[發明專利]一種基于局域網的模塊化機器人控制系統

有效

• 申請號: 201710022412.9
• 申請日: 2017-01-12
• 公開（公告）號: CN106737684B
• 公開（公告）日: 2019-03-22
• 發明（設計）人: 丁希侖;陳佳偉;徐坤;齊靜;鄭羿
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 祗志潔

1.一種基于局域網的模塊化機器人控制系統，其特征在于，包括主控模塊、擴展功能模塊、局域網和遠程控制模塊；機器人本體上安裝有路由器，建立局域網，實現局域網內數據傳輸；主控模塊安裝于機器人本體，通過有線網線和路由器相連；安裝在機器人本體上的擴展功能模塊，通過有線網線和路由器相連；不安裝在機器人本體上的擴展功能模塊，通過無線網絡連接到局域網；遠程控制模塊過無線網絡連接到局域網；

所述的主控模塊運行ROS內核，局域網的網關為主控模塊；所述遠程控制模塊通過局域網發送主控指令給主控模塊，發送控制指令給擴展功能模塊；所述擴展功能模塊解析控制指令并進行相應的擴展功能運算，產生實時的主控指令發送給主控模塊，或產生實時的控制指令發送給其他擴展功能模塊；所述主控模塊解析主控指令，將當前無法執行的指令舍棄并且返回錯誤代碼，將可執行主控指令的內容劃分相應的指令優先級，在同時收到不同可執行的主控指令下，只執行優先級最高的指令。

2.根據權利要求1所述的模塊化機器人控制系統，其特征在于，所述的主控模塊包括命令分析模塊、主程序執行模塊和狀態發布模塊；命令分析模塊針對局域網內主控指令進行解析，判斷是否能執行，并且返回執行結果；主程序執行模塊根據主控指令進行機器人的運動學正反解的運算，機器人機身整體運動的控制規劃，發送電機或舵機的控制指令，判斷機器人狀態；狀態發布模塊將機器人的狀態通過廣播的方式發送出去。

3.根據權利要求1所述的模塊化機器人控制系統，其特征在于，所述的擴展功能模塊包括狀態接收模塊、命令分析模塊、主程序執行模塊、命令發布模塊以及狀態發布模塊；狀態接收模塊接收機器人本體和其他擴展功能模塊運算的狀態；命令分析模塊針對局域網內對本模塊的控制指令進行解析，并且分析是否能執行；主程序執行模塊根據控制指令對機器人進行擴展的功能運算，并且產生實時的主控指令或者其他擴展功能模塊的控制指令；命令發布模塊將產生的主控指令或者控制指令通過局域網發送出去；狀態發布模塊將機器人的功能運算結果和狀態通過廣播的方式發送出去。

4.根據權利要求1所述的模塊化機器人控制系統，其特征在于，所述的遠程控制模塊包括狀態接收模塊、模擬仿真模塊、主程序執行模塊、命令發布模塊以及人機交互模塊；狀態接收模塊接收機器人本體和各個擴展功能模塊的狀態；模擬仿真模塊根據接收到的數據，通過ROS的RVIZ仿真模塊進行真實仿真或者虛擬仿真；主程序執行模塊對人機交互模塊接收的命令和顯示進行處理，產生實時的主控指令或者擴展功能的控制指令；人機交互模塊用于接收人的行為指令；命令發布模塊將產生的實時主控指令或者控制指令發送出去。

5.根據權利要求1所述的模塊化機器人控制系統，其特征在于，所述的局域網，還可以使用主控模塊的無線網卡建立熱點和主控模塊本身的有線網口建立局域網；在該方式下，只有一個擴展功能模塊使用有線連接，將有線連接的局域網建立成無線網卡形成的無線網的子網。

6.根據權利要求1所述的模塊化機器人控制系統，其特征在于，所述的模塊化機器人控制系統采用復合分層結構，采用復合分層結構，擴展功能模塊采用分層結構，最上層的擴展功能模塊通過無線連接到遠程控制模塊，最下層的擴展功能模塊通過有線網絡與主控模塊連接，相鄰上下層的擴展功能模塊通過有線網線連接，同時，對于要求高效運行的擴展功能模塊，通過無線網絡連接到遠程控制模塊。