CN108189029B - 模块化机器人的控制系统、模块化机器人系统及控制模块化机器人的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种模块化机器人的控制系统，其用于控制模块化机器人，模块化机器人上外接有至少一外接单元，模块化机器人的控制系统与模块化机器人之间可通信，模块化机器人的控制系统包括：构型信息数据库；用于储存至少一模块化机器人的构型信息；动作信息数据库；用于储存至少一控制所述模块化机器人运动的动作信息；外接单元设定模块；用于设定外接单元的执行动作和/或设定与外接单元对应的控制条件；根据动作信息和外接单元设定模块的设定控制模块化机器人运动和/或外接单元执行动作。本发明还提供了模块化机器人系统及控制模块化机器人的方法，其均可以提高模块化机器人的功能拓展性。

Description

模块化机器人的控制系统、模块化机器人系统及控制模块化 机器人的方法

【技术领域】

本发明涉及机器人领域，尤其涉及模块化机器人的控制系统、模块化机器人系统及控制模块化机器人的方法。

【背景技术】

机器人已广泛用于生活及工业领域，如教学中用于锻炼学生的开拓思维能力，如自动化生产中用于焊接、喷涂、装配、搬运等作业。尽管机器人作为执行系统具有很大的灵活性和弹性，其可完成不同的工作任务，但现有的机器人往往针对特定的使用目的和场合，只有一种主要功能，缺乏功能的扩展性。针对每一种功能的机器人都需要开发者设定不同的程序，如此，严重制约机器人的推广应用。尤其是对于可重构机器人来说，构型的改变通常需要适用不同的控制程序，这种缺乏功能拓展性问题变得尤为突出。急需提出对应的解决方案。

【发明内容】

为克服现有机器人存在功能拓展性差的问题，本发明提供了模块化机器人的控制系统、模块化机器人系统及控制模块化机器人的方法。

本发明解决技术问题的方案是提供一种模块化机器人的控制系统，其用于控制模块化机器人，模块化机器人上外接有至少一外接单元，模块化机器人的控制系统与模块化机器人之间可通信，模块化机器人的控制系统包括：构型信息数据库；用于储存至少一模块化机器人的构型信息；动作信息数据库；用于储存至少一控制所述模块化机器人运动的动作信息；外接单元设定模块；用于设定外接单元的执行动作和/或设定与外接单元对应的控制条件；根据动作信息和外接单元设定模块的设定控制模块化机器人运动和/或外接单元执行动作。

优选地，模块化机器人的控制系统进一步包括：逻辑设定模块；用于设定所述动作信息与所述执行动作和/或所述控制条件之间的逻辑关系；及运行模块；用于将逻辑设定模块设定的内容编译生成可执行程序，该程序用于控制模块化机器人工作。

优选地，模块化机器人包括至少一子单元模块，所述子单元模块包括可相对转动的子模块，两个子模块之间转动从而带动模块化机器人运动，模块化机器人的控制系统进一步包括：子单元模块设定模块；用于设定子单元模块执行转动对应的转动信息，转动信息包括转动角度、转动方向、转动速度和转动时间中的一种或多种；在逻辑设定模块中，可设定所述转动信息与所述执行动作和/或所述控制条件之间的逻辑关系。

优选地，模块化机器人的控制系统包括：显示模块，至少用于显示模块化机器人之子单元模块对应的三维仿真模型及三维仿真模型中子单元模块的编号；子单元模块设定模块包括：用于设置子单元模块编号的子单元模块编号设定模块，子单元模块编号与所述转动信息一一对应。

本发明还提供一种模块化机器人系统，模块化机器人系统包括模块化机器人，和连接在模块化机器人上的外接单元以及如上所述的模块化机器人的控制系统，运行模块编译生成的可执行程序被可擦除地写入模块化机器人中。

优选地，所述外接单元为传感器和/或执行器。

优选地，模块化机器人包括一主控模块，所述主控模块用于可擦除地写所述可执行程序并根据程序控制模块化机器人工作，外接单元连接于主控模块上。

本发明还提供一种控制模块化机器人的方法，模块化机器人上外接有至少一外接单元，控制模块化机器人的方法包括步骤：步骤T1:获取模块化机器人的构型信息；步骤T2:获取至少一动作信息，该动作信息用于控制所述模块化机器人运动；步骤T3：设定外接单元的执行动作和/或设定与外接单元对应的控制条件；及步骤T4：调用所述动作信息，以及外接单元的执行动作和/或设定与外接单元对应的控制条件图形化编程生成控制模块化机器人工作的可执行程序。

