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，產(chǎn)品自動化測試系統(tǒng):測試最終產(chǎn)品性能指標，將不合格產(chǎn)品轉(zhuǎn)入返修線，滿足了人們的需求。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案是:一種FPGA的嵌入式可重構(gòu)機器人控制系統(tǒng)，包括控制器FPGA、無線遙控接收器和手臂執(zhí)行模塊;所述無線遙控接收器嵌入安裝在控制器FPGA的底部，且無線遙控接收器的左側(cè)安裝有手臂夾緊檢測器和手臂升降檢測器，所述手臂夾緊檢測器和手臂升降檢測器均與控制器FPGA通過無線網(wǎng)絡(luò)連接，所述無線遙控接收器的右側(cè)安裝有升降到位信號檢測器，所述控制器FPGA上安裝有超聲波與光電檢測器，所述超聲波與光電檢測器的上方安裝有聲音傳感器，所述控制器FPGA上安裝有前進紅外線檢測器和后退紅外線檢測器，所述后退紅外線檢測器在控制器FPGA內(nèi)部的對應位置處安裝有輸入模塊，所述輸入模塊上安裝有行走計數(shù)值，所述行走計數(shù)值、前進紅外線檢測器、后退紅外線檢測器、聲音傳感器和超聲波與光電檢測器均與輸入模塊電性連接，所述輸入模塊和控制器FPGA均與主板電源電性連接，所述控制器FPGA和行走電機驅(qū)動信號均與無線遙控接收器通過無線網(wǎng)絡(luò)連接。
[0007]進一步，所述手臂執(zhí)行模塊上設(shè)有手臂抓放驅(qū)動信號和手臂升降驅(qū)動信號，且手臂抓放驅(qū)動信號和手臂升降驅(qū)動信號均與手臂執(zhí)行模塊電性連接。
[0008]進一步，所述行走電機驅(qū)動信號與控制器FPGA通過無線網(wǎng)絡(luò)連接。
[0009]進一步，所述手臂執(zhí)行模塊與控制器FPGA通過無線網(wǎng)絡(luò)連接。
[0010]采用上述技術(shù)方案后，本實用新型和現(xiàn)有技術(shù)相比所具有的優(yōu)點是:
[0011]本實用新型所述的FPGA的嵌入式可重構(gòu)機器人控制系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)科學合理，安全方便，采用最新的控制器FPGA，與傳統(tǒng)的機器人系統(tǒng)不同，控制力度更強，更靈敏，另設(shè)輸入模塊，通過改變行走計數(shù)值的設(shè)定以及各種檢測器的啟動與否實現(xiàn)對機器人系統(tǒng)的重構(gòu)功能，各種檢測器檢測更加全面，無線遙控接收器可將檢測數(shù)據(jù)傳送至控制器FPGA，避免繁亂的電性連接，手臂執(zhí)行模塊控制手臂抓放驅(qū)動信號和手臂升降驅(qū)動信號，操控更靈敏，方便，采用機器人系統(tǒng)，通過機器人在特定工位上準確、快速完成部件的裝配，能使生產(chǎn)線達到較高的自動化程度，機器人可遵照一定的原則相互調(diào)整，滿足工藝點的節(jié)拍要求，采用FPGA的嵌入式可重構(gòu)機器人控制系統(tǒng)，不僅有極高的實時性，更有極高的可靠性，其含有的條碼數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，使各種產(chǎn)品制造信息具有規(guī)范、準確、實時、可追溯的特點，系統(tǒng)采用高檔文件服務(wù)器和大容量存儲設(shè)備，快速采集和管理現(xiàn)場的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，產(chǎn)品自動化測試系統(tǒng)，測試最終產(chǎn)品性能指標，將不合格產(chǎn)品轉(zhuǎn)入返修線，滿足了人們的需求。
【附圖說明】
[0012]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明:
[0013]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)圖；
[0014]圖2為本實用新型的原理框圖。
[0015]附圖標記中:1_行走計數(shù)值;2-前進紅外線檢測器;3-后退紅外線檢測器;4-聲音傳感器;5-超聲波與光電檢測器;6-輸入模塊;7-主板電源;8-控制器FPGA; 9-升降到位信號檢測器；10-無線遙控接收器；11-行走電機驅(qū)動信號；12-手臂執(zhí)行模塊；13-手臂抓放驅(qū)動信號；14-手臂升降驅(qū)動信號；15-手臂夾緊檢測器;16-手臂升降檢測器。
【具體實施方式】
[0016]以下所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不因此而限定本實用新型的保護范圍。
