[发明专利]一种关节机器人行走控制方法

说明书

本发明涉及一种关节机器人行走控制方法，所述关节机器人行走控制方法包括以下步骤：检测关节机器人的运动速度，若所述运动速度大于预设值；获取关节机器人的姿态信息，从所述姿态信息中获取关节机器人的各连杆的质心位置坐标，根据所述各连杆的质心位置坐标计算关节机器人的实际偏摆力矩，判断所述实际偏摆力矩是否大于预设足部最大静摩擦力矩；所述实际偏摆力矩大于所述预设足部最大静摩擦力矩，则腿部关节驱动装置调整腿部关节角度变大，以使得关节机器人产生竖直向下的加速度。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种关节机器人行走控制方法。

背景技术

现实世界中最早出现的仿人机器人应该首推1973年早稻田大学加藤一郎研究室开发的早期机器人。尽管技术还不是很成熟，早期机器人却既能通过视觉识别物体，也能通过听觉和语音合成与人进行言语交流，还能通过有触觉的双手队物体进行操作，能够用双足行走。随后又有令人惊叹的P2、P3、ASIMO的问世，到2008年NAO的出现，仿人机器人的各方面技术在不断地更新。

在仿人机器人行走方面，也有其它一些方法，如S. Kajita的规划关节轨迹的方法，分析一个行走周期内踝关节和髋关节在各个状态下的位置和角度值，这些特征点被描述出来后再确定关节运动的连续曲线。该方法计算量大也很依赖于外界环境模型，对于自由度越多的机器人，其动态等式有时甚至是不可解的；S.Grillner的中心模型生成器，是基于神经网络的分析方法，由非振荡信号进行初始化，再以自包含的方法产生周期性信号的回路系统。该方法无需对机器人和外界环境进行动态模型，但无法准确获得对于神经连接的权重等一系列参数值；M.Ogino的弹道步行方法，是通过观察人类行走方式得出的，只在摆动的起始和结束阶段才驱动非支撑腿。弹道行走也就是一个行走控制器，在运动过程中，非支撑腿在摆动中间时刻是由重力和惯性力共同作用的结果。该方法在建立高能行走模型方面有很好的应用。

机器人在行走过程中，身体容易失去平衡，具有髋关节的机器人，通常通过髋关节的转动以保持机器人的身体平衡；具有摆臂的机器人通常通过双臂的摆动实现机器人的身体平衡，但是有些关节机器人不具有髋关节和摆臂，如何控制关节机器人在行走过程中身体的平衡，成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种关节机器人行走控制方法，能够解决如何控制关节机器人在行走过程中身体平衡的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种关节机器人行走控制方法，所述关节机器人行走控制方法包括以下步骤：

检测关节机器人的运动速度，若所述运动速度大于预设值；

获取关节机器人的姿态信息，从所述姿态信息中获取关节机器人的各连杆的质心位置坐标，根据所述各连杆的质心位置坐标计算关节机器人的实际偏摆力矩，判断所述实际偏摆力矩是否大于预设足部最大静摩擦力矩；

所述实际偏摆力矩大于所述预设足部最大静摩擦力矩，则腿部关节驱动装置调整腿部关节角度变大，以使得关节机器人产生竖直向下的加速度。

优选的，所述关节机器人的腿部连杆通过踝关节连接足部，所述足部安装有力传感器，所述力传感器用于测量所述足部所受到的力矩。

优选的，所述腿部关节驱动装置包括控制器、电机及减速器，所述控制器的控制信号输出端连接所述电机的控制信号输入端，所述电机的动力输出端连接所述减速器的动力输入端，所述减速器驱动所述腿部关节转动，以调节腿部关节的角度。

优选的，所述腿部关节具有两个方向的旋转轴线，所述减速器控制所述腿部关节沿两个方向的旋转轴线旋转，以变大或缩小腿部关节的角度。

优选的，所述减速器与所述腿部关节同轴设置。

优选的，所述各连杆的质心位置坐标的坐标原点为支撑腿与地面的接触点。