一种控制器、控制方法及机器人技术

本申请实施例提供了一种控制器、控制方法及机器人，其中控制器用于：获取规划长度，并根据规划长度生成包括第一规划角度和第二规划角度的角度控制数据；根据第一规划角度生成第一控制信号，以及根据第二规划角度生成第二控制信号；将第一控制信号和第二控制信号分别发送给第一电机和第二电机，以控制第一电机驱动弹跳变形轮按照第一控制信号对应的转动规则进行转动，以及控制第二电机驱动弹跳腿按照第二控制信号对应的形变规则进行形变，使得弹跳腿在弹跳过程中与参考平面垂直或者趋于垂直。通过本申请实施例可以将弹跳腿形变释放的势能最大限度的转换成向上的动能，使得机器人具备最高的弹跳高度。

【技术实现步骤摘要】
一种控制器、控制方法及机器人
本申请涉及控制
，尤其涉及一种控制器、一种控制方法及一种机器人。
技术介绍
随着人工智能技术的发展，机器人技术越来越趋于成熟。各式各样的机器人(Robot，一种自动执行工作的机器装置)也开始应用于人们的工作以及日常生活中，例如利用机器人进行故障位置勘察、利用机器人进行送餐，等等。对于配置弹跳机构的机器人，可以通过弹跳来完成某些任务，例如避开障碍物等。但如何对配置弹跳机构的机器人进行弹跳控制是目前的研究热点。
技术实现思路
本申请实施例提供了一种控制器及控制方法，可以将弹跳腿形变释放的势能最大限度的转换成向上的动能，使得机器人具备最高的弹跳高度。一方面，本申请实施例提供了一种控制器，所述控制器设置于机器人上，所述机器人上还设置有弹跳变形轮，所述弹跳变形轮包括轮毂和弹跳腿；所述弹跳腿包括第一连接杆、第二连接杆、第三连接杆和第四连接杆，第一连接杆的两端分别与第二连接杆和第四连接杆的一端连接，第三连接杆的两端分别与第二连接杆和第四连接杆的另一端连接，第二连接杆与所述轮毂固连；所述控制器包括第一电机和第二电机，第一电机的定子与所述机器人的机体固连，转子与所述轮毂连接；第二电机的定子与所述轮毂固连，转子与第一连接杆连接；其中，所述控制器用于：获取规划长度，并根据所述规划长度生成角度控制数据，其中，所述规划长度为当前规划的所述弹跳腿的长度，所述角度控制数据包括第一规划角度和第二规划角度；所述第一规划角度为规划的第一连接杆和参考平面之间的角度，所述第二规划角度为规划的第一连接杆和第二连接杆之间的角度，所述第一规划角度和第二规划角度使得所述弹跳腿垂直于所述参考平面；根据所述第一规划角度生成第一控制信号，以及根据所述第二规划角度生成第二控制信号；将所述第一控制信号和第二控制信号分别发送给第一电机和第二电机，以控制第一电机驱动所述弹跳变形轮按照所述第一控制信号对应的转动规则进行转动，以及控制第二电机驱动所述弹跳腿按照所述第二控制信号对应的形变规则进行形变，使得所述弹跳腿在弹跳过程中与所述参考平面垂直或者趋于垂直。一方面，本申请实施例提供了一种控制方法，应用于控制器，所述控制器设置于机器人上，所述机器人上还设置有弹跳变形轮，所述弹跳变形轮包括轮毂和弹跳腿；所述弹跳腿包括第一连接杆、第二连接杆、第三连接杆和第四连接杆，第一连接杆的两端分别与第二连接杆和第四连接杆的一端连接，第三连接杆的两端分别与第二连接杆和第四连接杆的另一端连接，第二连接杆与所述轮毂固连；所述控制器包括第一电机和第二电机，第一电机的定子与所述机器人的机体固连，转子与所述轮毂连接；第二电机的定子与所述轮毂固连，转子与第一连接杆连接；所述方法包括：获取规划长度，并根据所述规划长度生成角度控制数据，其中，所述规划长度为当前规划的所述弹跳腿的长度，所述角度控制数据包括第一规划角度和第二规划角度；所述第一规划角度为规划的第一连接杆和参考平面之间的角度，所述第二规划角度为规划的第一连接杆和第二连接杆之间的角度，所述第一规划角度和第二规划角度使得所述弹跳腿垂直于所述参考平面；根据所述第一规划角度生成第一控制信号，以及根据所述第二规划角度生成第二控制信号；将所述第一控制信号和第二控制信号分别发送给第一电机和第二电机，以控制第一电机驱动所述弹跳变形轮按照所述第一控制信号对应的转动规则进行转动，以及控制第二电机驱动所述弹跳腿按照所述第二控制信号对应的形变规则进行形变，使得所述弹跳腿在弹跳过程中与所述参考平面垂直或者趋于垂直。在一实施例中，所述根据所述规划长度生成角度控制数据，包括：根据获取自第一电机的第一初始角度和获取自第二电机的第二初始角度计算修正参数，其中，所述第一初始角度为第一连接杆和所述参考平面之间的当前角度，所述第二初始角度为第一连接杆和第二连接杆之间的当前角度；根据所述规划长度和所述修正参数计算修正长度，并根据所述修正长度生成所述角度控制数据。