功能包说明

1. 功能包概览

src/ 目录包含 10 个功能包，每个功能包（及子包）的作用如下：

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src/
├── tl_bringup/              # 启动文件
│   ├── launch/              # 一键启动 launch 文件
│   └── doc/
├── tl_description/          # 模型描述
│   ├── config/              # 关节名称配置
│   ├── launch/              # 模型与 TF 发布 launch
│   ├── meshes/              # 14 套 STL 网格文件
│   ├── rviz/                # RViz 配置文件
│   └── urdf/                # 14 套 URDF 模型
├── tl_driver/               # 硬件驱动（C++ 节点）
│   ├── config/              # 14 套通信参数配置
│   ├── launch/              # 驱动节点 launch
│   ├── lib/                 # TL 专有库（libtl_host.so + API 头文件）
│   └── src/                 # 驱动节点源码
├── tl_example/              # 使用示例
├── tl_gazebo/               # Gazebo 仿真
│   ├── config/
│   └── launch/              # 14 套 Gazebo 仿真 launch
├── tl_hardware/             # ros2_control 硬件接口插件
│   ├── include/
│   ├── src/                 # TLHardwareInterface 实现
│   └── tl_hardware_interface.xml
├── tl_moveit2_config/       # MoveIt2 配置（内含 14 个子包）
│   ├── tl_tcb605_config/    # 14 套 MoveIt2 配置（每型号一套）
│   │   ├── config/          # SRDF、限位、运动学等
│   │   └── launch/          # demo、move_group、rviz
│   ├── tl_tcb605f_config/
│   ├── ...
│   └── tl_tcb710v_config/
├── tl_ros2_interface/       # ROS2 消息与服务接口
│   ├── msg/                 # 12 个 msg 定义文件
│   └── srv/                 # 45 个 srv 定义文件
├── tl_teleop/               # VR 遥操作（C++ 节点，PXREA SDK）
│   ├── config/
│   ├── launch/
│   ├── lib/                 # PXREA Robot SDK
│   └── src/
└── tl_teleop_f710/          # F710 手柄遥操作（C++ 节点）
    ├── config/              # 4 套参数配置
    ├── launch/              # 4 个启动文件
    ├── include/tl_teleop_f710/
    ├── src/                 # 遥操作节点 + KDL IK 仿真桥接
    └── udev/                # 手柄 udev 规则

2. 功能包说明

2.1 tl_bringup — 启动聚合

一键启动机械臂驱动和模型发布的 launch 文件。通过组合 tl_driver 和 tl_description 的 launch 文件，实现快速启动。

详细说明请参考 TL-快速启动功能包。

2.2 tl_description — 模型描述

提供各型号机械臂的 URDF 模型文件和网格文件（STL），并为其他功能包提供机械臂关节间的坐标变换关系。

支持 14 种型号的 URDF 模型
包含碰撞检测网格和可视化网格
提供 RViz 配置文件
支持通过 robot_state_publisher 发布 TF 变换

详细说明请参考 TL-模型描述功能包。

2.3 tl_driver — 硬件驱动

通过 TCP/IP 协议与机械臂控制器通信，提供机械臂的核心控制与状态监控功能：

状态反馈：实时发布关节状态（位置、速度、力矩）、末端位姿以及机械臂整体运行状态，供上层模块订阅使用。
连接管理：提供与机械臂控制器的建立连接与断开连接功能。
电源控制：支持机械臂的上电与下电操作。
速度调节：支持设定与读取机械臂运动速度。
点动控制：提供关节/笛卡尔空间下的点动（Jogging）功能，可手动微调位姿。
状态监控：支持查询机器人运行状态、关节温度、关节电压、电机电流、当前力矩、关节速度等实时状态参数。
模式切换：支持设定与读取当前控制模式。
坐标系配置：支持设置工具参数和用户坐标系。
Modbus 通信：提供 Modbus 读写功能，用于与外部设备交互。
轨迹录制与回放：支持录制机械臂运动轨迹并回放。
队列运动：支持将运动指令加入队列依次执行。

