一种外部设备及机器人

技术领域

本申请涉及机器人技术领域，尤其涉及一种外部设备及机器人。

背景技术

当前的机器人，为了便于迭代更新或便捷维护等，其主控与各个外部设备是分开的两种功能模块，需要接口将其连接，由于串口抗干扰性强且传输距离远等优点，因此目前大多机器人采用串口作为主控与外部设备及外部设备与外部设备之间的通讯接口。

在使用串口进行通讯时，需要TX(发送引脚)和RX(接收引脚)进行连接通信，且发送引脚和接收引脚均是配置好的，即电路设计时需要在板端配置好线序，且对于机器人来讲，其外部设备通常都需要级联，这样两个串口的pin序就需要设置不同，同时需要在结构上需要标记好端口以防混用，组装时工序复杂，比较耗时费力。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供一种外部设备及机器人，可以避免现有技术中由于发送引脚和接收引脚是固定的，为了在组装时防止组装错误，需要对每个串口的接收引脚和发送引脚进行物理标记的问题等。

第一方面，本申请实施例提供一种外部设备，所述外部设备按照串口通信模式对至少一组输入输出端口进行动态配置，所述外部设备包括：

第一组输入输出端口，包括第一输入输出端口和第二输入输出端口；

控制模块，用于将先接收到第一对象发送的串口通信信号的第一输入输出端口配置为第一串口的接收引脚；

所述控制模块，还用于将第二输入输出端口配置为与所述第一串口的接收引脚配合使用的所述第一串口的发送引脚。

在一些实施例中，所述外部设备还包括用于对接第二对象的第二组输入输出端口；

所述第二组输入输出端口包括第三输入输出端口和第四输入输出端口；

所述控制模块，用于将所述第三输入输出端口和所述第四输入输出端口的其中一个配置为所述第二串口的发送引脚，另一个配置为与所述第二串口的发送引脚配合使用的所述第二串口的接收引脚。

在一些实施例中，所述第一对象为与所述外部设备连接的主控设备或前一级外部设备；所述第二对象为与所述外部设备连接的后一级外部设备。

在一些实施例中，还包括寄存器；

在对输入输出端口进行配置时，若所述输入输出端口被配置为接收引脚，则所述控制模块对对应串口的对应输入输出端口进行第一标识标记，并记录至寄存器中；

若所述输入输出端口被配置为发送引脚，则所述控制模块对对应串口的对应输入输出端口进行第二标识标记，并记录至寄存器中。

在一些实施例中，在断开与所述第一对象或所述第二对象的连接后，所述控制模块将对应输入输出端口的所述第一标识和所述第二标识进行删除，以使所述对应输入输出端口恢复至动态配置状态。

在一些实施例中，还包括与每组输入输出端口对应设置的电源信号引脚和接地信号引脚；

所述电源信号引脚、所述接地信号引脚与对应串口的接收引脚和发送引脚组成一组串口通讯接口。

在一些实施例中，所述外部设备为传感器、电机、或舵机。

第二方面，本申请实施例提供一种机器人，包括主控设备和预设数量个如上述的外部设备；

其中，所述外部设备与所述主控设备通过各自的串口及两个串口之间的串口线或转接模块连接。

在一些实施例中，在所述主控设备发出串口通信信号给所述外部设备时，所述外部设备串口中先接收到所述串口通信信号的第一输入输出端口配置为所述串口的接收引脚；所述串口的第二输入输出端口配置为所述串口的发送引脚。

在一些实施例中，所述外部设备包括至少两组串口；

所述外部设备的一组串口与所述主控设备或前一级外部设备的串口通过两个串口之间的串口线或转接模块连接，所述外部设备的其余串口与后一级外部设备的串口通过两个串口之间的串口线或转接模块连接，以实现多个外部设备的级联。

本申请的实施例具有如下有益效果：本申请外部设备中的串口通过动态配置的方式，可以实现每个串口的发送引脚和接收引脚自由配置，进而可以避免现有技术中由于发送引脚和接收引脚是固定的，为了在组装时防止组装错误，需要对每个串口的接收引脚和发送引脚进行物理标记的问题，因此本申请相较于现有技术可以达到便捷组装的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1示出了本申请实施例的外部设备的第一结构示意图；

图2示出了本申请实施例的外部设备的第二结构示意图；

图3示出了本申请实施例的机器人的第一结构示意图；

图4示出了本申请实施例的机器人的第二结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在下文中，可在本申请的各种实施例中使用的术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有限定，否则这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本申请的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本申请的各种实施例中被清楚地限定。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互结合。

由于现有技术中串口中的发送引脚和接收引脚均是配置好的，为了便于插接，需要在通讯接口上对每个引脚进行标记，以防混用，这不可避免的增加了工作量。基于此，本申请提出一种外部设备及机器人，其可以根据实际需要对串口的输入输出端口进行配置，以方便组装。

