一种爬行机器人的摔倒检测方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种爬行机器人的摔倒检测方法及系统，涉及机器人检测技术领域，包括：爬行机器人的每个机械臂具有至少一组驱动装置，驱动装置连接爬行机器人的控制器，每组驱动装置包括一驱动电机，以及连接驱动电机的一驱动关节；针对每组驱动装置，获取驱动关节的实时关节位置数据并输出；控制器分别计算各实时关节位置数据与对应连接驱动电机的预设电机位置数据之间的位置差值，存在位置差值大于第一差值阈值时，控制器控制驱动装置停止动作并输出表征爬行机器人处于摔倒状态的告警提示，以供爬行机器人的操纵者进行查看处理。有益效果是：有效提升爬行机器人的摔倒检测准确性的同时降低爬行机器人的摔倒误报率。时降低爬行机器人的摔倒误报率。时降低爬行机器人的摔倒误报率。

【技术实现步骤摘要】
一种爬行机器人的摔倒检测方法及系统


[0001]本专利技术涉及机器人检测
，尤其涉及一种爬行机器人的摔倒检测方法及系统。

技术介绍

[0002]现有的爬行机器人能够在非特定环境下行走，以完成给定的任务动作，由于行走环境是未知的，有些情况下难免会出现摔倒问题，进而无法正确执行后续任务动作，同时摔倒容易引起机器人损伤，因此亟需一种能够及时检测爬行机器人的摔倒状态，从而爬行机器人的操作员可以根据检测结果实时调整爬行机器人的任务动作。

