机器人平衡检测方法、装置、设备及机器人制造方法及图纸

本发明专利技术实施例涉及机器人技术领域，公开了一种机器人平衡检测方法、装置、设备及机器人。其中，所述机器人平衡检测方法包括：获取所述机器人的运动轨迹，所述运动轨迹包括所述机器人的各关节转角；根据各所述关节转角及预设运动模型，计算所述机器人的各连杆相对于所述机器人的底座的质心坐标；根据所述机器人的各连杆相对于所述机器人的底座的质心坐标，计算所述机器人的质心坐标；通过判断所述机器人的质心坐标在所述机器人的底座的支撑面的投影是否在预设位置范围内，以判断所述机器人是否平衡。通过上述方式，本发明专利技术实施例能够预判机器人的平衡性，从而避免其摔倒。

Robot balance detection method, device, equipment and robot

【技术实现步骤摘要】
机器人平衡检测方法、装置、设备及机器人
本专利技术实施例涉及机器人
，具体涉及一种机器人平衡检测方法、装置、设备及机器人。
技术介绍
随着科技发展，机器人已经逐步应用到了各个领域。仿生机器人是一种具有人的外部特征的智能机器人，多数具有头部、躯干以及手臂等。目前，与其他机器人相比，仿生机器人的自由度较多，重心偏高，且在地面的支撑面积相对较小，使得仿生机器人在运动过程中容易摔倒。
技术实现思路
本专利技术实施例一个目的旨在提供一种机器人平衡方法、装置、设备及机器人，能够预判机器人的平衡性，从而避免其摔倒。根据本专利技术实施例的一个方面，提供了一种机器人平衡检测方法，包括：获取所述机器人的运动轨迹，所述运动轨迹包括所述机器人的各关节转角；根据各所述关节转角及预设运动模型，计算所述机器人的各连杆相对于所述机器人的底座的质心坐标；根据所述机器人的各连杆相对于所述机器人的底座的质心坐标，计算所述机器人的质心坐标；通过判断所述机器人的质心坐标在所述机器人的底座的支撑面的投影是否在预设位置范围内，以判断所述机器人是否平衡。在一种可选的方式中，所述根据各所述关节转角及预设运动模型，计算所述机器人的各连杆相对于所述机器人的底座的质心坐标，包括：将各所述关节转角代入所述预设运动模型，分别计算各所述连杆的变换矩阵值；根据各所述连杆的变换矩阵值，计算各所述连杆相对于所述机器人的底座的质心坐标。在一种可选的方式中，所述根据各所述连杆的变换矩阵值，计算各所述连杆相对于所述机器人的底座的质心坐标，包括：将各所述连杆的变换矩阵值连乘，求得各所述连杆相对于所述机器人的底座的变换矩阵值；根据各所述连杆相对于所述机器人的底座的变换矩阵值，计算各所述连杆相对于所述机器人的底座的质心坐标。在一种可选的方式中，根据以下公式计算各所述连杆相对于所述机器人的底座的变换矩阵值：其中，为与所述机器人的底座相连的第i个连杆相对于所述机器人的底座的变换矩阵值，为与所述机器人的底座相连的第i个连杆的变换矩阵值，且i为大于或等于1的自然数。在一种可选的方式中，根据以下公式计算各所连杆相对于所述机器人的底座的质心坐标：其中，0pi为与所述机器人的底座相连的第i个连杆相对于所述机器人的底座的质心坐标，ip为与所述机器人的底座相连的第i个连杆相对于该连杆本身的质心坐标，且i为大于或等于1的自然数。在一种可选的方式中，根据以下公式计算所述机器人的质心坐标：其中，P为所述机器人的质心坐标，mi为与所述机器人的底座相连的第i个连杆的质量，且i为大于或等于1的自然数。在一种可选的方式中，所述方法还包括：建立所述预设运动模型。在一种可选的方式中，所述建立所述预设运动模型，具体包括：根据D-H矩阵建立所述预设运动模型。在一种可选的方式中，所述通过判断所述机器人的质心坐标在所述机器人的底座的支撑面的投影是否在预设位置范围内，以判断所述机器人是否平衡，具体包括：若所述机器人的质心坐标在所述机器人的底座的支撑面的投影在所述预设位置范围内，则确定所述机器人平衡；若所述机器人的质心坐标在所述机器人的底座的支撑面的投影超出所述预设位置范围，则确定所述机器人不平衡。在一种可选的方式中，所述预设位置范围为所述机器人的底座的支撑点组成的形状内。在一种可选的方式中，所述方法还包括：若确定所述机器人平衡，则允许所述机器人执行下一动作。根据本专利技术实施例的另一方面，提供了一种机器人平衡检测装置，包括：运动轨迹获取模块，用于获取所述机器人的运动轨迹，所述运动轨迹包括所述机器人的各关节转角；关节质心计算模块，用于根据各所述关节转角及预设运动模型，计算所述机器人的各连杆相对于所述机器人的底座的质心坐标；机器人质心计算模块，用于根据各所述连杆相对于所述机器人的底座的质心坐标，计算所述机器人的质心坐标；判断模块，用于通过判断所述机器人的质心坐标在所述机器人的底座的支撑面的投影是否在预设位置范围内，以判断所述机器人是否平衡。根据本专利技术实施例的又一方面，提供了一种机器人平衡检测设备，包括：处理器、存储器、通信接口和通信总线，所述处理器、所述存储器和所述通信接口通过所述通信总线完成相互间的通信；所述存储器用于存放至少一可执行指令，所述可执行指令使所述处理器执行根据如上所述的机器人平衡检测方法的步骤。根据本专利技术实施例的另又一方面，提供了一种计算机存储介质，所述存储介质中存储有至少一可执行指令，所述可执行指令使处理器执行根据如上所述的机器人平衡检测方法的步骤。根据本专利技术实施例的再一方面，提供了一种机器人，包括如上所述的机器人平衡检测装置。本专利技术实施例通过获取机器人的各关节转角，根据各关节转角及预设运动模型，计算机器人的各连杆相对于底座的质心坐标，根据各连杆相对于底座的质心坐标，计算机器人的质心坐标，通过判断机器人的质心坐标在机器人的底座的支撑面的投影是否在预设位置范围内，以判断机器人是否平衡，从而能够预判机器人的平衡性，从而避免其摔倒。上述说明仅是本专利技术实施例技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术实施例的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术实施例的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：图1示出了本专利技术实施例提供的一种机器人离线平衡检测方法的流程示意图；图2示出了步骤120的流程示意图；图3示出了连杆参数定义示意图；图4示出了步骤122的流程示意图；图5示出了本专利技术实施例提供的一种机器人平衡检测方法所应用的机器人的结构示意图；图6示出了本专利技术实施例提供的一种机器人平衡检测装置的结构示意图；图7示出了本专利技术实施例提供的一种机器人平衡检测设备的结构示意图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本专利技术的示例性实施例。虽然附图中显示了本专利技术的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本专利技术而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本专利技术，并且能够将本专利技术的范围完整的传达给本领域的技术人员。图1示出了本专利技术实施例提供的一种机器人离线平衡检测方法的流程示意图。该方法应用于机器人，特别适用于仿生机器人。如图1所示，该方法包括：步骤110、获取所述机器人的运动轨迹，所述运动轨迹包括所述机器人的各关节转角。其中，机器人的运动是由机器人的控制器指挥的，在本实施例中，机器人的运动轨迹预先存储在机器人或者与机器人通信连接的云端中，控制器通过获取机器人的运动轨迹，从而根据机器人的运动轨迹控制机器人运动。例如，控制器控制机器人跳芭蕾舞，芭蕾舞的运动轨迹预先存储在与机器人通信连接的云端，则控制器从云端获取芭蕾舞的运动轨迹，并根据芭蕾舞的运动轨迹控制机器人跳芭蕾舞。其中，机器人运动的姿态、位置等，是通过控制机器人的各关节的运动实现的。在本实施例中，运动轨迹包括机器人的各关节转角。其中，机器人的各个连杆的连接处为关节，关节转角是指各个关节的角位移，例如，在机器人的关节设置电机，采用电机驱动连杆，则通过电机的转动角度反映关节转角。步骤120、根据各本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机器人平衡检测方法，其特征在于，包括：获取所述机器人的运动轨迹，所述运动轨迹包括所述机器人的各关节转角；根据各所述关节转角及预设运动模型，计算所述机器人的各连杆相对于所述机器人的底座的质心坐标；根据所述机器人的各连杆相对于所述机器人的底座的质心坐标，计算所述机器人的质心坐标；通过判断所述机器人的质心坐标在所述机器人的底座的支撑面的投影是否在预设位置范围内，以判断所述机器人是否平衡。

