机器人的控制系统，控制方法及电子设备与流程

1.本技术涉及机器人领域，具体而言，涉及一种机器人的控制系统，控制方法及电子设备。


背景技术：

2.外骨骼机器人从穿戴者需求出发，通过传感器检测穿戴者有无行走趋势，判断是否需要助力，从而可以实现有效、实时助力。然而，相关技术中的机器人控制系统的通讯协议(例如，rs232、rs485等)线路比较复杂，连线较多，系统稳定性低，尤其对于外骨骼机器人而言，其外骨骼机器人的关节较多，不同的关节处有时需要设置多个伺服驱动器控制多个伺服电机，才能完成一个较复杂的动作，而如果控制线路过于复杂，连线较多，则会非常影响外骨骼机器人的实际使用性能，使其实际作用和使用性能大打折扣。
3.针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供了一种机器人的控制系统，控制方法及电子设备，以至少解决由于相关技术中机器人的控制线路比较复杂，连线较多，造成的系统稳定性较低，影响外骨骼机器人的实际使用性能的技术问题。
5.根据本技术实施例的一个方面，提供了一种机器人的控制系统，包括：控制器，与控制器局域网can总线分析仪连接，用于通过总线分析仪接收机器人的状态信息，并根据状态信息生成机器人的控制指令，其中，控制指令携带有机器人待控制的关节的第一标识信息；伺服驱动器，通过can总线与can总线分析仪连接，用于根据控制指令驱动伺服电机控制机器人的关节进行运动；can总线分析仪，用于通过can总线广播控制指令，将控制指令下发至与第一标识信息存在预定映射关系的第二标识信息所指示的目标伺服驱动器；其中，目标伺服驱动器，用于根据控制指令驱动伺服电机控制机器人的目标关节进行运动。
6.可选地，can总线分析仪，还用于每间隔预定周期通过can总线向伺服驱动器广播控制指令，接收各个伺服驱动器返回的响应指令，确定响应指令中携带的第二标识信息与第一标识信息匹配成功的目标响应指令，以及确定向can总线分析仪返回目标响应指令的伺服驱动器为目标伺服驱动器。
7.可选地，can总线分析仪，还用于在接收到的目标响应指令为多个的情况下，获取各个目标伺服驱动器的目标响应指令携带的时间戳，并根据时间戳的大小确定每个目标伺服驱动器接收控制指令的优先级，并根据优先级依次向目标驱动器发送控制指令。
8.可选地，can总线分析仪，还用于每间隔预定周期通过can总线向伺服驱动器广播控制指令，伺服驱动器还用于将接收到第一标识信息与自身对应的第二标识信息进行比对，并两者满足预定映射关系时执行控制指令。
9.可选地，控制系统还包括：扭矩传感器，与伺服驱动器连接，用于将检测到的伺服电机的扭矩大小，通过伺服驱动器模拟量输入口上传至can总线分析仪；can总线分析仪，还
用于将扭矩大小上传至控制器。
10.可选地，can总线分析仪，还用于检测can总线可用的带宽，并在带宽小于预设阈值的情况下，确定各个节点设备待发送报文的优先级，并将优先级编码在报文id中，其中，报文id的值越小，报文的优先级越高。
11.可选地，还包括：显示器，与控制器建立有通信连接，其中，显示器连接输入设备，用于接收目标对象输入的操作指令，控制器用于将操作指令所指示的运动参数按照can总线通信协议进行封装生成数据包，将数据包发送至can总线分析仪。
12.根据本技术实施例的另一方面，还提供了一种机器人的控制方法，包括：can总线分析仪接收机器人的状态信息；将状态信息上传至控制器，接收控制器根据状态信息生成机器人的控制指令，其中，控制指令携带有机器人待控制的关节的第一标识信息；通过can总线向伺服驱动器广播控制指令，将控制指令下发至与第一标识信息存在预定映射关系的第二标识信息对应的目标伺服驱动器；其中，目标伺服驱动器，用于根据控制指令驱动伺服电机控制机器人的目标关节进行运动。
13.根据本技术实施例的另一方面，还提供了一种机器人的控制装置，包括：接收模块，用于接收机器人的状态信息；生成模块，将状态信息上传至控制器，接收控制器根据状态信息生成机器人的控制指令，其中，控制指令携带有机器人待控制的关节的第一标识信息；控制模块，用于通过can总线向伺服驱动器广播控制指令，将控制指令下发至与第一标识信息存在预定映射关系的第二标识信息对应的目标伺服驱动器；其中，目标伺服驱动器，用于根据控制指令驱动伺服电机控制机器人的目标关节进行运动。
14.根据本技术实施例的另一方面，还提供了一种机器人，包括：机器人本体，机器人本体设置有多个伺服驱动器；以及任意一种的控制系统。
15.可选地，在机器人本体的单一关节处设置的伺服驱动器有多个的情况下，关节与伺服驱动器的预定映射关系为一对多的对应关系，以用于基于多个伺服驱动器控制同一关节的运动。
