CN104965454A - 一种演播室机器人的控制*** - Google Patents

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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
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Abstract

本发明涉及一种演播室机器人的控制***，包括控制器连接交换机双向通信，交换机连接机械手控制箱双向通信，操作手柄的输出端连接机械手控制箱的输入端，机械手控制箱的输出端连接机械手的输入端，供电电源电性连接控制器、交换机、机械手控制箱、操作手柄及机械手。通过智能控制***的精确定位和准确的控制，消除了在摄影中出现的抖动缺陷，解决了摄影师取景角度和技术水平参差不齐的问题，使其摄影角度更加完美，画面更加流畅优美，摄影简单实用。本控制***结构简单、使用方便、成本低廉、摄影精度高、不存在摄影师个人技术因素影响摄影效果。

Description

一种演播室机器人的控制***
技术领域
本发明属于数字技术控制领域，尤其涉及一种演播室机器人的控制***。
背景技术
演播室在录制电视节目时，多采用手动摄像。传统的摄影方式是摄影师肩扛摄像机奔忙于演播厅的各个角落，当然现在有些演播厅配备了云台、摇臂这些机械设备协助摄影师进行节目录制，效果好于传统摄影方式。
但是，无论是摄影师肩扛摄影或者架设摇臂摄影，都存在以下几点问题：1、摄影时出现的抖动问题，无论是肩扛摄影还是摇臂摄影都是无法避免的，如果抖动幅度超过摄像机自身的消抖能力，就会对摄影效果产生影响。2、由于各技术人员水平不同，所以摄像角度和水平也参差不齐。3、每场摄影都需要导播逐个指挥摄像师来完成工作，但是摄影师在节目录制过程中难免会加入一些个人想法，导致整体的摄影效果达不到预期目的。4、人对摄影角度的精确度和画面的流畅度掌控是有限的，往往节目录制完成之后才发现没达到自己的预期效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种演播室机器人的控制***，旨在解决上述的技术问题。
本发明是这样实现的，一种演播室机器人的控制***，该控制***包括控制器、交换机、机械手控制箱、操作手柄、机械手及供电电源，所述控制器连接所述交换机双向通信，所述交换机连接所述机械手控制箱双向通信，所述操作手柄的输出端连接所述机械手控制箱的输入端，所述机械手控制箱的输出端连接所述机械手的输入端，所述供电电源电性连接控制器、交换机、机械手控制箱、操作手柄及机械手。
本发明的进一步技术方案是：该控制***还包括显示装置，所述显示装置的输入端通信连接所述控制器的输出端，所述显示装置电性连接所述供电电源。
本发明的进一步技术方案是：该控制***还包括监控终端，所述控监控端的输入端通信连接所述控制器的输出端，所述监控终端电性连接所述供电电源。
本发明的进一步技术方案是：所述显示装置与所述控制器之间采用串口通信方式连接。
本发明的进一步技术方案是：所述控制器与所述监控终端采用串口通信。
本发明的进一步技术方案是：所述机械手控制箱包括若干个，若干个所述机械手控制箱分别依次顺序连接所述交换机。
本发明的进一步技术方案是：所述操作手柄包括若干个，若干个所述操作手柄分别依次顺序连接每个所述机械手控制箱，每个所述操作手柄对应一个所述机械手控制箱。
本发明的进一步技术方案是：所述机械手控制箱包括伺服驱动器、断路器、运动控制处理器及电源适配器，所述运动控制处理器的输出端连接所述伺服驱动器的输入端，所述断路器的一端分别连接所述伺服驱动器及运动控制处理器，所述断路器的另一端电性连接所述电源适配器。
本发明的进一步技术方案是：所述控制器与所述交换机之间采用以太网通信。
本发明的进一步技术方案是：所述控制器采用可编辑控制器；所述显示装置采用的触控式的液晶显示屏。