在一实施例中，所述根据所述第一规划角度生成第一控制信号，以及根据所述第二规划角度生成第二控制信号，包括：获取所述第一电机输出的角速度参数，并根据所述第一规划角度、所述第一初始角度和所述第一电机输出的角速度参数生成第一控制信号；获取所述第二电机输出的角速度参数，并根据所述第二规划角度、所述第二初始角度和所述第二电机输出的角速度参数生成第二控制信号。在一实施例中，所述获取规划长度，包括：获取目标长度和所述弹跳腿的初始长度；对所述目标长度和所述弹跳腿的初始长度进行处理，生成参考长度信号，其中，所述参考长度信号对应多个长度值，所述多个长度值使得由所述初始长度平滑过渡到所述目标长度；对所述参考长度信号进行处理，并在处理过程中按照所述参考长度信号的变化趋势从所述多个长度值中选取一个相应的长度值作为当前的规划长度。在一实施例中，所述根据所述第一规划角度、所述第一初始角度和所述第一电机输出的角速度参数生成第一控制信号，包括：对所述第一规划角度进行处理，生成所述第一规划角度的微分和第一参考角度；根据所述第一参考角度、所述第一初始角度生成第一参考角速度；根据所述第一规划角度的微分、所述第一参考角速度以及所述第一电机输出的角速度参数，生成所述第一控制信号。在一实施例中，所述根据所述第二规划角度、所述第二初始角度和所述第二电机输出的角速度参数生成第二控制信号包括：对所述第二规划角度进行处理，生成所述第二规划角度的微分和第二参考角度；根据所述第二参考角度、所述第二初始角度生成第二参考角速度；根据所述第二规划角度的微分、所述第二参考角速度以及所述第二电机输出的角速度参数，生成所述第二控制信号。在一实施例中，第一连接杆和第四连接杆连接在第一连接点，第二连接杆和第三连接杆连接在第二连接点；所述弹跳腿还包括弹性件，所述弹性件的两端分别与所述第一连接点和第二连接点连接。在一实施例中，所述弹跳腿为多个，多个弹跳腿之间通过支撑架连接，各个弹跳腿的第一连接杆与所述支撑架固连；各个弹跳腿的第一连接杆和第二连接杆之间的连接点位于所述弹跳变形轮的中心点。在一实施例中，所述多个弹跳腿中任意两个弹跳腿之间的夹角相等，且所述多个弹跳腿之间的夹角之和为360度。一方面，本申请实施例提供了一种机器人，包括控制器和弹跳变形轮，所述弹跳变形轮包括轮毂和弹跳腿；所述弹跳腿包括第一连接杆、第二连接杆、第三连接杆和第四连接杆，第一连接杆的两端分别与第二连接杆和第四连接杆的一端连接，第三连接杆的两端分别与第二连接杆和第四连接杆的另一端连接，第二连接杆与所述轮毂固连；所述控制器包括第一电机和第二电机，第一电机的定子与所述机器人的机体固连，转子与所述轮毂连接；第二电机的定子与所述轮毂固连，转子与第一连接杆连接；其中，所述控制器用于：获取规划长度，并根据所述规划长度生成角度控制数据，其中，所述规划长度为当前规划的所述弹跳腿的长度，所述角度控制数据包括第一规划角度和第二规划角度；所述第一规划角本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种控制器，其特征在于，所述控制器设置于机器人上，所述机器人上还设置有弹跳变形轮，所述弹跳变形轮包括轮毂和弹跳腿；所述弹跳腿包括第一连接杆、第二连接杆、第三连接杆和第四连接杆，第一连接杆的两端分别与第二连接杆和第四连接杆的一端连接，第三连接杆的两端分别与第二连接杆和第四连接杆的另一端连接，第二连接杆与所述轮毂固连；所述控制器包括第一电机和第二电机，第一电机的定子与所述机器人的机体固连，转子与所述轮毂连接；第二电机的定子与所述轮毂固连，转子与第一连接杆连接；其中，所述控制器用于：/n获取规划长度，并根据所述规划长度生成角度控制数据，其中，所述规划长度为当前规划的所述弹跳腿的长度，所述角度控制数据包括第一规划角度和第二规划角度；所述第一规划角度为规划的第一连接杆和参考平面之间的角度，所述第二规划角度为规划的第一连接杆和第二连接杆之间的角度，所述第一规划角度和第二规划角度使得所述弹跳腿垂直于所述参考平面；/n根据所述第一规划角度生成第一控制信号，以及根据所述第二规划角度生成第二控制信号；/n将所述第一控制信号和第二控制信号分别发送给第一电机和第二电机，以控制第一电机驱动所述弹跳变形轮按照所述第一控制信号对应的转动规则进行转动，以及控制第二电机驱动所述弹跳腿按照所述第二控制信号对应的形变规则进行形变，使得所述弹跳腿在弹跳过程中与所述参考平面垂直或者趋于垂直。/n...