16.根据本技术实施例的另一方面，还提供了一种非易失性存储介质，存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制存储介质所在设备执行机器人的控制方法。
17.根据本技术实施例的另一方面，还提供了一种电子设备，包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，处理器被配置为执行指令，以实现机器人的控制方法。
18.在本技术实施例中，采用can总线通信的方式，利用了can总线自身连线少，结构清晰，实时性和可靠性较高的特点，通过控制器，与控制器局域网can总线分析仪连接，用于通过总线分析仪接收机器人的状态信息，并根据状态信息生成机器人的控制指令，其中，控制指令携带有机器人待控制的关节的第一标识信息；伺服驱动器，机器人的每个关节处设置有至少一个伺服驱动器；can总线分析仪，通过can总线与伺服驱动器连接，用于对控制指令进行广播，将控制指令下发至与第一标识信息存在预定映射关系的第二标识信息对应的目标伺服驱动器；其中，目标伺服驱动器，用于根据控制指令驱动伺服电机控制机器人的目标关节进行运动，达到了减少控制线路的复杂度，提高系统稳定性的技术效果，进而解决了由于相关技术中机器人的控制线路比较复杂，连线较多，造成的系统稳定性较低，影响外骨骼机器人的实际使用性能技术问题。
附图说明
19.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
20.图1是根据本技术实施例的一种可选的机器人的控制系统的结构示意图；
21.图2是本技术一实施例中机器人的控制系统的结构示意图；
22.图3是根据本技术实施例的一种可选的机器人的控制方法的流程示意图；
23.图4是根据本技术实施例的一种可选的机器人的控制装置的结构示意图；
24.图5是根据本技术实施例的一种可选的电子设备的结构框图。
具体实施方式
25.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都应当属于本技术保护的范围。
26.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
27.为了便于本领域技术人员更好的理解本技术相关实施例，现对本技术可能涉及的技术术语进行解释：
28.1.伺服驱动器(servo drives)又称为“伺服控制器”、“伺服放大器”，是用来控制伺服电机的一种控制器，其作用类似于变频器作用于普通交流马达，属于伺服系统的一部分，主要应用于高精度的定位系统。一般是通过位置、速度和力矩三种方式对伺服电机进行控制，实现高精度的传动系统定位，是传动技术的高端产品。
29.2.canopen协议是基于can的通信协议。canopen标准是非常有效的，因为它可以在工业机械中的设备(节点)之间实现现有的相互操作性。此外，它还提供了用于配置设备的标准方法。canopen协议最初是为面向运动的机器控制系统设计的。如今，canopen协议已广泛用于电机控制(步进/伺服电机)中，也广泛用于其他应用中。
30.3.带宽指信号所占据的频带宽度；在被用来描述信道时，带宽是指能够有效通过该信道的信号的最大频带宽度。对于模拟信号而言，带宽又称为频宽，以赫兹(hz)为单位。例如模拟语音电话的信号带宽为3100hz(从300hz到3400hz)，一个pal-d电视频道的带宽为8mhz(含保护带宽)。对于数字信号而言，带宽是指单位时间内链路能够通过的数据量。例如isdn的b信道带宽为64kbps。由于数字信号的传输是通过模拟信号的调制完成的，为了与模拟带宽进行区分，数字信道的带宽一般直接用波特率或符号率来描述。
31.4.外骨骼机器人是一种由电力、液压或气动系统驱动的机械结构，可以固定在用
户的腿部、手臂等身体部位上。它们通过传感器和计算机控制系统来识别运动指令并向外壳传递能量。这些机器人通常用于恢复训练、残疾人康复以及协助重物搬运工作。
32.根据本技术实施例，提供了一种机器人的控制系统实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
33.图1是根据本技术实施例的一种机器人的控制系统，如图1所示，该控制系统包括：
34.控制器01，与控制器局域网can总线分析仪02连接，用于通过总线分析仪接收机器人的状态信息，并根据状态信息生成机器人的控制指令，其中，控制指令携带有机器人待控制的关节的第一标识信息；
35.可选地，上述控制器可以为工业主板，该主板一般可以为矩形电路板，其上安装有计算机的主电路系统，一般包括主板和板卡的bios芯片、i/o控制芯片、键盘和面板控制开关接口、指示灯连接器、扩展槽、dc电源连接器等。大多数主板都有6到15个扩展槽，用于插入电脑外围设备的控制卡。通过更换这些卡，可以对微机的相应子系统进行局部升级，使厂家和用户对机型有更大的配置。
