[发明专利]具有摔倒管理能力的仿人机器人和管理摔倒的方法

权利要求书

1.一种能够在表面上移动的仿人机器人，包括至少一个用于检测所述机器人的至少一个第一肢体（110a，110b，110c）与所述表面的接触的模块，以及用于计算所述机器人的重心相对于第一支撑多边形（110b，110d，110f）的投影点的位置（120b，120d，120f）的模块，所述第一支撑多边形（110b，110d，110f）至少包括所述至少一个第一肢体，所述机器人的特征在于：还包括至少一个用于检测所述机器人的至少一个第二肢体（120a，120b，120c，320，330，340，350）与所述表面的接近度的模块，并且特征在于：用于计算所述机器人的所述重心相对于第一支撑多边形的所述投影点的位置的所述模块还能够计算所述机器人的所述重心相对于第二支撑多边形（530a，530b，530c）的投影的位置，通过将所述机器人的所述第二肢体在所述表面上的投影点加到所述第一多边形，从所述第一多边形推导出所述第二多边形，所述第二肢体属于被检测为与所述表面近接触的一组肢体。

2.根据权利要求1所述的仿人机器人，其特征在于：所述用于检测所述至少一个第二肢体与所述表面的接近度的模块接收所述至少一个第二肢体相对于所述表面的位置作为输入，提供为所述机器人的几何模型的输出的所述位置至少包括在所述机器人的参考系中的所述肢体的空间中的位置。

3.根据权利要求2所述的仿人机器人，其特征在于：所述机器人的第二肢体与所述表面近接触所依据的条件的特征是根据属于一组标准的标准所选择的距离阈值，所述一组标准至少包括所述机器人的尺寸及其下肢体的最大高度摆幅。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的仿人机器人，其特征在于：所述至少一个第一肢体是所述机器人的脚之一，所述脚具有至少一个压力传感器。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的仿人机器人，其特征在于：所述至少一个第二肢体是所述机器人的手之一。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的仿人机器人，其特征在于：所述仿人机器人还包括用于通过根据预定标准比较机器人的姿态的几何模型与参考姿态的几何模型之间的距离来过滤所述姿态的模块，作为用于计算所述机器人的重心相对于支撑多边形的投影点的位置的所述模块的输入。

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的仿人机器人，其特征在于：还包括惯性装备，所述惯性装备向用于计算所述机器人的重心的投影点的位置的所述模块提供与连接胸部和所述机器人接触地面的一只脚的轴线具有角度的垂直轴线以及将应用于所述机器人的所述重心的投影轴线的旋转角。

8.根据权利要求1至6中的任一项所述的仿人机器人，其特征在于：作为用于计算所述机器人的重心相对于支撑多边形的投影点的位置的所述模块的输出，所述仿人机器人还包括用于监测一组避免摔倒的保护动作的模块，当所述计算模块提供所述机器人的摔倒状态的至少一个输出特征时，触发所述动作中的至少一个，在所述摔倒状态中，所述机器人的重心的投影点在所述第二支撑多边形的外侧。

9.根据权利要求8所述的仿人机器人，其特征在于：所述一组保护动作至少包括禁用所述机器人的腿关节的从动，将属于至少包括头部、手臂和骨盆的组的至少一个元件置于保护姿态，禁用属于所述组的至少一个元件的关节。

10.根据权利要求8至9中的任一项所述的仿人机器人，其特征在于：所述计算模块还针对所述机器人的摔倒状态的状况特征，向用于监测所述一组避免摔倒的保护动作的模块提供所述机器人的参考系中的所述摔倒方向的角度特征，所述摔倒角度的值相对于所选的参考值确定了从将要执行的所述一组避免摔倒的保护动作中选择的保护动作。

11.根据权利要求9至10中的任一项所述的仿人机器人，其特征在于：当所述摔倒角度确定为向前摔倒时，将头部置于保护姿态是使头部充分向后置，将手臂置于保护姿态是使手臂充分向前置，并且将骨盆置于保护姿态是使骨盆闭合。

12.根据权利要求9至10中的任一项所述的仿人机器人，其特征在于：当所述摔倒角度确定为向左或向右摔倒时，将头部置于保护姿态是使头部充分向前置，将手臂置于保护姿态是充分朝向身体抱臂，并且将骨盆置于保护姿态是打开骨盆。