(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201911330265.7
(22)申请日 2019.12.20
(71)申请人 扬州哈工科创机器人研究院有限公
司
地址 225000 江苏省扬州市生态科技新城
杭集镇曙光路579号
(72)发明人 衣超 寇江伟 马浚峰 张海彪
蒋思明
(74)专利代理机构 北京文苑专利代理有限公司
11516
代理人 陈佳
(51)Int.Cl.
B25J 9/16(2006.01)
(54)发明名称
(57)摘要
本发明公开了用于机械臂LED显示演绎的控
统、I/O数据驱动模块、LED屏幕控制系统、机械臂
控制器和电源。采用闭环控制，主控制器和视频
播放系统进行实时的数据通讯保证视频信号和
动作的内容一致性。采用的微控制器进行设计，
节约成本，这样有效的降低了整套控制系统的成
本。再有外设接口丰富，通过设计触发单元这样
可以满足大多数市面上的触发设备信号，使控制
系统适合各种场合的应用，使得产品的适用性更
广。权利要求书2页 说明书5页 附图1页CN 111037557 A 2020.04.21
C N 111037557
A
1.用于机械臂LED显示演绎的控制系统，其特征在于，所述控制系统包括：主控制器、通讯模块、视频播放系统、I/O数据驱动模块、LED屏幕控制系统、机械臂控制器和电源；所述主控制器，用于创建机械臂仿真模型，接收机械臂位置信息；发送所述机械臂位置信息；发送第一控制指令；所述I/O数据驱动模 块，用于接收第一控制指令和机械臂位置信息，发送所述第一控制指令请求，接收第二控制指令请求，发送所述第二控制指令请求，发送所述机械臂位置信息；所述机械臂控制器，用于接收第一控制指令请求和机械臂位置信息，响应所述第一控制指令请求，发送第一控制指令，发送所述机械臂位置信息，发送所述第二控制指令请求；所述通讯模块用于完成所述视频播放系统与所述主控制器之间的数据通信；
所述电源用于为所述主控制器、所述通讯模块、所述I/O数据驱动模块供电；所述电源与所述主控制器的一端、所述通讯模块的一端、所述I/O数据驱动模块的一端电连接；
所述主控制器与所述通讯模块的一端、所述视频播放系统的一端、所述I/O数据驱动模块的一端连接；所述视频播放系统的另一端与所述LED屏幕控制系统的一端连接；所述I/O 数据驱动模块的另一端与所述机械臂控制器的另一端连接。
2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述视频播放系统通过HDMI接口将视频信号传输给LED屏幕控制系统。
3.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述主控制器创建的机械臂仿真模型，包括：
机械臂离线相关参数的编辑，包括：机械臂材质编辑、机械臂几何参数编辑、物理模拟参数编辑；机械臂材质参数包括：扭转刚度和弯曲刚度；
物理模拟参数编辑包括：对模拟速度、真实度和特效的要求编辑响应的物理模拟参数，包括运动阻尼系数、迭代次数、碰撞检测模式、位置、失效极限；
机械臂物理模型动态构建，包括：根据机械臂控制器第一控制指令的机械臂的上升、下降、扭转、弯曲的物理模型。
4.根据权利要求1或3所述的控制系统，其特征在于，所述主控制器创建机械臂仿真模型，接收机械臂位置信息；发送所述机械臂位置信息，包括：
所述主控制器接收机械臂位置信息，将所述机械臂位置信息发送至机械臂仿真模型，所述机械臂仿真模型根据所述机械臂位置信息更新模型数据，将更新的模型数据通过所述通讯模块发送至视频播放系统。
5.根据权利要求4所述的控制系统，其特征在于，所述视频播放系统根据接收到的更新后的模型数据实时更新视频播放文件数据，并将所述更新后的视频文件数据发送至LED屏幕控制系统。
6.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述I/O数据驱动模块，接收所述第一控制指令，发送所述第一控制指令请求，包括：
所述I/O数据驱动模块，接收所述第一控制指令，解析所述第一控制指令，将所述第一控制指令解析为与其对应的第一控制指令请求，发送所述第一控制指令请求。
7.根据权利要求1或6所述的控制系统，其特征在于，所述I/O数据驱动模块，接收机械臂位置信息，接收第二控制指令请求，发送所述机械臂位置信息，包括：
接收机械臂控制器发送的第二控制指令请求以及机械臂位置信息；发送所述控制指令请求至主控制器；
接收主控制器的响应第二控制指令请求，发送所述机械臂位置信息至主控制器。
8.根据权利要求1或6所述的控制系统，其特征在于，所述机械臂控制器接收第一控制指令请求，响应所述第一控制指令请求，发送第一控制指令；包括：
接收I/O数据驱动模块发送的第一控制指令请求，响应所述第一控制指令请求，解析所述第一控制指令请求为与其对应的第一控制指令，发送第一控制指令至机械臂。
9.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括：触发模块，用于触发所述主控制器的第一控制指令，所述触发模块或为传感器触发或为按键触发指令或为有限协议触发或为无线协议触发。
10.用于机械臂LED显示演绎的系统，其特征在于，所述系统包括用于机械臂LED显示演绎的控制系统、LED屏幕、机械臂；所述用于机械臂LED显示演绎的控制系统为权利要求1至权利要求8所述的用于机械臂LED显示演绎的控制系统。
用于机械臂LED显示演绎的系统和控制系统
技术领域
[0001]本发明属于计算机和电子设备技术领域，具体涉及一种用于机械臂LED显示演绎的系统和控制系统。