36.可选的，上述机器人可以为外骨骼机器人，或者其他具有多关节的可移动机器人。
37.伺服驱动器03，通过can总线与can总线分析仪02连接，用于根据控制指令驱动伺服电机控制机器人的关节进行运动；
38.可选地，上述can总线可以为canopen总线，需要说明的是，canopen的基础是can，can模型适用于分布式控制，任何设备都可以在网络上广播信息。每个设备都可以接收所有信息，并使用过滤器滤除不合适的信息。因此，单个信息可以到达多个节点，从而减少了需要发送的信息数量，这也大大减少了寻址所需的带宽，从而允许在整个系统中以实时速度进行分布式控制。
39.can总线分析仪02，用于通过can总线广播控制指令，将控制指令下发至与第一标识信息存在预定映射关系的第二标识信息所指示的目标伺服驱动器；其中，目标伺服驱动器，用于根据控制指令驱动伺服电机控制机器人的目标关节进行运动。需要说明的是，上述can总线分析仪在本技术一些实施例中可以简称为can卡。
40.在该控制系统中，采用can总线通信的方式，利用了can总线自身连线少，结构清晰，实时性和可靠性较高的特点，通过控制器，与控制器局域网can总线分析仪连接，用于通过总线分析仪接收机器人的状态信息，并根据状态信息生成机器人的控制指令，其中，控制指令携带有机器人待控制的关节的第一标识信息；伺服驱动器，机器人的每个关节处设置有至少一个伺服驱动器；can总线分析仪，通过can总线与伺服驱动器连接，用于对控制指令进行广播，将控制指令下发至与第一标识信息存在预定映射关系的第二标识信息对应的目标伺服驱动器；其中，目标伺服驱动器，用于根据控制指令驱动伺服电机控制机器人的目标关节进行运动，达到了减少控制线路的复杂度，提高系统稳定性的技术效果，进而解决了由于相关技术中机器人的控制线路比较复杂，连线较多，造成的系统稳定性较低，影响外骨骼机器人的实际使用性能技术问题。
41.可以理解的，由于某些动作的复杂度较高，对关节活动方向以及活动角度要求较高，依靠单一的伺服驱动器无法满足上述复杂的场景，因此需要通过多个伺服驱动器驱动
多个伺服电机控制机器人的关节完成某一复杂度较高的动作，因此，可在机器人的单一关节处设置多个伺服驱动器，以驱动多个伺服电机，即关节与伺服驱动器的预定映射关系可以为一对多的对应关系，以用于基于多个伺服驱动器控制同一关节的运动，因此，作为一种可选的实施方式，can总线分析仪，还用于每间隔预定周期通过can总线向伺服驱动器广播控制指令，接收各个伺服驱动器返回的响应指令，确定响应指令中携带的第二标识信息与第一标识信息匹配成功的目标响应指令，以及确定向can总线分析仪返回目标响应指令的伺服驱动器为目标伺服驱动器。需要说明的是，在机器人本体的单一关节处设置的伺服驱动器有多个的情况下，关节与伺服驱动器的预定映射关系为一对多的对应关系，因此，可基于多个伺服驱动器控制同一关节的运动，因此，需要将控制指令下发给多个伺服驱动器，通过上述实施例可以快速确定需要执行该控制指令的目标驱动器。需要说明的是，上述伺服电机与伺服驱动器可以为一对一的控制关系。
42.需要说明的是，上述机器人的关节包括：肘关节，髋关节，膝关节，以及踝关节等。
43.正如上文所述，由于某些动作的复杂度较高，对关节活动方向以及活动角度要求较高，依靠单一的伺服驱动器无法满足上述复杂的场景，因此需要通过多个伺服驱动器驱动多个伺服电机控制机器人的关节完成某一复杂度较高的动作，而对于执行一个动作往往需要分为多个阶段，即需要对关节的运动方向以及运动角度在时间顺序做出要求，例如，先向上抬起30
°
，再先左偏移45
°
，然后再向右偏移50
°
，即每个控制指令执行的时间顺序不同，因此，在本技术一些实施例中，can总线分析仪，还用于在接收到的目标响应指令为多个的情况下，获取各个目标伺服驱动器的目标响应指令携带的时间戳，并根据时间戳的大小确定每个目标伺服驱动器接收控制指令的优先级，并根据优先级依次向目标驱动器发送控制指令。需要说明的是，时间戳越小，则优先级越高。即通过时间戳的方式，确定需要优先执行的运动方向或者运动角度，然后，将控制指令优先发送给可以完成该运动方向或者运动角度的伺服电机，通过伺服电机目标关机完成上述不同复杂度的移动动作。
44.可选的，伺服驱动器可将接收到的控制指令(该控制指令可以包括位置以及速度指令)，通过自身内部的控制电路将转换为适合伺服电机工作的信号，并向伺服电机提供恰当的输入电压和电流。同时，它还根据实际情况不断调整输出信号以维持伺服系统的稳定性与高精度。在运转过程中，如果发现误差，则会立即进行反馈补偿(反馈重构)操作。比如，在旋转时需要检测出准确角度，并根据目标更新当前方位；或者是在需要前进一定距离时，实时回传当前走过距离并计算所需加速或减速量等。