驱动基于 NexMotion SDK 的 Python 封装（SWIG），通过 TCP 连接控制器（默认 IP：192.168.1.13，端口：6001）。

详细说明请参考 TL-硬件驱动功能包。

2.4 tl_gazebo — Gazebo 仿真

在 Gazebo 仿真环境中加载机械臂模型，并可通过 MoveIt2 对仿真的机械臂进行规划控制。

详细说明请参考 TL-Gazebo 仿真功能包。

2.5 tl_moveit2_config — MoveIt2 配置

为各系列机械臂提供运动规划控制功能，包括虚拟和真实机械臂控制两部分。

运动学求解器：KDL
包含 14 套独立配置（每个型号一套）
提供关节限位、初始位姿、控制器配置等
支持 RViz 可视化规划

详细说明请参考 TL-MoveIt2 配置功能包。

2.6 tl_ros2_interface — 消息与接口定义

为 TL 系列机械臂在 ROS2 框架下定义统一的通信接口，是整个工作空间的基础依赖包，供上层驱动和应用功能包调用。

消息（msg）：定义了机械臂状态、末端位姿、运动指令、Modbus 参数模版、DH 参数、关节参数、工具参数等数据格式，为话题通信提供统一的数据结构。
服务（srv）：定义了坐标变换、作业文件管理、DH 参数读写、关节参数查询与设置、位姿转换、Modbus 读写、点动控制、队列运动、轨迹录制与回放等功能的请求/响应格式。

该包不包含可执行代码，仅提供接口定义（.msg 和 .srv 文件），其他功能包通过编译生成的头文件引用这些接口类型。

详细说明请参考 TL-消息与服务定义功能包。

2.7 tl_hardware — ros2_control 硬件接口

实现 TLHardwareInterface 硬件接口插件（hardware_interface::SystemInterface），桥接 ros2_control 控制器层与 tl_driver 驱动节点。

读取 /joint_states 获取关节状态，写入 ros2_control 状态接口
通过 joint_trajectory_controller 接收规划轨迹，将弧度指令转换为角度后发布到 /tl_driver/set_servoj_pos
自动管理 servoj 流生命周期（open_servoj / close_servoj）

所有 14 种臂型的 MoveIt2 配置包均已集成该插件，通过 use_real_hardware 参数切换真实/虚拟硬件模式。

详细说明请参考 TL-硬件接口功能包。

2.8 tl_teleop — VR 遥操作

通过 PXREA Robot SDK 与 VR 遥操作手柄通信，实现机械臂的实时跟随控制。

双线程架构：ROS2 事件循环 + 100Hz 独立控制线程
安全机制：握紧触发、位置死区、单步增量限幅、奇异点保护、关节跳变检测
6/7 轴兼容：通过配置文件切换轴数，自动匹配关节限位

依赖 tl_driver 功能包提供的 ServoJ 服务和话题，使用前需先启动 tl_driver。

详细说明请参考 TL-VR 遥操作功能包。

2.9 tl_example — 使用示例

提供天链机械臂的应用示例代码，目前包含：

medical_demo：医疗/实验室自动化场景的 moveL 队列运动示例

示例节点展示了如何通过 tl_driver 的服务和话题接口实现典型的机械臂控制流程。

2.10 tl_teleop_f710 — F710 手柄遥操作

通过 Logitech F710 游戏手柄远程控制天链机械臂运动（C++ 节点）。

直接 ServoJ 方案：节点内部自行 IK 求解，以 250Hz（4ms） 周期稳定输出关节角到 /tl_driver/set_servoj_pos
双模式：真机模式通过 ServoJ 关节跟踪驱动；仿真模式通过 KDL ChainIkSolverPos_LMA 本地 IK + Gazebo position controller 驱动
完整上电流程：自动执行 connect_arm → power_on → set_mode → set_speed → open_servoj
安全机制：Back+Start 紧急停止、工作空间软限位、摇杆死区滤波
6/7 轴自适应：根据 home_joints 长度自动确定轴数
异步 IK：有摇杆输入时 std::async 独立线程做 IK，不阻塞 250Hz 控制循环