[发明专利]一种基于局域网的模块化机器人控制系统

权利要求书

1.一种基于局域网的模块化机器人控制系统，其特征在于，包括主控模块、扩展功能模块、局域网和远程控制模块；机器人本体上安装有路由器，建立局域网，实现局域网内数据传输；主控模块安装于机器人本体，通过有线网线和路由器相连；安装在机器人本体上的扩展功能模块，通过有线网线和路由器相连；不安装在机器人本体上的扩展功能模块，通过无线网络连接到局域网；远程控制模块过无线网络连接到局域网；

所述的主控模块运行ROS内核，局域网的网关为主控模块；所述远程控制模块通过局域网发送主控指令给主控模块，发送控制指令给扩展功能模块；所述扩展功能模块解析控制指令并进行相应的扩展功能运算，产生实时的主控指令发送给主控模块，或产生实时的控制指令发送给其他扩展功能模块；所述主控模块解析主控指令，将当前无法执行的指令舍弃并且返回错误代码，将可执行主控指令的内容划分相应的指令优先级，在同时收到不同可执行的主控指令下，只执行优先级最高的指令。

2.根据权利要求1所述的模块化机器人控制系统，其特征在于，所述的主控模块包括命令分析模块、主程序执行模块和状态发布模块；命令分析模块针对局域网内主控指令进行解析，判断是否能执行，并且返回执行结果；主程序执行模块根据主控指令进行机器人的运动学正反解的运算，机器人机身整体运动的控制规划，发送电机或舵机的控制指令，判断机器人状态；状态发布模块将机器人的状态通过广播的方式发送出去。

3.根据权利要求1所述的模块化机器人控制系统，其特征在于，所述的扩展功能模块包括状态接收模块、命令分析模块、主程序执行模块、命令发布模块以及状态发布模块；状态接收模块接收机器人本体和其他扩展功能模块运算的状态；命令分析模块针对局域网内对本模块的控制指令进行解析，并且分析是否能执行；主程序执行模块根据控制指令对机器人进行扩展的功能运算，并且产生实时的主控指令或者其他扩展功能模块的控制指令；命令发布模块将产生的主控指令或者控制指令通过局域网发送出去；状态发布模块将机器人的功能运算结果和状态通过广播的方式发送出去。

4.根据权利要求1所述的模块化机器人控制系统，其特征在于，所述的远程控制模块包括状态接收模块、模拟仿真模块、主程序执行模块、命令发布模块以及人机交互模块；状态接收模块接收机器人本体和各个扩展功能模块的状态；模拟仿真模块根据接收到的数据，通过ROS的RVIZ仿真模块进行真实仿真或者虚拟仿真；主程序执行模块对人机交互模块接收的命令和显示进行处理，产生实时的主控指令或者扩展功能的控制指令；人机交互模块用于接收人的行为指令；命令发布模块将产生的实时主控指令或者控制指令发送出去。

5.根据权利要求1所述的模块化机器人控制系统，其特征在于，所述的局域网，还可以使用主控模块的无线网卡建立热点和主控模块本身的有线网口建立局域网；在该方式下，只有一个扩展功能模块使用有线连接，将有线连接的局域网建立成无线网卡形成的无线网的子网。

6.根据权利要求1所述的模块化机器人控制系统，其特征在于，所述的模块化机器人控制系统采用复合分层结构，采用复合分层结构，扩展功能模块采用分层结构，最上层的扩展功能模块通过无线连接到远程控制模块，最下层的扩展功能模块通过有线网络与主控模块连接，相邻上下层的扩展功能模块通过有线网线连接，同时，对于要求高效运行的扩展功能模块，通过无线网络连接到远程控制模块。