基于语音控制的工业机器人系统的制作方法

本发明涉及工业机器人控制领域，特别涉及一种基于语音控制的工业机器人系统。

背景技术：

机器人现已被广泛地应用于生产和生活的许多领域，其中的工业机器人在工业生产中代替人做某些单调、频繁和重复的长时间作业。有一些工业机器人系统将语音控制技术融入工业机器人的控制，可简化控制装置体积、重量，降低操作者操作难度。将人工智能技术运用于机器人轨迹规划，改变传统工业机器人只能按照已设定的程序、路线完成轨迹的状态，可拓宽工业机器人的运用范围，对于具有移动设备的作业环境也能轻松避开障碍物，并自主规划最优轨迹，降低对机器人机构冲击，延长使用寿命。然而，传统工业机器人系统的供电部分使用的元器件较多，电路结构复杂，硬件成本较高，不方便维护。另外，由于传统工业机器人系统的供电部分缺少相应的电路保护功能，例如：缺少限流保护功能，造成电路的安全性和可靠性较差。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种电路结构较为简单、成本较低、方便维护、电路的安全性和可靠性较高的基于语音控制的工业机器人系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种基于语音控制的工业机器人系统，包括语音模块、指令库、处理器、执行机构、路径规划模块和电源模块，所述语音模块与所述指令库连接、对输入的语音信号特征进行选择与提取，与所述指令库内的预存指令进行适配，将适配成功的语音信息转换为指令，并将所述指令传入所述处理器，所述处理器控制所述执行机构执行所述指令的内容，所述路径规划模块和电源模块均与所述处理器连接；

所述电源模块包括电压输入端、第一电阻、第一电容、第一mos管、第四二极管、变压器、第一二极管、电压输出端、第二电容、第二电阻、第二二极管、第三电容、第四电容、第一三极管、第三稳压管、第五电容和直流电源，所述电压输入端分别与所述第一电阻的一端、第一电容的一端和变压器的初级线圈的一端连接，所述第一mos管的漏极分别与所述第一电阻的另一端、第一电容的另一端和变压器的初级线圈的另一端连接，所述第一mos管的源极与所述第四二极管的阳极连接，所述第四二极管的阴极接地，所述变压器的第一次级线圈的一端与所述第一二极管的阳极连接，所述第一二极管的阴极分别与所述第二电容的正极和电压输出端连接，所述变压器的第一次级线圈的另一端与所述第二电容的负极连接，所述变压器的第二次级线圈的一端与所述第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端与所述第二二极管的阳极连接，所述第二二极管的阴极分别与所述第三电容的正极和第一三极管的集电极连接，所述变压器的第二次级线圈的另一端分别与所述第三电容的负极和第四电容的正极连接，所述第一三极管的基极与所述第三二极管的阴极连接，所述第一三极管的发射极分别与所述直流电源和第五电容的正极连接，所述第三二极管的阳极和第五电容的负极均接地，所述第四二极管的型号为s-152t。

在本发明所述的基于语音控制的工业机器人系统中，所述电源模块还包括第五二极管，所述第五二极管的阳极与所述第二二极管的阴极连接，所述第五二极管的阴极与所述第一三极管的集电极连接，所述第五二极管的型号为e-562。

在本发明所述的基于语音控制的工业机器人系统中，所述电源模块还包括第三电阻，所述第三电阻的一端与所述变压器的第二次级线圈的另一端连接，所述第三电阻的另一端分别与所述第三电容的负极和第四电容的正极连接，所述第三电阻的阻值为38kω。

在本发明所述的基于语音控制的工业机器人系统中，所述电源模块还包括第六电容，所述第六电容的一端分别与所述第一电阻的另一端和第一电容的另一端连接，所述第六电容的另一端分别与所述变压器的初级线圈的另一端和第一mos管的漏极连接，所述第六电容的电容值为420pf。

在本发明所述的基于语音控制的工业机器人系统中，所述第一mos管为n沟道mos管，所述第一三极管为npn型三极管。

实施本发明的基于语音控制的工业机器人系统，具有以下有益效果：由于设有语音模块、指令库、处理器、执行机构、路径规划模块和电源模块，电源模块包括电压输入端、第一电阻、第一电容、第一mos管、第四二极管、变压器、第一二极管、电压输出端、第二电容、第二电阻、第二二极管、第三电容、第四电容、第一三极管、第三稳压管、第五电容和直流电源，该电源模块与传统工业机器人系统的供电部分相比，其使用的元器件较少，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本，另外，第四二极管用于进行限流保护，因此电路结构较为简单、成本较低、方便维护、电路的安全性和可靠性较高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明基于语音控制的工业机器人系统一个实施例中的结构示意图；

图2为所述实施例中电源模块的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明基于语音控制的工业机器人系统实施例中，该基于语音控制的工业机器人系统的结构示意图如图1所示。图1中，该基于语音控制的工业机器人系统包括语音模块1、指令库2、处理器3、执行机构4、路径规划模块5和电源模块6，语音模块1与指令库2连接、对输入的语音信号特征进行选择与提取，与指令库2内的预存指令进行适配，将适配成功的语音信息转换为指令，并将指令传入处理器3，处理器3对收到的指令进行解码，将指令转换为执行机构4的运行参数，处理器3控制执行机构执行指令的内容，路径规划模块5和电源模块6均与处理器3连接，路径规划模块5内置越障和最优轨迹规划算法，采用红外探测技术识别机器人轨迹搜索范围内的障碍，并搜索规划越障路径；采用混合遗传算法搜索时间最优、机器人关节冲击最小路径。

