[發明專利]基于接近覺感知的機器人急停控制方法、裝置及存儲介質

在審

• 申請號: 202010589181.1
• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN111897323A
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 郎需林;劉培超;劉主福
• 申請（專利權）人: 深圳市越疆科技有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02;G01B7/14
• 代理公司: 深圳市華勤知識產權代理事務所(普通合伙) 44426
• 代理人: 隆毅

1.一種基于接近覺感知的機器人急停控制方法，其特征在于，包括：

接收接近覺電子皮膚發送的數據，并根據所述數據計算機器人與接地導電體之間的距離；

在機器人與接地導電體之間的距離達到預設閾值時，生成相應的觸發信號；

根據所述觸發信號輸出控制信號，以控制機器人進行減速運動。

2.根據權利要求1所述的機器人急停控制方法，其特征在于，所述根據觸發信號輸出控制信號，以控制機器人進行減速運動的步驟包括：

在機器人減速運動過程中，對機器人的初始運動速度及機器人與接地導電體之間的距離進行運算，以獲取機器人與所述接地導電體發生碰撞時的預估碰撞速度；

獲取機器人質量信息及接地導電體質量信息，對所述預估碰撞速度、機器人質量信息及接地導電體的質量信息進行運算，以獲取機器人與接地導電體發生碰撞時的暫態碰撞力；

獲取接地導電體與機器人發生暫態接觸時的暫態允許力，根據所述暫態碰撞力與暫態允許力控制機器人降速或急停。

3.根據權利要求2所述的機器人急停控制方法，其特征在于，所述對所述預估碰撞速度和預置的機器人質量信息及接地導電體的質量信息進行運算，以獲取機器人與接地導電體發生碰撞時的暫態碰撞力包括：

對所述機器人質量信息和接地導電體的質量信息進行運算，以獲取機器人與所述接地導電體的折合質量；

對所述折合質量及所述預估碰撞速度進行運算，以獲取發生碰撞時的暫態碰撞力。

4.根據權利要求3所述的機器人急停控制方法，其特征在于，按以下公式計算所述折合質量：

其中：μ為折合質量；

m_H為接地導電體的有效質量；

m_R為機器人的有效質量；

按以下公式計算所述暫態碰撞力：

其中，F為暫態碰撞力，k為接地導電體的有效彈性系數，E為機器人與接地導電體碰撞時所傳遞的能量，其計算公式為：

其中，v_ref為機器人的初始運動速度。

5.根據權利要求4所述的機器人急停控制方法，其特征在于，所述根據暫態碰撞力與接地導電體的暫態允許力控制機器人降速或急停的步驟包括：

按以下公式建立接地導電體的阻抗模型，根據所述阻抗模型控制機器人進行運動：

F＝K*X+B*X’+M*X”；

其中，F為暫態碰撞力；

X，X’，X”分別為阻抗模型規劃的機器人運動的目標位置、運動速度、減速度；

K，B，M分別為接地導電體的剛度、阻尼、質量矩陣；

所述減速度值按以下公式計算獲得：

X”＝(F-K*X+B*X’)/M。

6.一種基于接近覺感知的機器人急停控制裝置，其特征在于，包括：

接收模塊，用于接收接近覺電子皮膚發送的數據，并根據所述數據計算機器人與接地導電體之間的距離；

觸發輸出模塊，用于在機器人與接地導電體之間的距離達到預設閾值時，生成相應的觸發信號；

控制模塊，用于根據所述觸發信號輸出控制信號，以控制機器人進行減速運動。

7.根據權利要求6所述的機器人急停控制裝置，其特征在于，所述控制模塊包括：

速度運算單元，用于在機器人減速運動過程中，對機器人的初始運動速度及機器人與接地導電體之間的距離進行運算，以獲取機器人與所述接地導電體發生碰撞時的預估碰撞速度；

碰撞力運算單元，用于獲取機器人質量信息及接地導電體質量信息，對所述預估碰撞速度、機器人質量信息及接地導電體的質量信息進行運算，以獲取機器人與接地導電體發生碰撞時的暫態碰撞力；

控制單元，用于獲取接地導電體與機器人發生暫態接觸時的暫態允許力，根據所述暫態碰撞力與接地導電體的暫態允許力控制機器人降速或急停。