[发明专利]一种移动操作机器人倾翻稳定性判断方法及控制方法

权利要求书

1.一种移动操作机器人倾翻稳定性判断方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1以移动操作机器人的移动平台与地面的接触点按逆时针方向构成有向多边形凸包，以该凸包的有向边长作为倾覆轴线；

S2以垂直倾覆轴线所围成的包络面的向上方向为Z向，以倾覆轴线方向为X向，通过右手定则分别建立移动平台、操作臂、附件的坐标系；

S3计算移动平台自身所受的力/力矩、操作臂作用在移动平台上的力/力矩以及附件作用在移动平台的力/力矩；

S4根据步骤S3计算得到的各力和力矩计算各倾覆轴线的倾覆力矩；

S5取所有倾覆力矩中的最大值TOM_max，并进行判断，若TOM_max≥0，则移动操作机器人不稳定发生倾覆，若TOM_max＜0，则移动操作机器人稳定不发生倾覆。

2.如权利要求1所述的移动操作机器人倾翻稳定性判断方法，其特征在于，移动平台坐标系采用如下方式建立：以移动平台中心在倾覆轴线所围成包络面上的投影为坐标原点O_M，以过点O_M且与倾覆轴线平行且方向一致的方向线为X_M轴，按照右手定则建立移动平台坐标系O_MX_MY_MZ_M。

3.如权利要求1所述的移动操作机器人倾翻稳定性判断方法，其特征在于，操作臂坐标系采用如下方式建立：以第一操作臂轴与移动平台的连接平面的中心在倾覆轴线所围成的包络面上的投影为原点O_R，以过点O_R且与X_M轴平行且方向一致的方向线为X_R轴，按照右手定则建立操作臂坐标系O_RX_RY_RZ_R。

4.如权利要求1所述的移动操作机器人倾翻稳定性判断方法，其特征在于，附件坐标系采用如下方式建立：以附件与移动平台的连接点在倾覆轴线所围成的包络面上的投影为原点O_A，以过点O_A且与X_M轴平行且方向一致的方向线为X_A轴，按照右手定则建立附件坐标系O_AX_AY_AZ_A。

5.如权利要求1所述的移动操作机器人倾翻稳定性判断方法，其特征在于，移动平台自身所受的力/力矩为[F_M M_M]^T，其采用如下方式确定：

当移动平台静止/匀速运动时，移动平台所受的力只有自身的重力G_M；

当移动平台做加减速运动时，其所受力/力矩分别为：

F_M＝[m_Ma_x m_Ma_y G_M+m_Ma_z]^T

M_M＝[-m_Ma_y·Z_mc m_Ma_x·Z_mc 0]^T。

其中，m_M为移动平台的总质量，G_M为移动平台的总重量，a_x,a_y,a_z为移动操作机器人做加减速运动时其运动加速度在移动平台坐标系O_MX_MY_MZ_M的x,y,z三个方向的分量，Z_mc为移动平台质心在移动平台坐标系下的Z坐标。