优选地，模块化机器人包括至少一子单元模块，所述子单元模块包括可相对转动的子模块，两个子模块之间转动从而带动模块化机器人运动，控制模块化机器人的方法包括一执行在步骤T4前的步骤：Ta：设定子单元模块执行的转动信息；该转动信息包括转动角度、转动方向、转动速度和转动时间中的一种或多种；及在步骤S4中调用所述动作信息，转动信息，以及外接单元的执行动作和/或设定与外接单元对应的控制条件图形化编程生成控制模块化机器人工作的可执行程序。

优选地，在步骤Ta进行前包括一步骤：Tx：生成模块化机器人的三维仿真模型，该三维仿真模型与步骤T1中所获取的构型信息对应的模块化机器人相同；Ty:三维仿真模型中的子单元模块被编号；在步骤Ta中，根据子单元模块的编号区别不同的子单元模块以进行转动信息的输入。

优选地，所述模块化机器人的构型信息来源于一构型信息数据库，所述构型信息的获得方法包括步骤：步骤S1:构建一模块化机器人；模块化机器人包括一个主单元模块和至少一个子单元模块，主控模块和子单元模块之间通过对接部有线连接，或既无线连接又通过对接部有线连接，主单元模块、子单元模块之不同的对接部设置有不同的接口标识信息，界定与主控模块直接连接的子单元模块为一级子单元模块，与一级子单元模块连接的子单元模块为二级子单元模块，与M级子单元模块连接的子单元模块为(M+1)级子单元模块，M为大于等于1的整数；步骤S2:模块化机器人进行面识别获得构型信息；具体面识别包括：步骤S21：发送第一电信号通知子单元模块进行面识别；步骤S22：主控模块不同的对接部发出不同的第二电信号或主控模块不同的对接部分时序发出第二电信号；步骤S23：一级子单元模块根据其接收的第二电信号确定其连接的主控模块的接口标识信息；一级子单元模块根据接收到第二电信号的对接部获得其自身与主控模块对接的对接部之接口标识信息；及步骤S24：一级子单元模块将其所连接的主控模块的接口标识信息及自身的与主控模块对接的对接部之接口标识信息发送给主控模块或发送至所述程序生成端。

优选地，面识别过程进一步包括：S25：每一M级子单元模块不同的对接部发出不同的第二电信号给与其连接的(M+1)级子单元模块或每一M级子单元模块或不同的对接部分时序发出第二电信号给与其连接的(M+1)级子单元模块；S26：(M+1)级子单元模块根据其接收的第二电信号确定其所连接的M级主控模块的接口标识信息；(M+1)级子单元模块根据接收到第二电信号的对接部获得其自身与M级主控模块对接的对接部之接口标识信息；及步骤S27：(M+1)级子单元模块将其所连接的M级子单元模块的接口标识信息及自身的与M级子单元模块对接的对接部之接口标识信息发送给主控模块或发送至所述程序生成端。

优选地，不同的同一级子单元模块发送接口标识信息给主控模块的时序不同，不同的M级子单元模块发送给与其连接的(M+1)级子单元模块之电信号的时序不同，子单元模块面识别逐级进行，完成第M级子单元模块的面识别后再进行第(M+1)级子单元模块的面识别。

优选地，所述模块化机器人的构型信息来源于一构型信息数据库，所述动作信息的获得方法包括步骤：Q1：模块化机器人被单步操作生成一新构型；Q2：通过面识别获得新构型对应的构型信息；Q3：模块化机器人被调整前的构型信息与新构型对应的构型信息计算获得一运动帧；所述运动帧被保存于构型信息数据库成为与该细胞构型对应的动作信息，或重复步骤Q1-Q3获得多个运动帧，所述多个运动帧合并形成一动作信息被保存于构型信息数据库中。

与现有技术相比，本发明所提供的模块化机器人的控制系统提供了动作信息数据库，方便用户进行功能性修改或拓展。用户还可以在控制系统中编译生成控制子单元模块转动的程序，尤其是编程所采用的是图形化编程界面，其方便用户端操作，避免了需要开发人员参与程序修改所带来的麻烦。编译权的开放，将极度提高单个模块化机器人的适用性，为用户带来更新的使用体验。动作信息数据库可以存储官方定义或用户自定义的动作信息，可以方便快捷地进行信息复用或信息共享，大大降低了程序开发的复杂性和重复性。

