[发明专利]根据力矩调整平衡的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及到智能机械领域，特别是涉及到一种根据力矩调整平衡的方法及装置。

背景技术

随着无人机和智能机器人技术日渐普遍，人们逐渐的将其作为生活必备的用具，但是在使用无人机或智能机器人进行搬运物品时往往会出现整体平衡难以保持的问题出现，使得以上机器的工作效率偏低。

现今在无人机上的普遍解决方法为，将机械臂或吊钩等设置在无人机重心位置上使得在抓取重物后，无人机还能保持平衡，但是在飞行途中难免会出现强气流或飞禽的干扰，此时无人机将不可能用该方法保持机身的平衡。

而在智能机器人方面，则普遍以增加智能机器人底座与地面的接触面积及重量，以降低智能机器人重心位置，从而保持智能机器人在运送物品时整体的平衡，但是增加底座面积和重量严重妨碍了智能机器人的设计发展，而且使用时非常不便利，在遇到不规则地形时严重影响了智能机器人的灵活性，甚至在一些复杂地形上根本不能使用，严重降低了智能机器人的使用范围和工作效率。

综合上述，以上解决无人机和智能机器人平衡问题的解决方法均存在降低工作效率或只能解决部分情景下失衡状况的问题。

发明内容

本发明的主要目的为提供一种力矩平衡方法及装置已解决上述工作效率低的问题。

本发明提出一种根据力矩调整平衡的方法，包括平衡主体、机械臂和力矩平衡装置，包括步骤：

检测上述机械臂抓取物的重量，并换算出上述机械臂的实时力矩；

根据上述实时力矩，计算上述力矩平衡装置的调整角度；

根据上述调整角度，控制上述力矩平衡装置进行运动。

进一步地，上述根据力矩调整平衡的方法，上述调整角度的计算公式包括：

以上公式中θ_E为上述力矩平衡装置需要转动的角度，T_A为上述机械臂产生的力矩，L为转动轴圆心到上述力矩平衡装置重心的距离长度，M为上述力矩平衡装置的重量。

进一步地，上述根据力矩调整平衡的方法，上述调整角度的计算公式包括：

以上公式∆θ_E为上述力矩平衡装置的角度变化量，θ_E(t)为上述力矩平衡装置当前t时刻角度，θ_R(t)为当前t时刻上述机械臂与水平面夹角，θ_R(0)为上述机械臂目标姿态，P为比例系数，I为积分系数，D为微分系数，Error(t)为在当前t时刻的实时误差值，∑_TError(t)为误差值在时间T内的积分。

进一步地，上述根据力矩调整平衡的方法，在根据上述调整角度，控制上述力矩平衡装置进行运动步骤后，还包括，

检测平衡状态，并根据平衡状态情况控制上述力矩平衡装置运动。

进一步地，上述根据力矩调整平衡的方法，在上述检测平衡状态步骤中，还包括子步骤，

检测上述平衡主体水平倾斜角度；

将上述倾斜角度的绝对值与误差值进行比较；

当上述倾斜角度的绝对值小于误差值时，重复进行上述检测上述检测平衡状态，并根据平衡状态情况控制上述力矩平衡装置运动及其后续步骤；当上述倾斜角度的绝对值不小于误差值时，重复进行上述检测上述机械臂抓取物的重量，并换算出上述机械臂的实时力矩及其后续步骤。

本发明提出一种根据力矩调整平衡的装置，设置于平衡主体上，包括机械臂、力矩平衡装置、第一角度传感器、重量传感器、控制器和调整器，

上述力矩平衡装置和上述机械臂相对设于上述平衡主体上；

上述机械臂上设置上述第一角度传感器和重量传感器，上述第一角度传感器和重量传感器分别采集机械臂的旋转角度和抓取物的重量，并发送给上述控制器；

上述调整器设于上述平衡主体上，且连接于上述力矩平衡装置的一端，驱动上述力矩平衡装置运动；

上述控制器设置于上述平衡主体上，控制上述调节器。

进一步地，上述根据力矩调整平衡的装置，上述机械臂还包括第二角度传感器、第一驱动装置、第二驱动装置、前臂和后臂，

上述前臂通过上述第二驱动装置与上述后臂连接；

上述后臂通过上述第一驱动装置与上述平衡主体连接；

上述第一角度传感器和上述重量传感器分别设于上述第一驱动装置上，上述第二角度传感器设于上述第二驱动装置上；

上述第二角度传感器、第一驱动装置和第二驱动装置均与上述控制器电连接。