机器人关节单板自动化测试系统

1. 项目概述

主导设计并实现了一套面向足式机器人关节驱动模块的工业级自动化测试系统，覆盖上位机控制软件、陪测主控单元、待测关节控制器及电源管理模块四大核心组件，全面支撑机器人关键部件在研发验证与量产阶段的功能与性能测试。

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2. 核心技术亮点

2.1 分布式系统架构设计

• 设计 上位机–陪测主控–待测单元 三级分布式测试架构，实现控制逻辑、执行逻辑与被测对象的关注点分离，提升系统可维护性与复用性
• 采用 配置驱动开发（Configuration-Driven Development） 理念，通过 JSON 文件定义测试流程、参数与判定规则，支持测试用例动态加载与零代码扩展
• 构建多线程应用框架，分离 UI 渲染、通信调度、数据采集与结果分析等任务，保障系统在高负载下的实时响应能力

2.2 跨平台通信协议栈

• 自研轻量级 UDP 控制协议，支持关节位置/速度/电流指令下发、状态反馈、故障上报等 10 余种消息类型，满足毫秒级控制需求
• 开发多通道 RS485 通信系统，支持 4 路总线并发控制多达 8 个执行单元，集成 CRC 数据校验、超时重传与总线冲突规避机制
• 实现 MODBUS RTU 主站功能，完成对各类传感器与外设寄存器的统一映射与周期性数据采集，提升设备兼容性

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3. 实时嵌入式系统开发

• 基于高性能 Cortex-M7 架构处理器与商用实时操作系统（RTOS）构建硬实时控制平台，确保关键任务确定性执行
• 设计并实现 15+ 个高优先级实时线程，涵盖：
  • 网络协议解析与指令分发
  • 多轴电机闭环控制
  • 电源状态监控与保护
  • 实时故障检测与安全停机
• 通过时间片调度与中断优化，实现控制周期 ≤1ms 的稳定运行，满足机器人关节高动态响应要求