【技术特征摘要】
1.一种机器人平衡检测方法，其特征在于，包括：获取所述机器人的运动轨迹，所述运动轨迹包括所述机器人的各关节转角；根据各所述关节转角及预设运动模型，计算所述机器人的各连杆相对于所述机器人的底座的质心坐标；根据所述机器人的各连杆相对于所述机器人的底座的质心坐标，计算所述机器人的质心坐标；通过判断所述机器人的质心坐标在所述机器人的底座的支撑面的投影是否在预设位置范围内，以判断所述机器人是否平衡。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据各所述关节转角及预设运动模型，计算所述机器人的各连杆相对于所述机器人的底座的质心坐标，包括：将各所述关节转角代入所述预设运动模型，分别计算各所述连杆的变换矩阵值；根据各所述连杆的变换矩阵值，计算各所述连杆相对于所述机器人的底座的质心坐标。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据各所述连杆的变换矩阵值，计算各所述连杆相对于所述机器人的底座的质心坐标，包括：将各所述连杆的变换矩阵值连乘，求得各所述连杆相对于所述机器人的底座的变换矩阵值；根据各所述连杆相对于所述机器人的底座的变换矩阵值，计算各所述连杆相对于所述机器人的底座的质心坐标。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据以下公式计算各所述连杆相对于所述机器人的底座的变换矩阵值：其中，为与所述机器人的底座相连的第i个连杆相对于所述机器人的底座的变换矩阵值，为与所述机器人的底座相连的第i个连杆的变换矩阵值，且i为大于或等于1的自然数。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据以下公式计算各所连杆相对于所述机器人的底座的质心坐标：其中，0pi为与所述机器人的底座相连的第i个连杆相对于所述机器人的底座的质心坐标，ip为与所述机器人的底座相连的第i个连杆相对于该连杆本身的质心坐标，且i为大于或等于1的自然数。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据以下公式计算所述机器人的质心坐标：其中，P为所述机器人的质心坐标，mi为与所述机器人的底座相连的第i个连杆的质量，且i为大于或等于1的自然数。7.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：李连中，徐慎华，
申请(专利权)人：达闼科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11