技术实现思路

[0003]针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种爬行机器人的摔倒检测方法，所述爬行机器人的每个机械臂具有至少一组驱动装置，所述驱动装置连接所述爬行机器人的控制器，每组所述驱动装置包括一驱动电机，以及连接所述驱动电机的一驱动关节；
[0004]所述摔倒检测方法具体包括以下步骤：
[0005]步骤S1，针对每组所述驱动装置，获取所述驱动关节的实时关节位置数据并输出；
[0006]步骤S2，所述控制器分别计算各所述实时关节位置数据与对应连接所述驱动电机的预设电机位置数据之间的位置差值，并分别将各所述位置差值与预设的第一差值阈值进行比较：
[0007]若存在所述位置差值大于所述第一差值阈值，则转向步骤S3；
[0008]若不存在所述位置差值大于所述第一差值阈值，则返回所述步骤S1；
[0009]步骤S3，所述控制器控制所述驱动装置停止动作并输出表征所述爬行机器人处于摔倒状态的告警提示，以供所述爬行机器人的操纵者进行查看处理。
[0010]优选的，所述爬行机器人具有一姿态感应装置，连接所述控制器；
[0011]则所述步骤S2中，若不存在所述位置差值大于所述第一差值阈值，还包括：
[0012]步骤A1，所述控制器分别将所述位置差值与预设的第二差值阈值进行比较：
[0013]若存在所述位置差值大于所述第二差值阈值，则转向步骤A2；
[0014]若不存在所述位置差值大于所述第二差值阈值，则返回所述步骤S1；
[0015]所述第二差值阈值小于所述第一差值阈值；
[0016]步骤A2，所述控制器通过所述姿态感应装置获取所述爬行机器人的实时俯仰角，并将所述实时俯仰角与预设的俯仰角阈值进行比较：
[0017]若所述实时俯仰角小于所述俯仰角阈值，则转向所述步骤S3；
[0018]若所述实时俯仰角不小于所述俯仰角阈值，则返回所述步骤S1。
[0019]优选的，每组所述驱动装置还包括一离合器，所述驱动电机通过所述离合器连接所述驱动关节；
[0020]则所述步骤A2中，若所述实时俯仰角不小于所述俯仰角阈值，还包括：
[0021]步骤B1，所述控制器获取所述驱动电机的输出电流，并根据所述输出电流计算得到所述离合器的实时扭矩；
[0022]步骤B2，所述控制器将所述实时扭矩与预设的第一扭矩阈值进行比较：
[0023]若所述实时扭矩大于所述第一扭矩阈值，则转向步骤B3；
[0024]若所述实时扭矩不大于所述第一扭矩阈值，则转向所述步骤S3；
[0025]步骤B3，所述控制器将所述实时扭矩与预设的第二扭矩阈值进行比较：
[0026]若所述实时扭矩小于所述第二扭矩阈值，则返回所述步骤S1；
[0027]若所述实时扭矩不小于所述第二扭矩阈值，则转向所述步骤S3；
[0028]所述第一扭矩阈值小于所述第二扭矩阈值。
[0029]优选的，所述步骤B1中，根据以下公式计算得到所述实时扭矩：
[0030][0031]其中，
[0032]T用于表示所述实时扭矩；
[0033]I用于表示所述驱动电机的所述输出电流；
[0034]C用于表示所述驱动电机的电机常数；
[0035]R用于表示所述驱动电机的齿轮比。
[0036]优选的，所述驱动关节内部设有编码器，所述步骤S1中，通过所述编码器获取对应的所述驱动关节的实时关节位置数据并输出至所述控制器。
[0037]优选的，所述编码器包括增量编码器和/或绝对编码器。
[0038]优选的，所述姿态感应装置为设置于所述机器人的躯干部位的惯性测量单元。
[0039]一种爬行机器人的摔倒检测系统，应用以上任意一项所述的爬行机器人的摔倒检测方法，所述摔倒检测系统具体包括：
[0040]控制器，所述控制器具体包括：
[0041]数据获取模块，用于获取每组所述驱动装置中的所述驱动关节的实时关节位置数据并输出；
[0042]第一处理模块，连接所述数据获取模块，用于分别计算各所述实时关节位置数据与对应连接所述驱动电机的预设电机位置数据之间的位置差值，并在存在所述位置差值大于预设的第一差值阈值时生成相应的处理结果；
[0043]告警提示模块，连接所述第一处理模块，用于根据所述处理结果控制所述驱动装置停止动作并输出表征所述爬行机器人处于摔倒状态的告警提示，以供所述爬行机器人的操纵者进行查看处理。
[0044]优选的，所述爬行机器人具有一姿态感应装置，连接所述控制器，则所述控制器还包括第二处理模块，分别连接所述第一处理模块和所述告警提示模块，所述第二处理模块具体包括：
[0045]数据比较单元，用于在不存在所述位置差值大于所述第一差值阈值时，将所述位置差值与预设的第二差值阈值进行比较，并在存在所述位置差值大于所述第二差值阈值时生成第一比较结果并输出；
