一种内置微型可编程机器人云台控制器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种云台控制器，尤其涉及一种内置微型可编程机器人云台控制器。
【背景技术】
[0002]云台是安装、固定摄像机进行水平和垂直两个方向转动的装置，用于对大范围进行扫描监视，扩大摄像机的监控范围，被广泛地应用在监控系统中。
[0003]随着机器人的发展，云台越来越多的应用于机器人系统，某些特殊机器人对云台的重量、体积和运动控制要求越来越高，传统的云台存在以下问题:
[0004](I)传统的云台由于控制器尺寸太大，导致了云台体积一般都较大，质量太重，无法满足机器人轻型化的需求；
[0005](2)传统云台控制器有固定的协议来实现云台动作，无法根据开发者的需要来改变云台的运动策略；
[0006](3)传统云台控制器一般只有上下左右运动控制，无法精确控制速度、加速度和力矩等变量，也无法反馈负载状态参数。
【实用新型内容】
[0007]为解决上述问题，本实用新型提供了一种内置微型可编程机器人云台控制器。
[0008]本实用新型采取以下具体方案:
[0009]一种内置微型可编程机器人云台控制器，包括封装成一体结构的微控制器、云台速度传感器、云台加速度传感器和云台力矩传感器；所述云台速度传感器、云台加速度传感器和云台力矩传感器分别采集云台的速度参数、加速度参数和力矩参数，并传送至微控制器；所述微控制器上设有编程接口。
[0010]微控制器还连接一驱动电路，用来驱动云台水平电机和云台俯仰电机。
[0011]所述云台水平电机和云台俯仰电机的输出轴尾部均安装有编码器，其检测云台电机转速并输出至微控制器。
[0012]所述云台水平电机和云台俯仰电机的输出轴尾部均还安装有机械限位装置，其用于判断云台旋转角度，产生电平跳变信号并传送至微控制器。
[0013]所述微控制器上还设有总线接口，用于与机器人通信。
[0014]本实用新型的有益效果:
[0015](I)采用了采集、控制、驱动一体的方式，将各个模块集成于一个电路板，大大缩小了云台控制器的体积，便于将控制器内置于云台，同时缩小了云台的体积和重量；
[0016](2)控制器集成了云台速度传感器、云台加速度传感器、云台力矩传感器和编码器多种传感器，可以方便的读取云台的速度、角度、力矩等参数，便于机器人对云台状态的感知；
[0017](3)通过编程接口可以方便地改写云台控制器内部程序，便于定制开发所需的云台控制系统；
[0018](4)机器人可以通过总线接口与云台通信更加方便快捷地交流。
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型控制系统示意图。
[0020]其中，11、云台速度传感器；12、云台加度传感器；13、云台力矩传感器；14、编码器；15、机械限位装置；21、驱动电路；22、云台水平电机；23、云台俯仰电机；24、编程接口 ；25、RS485总线接口 ；30、微控制器。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细的说明。
[0022]如图1所示，一种内置微型可编程机器人云台控制器，包括封装成一体结构的微控制器30、云台速度传感器11、云台加速度传感器12和云台力矩传感器13。
[0023]其中，微控制器30是该内置微型可编程机器人云台控制器的主控制单元，负责对编码器14和机械限位装置15输出的信号进行采集和整理并计算出云台水平、俯仰自由度的角度。
[0024]所述云台速度传感器11、云台加速度传感器12和云台力矩传感器13分别用来检测云台的速度参数、加速度参数和力矩参数，微控制器30采集这些参数来判断云台目前的运行状态。
