一种云端远程服务智能机器人控制系统的制作方法

本实用新型涉及智能机器人技术领域，尤其涉及一种云端远程服务智能机器人控制系统。

背景技术：

伴随智能时代的到来，工业机器人正在代替人类从事焊接、喷涂、搬运等许多较繁重的劳动，其不但提高了劳动生产率及生产质量，还降低了生产成本。工业机器人应用正在日益改变人类的生产和生活方式，成为备受世界各国关注的产业。

机器人控制器系统作为组成部分的大脑，其研究的现状：PC模式，虽然具备人机交互等丰富功能，但对一些功能要求简单的工业系统就显得资源过剩，而过多的功能及接口又增加了系统的成本。同时，该类控制器主要基于微软Windows通用操作系统，而Windows不是面向工业控制而设计的系统，无法满足控制系统的稳定、实时性控制要求：同时Windows操作系统是代码不开源的商品化操作系统，因此无法对其进行实时性改造。

嵌入式加实时操作系统，其最大的特点可独立于PC或IPC运行。工业环境存在很多限制，如空间体积等，而且存在各种电磁干扰。通过嵌入式技术，将运动控制器小型化并增强其抗干扰能力，应用于工业生产中，既解决了稳定性问题，又降低了控制系统的成本。

随着市场上不断出现基于PC或嵌入式普通控制器，但他们的设计仅仅集中在控制本身功能实现上，易用性及服务成本高居不下，实时性也不理想。因此开发系统实时性高且易用性好的控制系统具有重大的行业意义和广泛的使用价值。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种云端远程服务智能机器人控制系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种云端远程服务智能机器人控制系统，包括机器人本体、机器人运动控制部分远程服务终端部分、控制系统上位和控制系统下位，所述远程服务终端部分包括离线在线仿真模块、虚拟示教模块、远程上载模块、处理器、终端通讯接口、远程通讯接口和故障检测模块，且虚拟示教模块通过Gateway连接在离线在线仿真模块上，所述离线在线仿真模块通过Gateway连接在远程上载模块上，且远程上载模块通过无线连接在故障检测模块上，所述机器人运动控制部分包括机器人控制柜，且机器人控制柜的内壁设置有Q87嵌入式主板、QNX，Runtime实时核、Codesys组件、远程通讯接口、示教器接口、远程下载接口、Runtime实时核和机器人运动控制子模块，所述示教器接口与QNX采用TCP/IP通讯，QNX与Codesys组件亦也采用TCP/IP通讯，所述Codesys组件运行在Runtime实时核上，Runtime实时核运行在QNX系统上。

优选的，所述终端通讯接口通过有线或无线的模式建立远程服务终端部分与机器人运动控制部分之间的通讯交互。

优选的，所述控制系统上位与控制系统下位采用远程下载接口通讯，所述控制系统下位实时性采用QNX实时系统再打实时补丁保证。

优选的，所述远程服务终端部分通过远程通讯接口连接机器人控制柜，且机器人控制柜通过终端通讯接口连接机器人本体。

优选的，所述机器人本体通过状态接口实时发送当前机器人本体的各关节参数、状态参数及故障码。

优选的，所述虚拟示教模块、远程上载模块、故障检测模块和离线在线仿真模块均通过信号线连接在处理器的输入端。

本实用新型的有益效果为：

1、本新型将机器人运动控制、远程通讯结合在一起，解决缺乏技术人员的生产企业难以进行机器人现场编程、操作及维护的问题。

2、本新型所涉及的云端远程机器人运动控制器系统使得机器人技术服务人员可以远程完成对机器人的诊断、示教和机器人运行程序的下载，机器人现场技术人员只需要简单的操作就可以完成机器人的使用，大大降低了现场操作人员的技术要求。本新型结构简单、操作方便具有广泛推广意义。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种云端远程服务智能机器人控制系统的组成示意图；