45.上述通过伺服驱动器返回响应指令的方式，虽然可以将控制指令精确发送至目标驱动器，但是其处理过程耗时较长，在对一些对实时性较高的场景下，可能会影响机器人的响应速度，因此作为一种可选的实施方式，can总线分析仪，还可用于每间隔预定周期通过can总线向伺服驱动器广播控制指令，伺服驱动器还用于将接收到第一标识信息与自身对应的第二标识信息进行比对，并两者满足预定映射关系时执行控制指令，即伺服驱动器不再向can卡返回响应指令，而是通过自身存储的映射关系，执行控制指令或者拒绝执行该控制指令。
46.为了便于对伺服电机输出的扭矩进行监控，上述控制系统还包括：扭矩传感器，与伺服驱动器连接，用于将检测到的伺服电机的扭矩大小，通过伺服驱动器模拟量输入口上传至can总线分析仪；can总线分析仪，还用于将扭矩大小上传至控制器。
47.为了应对数据高并发场景，避免数据阻塞，保护can总线的稳定性，在本技术一些实例中，can总线分析仪，还可用于检测can总线可用的带宽，并在带宽小于预设阈值的情况下，确定各个节点设备待发送报文的优先级，并将优先级编码在报文id中，其中，报文id的值越小，报文的优先级越高。例如，确定各个伺服驱动器的待发送的报文的优先级，并将优先级编码伺服驱动器的报文id中。
48.需要说明的是，上述节点设备包括can总线连接的任何设备，例如，摄像头，雷达，其他微控制器等。canopen报文在can报文内传输，can报文也称为通信对象。can报文以网络数据包的形式，通过总线进行通信。每个数据包均包含1个标志符、控制位和0～8个字节的数据。每个can报文都有1个can报文id。报文id扮演着2个重要角色：提供节点接收或拒绝报文的标准，确定待传输消息的优先级。报文的优先级被编码在报文id中。报文id的值越小，报文的优先级越高。当2个或更多设备尝试同时发送数据包时，优先级最高的数据包将成功，而其他设备将被退回并重试。与其他网络技术相比，这种冲突处理方法可以提高带宽利用率，上述实施例正是对canopen这一特性的实际应用。
49.为了便于用户对机器人进行操作，作为一种可选的实施方式，上述控制系统还包括：显示器，该显示器与控制器建立有通信连接，其中，显示器连接输入设备，用于接收目标对象输入的操作指令，控制器用于将操作指令所指示的运动参数按照can总线通信协议进行封装生成数据包，将数据包发送至can总线分析仪。
50.图2是本技术一实施例中，机器人的控制系统的结构示意图，如图2所示，该控制系统包括：工业主板，can卡，伺服驱动(器)，伺服电机以及扭矩传感器，其中，can卡可通过can总线分别与工业主板、伺服驱动连接。可选地，机器人控制系统的软件模块可以由初始化模块、通信模块、运动控制模块、算法规划模块、驱动控制模块和采集模块组成，其中，初始化模块对系统进行基本参数初始化；通信模块用于在上位机与下位机之间建立通信；采集模块是对力传感器数据的实时采集；驱动控制模块是由驱动器单元(伺服驱动器)实现对电机(伺服电机)的驱动；运动控制模块基于上位计算机(即工业主板)控制实现，算法规划模块可基于计算机编程实现。
51.图3是根据本技术实施例的一种机器人的控制方法，如图3所示，该控制方法包括如下步骤：
52.s302，can总线分析仪接收机器人的状态信息；
53.s304，将状态信息上传至控制器，接收控制器根据状态信息生成机器人的控制指令，其中，控制指令携带有机器人待控制的关节的第一标识信息；
54.s306，通过can总线向伺服驱动器广播控制指令，将控制指令下发至与第一标识信息存在预定映射关系的第二标识信息对应的目标伺服驱动器；其中，目标伺服驱动器，用于根据控制指令驱动伺服电机控制机器人的目标关节进行运动。
55.该控制方法中，can总线分析仪接收机器人的状态信息；将状态信息上传至控制器，接收控制器根据状态信息生成机器人的控制指令，其中，控制指令携带有机器人待控制的关节的第一标识信息；通过can总线向伺服驱动器广播控制指令，将控制指令下发至与第一标识信息存在预定映射关系的第二标识信息对应的目标伺服驱动器；其中，目标伺服驱动器，用于根据控制指令驱动伺服电机控制机器人的目标关节进行运动，达到了减少控制线路的复杂度，提高系统稳定性的技术效果，进而解决了由于相关技术中机器人的控制线
路比较复杂，连线较多，造成的系统稳定性较低，影响外骨骼机器人的实际使用性能技术问题。
56.图4是根据本技术实施例的一种机器人的控制装置，如图4所示，该控制装置包括：
57.接收模块40，用于接收机器人的状态信息；
58.生成模块42，将状态信息上传至控制器，接收控制器根据状态信息生成机器人的控制指令，其中，控制指令携带有机器人待控制的关节的第一标识信息；