本发明的有益效果是：通过智能控制***的精确定位和准确的控制，消除了在摄影中出现的抖动缺陷，解决了了摄影角度和水平参差补齐的问题，使其摄影角度的精度和画面非常的流畅，摄影简单实用。本控制***结构简单、使用方便、成本低廉、摄影质量高、不存在摄像师个人技术水平原因影响摄影效果。
附图说明
图1是本发明实施例提供的机器人演播室的控制***的结构框图。
具体实施方式
图1示出了本发明提供的演播室机器人的控制***，该控制***包括控制器、交换机、机械手控制箱、操作手柄、机械手及供电电源，所述控制器连接所述交换机双向通信，所述交换机连接所述机械手控制箱双向通信，所述操作手柄的输出端连接所述机械手控制箱的输入端，所述机械手控制箱的输出端连接所述机械手的输入端，所述供电电源电性连接控制器、交换机、机械手控制箱、操作手柄及机械手。通过智能控制***的精确定位和准确的控制，消除了在摄影中出现的抖动缺陷，解决了了摄影角度和水平参差不齐的问题，使其摄影角度的精度和画面非常的流畅，摄影简单实用。本控制***结构简单、使用方便、成本低廉、摄影质量高、不存在个人技术水平原因影响摄影效果。
机械手控制箱，用于接收控制器的输入指令，并且将指令传输给机械手的各个伺服电机执行指令，接收操作手柄的操作指令。
机械手是由六个转轴组成空间六杆开链机构，末端轴上装有法兰盘，可以直接用于安装各种型号的摄影机；六轴都配有伺服电机驱动，每个电机后均有编码器，运动精度达正负0.06mm；机械臂上配备有急停开关，用于意外情况或维修时使用；机器人上自带有24VDC，方便连接其他扩展设备；机架上带有串口测量板、采集板，另外配备单独的锂电池供电，起保存数据作用。
该控制***还包括显示装置，所述显示装置的输入端通信连接所述控制器的输出端。用户可通过该窗口对机器人下达动作执行命令，亦可读取当前机器人运行状态。显示装置中的人机界面作为用户向机器人下达指令的窗口，用户可以通过它发出以下命令：1、启动、急停机器人。2、直接指挥机械手运动。3、切断、连接其它设备与机器人的通讯。4、实时监控机器人状态，异常报警显示。5、调整、选取执行数套动作的顺序。6、显示机器人当前动作执行过程。
该控制***还包括监控终端，所述监控端的输入端通信连接所述控制器的输出端。所述监控终端采用PC终端监控；因为导播室往往离摄影机机位较远，而实现了智能演播室之后，摄像机是无人看管的，所以机器人出了异常，导播室内工作人员是较难得知的，而PC监控端则可以很好的解决这个问题，如出现:机器人卡住或摄影机与机体碰撞，PC监控端则能第一时间告知导播室。
所述显示装置与所述控制器之间采用串口通信方式连接。采用串口通信简单、方便、通信的距离远。通信方式连接还采用RS-232通信或RS-422通信或RS-485通信等。
所述控制器与所述监控终端采用串口通信。采用串口通信简单、方便、通信的距离远。
所述机械手控制箱包括若干个，若干个所述机械手控制箱分别依次顺序连接所述交换机。
所述操作手柄包括若干个，若干个所述操作手柄分别依次顺序连接每个所述机械手控制箱，每个所述操作手柄对应一个所述机械手控制箱。
操作手柄使用户可通过操作手柄对机器人摄影动作进行编辑，将想要设定的动作预置到***之中。操作手柄用于动作示教、再现功能，亦可实现演播现场实时控制机器人摄影角度及拍摄的摇移方式，操作手柄与机械手控制箱直接连接，并且只与控制箱进行实时数据交换，与其它模块无任何关联，仅做动作示教录入功能。
所述机械手控制箱包括伺服驱动器、断路器、运动控制处理器及电源适配器，所述运动控制处理器的输出端连接所述伺服驱动器的输入端，所述断路器的一端分别连接所述伺服驱动器及运动控制处理器，所述断路器的另一端电性连接所述电源适配器。
所述控制器与所述交换机之间采用以太网通信。控制器与交换机采用网线连接，交换机与机械手控制箱采用网线连接，采用网线连接使其连接的协议通用，不易出现间断数据传输。
所述控制器采用可编辑控制器；所述可编辑控制为PLC可编辑控制器；所述显示装置采用的触控式的液晶显示屏。可编程控制器作为一台主机，用于给机械手控制箱下达执行动作命令，读取机器人状态，向机器人写入用户参数，使各模块之间协调工作等功能。
