一种仿人机器人的前摔保护控制策略制造技术

本发明专利技术提供了一种仿人机器人的前摔保护控制策略，从仿生学角度出发，借鉴人体摔倒运动的产生与控制机理，找出一种仿人机器人的摔倒运动规划与控制技术，特别是手臂的规划控制技术，使机器人在摔倒时能主动控制自身的全身运动，将摔倒对自身的损伤减小到最小。

【技术实现步骤摘要】
一种仿人机器人的前摔保护控制策略
本专利技术涉及一种仿人机器人动作评价方法，属于机器人

技术介绍
仿人机器人是机器人研究领域最高研究成果的代表。仿人机器人的最终研究目标是：研制出具备人类特征(如行走、感官、思维、判断等能力),在相当程度上替代人类并服务于人类，且能够与人类和谐共处的高级智能机器人。但是，由于机器人重心高而支撑面小，所以机器人不可避免的会摔倒，因此，要实现机器人走出实验室，协助人类工作，就必须要克服机器人摔倒造成的损伤问题。防止机器人摔倒是早期研究的重点，然而由于机器人的不稳定性，摔倒总是会发生，科研人员开始关注机器人摔倒时的保护策略来应对机器人的摔倒突发状况。中国专利CN201110277710.5,提出了一种机器人摔倒保护机构，通过缓冲器的弹性元件缓冲和吸收冲击力，但是未考虑人体摔倒时各关节运动情况，仅仅从机械上减小冲击力，并且减小冲击的能力有限。现有论文“SafeKneeLandingofaHuman-sizeHumanoidrbotwhileFallingForward”提出了一种前摔时的保护策略，没有考虑膝关节着地后应该采取的保护措施，如果膝部冲击力本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种仿人机器人的前摔保护控制方法，包括以下步骤：通过安装在仿人机器人足底的六维力/力矩传感器会实时反馈当前的力/力矩信息，根据这些数据测得ZMP的位置；当机器人具有向前摔倒的运动趋势时，机器人执行前摔保护控制策略。

【技术特征摘要】
1.一种仿人机器人的前摔保护控制方法，包括以下步骤：通过安装在仿人机器人足底的六维力/力矩传感器会实时反馈当前的力/力矩信息，根据这些数据测得ZMP的位置；当机器人具有向前摔倒的运动趋势时，机器人执行前摔保护控制策略；其特征在于，所述前摔保护控制策略具体过程如下：首先执行膝关节着地控制策略，身体下蹲，使膝部先着地，此时机器人的小腿着地，支撑机器人，两个小腿构成的封闭区域构成了等效的支撑多边形；通过等效的ZMP点，判断机器人的状态，从而采取不同的措施；膝关节着地后，通过安装在膝关节和踝关节的力传感器，测得左腿和右腿共四个关节的受力情况，通过ZMP理论求得ZMP的位置，然后判断ZMP是否落在支撑多边形内。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：当ZMP落在支撑多边形内时，表示关节受到的冲击不是很大，仍然可以通过调节上身的姿态使机器人处于稳定状态；当ZMP落在支撑多边形外时，表明机器人受到的冲击很大，不能通过调节上身姿态完成对机器人的保护工作，此时，采取手部着地，肘关节扩张二次缓冲控制策略，降低冲击对机器人造成的威胁。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，测得ZMP位置的过程包括：设ZMP的位置为Px，Py，则Px＝(F1x*...

【专利技术属性】
技术研发人员：余张国，陈学超，黄强，郑茂兴，孟立波，高峻峣，张伟民，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11