【技术特征摘要】
1.一种控制器，其特征在于，所述控制器设置于机器人上，所述机器人上还设置有弹跳变形轮，所述弹跳变形轮包括轮毂和弹跳腿；所述弹跳腿包括第一连接杆、第二连接杆、第三连接杆和第四连接杆，第一连接杆的两端分别与第二连接杆和第四连接杆的一端连接，第三连接杆的两端分别与第二连接杆和第四连接杆的另一端连接，第二连接杆与所述轮毂固连；所述控制器包括第一电机和第二电机，第一电机的定子与所述机器人的机体固连，转子与所述轮毂连接；第二电机的定子与所述轮毂固连，转子与第一连接杆连接；其中，所述控制器用于：
获取规划长度，并根据所述规划长度生成角度控制数据，其中，所述规划长度为当前规划的所述弹跳腿的长度，所述角度控制数据包括第一规划角度和第二规划角度；所述第一规划角度为规划的第一连接杆和参考平面之间的角度，所述第二规划角度为规划的第一连接杆和第二连接杆之间的角度，所述第一规划角度和第二规划角度使得所述弹跳腿垂直于所述参考平面；
根据所述第一规划角度生成第一控制信号，以及根据所述第二规划角度生成第二控制信号；
将所述第一控制信号和第二控制信号分别发送给第一电机和第二电机，以控制第一电机驱动所述弹跳变形轮按照所述第一控制信号对应的转动规则进行转动，以及控制第二电机驱动所述弹跳腿按照所述第二控制信号对应的形变规则进行形变，使得所述弹跳腿在弹跳过程中与所述参考平面垂直或者趋于垂直。


2.如权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述控制器具体用于：
根据获取自第一电机的第一初始角度和获取自第二电机的第二初始角度计算修正参数，其中，所述第一初始角度为第一连接杆和所述参考平面之间的当前角度，所述第二初始角度为第一连接杆和第二连接杆之间的当前角度；
根据所述规划长度和所述修正参数计算修正长度，并根据所述修正长度生成所述角度控制数据。


3.如权利要求2所述的控制器，其特征在于，所述控制器包括预处理模块、控制模块和姿态合成模块；所述预处理模块的输出端与所述控制模块的输入端连接，所述控制模块的输出端与所述姿态合成模块的输入端连接，所述姿态合成模块的输出端与所述预处理模块的输入端连接；第一电机和第二电机包含于所述控制模块中；其中：
所述姿态合成模块，用于根据所述控制模块输出的初始角度数据生成修正参数，并将所述修正参数发送给所述预处理模块；其中，所述初始角度数据包括根据第一电机的输出信号确定出的第一初始角度以及根据第二电机的输出信号确定出的第二初始角度；
所述预处理模块，用于确定所述规划长度，根据所述规划长度和所述修正参数计算修正长度，并根据所述修正长度生成包括所述第一规划角度和第二规划角度的角度控制数据，以及将所述角度控制数据输出给所述控制模块；
所述控制模块，用于根据所述第一规划角度生成所述第一控制信号，并根据所述第二规划角度生成所述第二控制信号，以及将所述第一控制信号和第二控制信号分别发送给第一电机和第二电机。