59.控制模块46，用于通过can总线向伺服驱动器广播控制指令，将控制指令下发至与第一标识信息存在预定映射关系的第二标识信息对应的目标伺服驱动器；其中，目标伺服驱动器，用于根据控制指令驱动伺服电机控制机器人的目标关节进行运动。
60.该机器人的控制装置中，接收模块40，用于接收机器人的状态信息；生成模块42，将状态信息上传至控制器，接收控制器根据状态信息生成机器人的控制指令，其中，控制指令携带有机器人待控制的关节的第一标识信息；控制模块46，用于通过can总线向伺服驱动器广播控制指令，将控制指令下发至与第一标识信息存在预定映射关系的第二标识信息对应的目标伺服驱动器；其中，目标伺服驱动器，用于根据控制指令驱动伺服电机控制机器人的目标关节进行运动，达到了减少控制线路的复杂度，提高系统稳定性的技术效果，进而解决了由于相关技术中机器人的控制线路比较复杂，连线较多，造成的系统稳定性较低，影响外骨骼机器人的实际使用性能技术问题。
61.根据本技术实施例的另一方面，还提供了一种机器人，包括：机器人本体，机器人本体设置有多个伺服驱动器；以及任意一种的控制系统。
62.可选地，在机器人本体的单一关节处设置的伺服驱动器有多个的情况下，关节与伺服驱动器的预定映射关系为一对多的对应关系，以用于基于多个伺服驱动器控制同一关节的运动。
63.根据本技术实施例的另一方面，还提供了一种非易失性存储介质，存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制存储介质所在设备执行机器人的控制方法。
64.根据本技术实施例的另一方面，还提供了一种电子设备，包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，处理器被配置为执行指令，以实现机器人的控制方法。
65.具体地，上述存储介质用于存储以下功能的程序指令，实现以下功能：
66.can总线分析仪接收机器人的状态信息；将状态信息上传至控制器，接收控制器根据状态信息生成机器人的控制指令，其中，控制指令携带有机器人待控制的关节的第一标识信息；通过can总线向伺服驱动器广播控制指令，将控制指令下发至与第一标识信息存在预定映射关系的第二标识信息对应的目标伺服驱动器；其中，目标伺服驱动器，用于根据控制指令驱动伺服电机控制机器人的目标关节进行运动。
67.可选地，在本实施例中，上述存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。上述存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦除可编程只读存储器(eprom或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(cd-rom)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
68.根据本技术的实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括：至少一个处理器；以及与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的
指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行上述任一项的机器人的控制方法。
69.可选地，上述电子设备还可以包括传输设备以及输入输出设备，其中，该传输设备和上述处理器连接，该输入设备输出设备和上述处理器连接。
70.图5示出了可以用来实施本技术的实施例的示例电子设备500的示意性框图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本技术的实现。
71.如图5所示，设备500包括计算单元501，其可以根据存储在只读存储器(rom)502中的计算机程序或者从存储单元508加载到随机访问存储器(ram)503中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在ram 503中，还可存储设备500操作所需的各种程序和数据。计算单元501、rom 502以及ram 503通过总线504彼此相连。输入/输出(i/o)接口505也连接至总线504。
72.设备500中的多个部件连接至i/o接口505，包括：输入单元506，例如键盘、鼠标等；输出单元507，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元508，例如磁盘、光盘等；以及通信单元509，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元509允许设备500通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
