[发明专利]机器人的碰撞定位方法

权利要求书

1.一种机器人的碰撞定位方法，应用于机器人上，其特征在于，包括：

所述机器人设有主体部，所述主体部外侧设有壳体，多个压触式陶瓷传感器设于所述壳体侧边内；在所述机器人工作过程中，所述压触式陶瓷传感器采集所述壳体与障碍物发生碰撞的信号；

碰撞时，所述压触式陶瓷传感器会发生微动位移并同步产生反馈信号，所述压触式陶瓷传感器采集所述反馈信号，所述机器人内的控制器接收到所述反馈信号后对所述反馈信号进行处理，并根据所述反馈信号判断外部触发条件的有效性；

在外部触发条件有效的情况下，计算多个所述压触式陶瓷传感器接收反馈信号的时间差，根据时间差计算出所述壳体与所述障碍物发生碰撞的位置，定位所述壳体发生碰撞的碰撞点。

2.根据权利要求1所述的机器人的碰撞定位方法，其特征在于：所述压触式陶瓷传感器接收到反馈信号，所述反馈信号经过二级放大滤波器电路后，将原始信号放大，将放大后的所述反馈信号经过低通滤波器的处理后输入至控制器。

3.根据权利要求2所述的机器人的碰撞定位方法，其特征在于：所述控制器采集到反馈信号，经过与设定的阈值进行比对，判断所述反馈信号是否为有效压触信号，若判断为有效的压触信号，计算触发时间Ti。

4.根据权利要求3所述的机器人的碰撞定位方法，其特征在于：所述机器人分隔120°安装1个所述压触式陶瓷传感器，环形安装共3个所述压触式陶瓷传感器，分别定义为S1，S2，S3。

5.根据权利要求4所述的机器人的碰撞定位方法，其特征在于：若触发的顺序为S1、S2、S3，计算S1传感器的时间为T0，S2传感器时间为T1，S3传感器时间为T2；S1，S2，S3传感器之间的路径均距离为D0，所述壳体发生碰撞的碰撞点定义为离S1距离为D1，离S2距离为D2，离S3距离为D3；

其中：

D1+D2=D0，D1-D2=(T1-T0)*V=Δt*V；

D1=(D0-(T1-T0)*V)/2；

D2=(D0+(T1-T0)*V)/2；

D3=(T2-T0)V+D1=(D0+(T1+2T2-3T0)*V)/2；

其中V为材质声速，Δt为时间差，分别计算出D1，D2，D3的距离，即实现定位。

6.根据权利要求4所述的机器人的碰撞定位方法，其特征在于：多个所述压触式陶瓷传感器的反馈信号分别在时域周期上形成3个反馈时间不同的相似的反馈信号。

7.根据权利要求1所述的机器人的碰撞定位方法，其特征在于：所述机器人的工作流程如下：

步骤1，机器人进行初始化；

步骤2，机器人的控制器扫描多个压触式陶瓷传感器，多个所述压触式陶瓷传感器采集发生微动位移时同步产生的反馈信号；

步骤3，所述控制器轮询多个所述压触式陶瓷传感器，所述压触式陶瓷传感器将采集到的所述反馈信号上报至所述控制器；

步骤4，所述控制器根据所述反馈信号计算所述壳体发生碰撞的时间点，对所述壳体发生碰撞的碰撞点进行定位；

步骤5，输出所述壳体发生碰撞的碰撞点的位置信息并反馈至控制器以调整所述机器人的驱动路线；

步骤6，返回步骤2，继续下一轮的所述壳体发生碰撞的碰撞点的定位。

8.根据权利要求3所述的机器人的碰撞定位方法，其特征在于：通过ToF的单边时间算法，计算多个所述压触式陶瓷传感器接收反馈信号的时间差Δt，再通过声波在当前材质媒介下的声速以计算所述壳体发生碰撞的碰撞点的距离，以计算出的距离来对所述壳体发生碰撞的碰撞点进行定位。

9.根据权利要求2所述的机器人的碰撞定位方法，其特征在于：信号源VG1为多个所述压触式陶瓷传感器的反馈信号的输入端，所述反馈信号输入至二级放大滤波电路对所述反馈信号进行放大，放大后的所述反馈信号输入至一阶低通滤波对所述反馈信号进行处理，处理后的所述反馈信号经过多个电容、多个电阻、多个二极管设置的电路进行整流后输出，通过阴接触件接口输出后传送至所述控制器上。

10.根据权利要求1所述的机器人的碰撞定位方法，其特征在于：利用所述压触式陶瓷传感器的正压电效应，捕捉所述压触式陶瓷传感器微动位移产生的同步反馈电信号，通过放大并识别同步反馈电信号的信号特征，从而判断外部触发条件的有效性。