[发明专利]基于运动姿态防摔保护的机器人及其控制方法

权利要求书

1.一种基于运动姿态防摔保护的机器人控制方法，其特征在于：该方法是在每个机器人运动关节都安装有运动姿态传感器(501)，在机器人安装调试完成后通过运动姿态传感器(501)采集各个机器人运动关节的初始运动姿态值并存储在存储单元(5022)中作为标准运动姿态值；在机器人运行中，运动姿态传感器(501)实时采集各个机器人运动关节的实时运动姿态值，并发送至控制系统与存储单元(5022)中的标准运动姿态值作比较，控制系统根据比较结果进行自动调整运动执行模块动作或启动保护系统和断开运动执行模块的电源；控制系统根据比较结果进行自动调整运动执行模块动作或启动保护系统和断开运动执行模块的电源的具体方法为：当比较结果大于0小于或等于阈值时，通过控制系统自动控制运动执行模块的相应部件调整动作；当偏差超过阈值就立刻启动保护系统(7)，同时通过电源管理单元(5025)断开运动执行模块的电源。

2.根据权利要求1所述的基于运动姿态防摔保护的机器人控制方法，其特征在于：所述的运动姿态传感器(501)采集的标准运动姿态值、实时运动姿态值均包含三轴加速度参数、三轴角速度参数；所述的机器人运动关节共有19个。

3.根据权利要求2所述的基于运动姿态防摔保护的机器人控制方法，其特征在于：当偏差超过阈值时还同时通过信息发送单元发送包括图片信息、位置信息、故障机器人编号、故障电机编号在内的故障信息给后台管控单元(503)和移动设备(504)；同时通过报警信号输出单元发送声光报警信息到机器人机身系统上的声光报警器，当故障排除后进行复位操作，机器人自动恢复初始状态。

4.根据权利要求3所述的基于运动姿态防摔保护的机器人控制方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

a).机器人在完成调试后，通过运动姿态传感器(501)采集各个机器人运动关节的初始运动姿态值，将其存储在存储单元(5022)中作为标准运动姿态值，标准运动姿态值包含三轴加速度A0、三轴角速度β0，其中A0、β0为：

A0x1、A0y1、A0z1分别为第一个机器人运动关节在x、y、z轴上的标准加速度值，A0x19、A0y19、A0z19分别为第十九个机器人运动关节在x、y、z轴上的标准加速度值；β0x1、β0y1、β0z1分别为第一个机器人运动关节在x、y、z轴上的标准角速度值，β0x19、β0y19、β0z19分别为第十九个机器人运动关节在x、y、z轴上的标准角速度值；

b).机器人运行时，运动姿态传感器(501)实时采集运行时各个机器人运动关节的实时运动姿态值，实时运动姿态值包括三轴加速度A1、三轴角速度β1，其中A1、β1为：

A1x1、A1y1、A1z1分别为第一个机器人运动关节在x、y、z轴上的实时加速度值，A1x19、A1y19、A1z19分别为第十九个机器人运动关节在x、y、z轴上的实时加速度值；β1x1、β1y1、β1z1分别为第一个机器人运动关节在x、y、z轴上的实时角速度值，β1x19、β1y19、β1z19分别为第十九个机器人运动关节在x、y、z轴上的实时角速度值；

c).将运行时采集的实时运动姿态值三轴加速度A1、三轴角速度β1与存储在存储单元(5022)中的作为标准运动姿态值的三轴加速度A0、三轴角速度β0做比较，其差值为K；K＝a*(A1-A0)+b*(β1-β0)，

其中a、b均为常数，且0＜a＜1，0＜b＜1；

d).当K＝0时，机器人正常工作，继续保持监测状态，重复执行步骤b)；当0＜K≤阈值时，通过控制系统自动控制运动执行模块的相应部件调整动作；当K＞阈值时，由中央处理器(5023)输出控制信号，通过驱动单元B(5027)启动保护系统(7)，同时通过电源管理单元(5025)断开运动执行模块所有电机的电源，并把故障信息通过信息发送单元发送给后台管控单元(503)和移动设备(504)；故障信息包括图片信息、位置信息、故障机器人编号、故障电机编号；同时通过报警信号输出单元发送声光报警信息到机器人机身系统上的声光报警器；

e).当排除故障后，进行复位操作，运动执行模块的所有部件恢复初始状态。