[发明专利]机械臂实时控制系统

说明书

本发明的机械臂实时控制系统涉及机器人领域，目的是为了克服目前的机器人控制系统基于TCP/IP的通信方式，导致机械臂控制具有高延时性的问题，包括：ROS系统，ROS系统包括实时任务节点和非实时任务节点，且实时任务节点配置于实时操作系统中，非实时任务节点配置于非实时操作系统中；实时操作系统，用于提供实时线程，运行实时任务节点；非实时操作系统，用于提供非实时线程，运行非实时任务节点；实时任务节点，用于下发周期控制指令至通信总线；非实时任务节点，用于下发非周期控制指令至通信总线；通信总线，用于将周期控制指令和非周期控制指令发送至相应的关节，或接收机械臂各关节的传感器反馈数据至ROS系统。

技术领域

本发明涉及机器人领域，具体涉及一种实时控制机械臂的系统。

背景技术

目前基于ROS(Robot Operating System，机器人操作系统)的机器人控制系统，其内部基于TCP/IP的通信方式实现模块间点对点的连接，这样就导致机械臂控制具有高延时性，无法在ROS系统中实现一定时延的实时控制周期。

发明内容

本发明的目的是为了克服目前的机器人控制系统基于TCP/IP的通信方式实现模块间点对点的连接，导致机械臂控制具有高延时性的问题，提供了一种机械臂实时控制系统。

本发明的机械臂实时控制系统，包括实时操作系统、非实时操作系统、ROS系统和通信总线；

ROS系统包括实时任务节点和非实时任务节点，且实时任务节点配置于实时操作系统中，非实时任务节点配置于非实时操作系统中；

实时操作系统，用于提供实时线程，运行实时任务节点；

非实时操作系统，用于提供非实时线程，运行非实时任务节点；

实时任务节点，与通信总线连接，用于下发周期控制指令至通信总线；

非实时任务节点，同时与通信总线连接，用于下发非周期控制指令至通信总线；

通信总线，与机械臂各关节连接，用于将周期控制指令和非周期控制指令发送至相应的关节，或接收机械臂各关节的传感器反馈数据至ROS系统。

本发明的有益效果是：

本发明将ROS控制的控制节点运行在实时线程中，ROS的非实时节点运行在非实时线程中，提高机械臂实时控制的稳定性以及控制器扩展性。

附图说明

图1为本发明的机械臂实时控制系统的控制原理图；

图2为本发明的机械臂实时控制系统的结构示意图；

图3为本发明的机械臂实时控制系统的工业PC机的结构示意图；

图4为本发明的机械臂实时控制系统中EtherCAT主站的结构示意图；

图5为本发明的机械臂实时控制系统中ROS系统的结构示意图；

图6为本发明的机械臂实时控制系统中ROS控制器的控制原理图。

具体实施方式

具体实施方式一，本实施方式一的机械臂实时控制系统，包括非实时操作系统1、实时操作系统2、ROS系统3和通信总线4；

ROS系统3包括实时任务节点3-1和非实时任务节点3-2，且实时任务节点3-1配置于实时操作系统1中，非实时任务节点3-2配置于非实时操作系统2中；

实时操作系统1，用于提供实时线程，运行实时任务节点3-1；

非实时操作系统2，用于提供非实时线程，运行非实时任务节点3-2；