[发明专利]机器人的碰撞处理

权利要求书

1.一种用于机器人(1)的碰撞处理的方法，所述机器人(1)具有包括至少一个运动链的运动链结构，其中，所述运动链结构包括：基座；链节；关节，所述关节连接所述链节、致动器和至少一个末端效应器；在至少一个运动链的最远端链节中的传感器S_distal.i，其用于测量/估计力/力矩；以及传感器S_i，其用于测量/估计本体感受数据，其中，传感器S_i沿着所述运动链结构任意地放置，该方法包括以下步骤：

-提供描述机器人(1)的动态的模型，

-使用传感器S_distal.i测量和/或估计所述运动链中的至少一个的最远端链节中的力/力矩F_{ext,S.distal.i}，

-使用所述传感器S_i测量和/或估计本体感受数据：基座和机器人广义坐标q(t)及它们的时间导数广义关节运动力τ_m、外力F_S、基座方位和基座速度

-使用动量观测器(3)基于所述本体感受数据和所述模型中的至少一个生成广义外力τ_ext的估计值

-基于和τ_m生成基座和机器人广义坐标的二阶导数的估计值

-基于估计所述运动链结构上的质心D点的笛卡尔加速度

-以基于的刚体动态效应并且以重力效应来补偿F_S，以获得估计的外部力旋量

-以雅克比行列式转换的F_{ext,S.distal.i}来补偿τ_ε，以获得源自意外碰撞的广义关节力的估计值

-如果和/或如果则基于给定的阈值τ_thresh和F_S.i,thresh来检测碰撞。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，如果多个传感器附接至所述关节或所述链节中的其中一个，则递归地生成补偿力旋量，所述补偿力旋量用于以基于的刚体动态效应和以重力效应来补偿外力F_S，以获得估计的外部力旋量

3.根据权利要求2所述的方法，还包括如下步骤：

-通过计算碰撞的力作用线，并且通过使所述力作用线与运动链结构几何形状相交，来确定与所述运动链结构碰撞的接触位置r_C。

4.根据权利要求3所述的方法，还包括如下步骤：

-基于所确定的接触位置r_C来确定全接触雅克比行列式J_C.i；

-确定所述外部力旋量：

5.根据权利要求4所述的方法，

-根据r_C和来控制所述机器人(1)。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述机器人(1)是人形机器人。

7.一种具有数据处理单元的计算机系统，其中，所述数据处理单元被设计和设置成执行根据权利要求1-6中的任一项所述的方法。

8.一种具有电子可读的控制信号的数字数据存储器，其中，所述控制信号能够与可编程计算机系统协作，从而执行根据权利要求1-6中的任一项所述的方法。

9.一种机器人(1)，所述机器人(1)具有包括至少一个运动链的运动链结构，其中，所述运动链结构包括：基座；链节；关节，所述关节连接链节、致动器和至少一个末端效应器；在所述运动链中的至少一个的最远端链节中的传感器S_distal.i，其用于测量/估计力/力矩；以及传感器S_i，其用于测量/估计本体感受数据，其中，所述传感器S_i沿所述运动链结构任意地放置，并且其中，所述机器人(1)被设计和设置成执行根据权利要求1-6中任一项所述的方法。