73.计算单元501可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。计算单元501的一些示例包括但不限于中央处理单元(cpu)、图形处理单元(gpu)、各种专用的人工智能(ai)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的计算单元、数字信号处理器(dsp)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。计算单元501执行上文所描述的各个方法和处理，例如机器人的控制方法。例如，在一些实施例中，机器人的控制方法可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元508。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由rom 502和/或通信单元509而被载入和/或安装到设备500上。当计算机程序加载到ram 503并由计算单元501执行时，可以执行上文描述的机器人的控制方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，计算单元501可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行机器人的控制方法。
74.为了提供与用户的交互，可以在计算机上实施此处描述的系统和技术，该计算机具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，crt(阴极射线管)或者lcd(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给计算机。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。
75.可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部
件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(lan)、广域网(wan)和互联网。
76.计算机系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，也可以为分布式系统的服务器，或者是结合了区块链的服务器。
77.上述本技术实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
78.在本技术的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
79.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
80.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
81.另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
82.所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本技术各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
83.以上所述仅是本技术的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本技术的保护范围。

技术特征：
1.一种机器人的控制系统，其特征在于，包括：控制器，与控制器局域网can总线分析仪连接，用于通过所述总线分析仪接收所述机器人的状态信息，并根据所述状态信息生成机器人的控制指令，其中，所述控制指令携带有所述机器人待控制的关节的第一标识信息；伺服驱动器，通过can总线与所述can总线分析仪连接，用于根据控制指令驱动伺服电机控制机器人的关节进行运动；所述can总线分析仪，用于通过can总线广播所述控制指令，将所述控制指令下发至与所述第一标识信息存在预定映射关系的第二标识信息所指示的目标伺服驱动器；其中，所述目标伺服驱动器，用于根据所述控制指令驱动伺服电机控制所述机器人的目标关节进行运动。