[发明专利]机器人平衡检测方法、装置、设备及机器人

说明书

本发明实施例涉及机器人技术领域，公开了一种机器人平衡检测方法、装置、设备及机器人。其中，该机器人平衡检测方法包括：建立表达所述机器人各相邻连杆之间及连杆自身的力、力矩、质量、惯量和加速度之间的关系的递归牛顿欧拉方程；根据所述递归牛顿欧拉方程，计算所述机器人的底座需要对与所述底座连接的连杆提供的力和理论力矩；根据所述底座对与所述底座连接的连杆的力、底座的重力以及所述底座的重心到所述底座连接的连杆的力臂，计算所述底座可提供的最大力矩；根据所述理论力矩和所述最大力矩，判断所述机器人是否会失衡。通过上述方式，本发明实施例能够预判机器人的平衡性，从而避免其摔倒。

技术领域

本发明实施例涉及机器人技术领域，具体涉及一种机器人平衡检测方法、装置、设备及机器人。

背景技术

随着科技发展，机器人已经逐步应用到了各个领域。仿生机器人是一种具有人的外部特征的智能机器人，多数具有头部、躯干以及手臂等。

目前，与其他机器人相比，仿生机器人的自由度较多，重心偏高，且在地面的支撑面积相对较小，使得仿生机器人在运动过程中容易摔倒。

发明内容

本发明实施例一个目的旨在提供一种机器人平衡方法、装置、设备及机器人，能够预判机器人的平衡性，从而避免其摔倒。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种机器人平衡检测方法，包括：建立表达所述机器人各相邻连杆之间及连杆自身的力、力矩、质量、惯量和加速度之间的关系的递归牛顿欧拉方程；根据所述递归牛顿欧拉方程，计算所述机器人的底座需要对与所述底座连接的连杆提供的力和理论力矩；根据所述底座对与所述底座连接的连杆的力、底座的重力以及所述底座的重心到所述底座连接的连杆的力臂，计算所述底座可提供的最大力矩；根据所述理论力矩和所述最大力矩，判断所述机器人是否会失衡。

在一种可选的方式中，所述根据所述底座对与所述底座连接的连杆的力、底座的重力以及所述底座的重心到所述底座连接的连杆的力臂，计算所述底座可提供的最大力矩，具体包括：

根据以下公式计算所述底座可提供的最大力矩：

τ_d＝(f_0,1+G)d₀

其中，τ_d为所述底座可提供的最大力矩，f_0,1为所述机器人的底座对与所述底座连接的连杆的力，G为所述底座的重力，d₀为所述底座的重心到所述底座连接的连杆的力臂。

在一种可选的方式中，所述根据所述理论力矩和最大力矩，判断所述机器人是否会失衡，具体包括：比较所述理论力矩和所述最大力矩；若所述最大力矩大于或者等于所述理论力矩，则确定所述机器人不会失衡；若所述最大力矩小于所述理论力矩，则确定所述机器人会失衡。

在一种可选的方式中，所述方法还包括：若确定所述机器人不会失衡，则允许所述机器人执行下一动作。

在一种可选的方式中，所述根据所述递归牛顿欧拉方程，计算所述机器人的底座需要对与所述底座连接的连杆提供的力和理论力矩，具体包括：根据所述递归牛顿欧拉方程的正向递推方程，从底座向与其依次连接的各连杆递归以确定所述机器人的各个连杆的运动学参数；根据所述机器人的各个连杆的运动学参数和所述递归牛顿欧拉方程的反向递推方程，从末端连杆向与其依次连接的各连杆递归以确定所述机器人的各个连杆所需的力和理论力矩，从而确定所述机器人的底座需要对与所述底座连接的连杆提供的力和理论力矩。

在一种可选的方式中，所述运动学参数包括角速度、角加速度和线加速度，所述根据所述递归牛顿欧拉方程的正向递推方程，从底座向与其依次连接的各连杆递归以确定所述机器人的各个连杆的运动学参数，具体包括：

根据以下公式计算所述机器人的各个连杆的运动学参数：