下面结合一些具体的实施例来对该外部设备结构进行说明。

实施例1

图1示出了本申请实施例的一种外部设备的第一结构示意图。

示范性地，该外部设备100按照串口通信模式对至少一组输入输出端口进行动态配置，可以理解，同一组输入输出端口位于同一个串口中。

图1中的外部设备包括第一组输入输出端口，其中，第一组输入输出端口包括第一输入输出端口IO1和第二输入输出端口IO2；进一步地，该外部设备还包括控制模块。

控制模块用于将先接收到第一对象发送的串口通信信号的第一输入输出端口IO1配置为第一串口300的接收引脚，并用于将第二输入输出端口IO2配置为与所述第一串口300接收引脚配合使用的所述第一串口300的发送引脚。

具体地，本实施例中的一组输入输出端口在没有接收第一对象发送的串口通信信号之前，设置为web中断模式，当第一对象向当前外部设备发送串口通信信号时，控制模块实时监测该对输入输出端口触发web中断请求的数量，若其中一个输入输出端口触发web中断请求的数量超过预设数量，则说明该输入输出端口先接收到第一对象发送的串口通信信号，则将该输入输出端口作为第一输入输出端口IO1，则控制模块将该第一输入输出端口IO1配置为第一串口300的接收引脚，并将第二输入输出端口IO2配置为与第一串口300的接收引脚配合使用的第一串口300的发送引脚。

本实施例中，第一对象为与外部设备连接的主控设备500或前一级外部设备100，若第一对象为主控时，说明该外部设备100直接与主控设备500连接，若第一对象为前一级外部设备100时，说明当前外部设备与前一级外部设备级联。

进一步地，本实施例中，在对第一输入输出端口IO1和第二输入输出端口IO2进行配置时，若第一输入输出端口IO1被配置为第一串口300的接收引脚，则控制模块对第一输入输出端口IO1进行第一标识标记，并对第二输入输出端口IO2进行第二标识标记，然后将标记信息保存至寄存器中，以便查看串口中输入输出端口的配置情况。其中，第一标识和第二标识可以是二进制标识，如第一标识可以是1，第二标识可以是0。

当外部设备100断开与第一对象的连接后，所述控制模块将第一输入输出端口IO1和第二输入输出端口IO2对应的第一标识和第二标识进行删除，以使所述对应串口的输入输出端口恢复至动态配置状态。

本申请外部设备中的串口通过动态配置的方式，对一组输入输出端口配置为发送引脚和接收引脚，进而实现按需配置发送引脚和接收引脚，可以避免现有技术中由于发送引脚和接收引脚是固定的，为了在组装时防止组装错误，需要对每个串口的接收引脚和发送引脚进行物理标记的问题，因此本申请相较于现有技术可以达到便捷组装的效果。

实施例2

图2示出了本申请实施例的一种外部设备的第二结构示意图。

如图2所示，在实施例1的基础上，实施例2中的外部设备100还包括对接第二对象的第二组输入输出端口，可以理解，该外部设备100包括两组输入输出端口，第一组输入输出端口与第一对象连接，第二组输入输出端口与第二对象连接。

所述第二组输入输出端口包括第三输入输出端口IO3和第四输入输出端口IO4；进一步地，所述控制模块200，还用于对所述第三输入输出端口IO3和所述第四输入输出端口IO4进行配置；其中，所述第三输入输出端口IO3和所述第四输入输出端口IO4的其中一个输入输出端口被配置为所述第二串口的发送引脚，另一个输入输出端口被配置为与所述第二串口的发送引脚配合使用的所述第二串口400的接收引脚。

具体地，第二串口400的第三输入输出端口IO3和第四输入输出端口IO4可以在当前外部设备100向下一级外部设备100发送信息时进行配置，也可以在对第一输入输出端口IO1和第二输入输出端口IO2配置时同时进行配置。

若在当前外部设备100向下一级外部设备100发送信息时进行配置，控制模块若将所述第三输入输出端口IO3配置为所述第二串口400的发送引脚，则第四输入输出端口IO4被配置为与所述第二串口400的发送引脚配合使用的所述第二串口400的接收引脚，同理，控制模块200若将所述第四输入输出端口IO4配置为所述第二串口400的发送引脚，则第三输入输出端口IO3被配置为与所述第二串口400的发送引脚配合使用的所述第二串口400的接收引脚。

若在对第一输入输出端口IO1和第二输入输出端口IO2配置时同时进行配置，可以将第三输入输出端口IO3和第四输入输出端口IO4任意一个配置为第二串口400的发送引脚，则另一个配置为第二串口400的接收引脚。也可以为了便于检测，根据第一输入输出端口IO1和第二输入输出情况进行配置，如若第一输入输出端口IO1被配置为第一串口300的接收引脚，第二输入输出端口IO2被配置为第一串口300的发送引脚，则将与第一输入输出端口IO1相对的第三输入输出端口IO3配置为第二串口400的发送引脚，并将与第二输入输出端口IO2配置为第二串口400的接收引脚。