本发明中采用了特定结构的子单元模块作为模块化机器人的基础模块，子单元模块可以通过转动控制实现模块化机器人构型的改变。打破传统基础模块自由度单一，控制不灵活的缺点。子单元模块可被电信号控制转动，也可以被用户手动转动，方便用户进行动作信息的自定义。

【附图说明】

图1是本发明第一实施例模块化机器人的立体结构示意图。

图2是本发明第一实施例模块化机器人之子单元模块的立体结构示意图。

图3A和3B是本发明第一实施例中控制主体不同角度下的立体结构示意图。

图4是面识别的详细步骤流程图。

图5是本发明第二实施例模块化机器人系统的模块结构示意图。

图6是本发明第二实施例模块化机器人的控制系统的详细模块示意图。

图7是本发明第三实施例模块化机器人的控制方法的流程图。

【具体实施方式】

为了使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施实例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，本发明第一实施例提供一种可编程的模块化机器人1a，其包括主控模块50和与其连接的细胞构型(未标号)，细胞构型包括若干子单元模块10，图1中以2个子单元模块10构成细胞构型为例来进行说明，实际上子单元模块10数量不作限制。优选地，主控模块50上设置有至少一对接部14，每一子单元模块10上设置有至少二对接部14，主控模块50和子单元模块10通过对接部14连接。主控模块50和子单元模块10、子单元模块10与子单元模块10之间的不同连接方式可重构出不同构型的模块化机器人1a。

请参阅图2，子单元模块10包括两个可相对转动的子模块101，该转动通过电信号来控制的，优选地，其还可以被手动控制转动。优选子模块101为半球形，每一子模块101上设置有至少一对接部14，所述若干子单元模块10之间通过对接部14连接。优选地，每一子单元模块10上的对接部14数量为2或3或4或5或6或7或8，优选地，每一子单元模块10的不同对接部14设置有接口标识信息以便于确定子单元模块10之间的相对连接位置。如图2中子单元模块10设置有8个对接部14时，该8个对接部14的接口标识信息分别为001,002······008。不同子单元模块10通过对接部14可以实现机械连接，也可以实现有线电性连接。可以理解，本发明中所提及的对接部14既能够实现两模块之间的机械连接，也可以实现两模块之间的有线电性连接。对接部14所在面与两个子模块101之间的转动所在面相交以为模块化机器人1a的可重构提供有效的变化维度。优选地，本发明中位于不同模块上的对接部14均相同。

主控模块50可擦除地写入程序以控制模块化机器人1a工作。优选地，根据程序控制若干子单元模块10两个子模块101之间相对转动来实现模块化机器人1a完成预设运动。优选地，所述程序来自于一电子设备端，电子设备端针对模块化机器人1a进行相关设定后进行编译后生成可执行程序发送给主控模块50。

请继续参阅图1，主控模块50包括一主单元模块30和一控制主体40，主单元模块30和细胞构型连接，控制主体40和主单元模块30连接，作为一种变形，控制主体40与主单元模块30无机械连接而保持无线电连接即可。控制主体40可擦除地写入程序，控制主体40根据该程序，再通过主单元模块30控制模块化机器人1a工作。

请继续参阅图1，优选地，主单元模块30上设置有至少二对接部14，主单元模块30上的对接部14数量为2或3或4或5或6或7或8，优选地，每一子单元模块10的不同对接部14设置有接口标识信息。如图1中主单元模块30设置有8个对接部14时，该8个对接部14的接口标识信息分别为001,002······008。主单元模块30通过对接部14与子单元模块10连接。优选地，主单元模块30具有供电功能，其可以为控制主体40和子单元模块10供电。优选地，主单元模块30与子单元模块10之间通过对接部14有线电连接，通过无线通信系统无线电连接，如利用zigbee技术，蓝牙，NFC等技术进行无线通信。优选通过zigbee系统进行无线通信，对应地，主单元模块30中设置有zigbee主模块，子单元模块10中设置有zigbee子模块101。优选地，子单元模块10通过主单元模块30与电子设备端通信，其本身不直接与电子设备端通信，如此可以降低细胞构型的硬件要求。