[0017]實施例，如圖1-2所示，一種FPGA的嵌入式可重構(gòu)機器人控制系統(tǒng)，包括控制器FPGA8、無線遙控接收器10和手臂執(zhí)行模塊12;無線遙控接收器10嵌入安裝在控制器FPGA8的底部，且無線遙控接收器10的左側(cè)安裝有手臂夾緊檢測器15和手臂升降檢測器16，手臂夾緊檢測器15和手臂升降檢測器16均與控制器FPGA8通過無線網(wǎng)絡(luò)連接，無線遙控接收器10的右側(cè)安裝有升降到位信號檢測器9，控制器FPGA8上安裝有超聲波與光電檢測器5，超聲波與光電檢測器5的上方安裝有聲音傳感器4，控制器FPGA8上安裝有前進紅外線檢測器2和后退紅外線檢測器3，后退紅外線檢測器3在控制器FPGA8內(nèi)部的對應位置處安裝有輸入模塊6，輸入模塊6上安裝有行走計數(shù)值I，行走計數(shù)值1、前進紅外線檢測器2、后退紅外線檢測器3、聲音傳感器4和超聲波與光電檢測器5均與輸入模塊6電性連接，輸入模塊6和控制器FPGA8均與主板電源7電性連接，控制器FPGA8和行走電機驅(qū)動信號11均與無線遙控接收器10通過無線網(wǎng)絡(luò)連接，手臂執(zhí)行模塊12上設(shè)有手臂抓放驅(qū)動信號13和手臂升降驅(qū)動信號14，且手臂抓放驅(qū)動信號13和手臂升降驅(qū)動信號14均與手臂執(zhí)行模塊12電性連接，行走電機驅(qū)動信號11與控制器FPGA8通過無線網(wǎng)絡(luò)連接，手臂執(zhí)行模塊12與控制器FPGA8通過無線網(wǎng)絡(luò)連接。
[0018]工作原理:FPGA的嵌入式可重構(gòu)機器人控制系統(tǒng)啟動后，通過輸入模塊6設(shè)定行走計數(shù)值1、啟動前進紅外線檢測器2、后退紅外線檢測器3、聲音傳感器4和超聲波與光電檢測器5，主板電源7為控制器FPGA8提供電力支持，通過控制器FPGA8控制手臂夾緊檢測器15和手臂升降檢測器16，無線遙控接收器10通過無線網(wǎng)絡(luò)將信號和指令發(fā)送出去，進而控制手臂執(zhí)行模塊12，手臂執(zhí)行模塊12分為手臂抓放驅(qū)動信號13和手臂升降驅(qū)動信號14的兩個部分。
[0019]對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本實用新型不限于上述示范性實施例的細節(jié)，而且在不背離本實用新型的精神或基本特征的情況下，能夠以其它的具體形式實現(xiàn)本實用新型。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本實用新型的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本實用新型內(nèi)。不應將權(quán)利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權(quán)利要求。
[0020]以上所述，僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡是依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何細微修改、等同替換和改進，均應包含在本實用新型技術(shù)方案的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種FPGA的嵌入式可重構(gòu)機器人控制系統(tǒng)，包括控制器FPGA(S)、無線遙控接收器(10)和手臂執(zhí)行模塊(12);其特征在于:所述無線遙控接收器(10)嵌入安裝在控制器FPGA(8)的底部，且無線遙控接收器(10)的左側(cè)安裝有手臂夾緊檢測器(15)和手臂升降檢測器(16)，所述手臂夾緊檢測器(15)和手臂升降檢測器(16)均與控制器FPGA(S)通過無線網(wǎng)絡(luò)連接，所述無線遙控接收器(10)的右側(cè)安裝有升降到位信號檢測器(9)，所述控制器FPGA(8)上安裝有超聲波與光電檢測器(5)，所述超聲波與光電檢測器(5)的上方安裝有聲音傳感器(4)，所述控制器FPGA(S)上安裝有前進紅外線檢測器(2)和后退紅外線檢測器(3)，所述后退紅外線檢測器(3)在控制器FPGA(S)內(nèi)部的對應位置處安裝有輸入模塊(6)，所述輸入模塊(6)上安裝有行走計數(shù)值(I)，所述行走計數(shù)值(1)、前進紅外線檢測器(2)、后退紅外線檢測器(3)、聲音傳感器(4)和超聲波與光電檢測器(5)均與輸入模塊(6)電性連接，所述輸入模塊(6)和控制器FPGA(S)均與主板電源(7)電性連接，所述控制器FPGA⑶和行走電機驅(qū)動信號(11)均與無線遙控接收器(10)通過無線網(wǎng)絡(luò)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種FPGA的嵌入式可重構(gòu)機器人控制系統(tǒng)，其特征在于:所述手臂執(zhí)行模塊(12)上設(shè)有手臂抓放驅(qū)動信號(13)和手臂升降驅(qū)動信號(14)，且手臂抓放驅(qū)動信號(13)和手臂升降驅(qū)動信號(14)均與手臂執(zhí)行模塊(12)電性連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種FPGA的嵌入式可重構(gòu)機器人控制系統(tǒng)，其特征在于:所述行走電機驅(qū)動信號(11)與控制器FPGA(S)通過無線網(wǎng)絡(luò)連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種FPGA的嵌入式可重構(gòu)機器人控制系統(tǒng)，其特征在于:所述手臂執(zhí)行模塊(12)與控制器FPGA(S)通過無線網(wǎng)絡(luò)連接。
【文檔編號】B25J9/16GK205497486SQ201620322820
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月12日
【發(fā)明人】毛莉娜
【申請人】廣東輕工職業(yè)技術(shù)學院