[發明專利]一種多關節機器人的運動控制方法

在審

• 申請號: 201810068880.4
• 申請日: 2018-01-24
• 公開（公告）號: CN110065062A
• 公開（公告）日: 2019-07-30
• 發明（設計）人: 王拴緒
• 申請（專利權）人: 南京機器人研究院有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 南京中高專利代理有限公司 32333
• 代理人: 祝進

本發明涉及一種多關節機器人的運動控制方法，所述多關節機器人的運動控制方法包括以下步驟：檢測關節機器人的運動速度，若所述運動速度大于預設值；獲取關節機器人的姿態信息，從所述姿態信息中獲取關節機器人的各連桿的質心位置坐標，根據所述各連桿的質心位置坐標計算關節機器人的實際偏擺力矩，判斷所述實際偏擺力矩是否大于預設足部最大靜摩擦力矩；所述實際偏擺力矩大于所述預設足部最大靜摩擦力矩，則腿部關節驅動裝置調整腿部關節角度變大，以使得關節機器人產生豎直向下的加速度。

技術領域

本發明涉及機器人技術領域，尤其涉及一種多關節機器人的運動控制方法。

背景技術

現實世界中最早出現的仿人機器人應該首推1973年早稻田大學加藤一郎研究室開發的早期機器人。盡管技術還不是很成熟，早期機器人卻既能通過視覺識別物體，也能通過聽覺和語音合成與人進行言語交流，還能通過有觸覺的雙手隊物體進行操作，能夠用雙足行走。隨后又有令人驚嘆的P2、P3、ASIMO的問世，到2008年NAO的出現，仿人機器人的各方面技術在不斷地更新。

在仿人機器人行走方面，也有其它一些方法，如S. Kajita的規劃關節軌跡的方法，分析一個行走周期內踝關節和髖關節在各個狀態下的位置和角度值，這些特征點被描述出來后再確定關節運動的連續曲線。該方法計算量大也很依賴于外界環境模型，對于自由度越多的機器人，其動態等式有時甚至是不可解的；S.Grillner的中心模型生成器，是基于神經網絡的分析方法，由非振蕩信號進行初始化，再以自包含的方法產生周期性信號的回路系統。該方法無需對機器人和外界環境進行動態模型，但無法準確獲得對于神經連接的權重等一系列參數值；M.Ogino的彈道步行方法，是通過觀察人類行走方式得出的，只在擺動的起始和結束階段才驅動非支撐腿。彈道行走也就是一個行走控制器，在運動過程中，非支撐腿在擺動中間時刻是由重力和慣性力共同作用的結果。該方法在建立高能行走模型方面有很好的應用。

機器人在行走過程中，身體容易失去平衡，具有髖關節的機器人，通常通過髖關節的轉動以保持機器人的身體平衡；具有擺臂的機器人通常通過雙臂的擺動實現機器人的身體平衡，但是有些關節機器人不具有髖關節和擺臂，如何解決機器人室內導航系統路線規劃準確的問題以及控制關節機器人在行走過程中身體的平衡，成為本領域技術人員亟待解決的技術難題。

發明內容

本發明的目的是提供一種多關節機器人的運動控制方法，不僅能夠解決機器人室內導航系統路線規劃準確的問題，還能解決如何控制關節機器人在行走過程中身體平衡的問題。

為了實現上述目的，本發明提供了一種多關節機器人的運動控制方法，所述多關節機器人的運動控制方法包括以下步驟：

步驟S01、獲取室內環境地圖，并根據所述室內環境地圖信息創建室內環境模型；

步驟S02、獲取室內具有明顯特征的景物信息作為路標，將全局路線分割成路標與路標之間的標志線；

步驟S03、探測機器人與路標的實際位置確定關節機器人的位置；

步驟S04、關節機器人在行走過程中，通過視覺探測傳感器對標志線進行探測，并調整行進路線與標準線之間的偏差；

步驟S05、檢測關節機器人的運動速度，若所述運動速度大于預設值；

步驟S06、獲取關節機器人的姿態信息，從所述姿態信息中獲取關節機器人的各連桿的質心位置坐標，根據所述各連桿的質心位置坐標計算關節機器人的實際偏擺力矩，判斷所述實際偏擺力矩是否大于預設足部最大靜摩擦力矩；

步驟S07、所述實際偏擺力矩大于所述預設足部最大靜摩擦力矩，則腿部關節驅動裝置調整腿部關節角度變大，以使得關節機器人產生豎直向下的加速度。