请参阅图3A和3B，控制主体40包括至少一对接部14，控制主体40通过对接部14与主单元模块30连接。控制主体40内至少设置一蓝牙模块(图未示)，具体可以设置第一蓝牙模块，第一蓝牙模块用于与电子设备端通信，接收来自电子设备端的程序，优选地，控制主体40内设置有一第二蓝牙模块，控制主体40通过第二蓝牙模块与主单元模块30进行无线通信。作为一种变形，第二蓝牙模块可省略，控制主体40和主单元模块30直接有线电连接。控制主体40设置有至少一插接口41，该插接口41上插接有外接单元(图未示)。外接单元工作时向控制主体30返回其工作信息，所述程序设定为根据外接单元返回的工作信息控制子单元模块10两个子模块101之间相对转动。优选地，外接单元实时返回工作信息，控制主体40根据外接单元实时返回的工作信息控制子单元模块10转动。具体地，外接单元可以是传感器和/或执行器。传感器可以是超声波传感器，红外传感器，温度传感器，亮度传感器，颜色传感器等等。执行器可以是吸盘，电磁铁，机械爪等等。程序可以设定为根据如传感器和/或执行单元所返回的工作信息控制子单元模块10两子模块101之间的相对转动。如，模块化机器人1a插接口41上连接有超声波传感器，超声波感测到有障碍物时，检测与障碍物的距离并返回工作信息(距离参数)，程序设定当距离小于某一数值时，控制主体40通过主单元模块30控制子单元模块10停止转动，模块化机器人1a停止运动以避免与障碍物接触。又如，模块化机器人1a上插接口41上连接有气动吸盘时，气动吸盘用于吸附物品，模块化机器人1a动作，将某一处的物品运送一段距离至另一处。气动吸盘向控制主体40返回工作信息(执行状态)，告知控制主体40物品是否被吸附，当控制主体40接受到代表物品被吸附的工作参数时，控制主体40通过主单元模块30控制子单元模块10运动，使模块化机器人1a沿预设路径运动以将物品送至目的地。

作为一种变形，主单元模块30和控制主体40不是分体设计的，两者集成在一个模块上，该主控模块50上既设置有对接部14也设置有插接口41。如此，可以提高模块化机器人1a的集成度。

作为一种变形，所述子单元模块10各自具有储电功能及与电子设备端和/或主控模块50直接通信功能，因此，主控模块50可以与细胞构型可以机械连接，也可以选择不设置机械连接。此时，主控模块50即为控制主体40。

可以理解，模块化机器人1a形态不作限制，作为可替代的选择，单元模块(包括主单元模块30和子单元模块10)可以是任意结构形态，对接部14也可以仅具备机械连接作用。单元模块之间也可以仅通过有线电连接或无线电连接的方式进行通信。所有的子单元模块10结构形态可以完全一致或至少一部分不同。主单元模块30和子单元模块10结构形态可以完全一致或至少一部分不同。

不同构型的模块化机器人1a具有代表其构型特性的构型参数，构型参数包括子单元模块10之间的位置信息，优选地，子单元模块10之间的位置信息由子单元模块10之间进行面识别获得。界定与主单元模块30直接连接的子单元模块10为一级子单元模块10，与一级子单元模块10连接的子单元模块10为二级子单元模块10，与M级子单元模块10连接的子单元模块10为(M+1)级子单元模块10，M为大于等于1的整数，请参阅图4，具体面识别的过程包括：

步骤S11：主单元模块30发送第一电信号通知子单元模块10进行面识别；

步骤S12：主单元模块30不同的对接部发出不同的第二电信号或主单元模块30不同的对接部分时序发出第二电信号；

步骤S13：一级子单元模块10根据其接收的第二电信号确定其连接的主体模块的接口标识信息；一级子单元模块10根据接收到第二电信号的对接部获得其自身与主体模块对接的对接部之接口标识信息；及

步骤S14：一级子单元模块10将其所连接的主体模块的接口标识信息及自身的与主体模块对接的对接部之接口标识信息发送给主单元模块30。

具体地，面识别过程进一步包括：

步骤S15：每一M级子单元模块10不同的对接部发出不同的第二电信号给与其连接的(M+1)级子单元模块10或每一M级子单元模块10不同的对接部分时序发出第二电信号给与其连接的(M+1)级子单元模块10；

步骤S16：(M+1)级子单元模块10根据其接收的第二电信号确定其所连接的M级主体模块的接口标识信息；(M+1)级子单元模块10根据接收到第二电信号的对接部获得其自身与M级主体模块对接的对接部之接口标识信息；及

