[发明专利]一种机器人碰撞检测方法、装置、存储介质及机器人

权利要求书

1.一种机器人碰撞检测方法，其特征在于，包括：

获取机器人关节的第一电机力矩、第一角位移、第一角速度和第一角加速度；

利用预设更新方式更新所述机器人的动力学参数，并根据更新后的动力学参数和所述第一角位移、所述第一角速度、所述第一角加速度计算所述关节的理论力矩；

根据所述第一电机力矩和所述理论力矩，得到所述关节的第一外力矩；

将所述第一电机力矩、所述第一角位移、所述第一角速度和所述第一角加速度输入至预设观测器模型中，得到所述关节的第二外力矩；

判断所述第一外力矩是否大于第一预设阈值，并判断所述第二外力矩是否大于第二预设阈值；

若所述第一外力矩大于所述第一预设阈值，且所述第二外力矩大于所述第二预设阈值，则确定所述机器人发生碰撞。

2.根据权利要求1所述的机器人碰撞检测方法，其特征在于，所述利用预设更新方式更新所述机器人的动力学参数，包括：

在所述机器人处于运动状态时，实时保存所述机器人在各位置下的第二电机力矩、第二角位移、第二角速度和第二角加速度；

将所述第二电机力矩、所述第二角位移、所述第二角速度和所述第二角加速度输入至预设参数模型中，所述预设参数模型为：

其中，τ_{j_m2}为第二电机力矩，为第二角位移、第二角速度和第二角加速度所构成的观察矩阵，θ为动力学参数，q为角位移，为角速度，为角加速度；

利用最小二乘法计算所述预设参数模型中的θ，并基于预设更新频率利用θ更新所述机器人的动力学参数。

3.根据权利要求1所述的机器人碰撞检测方法，其特征在于，所述根据更新后的动力学参数和所述第一角位移、所述第一角速度、所述第一角加速度计算所述关节的理论力矩，包括：

根据更新后的动力学参数和所述第一角位移、所述第一角速度、所述第一角加速度，计算得到所述关节的惯量矩阵、哥氏力和离心力矩阵、重力矩阵和摩擦力矩阵；

采用牛顿欧拉法建立的逆动力学方程计算所述关节的理论力矩，所述逆动力学方程的表达式如下：

其中，τ_{j_theo}为理论力矩，M(q)为惯量矩阵，为哥氏力和离心力矩阵，G(q)为重力矩阵，为摩擦力矩阵，q为角位移，为角速度，为角加速度。

4.根据权利要求3所述的机器人碰撞检测方法，其特征在于，所述根据所述第一电机力矩和所述理论力矩，得到所述关节的第一外力矩，包括：

根据下述公式计算所述关节的第一外力矩：

τ_{j_applied1}＝τ_{j_m1}-τ_{j_theo}

其中，τ_{j_applied1}为第一外力矩，τ_{j_m1}为第一电机力矩，τ_{j_theo}为理论力矩。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的机器人碰撞检测方法，其特征在于，所述预设观测器模型为：

其中，τ_{j_applied2}为第二外力矩，K₀为常数，为t时刻对惯量矩阵M(q)的估算，T_m为第一电机力矩，为t时刻对的估算，r为观测力矩，r初始值为0，为t时刻的关节角速度，为初始的关节角速度，为哥氏力和离心力矩阵，G(q)为重力矩阵，为摩擦力矩阵。