(19)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 202210448522.2 (22)申请日 2022.04.27 (71)申请人 北京龙诚智航科技有限公司 地址 102399 北京市门头沟区中门寺街69 号33幢731号(集群注 册) (72)发明人 邓云　石丛玮　王曜瑄　 (74)专利代理 机构 北京中政联科专利代理事务 所(普通合伙) 11489 专利代理师 陈剑杰 (51)Int.Cl. B25J 9/16(2006.01) (54)发明名称 一种主从式机 械臂控制系统 (57)摘要 本发明涉及自动化控制技术领域， 且公开了 一种主从式机械臂控制系统， 包括控制系统， 所 述控制系统中包括控制芯片、 下载单元、 能源单 元、 采集单元、 传输单元， 所述控制板的型号为 Esp32或同性能控制板， 所述下载单元包括接收 模块、 下载模块、 传输模块， 所述接收模块的信号 输出端与下载模块的信号接收端连接， 所述下载 模块的信号输出端与传输模块的信号接收端连 接， 所述下载模块通过USB转TT L程序对数据进行 转换， USB转TTL主要是 实现USB协议到TTL串口协 议的转换， 用于从PC向esp32控制板 下载程序， 能 够在电脑上的串口助手软件非常直观的显示出 串口设备返回的数据以及发送相应的控制数据 给串口设备， 便 于远程作业。 权利要求书1页 说明书3页 附图9页 CN 114800507 A 2022.07.29 CN 114800507 A 1.一种主从式机械臂控制系统， 包括控制系统， 其特征在于： 所述控制系统中包括控制 芯片、 下载单元、 能源单元、 采集单元、 传输单元， 所述控制板的型号为Esp32或 同性能控制 板， 所述下载单元包括接 收模块、 下载模块、 传输模块， 所述接收模块的信号输出端与下载 模块的信号接收端连接 。 2.根据权利要求1所述的一种 主从式机械臂控制系统， 其特征在于： 所述下载模块的信 号输出端与传输模块的信号接收端连接， 所述下载模块通过USB转TTL程序对数据进行转 换， USB转TTL主要是实现USB协议到TTL串口协议的转换， 用于从PC向esp32控制板下载程 序。 3.根据权利要求1所述的一种 主从式机械臂控制系统， 其特征在于： 所述 能源单元包括 充电模块、 存储模块、 放电模块， 所述充电模块的信号输出端与存储模块的信号接收端连 接。 4.根据权利要求3所述的一种 主从式机械臂控制系统， 其特征在于： 所述存储模块的信 号输出端与放电模块的信号接收端连接， 所述能源单元通过采用AMS1117 ‑3.3芯片或 同性 能芯片来供 给系统的工作电压 。 5.根据权利要求1所述的一种 主从式机械臂控制系统， 其特征在于： 所述采集单元包括 转化模块、 读取模块、 输送模块， 所述转化模块的信号输出端与读取模块的信号接收端连 接。 6.根据权利要求5所述的一种 主从式机械臂控制系统， 其特征在于： 所述读取模块的信 号输出端与输送模块的信号接收端连接， 所述采集单元采用adc采样将输入的模拟量转化 为数字量， 并且将数字量读取 出来。 7.根据权利要求1所述的一种 主从式机械臂控制系统， 其特征在于： 所述传输单元包括 调制模块、 编码模块、 输出模块， 所述调制模块的信号输出端与编码模块的信号接收端连 接。 8.根据权利要求7所述的一种 主从式机械臂控制系统， 其特征在于： 所述编码模块的信 号输出端与输出模块的信号接收端连接， 所述传输单元通过对一系列脉冲 的宽度进行调 制， 等效出 所需要的波形(包 含形状以及幅值)， 对 模拟信号电平进行 数字编码。 9.根据权利要求1 ‑8所述的一种 主从式机械臂控制系统， 其特征在于： 应用该控制系统 的机械臂包括从臂底盘、 一级臂、 二级臂、 主臂夹爪组件， 主臂上安装包括有电位器， 从臂上 安装包括有关节控制器、 关节电机 。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114800507 A 2一种主从式机械臂控制系统 技术领域 [0001]本发明涉及自动化控制技 术领域， 具体为 一种主从式机 械臂控制系统。 背景技术 [0002]在应用于野外作业的机器人， 尤其是水下机器人中， 机械臂控制系统的设计方案 和实现方案都直观的影响着机器人 的工作效率。 受 限于控制方式的单一， 目前多数观测级 水下机器人在设计中都不在机体上集成机械臂， 少数集成了机械臂的机器也仅有 单个自由 度， 水下机器人领域迫切的需要一种便于控制和集成的机械臂控制方式， 使用传统的手柄 或操纵杆控制机械臂在今天仍然 是控制机械臂的主流方式， 但传统机械臂控制在实际使用 中有以下几个技术难点： 1.机械臂控制系统需要额外的人机工学设计， 用户需要付出额外 的学习成本来记忆各关节的操作方法。 2.机械臂控制方式不够直观， 在需要快速反应的远 程作业时在控制中浪费大量时间， 因此提出一种主从式机 械臂控制系统。 发明内容 [0003]本发明的目的在于提供了一种主从式机械臂控制系统， 在保证低时延的前提下， 将主臂各关节位置数据映射到从臂控制系统中， 从而 可使用主臂对从臂的动作进 行实时控 制， 进而实现同步控制机械臂的功能， 大大降低了控制难度和控制端设计难度， 为机械臂进 行受控复杂工作创造 了可能。 [0004]为实现上述目的， 本 发明提供如下技术方案： 一种主从式机械臂控制系统， 包括控 制系统， 所述控制系统中包括控制芯片、 下载单元、 能源单元、 采集单元、 传输单元， 所述控 制板的型号为E sp32或同性能控制板， 所述下载单元包括接收模块、 下载模块、 传输模块， 所 述接收模块的信号输出端与下 载模块的信号接收端连接 。 [0005]优选的， 所述下载模块的信号输出端与传输模块的信号接收端连接， 所述下载模 块通过USB转TTL程序对数据进行转换， USB转TTL主要是实现USB协议到TTL串口协议的转 换， 用于从P C向esp32控制板下载程序， 能够在电脑上的串口助手软件非常直观的显示出串 口设备返回的数据以及发送相应的控制数据给串口设备， 便 于远程作业。 [0006]优选的， 所述能源单元包括充电模块、 存储模块、 放电模块， 所述充电模块的信号 输出端与存储模块的信号接 收端连接， 通过充电模块对存储模块的进行充电， 使得存储模 块能够将控制系统作业所需的能源进行存储， 使得控制系统不需要插接电线也能进行操 作。 [0007]优选的， 所述存储模块的信号输出端与放电模块的信号接收端连接， 所述能源单 元通过采用AMS1 117‑3.3芯片或同性能芯片来供 给系统的工作电压 。 [0008]优选的， 所述采集单元包括转化模块、 读取模块、 输送模块， 所述转化模块的信号 输出端与读取模块的信号接收端连接 。 [0009]优选的， 所述读取模块的信号输出端与输送模块的信号接收端连接， 所述采集单 元采用adc采样 将输入的模拟量 转化为数字量， 并且将数字量读取 出来。说　明　书 1/3 页 3 CN 114800507 A 3