足式机器人着地控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于机器人技术领域，提供一种足式机器人着地控制方法及装置，方法包括：检测机器人的着地运动状态；若着地运动状态为飞行期下降状态，则根据机器人本体的下降速度确定机器人足端相对于机器人本体的相对速度；根据相对速度控制机器人在飞行期下降状态的运动；若着地运动状态为支撑期着地状态，获取机器人的足端接触力或期望力；根据足端接触力或期望力得到机器人的第一期望关节力矩；根据第一期望关节力矩控制机器人在支撑期着地状态的运动。本发明专利技术实施例能够降低足端与地面的冲击，以实现简便、快速地对足式机器人着地过程进行柔顺的控制，降低足式机器人的成本。

Landing Control Method and Device of Foot Robot

【技术实现步骤摘要】
足式机器人着地控制方法及装置
本专利技术属于机器人
，尤其涉及一种足式机器人着地控制方法及装置。
技术介绍
随着智能机器人尤其是足式机器人的普及与发展，足式机器人在运动的过程中，足式机器人的足端与地面会产生较大冲击，如何降低足端与地面的冲击以减轻对机器人本体的冲击损伤成为足式机器人发展重要部分。目前传统的降低足式机器足端与地面的冲击方法主要是通过逆运动学规划设计良好的规划曲线以驱动机器人，但是这种方式对规划曲线的精度和机器人的驱动性能要求较高，增加了足式机器人的成本。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种足式机器人着地控制方法和装置，能够降低足端与地面的冲击，以实现简便、快速地对足式机器人着地过程进行柔顺的控制，降低足式机器人的成本。本专利技术实施例的第一方面，提供了一种足式机器人着地控制方法，包括：检测机器人的着地运动状态；若所述着地运动状态为飞行期下降状态，则根据机器人本体的下降速度确定所述机器人足端相对于机器人本体的相对速度；根据所述相对速度控制所述机器人在飞行期下降状态的运动；若所述着地运动状态为支撑期着地状态，获取所述机器人的足端接触力或期望力；根据所述足端接触力或期望力得到所述机器人的第一期望关节力矩；根据所述第一期望关节力矩控制所述机器人在支撑期着地状态的运动。本专利技术实施例的第二方面，提供了一种足式机器人着地控制装置，包括：运动状态检测模块，用于检测机器人的着地运动状态；相对速度确定模块，用于若所述着地运动状态为飞行期下降状态，则根据机器人本体的下降速度确定所述机器人足端相对于机器人本体的相对速度；第一控制模块，根据所述相对速度控制所述机器人在飞行期下降状态的运动；接触力或期望力获取模块，用于若所述着地运动状态为支撑期着地状态，获取所述机器人的足端接触力或期望力；第一期望关节力矩处理模块，用于根据所述足端接触力或期望力得到所述机器人的第一期望关节力矩；第二控制模块，用于根据所述第一期望关节力矩控制所述机器人在支撑期着地状态的运动。本专利技术实施例的第三方面，提供了一种足式机器人着地控制终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的足式机器人着地控制方法的步骤。本专利技术实施例的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的足式机器人着地控制方法的步骤。本专利技术实施例与现有技术相比的有益效果是：本专利技术实施例提供的足式机器人着地控制方法及装置，通过检测机器人的着地运动状态；若着地运动状态为飞行期下降状态，则根据机器人本体的下降速度确定机器人足端相对于机器人本体的相对速度；根据相对速度控制机器人在飞行期下降状态的运动；若着地运动状态为支撑期着地状态，获取机器人的足端接触力或期望力；根据足端接触力或期望力得到机器人的第一期望关节力矩；根据第一期望关节力矩控制机器人在支撑期着地状态的运动。本专利技术实施例能够降低足端与地面的冲击，以实现简便、快速地对足式机器人着地过程进行柔顺的控制，降低足式机器人的成本。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术一实施例提供的一种足式机器人着地控制方法的流程示意图；图2为本专利技术实施例提供的足式机器人处于飞行期下降状态的示意图；图3为本专利技术实施例提供的足式机器人处于支撑期着地状态的示意图；图4为本专利技术施例提供的足式机器人的本体与足端的运动示意图；图5为本专利技术另一实施例提供的一种足式机器人着地控制方法的流程示意图；图6为本专利技术再一实施例提供的一种足式机器人着地控制方法的流程示意图；图7为本专利技术实施例提供的足式机器人腿长和腿长自由长度的示意图；图8为本专利技术一实施例提供的一种足式机器人着地控制装置的结构框图；图9为本专利技术一实施例提供的一种足式机器人着地控制终端设备的示意框图。具体实施方式以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本专利技术实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本专利技术。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本专利技术的描述。应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。还应当理解，在此本专利技术说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本专利技术。如在本专利技术说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。还应当进一步理解，在本专利技术说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。如在本说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。为了说明本专利技术所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。参考图1，图1为本专利技术一实施例提供的一种足式机器人着地控制方法的流程示意图。本实施例的足式机器人着地控制方法可以应用于足式机器人，包括但不限于四足式、六足式、八足式机器人，所述方法详述如下：S101：检测机器人的着地运动状态。在本专利技术实施例中，足式机器人的着地过程可以分为飞行期下降状态和支撑期着地状态。参考图2，为足式机器人处于飞行期下降状态的示意图；参考图3，为足式机器人处于支撑期着地状态的示意图。具体地，可以根据机器人的加速度确定机器人的着地运动状态。S102：若着地运动状态为飞行期下降状态，则根据机器人本体的下降速度确定机器人足端相对于机器人本体的相对速度。在本专利技术实施例中，参考图4，机器人本体的下降速度相对于地面的速度为Vb，足端相对与本体的相对速度为Vup，其中Vup＝at，式中a表示机器人足端相对于机器人本体的相对加速度，t表示飞行期下降状态的阶段时间。机器人足端相对于地面的速度为Vf。S103：根据相对速度控制机器人在飞行期下降状态的运动。在本专利技术实施例中，根据相对速度确定机器人足端的相对运动轨迹，并根据相对运动轨迹控制机器人在飞行期的下降状态的运动。S104：若着地运动状态为支撑期着地状态，获取机器人的足端接触力或期望力。在本专利技术实施例中，可以直接检测加机器人的足端接触力；也可以先加测机器人的关节力矩，再通过关节力矩得到足端接触力。S105：根据足端接触力或期望力得到机器人的第一期望关节力矩。在本专利技术实施例中，可以通过六维力矩传感器获取足端接触力；或者通过一维力本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种足式机器人着地控制方法，其特征在于，包括：检测机器人的着地运动状态；若所述着地运动状态为飞行期下降状态，则根据机器人本体的下降速度确定所述机器人足端相对于机器人本体的相对速度；根据所述相对速度控制所述机器人在飞行期下降状态的运动；若所述着地运动状态为支撑期着地状态，获取所述机器人的足端接触力或期望力；根据所述足端接触力或期望力得到所述机器人的第一期望关节力矩；根据所述第一期望关节力矩控制所述机器人在支撑期着地状态的运动。