[0025]所述微控制器30模拟输出引脚与驱动电路21的输入端相连，驱动电路21的输出端与云台水平电机22和云台俯仰电机23分别相连，驱动电路21通过采集到微控制器30输出的模拟电压大小分别来判断需要给云台水平电机22的电流大小，控制云台水平电机22的速度来实现对云台水平电机22的驱动；同样，驱动电路21通过采集到微控制器30输出的模拟电压大小分别来判断需要给云台俯仰电机23的电流大小，控制云台俯仰电机23的速度来实现对云台俯仰电机23的驱动；最终实现对云台的运动控制。
[0026]所述云台水平电机22和云台俯仰电机23的输出轴尾部上都安装有编码器14，通过光栅输出RS422编码器信号，该信号连接到微控制器30采集引脚，便于微控制器30采集编码器信号。
[0027]所述云台水平电机22和云台俯仰电机23的输出轴上还安装有机械限位装置15，当云台旋转角度到达机械限位装置15，机械限位装置15产生一电平跳变信号并传送至微控制器30，微控制器30采集该电平跳变信号来判断云台输出轴所在的角度。
[0028]所述微控制器30上还设有编程接口 24以及连接云台的RS485总线接口 25 ;其中，编程接口 24可以实现对微控制器30的程序下载；微控制器30通过RS485总线接口 25与机器人进行通信。
[0029]本实用新型的内置微型可编程机器人云台控制器具体实施过程为:
[0030]上电后，云台通过机械限位装置15找到水平和俯仰两个自由度的零位，微控制器30通过采集编码器14的信息判断云台两个自由度目前所处的角度，微控制器30通过采集云台速度传感器11、云台加度传感器12和云台力矩传感器13的信号来判断云台目前的运动状态以及负载情况；
[0031]微控制器30还与机器人通过RS485总线接口 25进行通信，向机器人反馈云台目前的各项参数信息，同时接收来自机器人的控制信号，微控制器30将该控制信号转化为对驱动电路21的控制信号，驱动电路21依据该控制信号对云台水平电机22和云台俯仰电机23进行控制。
[0032]此外，当开发人员需要对云台的动作进行设置时，可以通过编程接口 24将在上位机编译成功的程序下载到微控制器30，从而实现对云台的自定义编程控制。
【主权项】
1.一种内置微型可编程机器人云台控制器，其特征在于，包括封装成一体结构的微控制器、云台速度传感器、云台加速度传感器和云台力矩传感器；所述云台速度传感器、云台加速度传感器和云台力矩传感器分别采集云台的速度参数、加速度参数和力矩参数，并传送至微控制器；所述微控制器上设有编程接口。
2.如权利要求1所述的一种内置微型可编程机器人云台控制器，其特征在于，微控制器还连接一驱动电路，用来驱动云台水平电机和云台俯仰电机。
3.如权利要求2所述的一种内置微型可编程机器人云台控制器，其特征在于，所述云台水平电机和云台俯仰电机的输出轴尾部均安装有编码器，其检测云台电机转速并输出至微控制器。
4.如权利要求2所述的一种内置微型可编程机器人云台控制器，其特征在于，所述云台水平电机和云台俯仰电机的输出轴尾部均还安装有机械限位装置，其用于判断云台旋转角度，产生电平跳变信号并传送至微控制器。
5.如权利要求1所述的一种内置微型可编程机器人云台控制器，其特征在于，所述微控制器上还设有总线接口，用于与机器人通信。
【专利摘要】本实用新型公开了一种内置微型可编程机器人云台控制器，包括封装成一体结构的微控制器、云台速度传感器、云台加速度传感器和云台力矩传感器；所述云台速度传感器、云台加速度传感器和云台力矩传感器分别采集云台的速度参数、加速度参数和力矩参数，并传送至微控制器；所述微控制器上设有编程接口。本实用新型采用了采集、控制、驱动一体的方式，将各个模块集成于一个电路板，大大缩小了云台控制器的体积，便于将控制器内置于云台，同时缩小了云台的体积和重量。
【IPC分类】G05D3-12
【公开号】CN204287982
【申请号】CN201420821935
【发明人】仲亮, 郭锐, 贾娟, 慕世友, 王滨海, 李建祥, 程志勇, 贾永刚, 曹雷, 高郎宏
【申请人】国家电网公司, 国网山东省电力公司电力科学研究院, 山东鲁能智能技术有限公司
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月22日