[发明专利]一种机器人关节柔性驱动系统及足式机器人

权利要求书

1.一种机器人关节柔性驱动系统，其特征在于，其包括：

关节件，所述关节件包括第一关节件和第二关节件；其中，所述第一关节件与第二关节件连接；且所述第一关节件与第二关节件的连接处形成具有至少一个自由度的关节；

至少一个柔性线性驱动装置，每一所述柔性线性驱动装置的一端与所述第一关节件连接、另一端与所述第二关节件连接；其中，每一所述柔性线性驱动装置包括电动直线驱动装置本体和拉压力传感器；其中，所述电动直线驱动装置本体具有相对设置第一端和第二端；所述电动直线驱动装置本体的第一端和/或第二端上安装有所述拉压力传感器，用于感应所述柔性线性驱动装置与关节件之间的连接处的受力信息；

驱动控制系统，所述驱动控制系统根据所述拉压力传感器感应到的受力信息，控制所述柔性线性驱动装置对所述关节件进行柔性驱动；

其中，所述驱动控制系统包括：

信息采集模块：所述信息采集模块与所述拉压力传感器连接，用于实时采集所述拉压力传感器感应到的柔性线性驱动装置与关节件之间连接处的受力信息，获得实时受力值F；

计算模块：所述计算模块与所述信息采集模块连接；其中，所述计算模块包括实时驱动速度计算模块和/或实时驱动位移计算模块，用于根据所获得的实时受力值F，计算出所述柔性线性驱动装置进行力控驱动时，需要的实时驱动速度的计算值和/或需要的实时驱动位移的计算值；

控制模块：所述控制模块与所述计算模块、柔性线性驱动装置连接，用于控制所述柔性线性驱动装置的运行，调节所述柔性线性驱动装置的实时驱动速度，使其与所述实时驱动速度的计算值一致；和/或用于控制所述柔性线性驱动装置的运行，调节实时驱动位移，使其与所述实时驱动位移的计算值一致；

所述驱动控制系统还包括第一参数设置模块，用于设置参考接触力值F_ref；其中，所述计算模块与所述第一参数设置模块连接，用于根据实时受力值F和设置的参考接触力值F_ref，计算出实时受力变化值F_delta；根据以下公式计算出实时受力变化值F_delta：F_delta＝F-F_ref；所述参考接触力值F_ref根据以下公式进行确定：F_ref＝P×S；其中，P为感知的压强阈值；S为人或外界物体与所述关节件之间的接触面积；

所述驱动控制系统还包括第二参数设置模块，用于设置驱动速度控制系数K1；其中，所述计算模块与所述第二参数设置模块连接；其中，所述计算模块根据实时受力变化值F_delta、预设的驱动速度控制系数K1，通过以下公式计算出所述柔性线性驱动装置进行力控驱动时，需要的实时驱动速度的计算值：V_delta＝K1×F_delta；V＝V_initial+V_delta；其中，K1是驱动速度控制系数、V_delta是柔性线性驱动装置的驱动速度变化值、V_initial是柔性线性驱动装置的初始驱动速度值、V是柔性线性驱动装置的实时驱动速度；K1是人为设定值；其中，若K1为正值，则驱动速度变化值V_delta和实时受力F的方向相同，所述柔性线性驱动装置的驱动模式处于柔顺模式；若K1为负值，则驱动速度变化值V_delta和实时受力F的方向相反，所述柔性线性驱动装置的驱动模式处于阻抗模式；和/或所述驱动控制系统还包括第三参数设置模块；其中，所述第三参数设置模块用于设置驱动位移控制系数K2；所述计算模块与所述第三参数设置模块连接；其中，所述计算模块根据实时受力变化值F_delta、预设的驱动位移控制系数K2，通过以下公式计算出所述柔性线性驱动装置进行力控驱动时，需要的实时驱动位移的计算值：S_delta＝K2×F_delta；S＝S_initial+S_delta；其中，K2是驱动位移控制系数、S_delta是柔性线性驱动装置的驱动位移变化值、S_initial是柔性线性驱动装置的初始驱动位移值、S是柔性线性驱动装置的实时驱动位移；K2是人为设定值；其中，若K2为正值，则驱动位移变化值S_delta和实时受力F的方向相同，所述柔性线性驱动装置的驱动模式处于柔顺模式；K2为负值，则驱动位移变化值S_delta和实时受力F的方向相反，所述柔性线性驱动装置的驱动模式处于阻抗模式。