4.如权利要求3所述的控制器，其特征在于，所述预处理模块包括第一跟踪微分器、姿态修正单元和姿态分解单元；所述姿态修正单元的输入端与所述第一跟踪微分器和所述姿态合成模块的输出端连接，所述姿态修正单元的输出端与所述姿态分解单元的输入端连接，所述姿态分解单元的输出端与所述控制模块的输入端连接；其中：
所述第一跟踪微分器，用于对输入的目标长度和所述弹跳腿的初始长度进行处理，生成参考长度信号，并将所述参考长度信号输出给所述姿态修正单元；其中，所述参考长度信号对应多个长度值，所述多个长度值使得由所述初始长度平滑过渡到所述目标长度；
所述姿态修正单元，用于对所述参考长度信号进行处理，并在处理过程中从所述参考长度信号中确定所述规划长度，利用所述姿态合成模块输出的修正参数对所述规划长度进行修正，得到所述修正长度，以及将所述修正长度输出给所述姿态分解单元；
所述姿态分解单元，用于根据所述修正长度生成所述角度控制数据，并将所述角度控制数据输出给所述控制模块。


5.如权利要求3或4所述的控制器，其特征在于，所述控制模块包括第一控制单元和第二控制单元，所述第一控制单元和第二控制单元的输入端分别与所述预处理模块的一个输出端连接，所述第一控制单元和第二控制单元的输出端分别与所述姿态合成模块的输入端连接；第一电机包含于所述第一控制单元中，第二电机包含于所述第二控制单元中；其中：
所述预处理模块，用于将所述第一规划角度输出给所述第一控制单元，并将所述第二规划角度输出给所述第二控制单元；
所述第一控制单元，用于根据所述第一规划角度生成所述第一控制信号，并将所述第一控制信号发送给第一电机；
所述第一电机，用于根据所述第一控制信号驱动所述弹跳变形轮按照所述第一控制信号对应的转动规则进行转动；
所述第二控制单元，用于根据所述第二规划角度生成所述第二控制信号，并将所述第二控制信号发送给第二电机；
所述第二电机，用于根据所述第二控制信号驱动所述弹跳腿按照所述第二控制信号对应的形变规则进行形变；
其中，通过所述第一电机驱动所述弹跳变形轮按照所述第一控制信号对应的转动规则进行转动，以及通过所述第二电机驱动所述弹跳腿按照所述第二控制信号对应的形变规则进行形变，使得所述弹跳腿在弹跳过程中与所述参考平面垂直或者趋于垂直。


6.如权利要求5所述的控制器，其特征在于，所述第一控制单元包括控制子单元、第一电机和积分器，所述控制子单元的一输入端与所述预处理模块的一输出端连接，所述控制子单元的输出端与所述第一电机的输入端连接，所述第一电机的输出端与所述积分器的输入端连接，所述第一电机的输出端还与所述控制子单元的一输入端连接，所述积分器的输出端与所述姿态合成模块的输入端连接，所述积分器的输出端还与所述控制子单元的一输入端连接，其中：
所述控制子单元，用于根据所述预处理模块输出的第一规划角度、所述第一电机输出的角速度参数以及所述积分器输出的第一初始角度，生成第一控制信号，并将所述第一控制信号输出给所述第一电机；
所述第一电机，用于根据所述第一控制信号驱动所述弹跳变形轮按照所述第一控制信号对应的转动规则进行转动，并输出角速度参数给所述控制子单元和积分器；
所述积分器，用于对所述第一电机输出的角速度参数进行积分处理，得到第一初始角度，并将所述第一初始角度输出给所述控制子单元和姿态合成模块。


7.如权利要求5所述的控制器，其特征在于，所述第二控制单元包括控制子单元、第二电机和积分器，所述控制子单元的一输入端与所述预处理模块的一输出端连接，所述控制子单元的输出端与所述电机的输入端连接，所述第二电机的输出端与所述积分器的输入端连接，所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐淇玮，余泽寰，熊坤，张正友，
申请(专利权)人：腾讯科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44