[发明专利]一种机器人关节伺服控制系统

说明书

仿人机器人具有可移动性，具有很多的自由度，包括双臂、颈部、腰部、双腿等，可以完成更复杂的任务，这些关节要连接在一起，进行统一的协调控制，就对控制系统的可靠性、实时性提出了更高的要求。本发明提出一种机器人关节伺服控制系统，包括中央控制器和关节控制器，所述关节控制器包括控制器外壳和控制器线路板，所述控制器外壳的顶面通过螺丝固定在矩形壳体上，矩形壳体的底面四角位置分别设有一个安装部，矩形壳体两个相对的侧面分别设有一组航空插头，控制器线路板位于矩形壳体内。lvdt位移传感器接口和力传感器接口中设计了专用的调理电路，同时力传感器接口中还有与调理电路相配合的激励信号电路。

技术领域

本发明属于机器人运动控制技术领域，尤其是一种机器人关节伺服控制系统。

背景技术

仿人机器人具有可移动性，具有很多的自由度，包括双臂、颈部、腰部、双腿等，可以完成更复杂的任务，这些关节要连接在一起，进行统一的协调控制，就对控制系统的可靠性、实时性提出了更高的要求。仿生机器人控制技术中通常采用的集中控制系统，控制功能高度集中。为了避免局部的故障而导致系统的整体失效，应考虑采用分布式的控制系统来实现系统的控制功能。

发明内容

本发明提出一种机器人关节伺服控制系统，采用的技术方案如下：

一种机器人关节伺服控制系统，包括中央控制器和关节控制器，所述关节控制器包括控制器外壳和控制器线路板，所述控制器外壳的顶面通过螺丝固定在矩形壳体上，矩形壳体的底面四角位置分别设有一个安装部，矩形壳体两个相对的侧面分别设有一组航空插头，控制器线路板位于矩形壳体内。

进一步的，中央控制器采用双dsp架构，dsp运行期间通过相互间的握手信号实现相互之间的运行状态监督，单个dsp带有独立的看门狗。

进一步的，中央控制器采用芯片的型号为tms320f28335。

进一步的，控制器外壳材质为铝合金。

进一步的，控制器外壳中的线路板通过板对板连接器相连。

进一步的，固定相邻线路板的零件包括螺柱。

进一步的，所述航空插头为关节控制器接口，包括2个lvdt位移传感器接口、2个力传感器接口、2个角度传感器接口、4个油压传感器接口、2个伺服阀驱动接口和1个Can总线接口。

进一步的，lvdt位移传感器接口电路包括第一调理电路。

进一步的，第一调理电路使用的芯片型号为AD698。

进一步的，力传感器接口电路包括第二调理电路和激励信号电路。

进一步的，第二调理电路使用的元器件包括AD620，激励信号电路使用的元器件包括REF-01和OPA551。

进一步的，第二信号调理电路中AD620的2号引脚连接电阻R1、R2，3号引脚连接电阻R3、R4，2号引脚和3号引脚之间并联电容C1，1号引脚和8号引脚之间连接滑动变阻器。

进一步的，REF-01的6号引脚串联电阻R5后连接OPA551的3号引脚，OPA551的6号引脚连接电容C2、电解电容和保险丝，电容C2和电解电容的另一端接地。

进一步的，伺服阀驱动接口中的驱动电路使用的元器件包括AD5754和8引脚封装的LM7372，AD5754的3号引脚连接电阻R6后与LM7372的3号引脚相连，LM7372的1号引脚和7号引脚之间连有电阻R7和R8，R7和R8串联，LM7372的7号引脚和6号引脚之间连有电阻R9，LM7372的6号引脚连接电阻R10后接地。

进一步的，本控制系统还包括CAN控制器，多个关节控制器通过CAN控制器接到CAN-bus上。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：