2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述can总线分析仪，还用于每间隔预定周期通过can总线向所述伺服驱动器广播所述控制指令，接收各个伺服驱动器返回的响应指令，确定所述响应指令中携带的所述第二标识信息与所述第一标识信息匹配成功的目标响应指令，以及确定向所述can总线分析仪返回所述目标响应指令的伺服驱动器为所述目标伺服驱动器。3.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，所述can总线分析仪，还用于在接收到的目标响应指令为多个的情况下，获取各个目标伺服驱动器的所述目标响应指令携带的时间戳，并根据所述时间戳的大小确定每个目标伺服驱动器接收所述控制指令的优先级，并根据所述优先级依次向所述目标驱动器发送所述控制指令。4.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述can总线分析仪，还用于每间隔预定周期通过can总线向所述伺服驱动器广播所述控制指令，所述伺服驱动器还用于将所述接收到所述第一标识信息与自身对应的第二标识信息进行比对，并两者满足预定映射关系时执行所述控制指令。5.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：扭矩传感器，与所述伺服驱动器连接，用于将检测到的所述伺服电机的扭矩大小，通过所述伺服驱动器模拟量输入口上传至所述can总线分析仪；所述can总线分析仪，还用于将所述扭矩大小上传至所述控制器。6.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述can总线分析仪，还用于检测can总线可用的带宽，并在所述带宽小于预设阈值的情况下，确定各个节点设备待发送报文的优先级，并将所述优先级编码在报文id中，其中，所述报文id的值越小，所述报文的优先级越高。7.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，还包括：显示器，与所述控制器建立有通信连接，其中，所述显示器连接输入设备，用于接收目标对象输入的操作指令，所述控制器用于将操作指令所指示的运动参数按照can总线通信协议进行封装生成数据包，将所述数据包发送至所述can总线分析仪。8.一种机器人的控制方法，其特征在于，包括：can总线分析仪接收所述机器人的状态信息；将所述状态信息上传至控制器，接收所述控制器根据所述状态信息生成机器人的控制指令，其中，所述控制指令携带有所述机器人待控制的关节的第一标识信息；
通过can总线向伺服驱动器广播所述控制指令，将所述控制指令下发至与所述第一标识信息存在预定映射关系的第二标识信息对应的目标伺服驱动器；其中，所述目标伺服驱动器，用于根据所述控制指令驱动伺服电机控制所述机器人的目标关节进行运动。9.一种机器人的控制装置，其特征在于，包括：接收模块，用于接收所述机器人的状态信息；生成模块，将所述状态信息上传至控制器，接收所述控制器根据所述状态信息生成机器人的控制指令，其中，所述控制指令携带有所述机器人待控制的关节的第一标识信息；控制模块，用于通过can总线向伺服驱动器广播所述控制指令，将所述控制指令下发至与所述第一标识信息存在预定映射关系的第二标识信息对应的目标伺服驱动器；其中，所述目标伺服驱动器，用于根据所述控制指令驱动伺服电机控制所述机器人的目标关节进行运动。10.一种机器人，其特征在于，包括：机器人本体，所述机器人本体设置有多个伺服驱动器；以及权利要求1至权利要求7任意一项所述的控制系统。11.根据权利要求10所述的机器人，其特征在于，在所述机器人本体的单一关节处设置的伺服驱动器有多个的情况下，所述关节与所述伺服驱动器的预定映射关系为一对多的对应关系，以用于基于多个伺服驱动器控制同一关节的运动。

技术总结
本申请公开了一种机器人的控制系统，控制方法及电子设备。其中，该控制系统包括：控制器，与控制器局域网CAN总线分析仪连接，用于通过总线分析仪接收机器人的状态信息，并根据状态信息生成机器人的控制指令，其中，控制指令携带有机器人待控制的关节的第一标识信息；伺服驱动器，通过CAN总线与CAN总线分析仪连接，用于根据控制指令驱动伺服电机控制机器人的关节进行运动；CAN总线分析仪，用于通过CAN总线广播控制指令，将控制指令下发至与第一标识信息存在预定映射关系的第二标识信息所指示的目标伺服驱动器。本申请解决了由于相关技术中机器人的控制线路比较复杂，连线较多，造成的系统稳定性较低，影响外骨骼机器人的实际使用性能的技术问题。用性能的技术问题。用性能的技术问题。


技术研发人员：程宁 万文洁
受保护的技术使用者：珠海格力电器股份有限公司
技术研发日：2023.05.25
技术公布日：2023/7/12