步骤S17：(M+1)级子单元模块10将其所连接的M级子单元模块10的接口标识信息及自身的与M级子单元模块10对接的对接部之接口标识信息发送给主单元模块30。

优选地，不同的同一级子单元模块10发送接口标识信息给主单元模块30的时序不同，不同的M级子单元模块10发送给与其连接的(M+1)级子单元模块10之电信号的时序不同，子单元模块10面识别逐级进行，完成第M级子单元模块10的面识别后再进行第(M+1)级子单元模块10的面识别。

优选地，在步骤S14之后，主单元模块30停止发送第二电信号，主单元模块30无线信号通知一级子单元模块10发送第二电信号至二级子单元模块10。主单元模块30在接收到(M+1)级子单元模块10返回来的信息之后，M级子单元模块10停止发送第二电信号，主单元模块30无线信号通知(M+1)级子单元模块10发送第二电信号至(M+2)级子单元模块10。

可以理解，面识别过程中，主单元模块30仅作为了面识别的起始点以作为参考点来界定子单元模块10相对于主单元模块30的相对位置。作为一种选择，主单元模块30与子单元模块10机械结构和/或电路结构可以完全一致。

作为一种变形，第一信号也可以通过有线的方式进行传输。第一信号可以是通过一电子设备端发出。子单元模块10获得相关接口标识信息后直接传输至电子设备端。即各模块均具有与电子设备端的通信功能。

优选地，第一信号优选是通过主单元模块30进行发送，作为一种变形，也可以是电子设备端发出。子单元模块10获得相关接口标识信息后直接传输至电子设备端。即各模块均具有与电子设备端的通信功能。

以主单元模块30之接口标识信息为001和002的对接部分别连接有1号子单元模块10和2号子单元模块10，1号子单元模块10通过对接部连接有3号子单元模块10和4号子单元模块10，2号子单元模块10通过对接部连接有5号子单元模块10和6号子单元模块10为例来进行说明，优选主单元模块30通过无线广播信息，即向子单元模块10发出第一电信号通知子单元模块10进行面识别。主单元模块30不同的对接部发出不同的第二电信号，不同的第二电信号可以是不同大小的电压信号或电流信号，或不同频段的电信号。1号子单元模块10和2号子单元模块10通过识别不同的第二电信号可以得知其具体连接在主单元模块30上的对接部之接口标识信息。1号子单元模块10和2号子单元模块10在接收到第二电信号时，由于每一单元模块的不同对接部设置有接口标识信息，因此，1号子单元模块10和2号子单元模块10可获得其自身与主单元模块30对接的对接部之接口标识信息。1号子单元模块10先回复主单元模块30告知其所连接的主单元模块30的接口标识信息及自身的与主单元模块30对接的对接部之接口标识信息。等待一段时间后，2号子单元模块10再回复主单元模块30。1号子单元模块10和2号子单元模块10面识别完成后，主单元模块30停止发送电信号，并通知与主单元模块30直接连接的1号子单元模块10和2号子单元模块10分时序发送第二电信号至3、4、5、6号子单元模块10，1号子单元模块10先发出第二电信号给3、4号子单元模块10，按照前述原理，3、4号子单元模块10向主单元模块30返回相关接口标识信息。然后2号子单元模块10先发出第二电信号给5、6号子单元模块10，按照前述原理，5、6号子单元模块10向主单元模块30返回相关接口标识信息。至此，主单元模块30获得该已构建模型之单元模块之间的相对位置信息。

优选地，构型信息还包括两子模块101之间的初始相对角度，设定两子模块101之间在某一位置时，两者的相对角度为0°，则在电信号控制子模块101相对转动时，先获得两者的初始相对角度，以便于发出对应转动角度的控制信号控制其转动。

优选的，主单元模块30在接收子单元模块10传输过来的相关接口标识信息后对该子单元模块10进行编号以生成各子单元模块10的ID以方便通讯。该ID方便用于返回子单元模块10之两子模块之间的初始相对角度，以及接收信号控制子单元模块10进行设定角度的转动。

优选地，构型信息进一步包括代表子单元模块10的数量的数量信息和/或代表子单元模块10类型的类型信息。优选地，每个主单元模块30、子单元模块10和主控模块50均携带类型信息，同类型的模块类型信息相同，如不同的主单元模块30或子单元模块10或主控模块50类型信息相同。主单元模块30、子单元模块10和主控模块50根据其功能或结构等差别可以设定其类型信息不同或相同。主单元模块30、子单元模块10和主控模块50在通电被访问时反馈的信号携带该类型信息。