将摄影机固定于末轴的法兰盘上，则摄影机在机械手工作半径内完成任何姿态摄影，控制机器人的基本技术方案可以简述为：若在机械手的工作半径内建立一个三轴坐标系，摄影机沿着任意一轴坐标走都需要每一轴的伺服电机以对应的速度比转动，将机器人沿着坐标系中每一轴的电机速度比记录下来，此时只需要设定速度参数和控制时间参数，则可以精准的控制机械手运动到空间中的任何一点。当然机械手实际运动中往往每轴的转速曲线呈指数变化或对数变化，这样程序的计算量会更加复杂，所以我们采用将这些非线性变化的参数做成运动程序包集成在我们的底层程序中，供客户直接调用。机械手控制箱内不仅集成了运动控制程序的主机，还另外配备了六路伺服控制器和主电源，可直接用于驱动机械手。
可编程控制器作为一台主机，用于给机械手控制箱下达执行动作的命令，读取机器人状态，向机器人写入用户设定的参数，使各模块之间协调工作等功能。选用可编程控制器作为主机具有可靠性高，抗干扰能力强，设备维护升级方便等优势。另外我们选用的可编程控制器具有多种通讯端口，0.5us/p的高效处理速度，给各个模块的连接通讯带来了极大的方便。可编程控制器与机械手控制箱之间通过以太网进行数据交换，保证了每个有效的IP地址都能匹配到一个机械手控制箱，如论是读或写数据都必须效验IP地址，实现批量精准控制。PC监控与可编程控制器之间通过485接口进行通讯，由于485通讯采用电流环传输方式，通讯距离可达到百米，满足了演播室到机柜的距离限制。人机界面与可编程控制器之间通讯则采用串口通讯来达到通讯要求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种演播室机器人的控制***，其特征在于，该控制***包括控制器、交换机、机械手控制箱、操作手柄、机械手及供电电源，所述控制器连接所述交换机双向通信，所述交换机连接所述机械手控制箱双向通信，所述操作手柄的输出端连接所述机械手控制箱的输入端，所述机械手控制箱的输出端连接所述机械手的输入端，所述供电电源电性连接控制器、交换机、机械手控制箱、操作手柄及机械手。
2.根据权利要求1所述的控制***，其特征在于，该控制***还包括显示装置，所述显示装置的输入端通信连接所述控制器的输出端，所述显示装置电性连接所述供电电源。
3.根据权利要求2所述的控制***，其特征在于，该控制***还包括监控终端，所述控监控端的输入端通信连接所述控制器的输出端，所述监控终端电性连接所述供电电源。
4.根据权利要求3所述的控制***，其特征在于，所述显示装置与所述控制器之间采用串口通信方式连接。
5.根据权利要求4所述的控制***，其特征在于，所述控制器与所述监控终端采用串口通信。
6.根据权利要求1-5任一项所述的控制***，其特征在于，所述机械手控制箱包括若干个，若干个所述机械手控制箱分别依次顺序连接所述交换机。
7.根据权利要求6所述的控制***，其特征在于，所述操作手柄包括若干个，若干个所述操作手柄分别依次顺序连接每个所述机械手控制箱，每个所述操作手柄对应一个所述机械手控制箱。
8.根据权利要求7所述的控制***，其特征在于，所述机械手控制箱包括伺服驱动器、断路器、运动控制处理器及电源适配器，所述运动控制处理器的输出端连接所述伺服驱动器的输入端，所述断路器的一端分别连接所述伺服驱动器及运动控制处理器，所述断路器的另一端电性连接所述电源适配器。
9.根据权利要求8所述的控制***，其特征在于，所述控制器与所述交换机之间采用以太网通信协议。
10.根据权利要求9所述的控制***，其特征在于，所述控制器采用可编辑控制器；所述显示装置采用的触控式的液晶显示屏。
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CB03 Change of inventor or designer information
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