本实施例中，如实施例1中一样，第一对象为主控设备500或前一级外部设备100，若第一对象为主控设备500时，说明该外部设备100直接与主控设备500连接，若第一对象为前一级外部设备100时，说明当前外部设备100与前一级外部设备100级联；第二对象为下一级外部设备100，即该外部设备100与下一级外部设备100级联。

进一步地，本实施例中，在对输入输出端口进行配置时，若所述输入输出端口被配置为接收引脚，则所述控制模块200对对应串口的对应输入输出端口进行第一标识标记，并将该标记信息保存至寄存器中；若所述输入输出端口被配置为发送引脚，则所述控制模块200对对应串口的对应输入输出端口进行第二标识标记，并将该标记信息保存至寄存器中，以便查看每个串口中输入输出端口的配置情况。其中，第一标识和第二标识可以是二进制标识，如第一标识可以是1，第二标识可以是0。

进一步地，当当前外部设备100断开与所述第一对象或第二对象的连接后，所述控制模块200将对应串口的第一标识和第二标识进行删除，以使所述对应串口的输入输出端口恢复至动态配置状态。

进一步地，实施例1和实施例2中的外部设备100中的每个串口除了包括一组输入输出端口，还包括电源信号引脚和接地信号引脚，电源信号引脚如图1和图2中的VCC引脚，接地线引脚如图1和图2中的GND引脚，其中，VCC引脚主要用于检测输入电压情况。

进一步地，实施例1和实施例2中的外部设备100为传感器、电机或舵机中，具体地，传感器又可以具体包括如距离检测传感器、触摸传感器、力矩传感器、视觉传感器等中的一种或多种组合。进一步地，距离检测传感器可以为红外传感器、激光雷达等；触摸传感器可以为电容触摸屏等；视觉传感器可以为摄像头装置等。

本申请外部设备中的串口通过动态配置的方式，可以实现每个串口的输入输出端口根据需要配置为发送引脚和接收引脚，进而可以避免现有技术中由于发送引脚和接收引脚是固定的，为了在组装时防止组装错误，需要对每个串口的接收引脚和发送引脚进行物理标记的问题，因此本申请相较于现有技术可以达到便捷组装的效果。

实施例3

一种机器人包括主控设备500和预设数量个上述实施例中的外部设备100，其中机器人可以为各种类型的机器人，如工业机器人、教育机器人、医用机器人、陪护机器人等。

其中，主控设备500包括主控制器600和用于与外部设备100连接的串口，主控设备500中可以包括多个串口，每个串口的结构和作用一样，主控设备500中串口的发送引脚和接收引脚均是配置好的。

由于主控设备500中每个串口一样，下面描述中均按照主控设备500中设置一个串口进行说明。

图3示出了外部设备100只包括一组串口的机器人结构示意图。

外部设备100与主控设备500通过各自的串口及两个串口之间的串口线或转接模块连接并通讯。

在所述主控设备500发出串口通信信号给所述外部设备100时，所述外部设备100串口中先接收到所述串口通信信号的第一输入输出端口配置为所述串口的接收引脚；所述串口的第二输入输出端口配置为所述串口的发送引脚。

当采用串口线连接时，当外部设备100配置好TX引脚和RX引脚后，就可以在主控设备500与外部设备100之间形成双向通道，数据可以直接在两个串口之间传输。

当采用转接模块连接时，当外部设备100配置好TX引脚和RX引脚后，主控设备500与外部设备100之间的通过转接模块进行数据传输。

图4示出了外部设备100包括两组串口的机器人结构示意图。

这样可以实现外部设备100的级联，即外部设备100的一组串口与主控设备500连接，另一组串口与后一级外部设备100连接。当然外部设备100的两组串口都与外部设备100连接，即当前外部设备100中的一组串口与前一级外部设备100连接，另一组串口与后一级外部设备100连接，通过这种设置，可以实现多级级联。

级联时，两个相邻外部设备100的串口同样可以采用串口线或转换模块进行连接并进行数据传输。

可以理解，外部设备100还可以设置大于两组的串口组数，如外部设备100可以三组串口，外部设备100中的串口若与前一级外部设备连接，则该串口中的发送引脚和接收引脚的配置，根据先接收到前一级外部设备串口通信信号的输入输出端口配置为接收引脚，则与该接收引脚配合使用的输入输出端口配置为发送引脚，若外部设备100的串口用于连接下一级外部设备，则该串口可通过控制模块自行配置，一个输入输出端口为发送引脚，另一个输入输出端口为接收引脚，不需要根据接收前一级外部设备的数据情况来确定。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和结构图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，结构图和/或流程图中的每个方框、以及结构图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块或单元可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或更多个模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块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，本申请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(可以是智能手机、个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本申请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、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。