本发明第二实施例提供一种模块化机器人系统60，模块化机器人系统60包括如第一实施例所述的模块化机器人1a(沿用第一实施例中的标号)，和连接在模块化机器人1a上的外接单元62以及一模块化机器人的控制系统61，模块化机器人的控制系统61用于编程生成能被可擦除地写入模块化机器人1a中的可执行程序。模块化机器人1a与控制系统61有线或无线电连接。优选地，控制系统61设置在第一实施例所述的电子设备端，如电脑，手机等。作为一种变形，控制系统61设置在主控模块50上。优选地，控制系统61为可图形化编程的控制系统，通过电子设备端开放图形化编程界面可以使用户简易地修改控制模块化机器人的程序，从而获得功能拓展性更好的模块化机器人1a。

控制系统61包括：

构型信息数据库610；用于储存至少一模块化机器人1a的构型信息；

动作信息数据库611；用于储存至少一控制所述模块化机器人1a运动的动作信息；每动作信息可控制模块化机器人1a执行一帧或多帧的动作。动作信息数据库611中的动作信息匹配于构型信息数据库610中的模块化机器人1a之构型信息。即动作信息是与模块化机器人1a的构型信息对应而存在的。

外接单元设定模块613；用于设定外接单元62的执行动作和/或设定与外接单元62对应的控制条件；如设定吸盘执行吸取动作，如设定超声波传感器检测到离障碍物的距离小于等于10cm时，其成为模块化机器人执行停止运动的条件。

根据动作信息和外接单元设定模块613的设定控制模块化机器人1a运动和/或外接单元62执行动作。

具体地，模块化机器人的控制系统61进一步包括：

逻辑设定模块614；用于设定所述动作信息与所述执行动作和/或所述控制条件之间的逻辑关系；如外接单元62包括一超声波传感器和执行器吸盘，从动作信息数据库611调用一模块化机器人1a走动的动作信息以及一停止走动的动作信息，外接单元设定模块613设定一条件：超声波传感器检测到障碍物距离小于等于10cm，吸盘执行吸取动作。逻辑设定模块614用于设置走动的动作信息和停止走动的动作信息与超声波感测器设定的条件及吸盘执行动作之间的关系，如设定超声波传感器感测到距离障碍物小于10cm时，模块化机器人1a执行停止走动的动作信息且吸盘执行吸取动作，反之，则执行走动的动作信息。也可以根据执行器的执行结果控制模块化机器人1a执行动作信息对应的动作。

运行模块615；用于将逻辑设定模块614设定的内容编译生成可执行程序，该程序用于控制模块化机器人1a工作。

无线通信模块616，用于将可执行程序发送给模块化机器人1a。

可以理解，构型信息数据库610和动作信息数据库611可以是集成在一起的数据库。

优选地，控制系统61进一步包括：显示模块617，至少用于显示模块化机器人1a之子单元模块10对应的三维仿真模型及三维仿真模型中子单元模块的编号。

优选地，显示模块611显示细胞构型，优选显示模块化机器人1a。进一步该显示模块611还用于显示子单元模块10的编号，如细胞构型包括5个子单元模块10时，显示模块611至少显示5个子单元模块10所构成的三维仿真模型，且每一个三维仿真的子单元模块10上以数字显示编号1,2,3,4,5以便于用户区分各子单元模块10。

优选地，控制系统61进一步包括：子单元模块设定模块612；用于设定子单元模块执行转动对应的转动信息，转动信息包括转动角度、转动方向、转动速度和转动时间中的一种或多种。具体地，子单元模块设定模块612包括子单元模块编号设定模块6121、子单元模块转动角度设定模块6122和子单元模块转动方向设定模块6122，其中子单元模块编号设定模块6121用于设定子单元模块的编号；子单元模块转动角度设定模块6122用于设定子单元模块10的转动角度；子单元模块10转动方向设定模块6122，用于设定子单元模块10的转方向。即通过输入编号选中特定子单元模块10，再通过输入转动角度和转动方向设定子单元模块10的转动。可以理解未经过子单元模块设定模块进行设置的子单元模块10默认为子模块101之间不转动。

优选地，根据动作信息、转动信息及外接单元设定模块的设定控制模块化机器人运动和/或外接单元执行动作。即在逻辑设定模块中，可设定所述转动信息与所述执行动作和/或所述控制条件之间的逻辑关系。