背景技术
[0002]机械臂主要应用于工业场合，LED屏幕作为显示单元主要用于视频显示图片显示等，如何将两者结合起来成为全新的演绎设备，通过控制方法实现机械臂搭载着LED屏幕呈现出动态演示的效果，实现用户视觉、触觉的高体验沉浸感，为实现触觉可视化提供前提，是目前亟待解决的问题。
发明内容
[0003]针对现有技术中的缺陷，本发明实施例提供一种用于机械臂LED显示演绎的控制系统，有效解决了机械臂搭载LED屏幕演绎动作和影片内容的一致性，内部程序设有保护机制，保护设备安全，通过微控制器对视频播放系统的控制，微控制器对机械臂动作的协调调用，保证机械臂动作和视频内容演绎的一致性。
[0004]针对以上技术问题，本发明实施例第一方面提供了一种用于机械臂LED显示演绎的控制系统，所述控制系统包括：主控制器、通讯模块、视频播放系统、I/O数据驱动模块、LED屏幕控制系统、机械臂控制器和电源；所述主控制器，用于创建机械臂仿真模型，接收机械臂位置信息；发送所述机械臂位置信息；发送第一控制指令；所述I/O数据驱动模块，用于接收第一控制指令和机械臂位置信息，发送所述第一控制指令请求，接收第二控制指令请求，发送所述第二控制指令请求，发送所述机械臂位置信息；所述机械臂控制器，用于接收第一控制指令请求和机械臂位置信息，响应所述第一控制指令请求，发送第一控制指令，发送所述机械臂位置信息，发送所述第二控制指令请求；所述通讯模块用于完成所述视频播放系统与所述主控制器之间的数据通信；
[0005]所述电源用于为所述主控制器、所述通讯模块、所述I/O数据驱动模块供电；所述电源与所述主控制器的一端、所述通讯模块的一端、所述I/O数据驱动模块的一端电连接；[0006]所述主控制器与所述通讯模块的一端、所述视频播放系统的一端、所述I/O数据驱动模块的一端连接；所述视频播放系统的另一端与所述LED屏幕控制系统的一端连接；所述I/O数据驱动模块的另一端与所述机械臂控制器的另一端连接。
[0007]根据本发明的一个实施例，所述视频播放系统通过HDMI接口将视频信号传输给LED屏幕控制系统。
[0008]根据本发明的一个实施例，所述主控制器创建的机械臂仿真模型，包括：机械臂离线相关参数的编辑，包括：机械臂材质编辑、机械臂几何参数编辑、物理模拟参数编辑；机械臂材质参数包括：扭转刚度和弯曲刚度。
[0009]物理模拟参数编辑包括：对模拟速度、真实度和特效的要求编辑响应的物理模拟参数，包括运动阻尼系数、迭代次数、碰撞检测模式、位置、失效极限。
[0010]机械臂物理模型动态构建，包括：根据机械臂控制器第一控制指令的机械臂的上升、下降、扭转、弯曲的物理模型。
[0011]根据本发明的一个实施例，所述主控制器创建机械臂仿真模型，接收机械臂位置信息；发送所述机械臂位置信息，包括：
[0012]所述主控制器接收机械臂位置信息，将所述机械臂位置信息发送至机械臂仿真模型，所述机械臂仿真模型根据所述机械臂位置信息更新模型数据，将更新的模型数据通过所述通讯模块发送至视频播放系统。
[0013]根据本发明的一个实施例，所述视频播放系统根据接收到的更新后的模型数据实时更新视频播放文件数据，并将所述更新后的视频文件数据发送至LED屏幕控制系统。[0014]根据本发明的一个实施例，
所述I/O数据驱动模块，接收所述第一控制指令，发送所述第一控制指令请求，包括：所述I/O数据驱动模块，接收所述第一控制指令，解析所述第一控制指令，将所述第一控制指令解析为与其对应的第一控制指令请求，发送所述第一控制指令请求。
[0015]根据本发明的一个实施例，所述I/O数据驱动模块，接收机械臂位置信息，接收第二控制指令请求，发送所述机械臂位置信息，包括：
[0016]接收机械臂控制器发送的第二控制指令请求以及机械臂位置信息；发送所述控制指令请求至主控制器。
[0017]接收主控制器的响应第二控制指令请求，发送所述机械臂位置信息至主控制器。[0018]根据本发明的一个实施例，所述机械臂控制器接收第一控制指令请求，响应所述第一控制指令请求，发送第一控制指令；包括：接收I/O数据驱动模块发送的第一控制指令请求，响应所述第一控制指令请求，解析所述第一控制指令请求为与其对应的第一控制指令，发送第一控制指令至机械臂。
[0019]根据本发明的一个实施例，所述控制系统还包括：触发模块，用于触发所述主控制器的第一控制指令，所述触发模块或为传感器触发或为按键触发指令或为有限协议触发或为无线协议触发。
[0020]本发明实施例第二方面提供了一种用于机械臂LED显示演绎的系统，所述系统包括用于机械臂LE
D显示演绎的控制系统、LED屏幕、机械臂；所述用于机械臂LED显示演绎的控制系统为以上所述的用于机械臂LED显示演绎的控制系统。
[0021]本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
[0022]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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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。
[0023]图1是本发明实施例公开的用于机械臂LED显示演绎的系统方框图；
[0024]图2是本发明实施例公开的又一用于机械臂LED显示演绎的系统方框图。[0025]附图序号说明：1-触发单元、2-主控制器、3-通讯模块、4-系统视频播放系统、5-电
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