图2为本实用新型提出的一种云端远程服务智能机器人控制系统的远程服务终端部分组成示意图；

图3为本实用新型提出的一种云端远程服务智能机器人控制系统的机器人运动控制部分组成示意图。

图中：1机器人本体、2机器人运动控制部分、3远程服务终端部分、4虚拟示教模块、5远程上载模块、6故障检测模块、7离线在线仿真模块、9处理器、10终端通讯接口、11示教器接口、12 Runtime实时核、13 Codesys组件、14远程通讯接口、15 QNX。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-3，一种云端远程服务智能机器人控制系统，包括机器人本体1、机器人运动控制部分2远程服务终端部分3、控制系统上位和控制系统下位，远程服务终端部分3为一个独立的控制器，或者为嵌入到现有具有通讯接口的计算机内部的程序模块，远程服务终端部分3包括离线在线仿真模块7、虚拟示教模块4、远程上载模块5、处理器、终端通讯接口10、远程通讯接口14和故障检测模块6，且虚拟示教模块4通过Gateway连接在离线在线仿真模块7上，离线在线仿真模块7通过Gateway连接在远程上载模块5上，且远程上载模块5通过无线连接在故障检测模块6上，远程服务终端部分3，通过二维三维的模式实时显示当前远程服务机器人本体的各关节状态和故障状态，提供人机交互界面用于远程示教并操控机器人本体1，上传机器人控制器上的运行程序及设备状态信息，终端通讯接口10基于有线或无线的模式建立远程服务终端部分与机器人运动控制部分2之间的通讯交互，从远程服务终端部分3获取机器人控制指令传递给机器人运动控制部分2，从机器人运动控制部分2获取当前机器人本体1的各关节参数、状态参数及故障码传递给远程服务终端部分3用于显示及操控，虚拟示教模块4从虚拟示教模块4或远程服务终端部分3内部机器人运行程序逐行获取机器人控制指令，按照虚拟再现的模式展示出当前机器人本体1的各关节运动状态，各关节的参数包括但不限于各关节角度、速度、加速度和扭矩，机器人运动控制部分2包括机器人控制柜，且机器人控制柜的内壁设置有Q87嵌入式主板、QNX15，Runtime实时核12、Codesys组件13、远程通讯接口14、示教器接口11、远程下载接口、Runtime实时核12和机器人运动控制子模块，机器人运动控制子模块，接收机器人控制指令，实时控制机器人本体1各关节的角度、速度、加速度、扭矩，示教器接口11将获取的机器人控制指令编译成机器人本体1运动控制可执行的动作指令，用于机器人本体运动轨迹规划，示教器接口11与QNX15采用TCP/IP通讯，QNX15与Codesys组件13亦也采用TCP/IP通讯，Codesys组件13运行在Runtime实时核12上，Runtime实时核12运行在QNX15系统上，接收机器人控制指令对机器人本体的各关节进行实时操控，并实时将当前机器人本体运行的各关节参数及故障信息发送给远程服务终端部分3，下载远程服务终端部分3传递的机器人运行程序并保存为文件形式用于控制机器人本体1运动，故障检测模块，实时通过终端通讯接口获取当前机器人本体各关节的位置、速度、加速度、扭矩参数，以及当前机器人本体故障的故障码，故障码包括但不限于机器人本体1故障码、各电机驱动故障码、控制器故障码，远程下载接口，通过远程通讯接口获取远程服务终端部分的远程上载模块上载的机器人运行程序，作为文件的模式保存在机器人运动控制部分的存储空间内用于执行。

本新型中，终端通讯接口10通过有线或无线的模式建立远程服务终端部分3与机器人运动控制部分2之间的通讯交互，控制系统上位与控制系统下位采用远程下载接口通讯，控制系统下位实时性采用QNX15实时系统再打实时补丁保证，远程服务终端部分3通过远程通讯接口14连接机器人控制柜，且机器人控制柜通过终端通讯接口10连接机器人本体1，机器人本体1通过状态接口实时发送当前机器人本体1的各关节参数、状态参数及故障码，机器人运行程序为一系列机器人控制指令所组成的逐行控制机器人本体各关节运动的代码，虚拟示教模块4、远程上载模块5、故障检测模块6和离线在线仿真模块7均通过信号线连接在处理器9的输入端，处理器9，从状态及故障检测模块获取当前机器人本体1各关节的位置、速度、加速度、扭矩参数进行解算，并通过离线在线仿真模块7进行二维或三维的虚拟显示展现；从虚拟示教模块获取用户操作命令，传递给远程操控模块编译成机器人控制指令，再通过终端通讯接口10发送给机器人运动控制器部分2，将远程上载模块5所汇总得到的指令程序通过终端通讯接口10发送给机器人运动控制器部分2。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。