作为一种选择，可通过子单元模块设定模块612设置生成动作信息保存在动作信息数据库中。

作为一种变形，子单元模块编号设定模块6121可省略，子单元模块10之间以颜色，是否被用户选中等其他方式做区分。作为一种变形，子单元模块10转动方向设定模块6122省略。即转动信息可仅包括转动角度。

优选地，各模块中可以根据需要设置时间模块以设置转动、吸取等的执行时间。

请参阅图6，本发明第三实施例提供一种控制模块化机器人的方法，其包括：

步骤T1:获取模块化机器人的构型信息；

步骤T2:获取至少一动作信息，该动作信息用于控制所述模块化机器人运动；

步骤T3：设定外接单元的执行动作和/或设定与外接单元对应的控制条件；及

步骤T4：调用所述动作信息，以及外接单元的执行动作和/或设定与外接单元对应的控制条件图形化编程生成控制模块化机器人工作的可执行程序。

步骤T5：将可执行程序发送给模块化机器人。具体地，发送给控制主体，控制主体被可擦除地写入程序，然后根据程序控制模块化机器人工作。

优选地，控制模块化机器人的方法包括一执行在步骤T4前的步骤：

Ta：设定子单元模块执行的转动信息；该转动信息包括转动角度、转动方向、转动速度和转动时间中的一种或多种；在步骤T4中调用所述动作信息，转动信息，以及外接单元的执行动作和/或设定与外接单元对应的控制条件图形化编程生成控制模块化机器人工作的可执行程序。

优选地，控制模块化机器人的方法包括一执行在步骤Ta前的步骤：

Tx：生成模块化机器人的三维仿真模型，该三维仿真模型与步骤T1中所获取的构型信息对应的模块化机器人相同；

Ty:三维仿真模型中的子单元模块被编号；

在步骤Ta中，根据子单元模块的编号区别不同的子单元模块以进行转动信息的输入。每一子单元模块的设定包括编号输入及其转动信息的输入。用户输入子单元模块编号后，针对该编号所输入的转动信息即为该编号对应的子单元模块之转动信息。

优选地，模块化机器人的构型信息来源于一构型信息数据库，所述构型信息通过模块化机器人进行面识别获得，具体面识别的方法与第一实施例所揭示的方法一致，此处不再赘述。

优选地，所述动作信息来源一动作信息数据库中，步骤T2中动作信息的获得方法包括步骤：

Q1：模块化机器人被单帧操作生成一新构型；优选外力作用于模块化机器人生成一新构型。

Q2：通过面识别获得新构型对应的构型信息；

Q3：模块化机器人被调整前的构型信息与新构型对应的构型信息计算获得一运动帧；

所述运动帧被保存于动作信息数据库成为与该细胞构型对应的动作信息，或重复步骤Q1-Q3获得多个运动帧，所述多个运动帧合并形成一动作信息被保存于动作信息数据库中。

本方法中采用的模块化机器人为第一实施例所揭示的模块化机器人，该方法也可以采用第二实施例所揭示的控制系统来实施。

举例来说，可执行程序在一电子设备端生成，模块化机器人为四足机器人，其包括由主控模块形成的身体和由子单元模块拼接形成的四足，主控模块上1号插接口上连接有超声波传感器。控制模块化机器人的方法为：获取模块化机器人的构型信息，获取控制四足机器人握手动作的动作信息1，控制四足机器人静止不动的动作信息2，设定执行动作信息1的条件为超声波传感器探测到物体(人)与其距离小于等于10cm,设定执行动作信息2的条件为超声波未探测到障碍物的距离为大于10cm；通过对子单元模块设定转动信息以控制四足机器人执行一低头的动作，设定该低头动作在执行完动作信息2后执行。编译生成可执行程序，该程序被发送给控制主体，控制主体运行该程序，超声波探测器实时感测与人的距离，当探测到四足机器人与人的距离小于等于10cm时，四足机器人执行动作信息1执行握手，反之则执行动作信息2并在执行完毕后执行低头动作。

可以理解在本发明中，控制模块化机器人执行动作的逻辑条件可以是传感器

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，凡在本发明的原则之内所作的任何修改，等同替换和改进等均应包含本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种控制模块化机器人的方法，模块化机器人上外接有至少一外接单元，其特征在于：控制模块化机器人的方法包括步骤：