[0046]所述第二差值阈值小于所述第一差值阈值；
[0047]第一处理单元，连接所述数据比较单元，用于根据所述第一比较结果通过所述姿态感应装置获取所述爬行机器人的实时俯仰角，并将所述实时俯仰角与预设的俯仰角阈值进行比较，并在所述实时俯仰角小于所述俯仰角阈值时生成所述处理结果并输出至所述告警提示模块。
[0048]优选的，每组所述驱动装置还包括一离合器，所述驱动电机通过所述离合器连接所述驱动关节，则所述第二处理模块还包括第二处理单元，连接所述第一处理单元，所述第二处理单元具体包括：
[0049]数据处理子单元，用于在所述实时俯仰角不小于所述俯仰角阈值时，获取所述驱动电机的输出电流，并根据所述输出电流计算得到所述离合器的实时扭矩；
[0050]第一比较子单元，连接所述数据处理子单元，用于将所述实时扭矩与预设的第一扭矩阈值进行比较，并在所述实时扭矩大于所述第一扭矩阈值时输出第二比较结果，以及在所述实时扭矩不大于所述第一扭矩阈值时生成所述处理结果并输出至所述告警提示模块；
[0051]第二比较子单元，连接所述第一比较子单元，用于根据所述第二比较结果将所述实时扭矩与预设的第二扭矩阈值进行比较，并在所述实时扭矩不小于所述第二扭矩阈值时生成所述处理结果并输出至所述告警提示模块；
[0052]所述第一扭矩阈值小于所述第二扭矩阈值。
[0053]上述技术方案具有如下优点或有益效果：
[0054]1)能够本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种爬行机器人的摔倒检测方法，其特征在于，所述爬行机器人的每个机械臂具有至少一组驱动装置，所述驱动装置连接所述爬行机器人的控制器，每组所述驱动装置包括一驱动电机，以及连接所述驱动电机的一驱动关节；所述摔倒检测方法具体包括以下步骤：步骤S1，针对每组所述驱动装置，获取所述驱动关节的实时关节位置数据并输出；步骤S2，所述控制器分别计算各所述实时关节位置数据与对应连接所述驱动电机的预设电机位置数据之间的位置差值，并分别将各所述位置差值与预设的第一差值阈值进行比较：若存在所述位置差值大于所述第一差值阈值，则转向步骤S3；若不存在所述位置差值大于所述第一差值阈值，则返回所述步骤S1；步骤S3，所述控制器控制所述驱动装置停止动作并输出表征所述爬行机器人处于摔倒状态的告警提示，以供所述爬行机器人的操纵者进行查看处理。2.根据权利要求1所述的爬行机器人的摔倒检测方法，其特征在于，所述爬行机器人具有一姿态感应装置，连接所述控制器；则所述步骤S2中，若不存在所述位置差值大于所述第一差值阈值，还包括：步骤A1，所述控制器分别将所述位置差值与预设的第二差值阈值进行比较：若存在所述位置差值大于所述第二差值阈值，则转向步骤A2；若不存在所述位置差值大于所述第二差值阈值，则返回所述步骤S1；所述第二差值阈值小于所述第一差值阈值；步骤A2，所述控制器通过所述姿态感应装置获取所述爬行机器人的实时俯仰角，并将所述实时俯仰角与预设的俯仰角阈值进行比较：若所述实时俯仰角小于所述俯仰角阈值，则转向所述步骤S3；若所述实时俯仰角不小于所述俯仰角阈值，则返回所述步骤S1。3.根据权利要求2所述的爬行机器人的摔倒检测方法，其特征在于，每组所述驱动装置还包括一离合器，所述驱动电机通过所述离合器连接所述驱动关节；则所述步骤A2中，若所述实时俯仰角不小于所述俯仰角阈值，还包括：步骤B1，所述控制器获取所述驱动电机的输出电流，并根据所述输出电流计算得到所述离合器的实时扭矩；步骤B2，所述控制器将所述实时扭矩与预设的第一扭矩阈值进行比较：若所述实时扭矩大于所述第一扭矩阈值，则转向步骤B3；若所述实时扭矩不大于所述第一扭矩阈值，则转向所述步骤S3；步骤B3，所述控制器将所述实时扭矩与预设的第二扭矩阈值进行比较：若所述实时扭矩小于所述第二扭矩阈值，则返回所述步骤S1；若所述实时扭矩不小于所述第二扭矩阈值，则转向所述步骤S3；所述第一扭矩阈值小于所述第二扭矩阈值。4.根据权利要求3所述的爬行机器人的摔倒检测方法，其特征在于，所述步骤B1中，根据以下公式计算得到所述实时扭矩：
其中，T用于表示所述实时扭矩；I用于表示所述驱动电机的所述输出电流；C用于表示所述驱动电机的电机常数；R用于表示所述驱动电机的齿轮比。5.根据权利要求1所述的爬行机器人的摔倒检测方法，其特征在于，所述驱动关节内部设有编码器，所述步骤S1中，通过所述编码器...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡健，魏汎録，
申请(专利权)人：上海市格致中学，
类型：发明
国别省市：