图2为本实施例中电源模块的电路原理图，图2中，该电源模块6包括电压输入端vin、第一电阻r1、第一电容c1、第一mos管m1、第四二极管d4、变压器t、第一二极管d1、电压输出端vo、第二电容c2、第二电阻r2、第二二极管d2、第三电容c3、第四电容c4、第一三极管q1、第三稳压管d3、第五电容c5和直流电源vcc，电压输入端vin分别与第一电阻r1的一端、第一电容c1的一端和变压器t的初级线圈的一端连接，第一mos管m1的漏极分别与第一电阻r1的另一端、第一电容c1的另一端和变压器t的初级线圈的另一端连接，第一mos管m1的源极与第四二极管d4的阳极连接，第四二极管d4的阴极接地，变压器t的第一次级线圈的一端与第一二极管d1的阳极连接，第一二极管d1的阴极分别与第二电容c2的正极和电压输出端vo连接，变压器t的第一次级线圈的另一端与第二电容c2的负极连接，变压器t的第二次级线圈的一端与第二电阻r2的一端连接，第二电阻r2的另一端与第二二极d2管的阳极连接，第二二极管d2的阴极分别与第三电容c3的正极和第一三极管q1的集电极连接，变压器t的第二次级线圈的另一端分别与第三电容c3的负极和第四电容c4的正极连接，第一三极管q1的基极与第三二极管d3的阴极连接，第一三极管q1的发射极分别与直流电源vcc和第五电容c5的正极连接，第三二极管d3的阳极和第五电容c5的负极均接地。

该电源模块6与传统工业机器人系统的供电部分相比，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，方便维护，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本。另外，第四二极管d4为限流二极管，用于进行限流保护，因此电路的安全性和可靠性较高。值得一提的是，本实施例中，第四二极管d4的型号为s-152t，当然，在实际应用中，第四二极管d4也可以采用其他型号具有类似功能的二极管。

本实施例中，变压器t的第二次级线圈反激输出时，第二二极管d2导通第三电容c3和第四电容c4充电，变压器t的第二次级线圈的正激输出时，第四电容c4充电，第三电容c3上面的电压为正反激过程的叠加电压。

当电压输入端vin的输入电压为定值，电压输出端vo的电压变化不大时，第三电容c3和第四电容c4的电压和为正反激叠加供电形成的电压；当电压输出端vo的电压变化很大时，辅助供电电路(包括变压器t的第二次级线圈、第二二极管d2、第三电容c3、第四电容c4、第一三极管q1和第三稳压管d3)主要以正激供电为主，此时正激电压为：vin×(n2/n0)，其中，n2为变压器t的第二次级线圈的匝数，n0为变压器t的初级线圈的匝数。若电压输出端vo的电压输出不为0，则第三电容c3上的电压为正激电压加上反激时的电压值。

本实施例中，第一mos管m1为n沟道mos管，第一三极管q1为npn型三极管。当然，在实际应用中，第一mos管m1也可以为p沟道mos管，第一三极管q1为pnp型三极管，但这时电路的结构也要相应发生变化。

本实施例中，该电源模块6还包括第五二极管d5，第五二极管d5的阳极与第二二极管d2的阴极连接，第五二极管d5的阴极与第一三极管q1的集电极连接。第五二极管d5为限流二极管，用于对第一三极管q1的集电极电流进行限流保护，以进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第五二极管d5的型号为e-562，当然，在实际应用中，第五二极管d5也可以采用其他型号具有类似功能的二极管。

本实施例中，该电源模块6还包括第三电阻r3，第三电阻r3的一端与变压器t的第二次级线圈的另一端连接，第三电阻r3的另一端分别与第三电容c3的负极和第四电容c4的正极连接。第三电阻r3为限流电阻，用于进行限流保护，以更进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第三电阻r3的阻值为38kω，当然，在实际应用中，第三电阻r3的阻值可以根据具体情况进行相应调整，也就是第三电阻r3的阻值可以根据具体情况进行相应增大或减小。

本实施例中，该电源模块6还包括第六电容c6，第六电容c6的一端分别与第一电阻r1的另一端和第一电容c1的另一端连接，第六电容c6的另一端分别与变压器t的初级线圈的另一端和第一mos管m1的漏极连接。第六电容c6为滤波电容，以进一步增强滤波效果。值得一提的是，本实施例中，第六电容c6的电容值为420pf，当然，在实际应用中，第六电容c6的电容值可以根据具体情况进行相应调整，也就是第六电容c6的电容值可以根据具体情况进行相应增大或减小。

总之，本实施例中，该电源模块6与传统工业机器人系统的供电部分相比，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，方便维护，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本。另外，该电源模块6中设有限流二极管，因此电路的安全性和可靠性较高。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。