【技术特征摘要】
1.一种足式机器人着地控制方法，其特征在于，包括：检测机器人的着地运动状态；若所述着地运动状态为飞行期下降状态，则根据机器人本体的下降速度确定所述机器人足端相对于机器人本体的相对速度；根据所述相对速度控制所述机器人在飞行期下降状态的运动；若所述着地运动状态为支撑期着地状态，获取所述机器人的足端接触力或期望力；根据所述足端接触力或期望力得到所述机器人的第一期望关节力矩；根据所述第一期望关节力矩控制所述机器人在支撑期着地状态的运动。2.根据权利要求1所述的足式机器人着地控制方法，其特征在于，所述根据所述相对速度控制所述机器人在飞行期下降状态的运动，包括：根据所述相对速度确定所述机器人足端的相对运动轨迹；根据所述相对运动轨迹得到所述机器人的第二期望关节力矩；根据所述第二期望关节力矩控制所述机器人在飞行期下降状态的运动。3.根据权利要求1所述的足式机器人着地控制方法，其特征在于，所述获取所述机器人的足端接触力，包括：接收六维力矩传感器发送的所述机器人的足端接触力；或，接收一维力矩传感器发送的所述机器人的关节力矩，并根据所述关节力矩确定所述机器人的足端接触力。4.根据权利要求1所述的足式机器人着地控制方法，其特征在于，所述获取所述机器人的期望力，的计算公式为：F＝k(l-l0)式中，F表示机器人的期望力，k表示刚度系数，l表示机器人的腿长，l0表示机器人的腿长自由长度。5.根据权利要求1所述的足式机器人着地控制方法，其特征在于，若所述机器人的着地运动状态不是飞行期下降状态和支撑期着地状态，则重新执行检测机器人的着地运动状态的过程。6.一种足式机器人着地控制装置，其特征在于，包括：运动状态检测模块，用于检测机器人的...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊友军，陈春玉，刘益彰，葛利刚，
申请(专利权)人：深圳市优必选科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44