[发明专利]机器人摆动腿落地检测方法、装置和机器人

权利要求书

1.一种机器人摆动腿落地检测方法，其特征在于，包括：

当机器人处于摆动期时，获取摆动腿的各个关节受到的力矩；

基于所述摆动腿的各个关节受到的力矩利用力雅克比矩阵估算所述摆动腿的足端受力，并根据所述足端受力计算所述摆动腿的足端在重力方向上的力变化速率；

判断连续的预设数量的所述力变化速率是否均大于预设阈值，并在判断出均大于所述预设阈值时，判定所述摆动腿落地。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

在判定所述摆动腿落地后，判断是否到达预设规划时长或检测到至少一足端离地；

当满足以上条件中的任意一种时，判断进入下一摆动期，并返回所述的获取摆动腿的各个关节受到的力矩的步骤，直到所述机器人停止行走。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若所述机器人的各个关节上设有力矩传感器，所述获取摆动腿的各个关节受到的力矩，包括：

通过所述摆动腿的各个关节上的所述力矩传感器采集各个关节受到的力矩大小。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取摆动腿的各个关节受到的力矩，包括：

通过所述摆动腿的对应关节的驱动电机的电流按照以下公式估算对应关节受到的力矩，所述公式为：

τ_i＝r_i*k_i*I_i；

其中，τ_i为所述摆动腿的第i个关节受到的力矩；r_i为第i个关节减速器的减速比；k_i和I_i分别为第i个关节的驱动电机的力矩系数和电流。

5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述基于所述摆动腿的各个关节受到的力矩利用力雅克比矩阵 估算所述摆动腿的足端受力，包括：

通过所述摆动腿的速度雅克比矩阵计算所述摆动腿的力雅克比矩阵；

利用所述力雅克比矩阵和所述摆动腿的各个关节受到的力矩计算所述摆动腿的足端受力。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述足端受力计算所述摆动腿的足端在重力方向上的力变化速率，包括：

根据上一时刻和当前时刻的所述足端受力计算所述摆动腿的足端在当前时刻的合力变化速率，将所述合力变化速率在重力方向上的分量作为所述摆动腿的足端在重力方向上的力变化速率；

或者，所述足端受力包括在重力方向上的足端受力分量，基于上一时刻和当前时刻的所述重力方向上的足端受力分量计算所述足端在当前时刻的在重力方向上的力变化速率。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述判断连续的预设数量的所述力变化速率是否均大于预设阈值，包括：

将计算到的每个所述力变化速率缓存于一个缓存队列中，其中，每次得到一个所述力变化速率，则放入所述缓存队列的一端，并删除另一端的一个元素，以使所述缓存队列的元素个数保持为所述预设数量。

8.一种机械臂碰撞检测方法，其特征在于，包括：

获取机械臂的各个关节受到的力矩；

基于所述机械臂的各个关节受到的力矩利用力雅克比矩阵估算所述机械臂的末端受力，并根据所述末端受力计算所述机械臂的末端在与接触面垂直方向上的力变化速率；

判断连续的预设数量的所述力变化速率是否均大于预设阈值，并在判断出均大于所述预设阈值时，判定所述机械臂与接触面产生碰撞。

9.一种机器人摆动腿落地检测装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于当机器人处于摆动期时，获取摆动腿的各个关节受到的力矩；

估算模块，用于基于所述摆动腿的各个关节受到的力矩利用力雅克比矩阵估算所述摆动腿的足端受力，并根据所述足端受力计算所述摆动腿的足端在重力方向上的力变化速率；

判断模块，用于判断连续的预设数量的所述力变化速率是否均大于预设阈值，并在判断出均大于所述预设阈值时，判定所述摆动腿落地。