步骤T1:获取模块化机器人的构型信息；

步骤T2:获取至少一动作信息，该动作信息用于控制所述模块化机器人运动；

步骤T3：设定外接单元的执行动作和/或设定与外接单元对应的控制条件；及

步骤T4：调用所述动作信息，以及外接单元的执行动作和/或设定与外接单元对应的控制条件图形化编程生成控制模块化机器人工作的可执行程序；

所述模块化机器人的构型信息来源于一构型信息数据库，所述构型信息的获得方法包括步骤：

步骤S1:构建一模块化机器人；模块化机器人包括一个主单元模块和至少一个子单元模块，主控模块和子单元模块之间通过对接部有线连接，或既无线连接又通过对接部有线连接，主单元模块、子单元模块之不同的对接部设置有不同的接口标识信息，界定与主控模块直接连接的子单元模块为一级子单元模块，与一级子单元模块连接的子单元模块为二级子单元模块，与M级子单元模块连接的子单元模块为（M+1）级子单元模块，M为大于等于1的整数；

步骤S2:模块化机器人进行面识别获得构型信息；具体面识别包括：

步骤S21：发送第一电信号通知子单元模块进行面识别；

步骤S22：主控模块不同的对接部发出不同的第二电信号或主控模块不同的对接部分时序发出第二电信号；

步骤S23：一级子单元模块根据其接收的第二电信号确定其连接的主控模块的接口标识信息；一级子单元模块根据接收到第二电信号的对接部获得其自身与主控模块对接的对接部之接口标识信息；及

步骤S24：一级子单元模块将其所连接的主控模块的接口标识信息及自身的与主控模块对接的对接部之接口标识信息发送给主控模块或发送至所述程序生成端。

2.如权利要求1所述的控制模块化机器人的方法，其特征在于：模块化机器人包括至少一子单元模块，所述子单元模块包括可相对转动的子模块，两个子模块之间转动从而带动模块化机器人运动，控制模块化机器人的方法包括一执行在步骤T4前的步骤：

Ta：设定子单元模块执行的转动信息；该转动信息包括转动角度、转动方向、转动速度和转动时间中的一种或多种；及

在步骤T4中调用所述动作信息，转动信息，以及外接单元的执行动作和/或设定与外接单元对应的控制条件图形化编程生成控制模块化机器人工作的可执行程序。

3.如权利要求2所述的控制模块化机器人的方法，其特征在于：在步骤Ta进行前包括一步骤：

Tx：生成模块化机器人的三维仿真模型，该三维仿真模型与步骤T1中所获取的构型信息对应的模块化机器人相同；

Ty:三维仿真模型中的子单元模块被编号；

在步骤Ta中，根据子单元模块的编号区别不同的子单元模块以进行转动信息的输入。

4.如权利要求1所述的控制模块化机器人的方法，其特征在于：面识别过程进一步包括：

S25：每一M级子单元模块不同的对接部发出不同的第二电信号给与其连接的（M+1）级子单元模块或每一M级子单元模块不同的对接部分时序发出第二电信号给与其连接的（M+1）级子单元模块；

S26：（M+1）级子单元模块根据其接收的第二电信号确定其所连接的M级主控模块的接口标识信息；（M+1）级子单元模块根据接收到第二电信号的对接部获得其自身与M级主控模块对接的对接部之接口标识信息；及

步骤S27：（M+1）级子单元模块将其所连接的M级子单元模块的接口标识信息及自身的与M级子单元模块对接的对接部之接口标识信息发送给主控模块或发送至所述程序生成端。

5.如权利要求4所述的控制模块化机器人的方法，其特征在于：不同的同一级子单元模块发送接口标识信息给主控模块的时序不同，不同的M级子单元模块发送给与其连接的（M+1）级子单元模块之电信号的时序不同，子单元模块面识别逐级进行，完成第M级子单元模块的面识别后再进行第（M+1）级子单元模块的面识别。

6.如权利要求4所述的控制模块化机器人的方法，其特征在于：所述动作信息的获得方法包括步骤：

Q1：模块化机器人被单帧操作生成一新构型；

Q2：通过面识别获得新构型对应的构型信息；

Q3：模块化机器人被调整前的构型信息与新构型对应的构型信息计算获得一运动帧；

所述运动帧被保存于构型信息数据库成为与该构型对应的动作信息，或重复步骤Q1-Q3获得多个运动帧，所述多个运动帧合并形成一动作信息被保存于构型信息数据库中。

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