[发明专利]基于三轴加速度防摔保护的机器人及其控制方法

权利要求书

1.一种基于三轴加速度防摔保护的机器人控制方法，其特征在于：该方法是在基于三轴加速度防摔保护的机器人的每个机器人运动关节都安装有三轴加速度传感器，其中三轴加速度传感器采集参数包含X、Y、Z轴三个方向的加速度值，机器人安装调试完成再通过三轴加速度传感器采集各个机器人运动关节的三轴加速度值并存储在存储单元中作为标准三轴加速度值，求取标准三轴加速度值平均值；在机器人运行中，三轴加速度传感器实时采集各机器人运动关节的实时三轴加速度，求取实时三轴加速度平均值，并将实时三轴加速度平均值和存储单元中的标准三轴加速度平均值实时比较，当差值至少有一个大于第一阈值且小于或等于第二阈值时，通过控制系统自动调整机器人动作，当差值至少有一个大于第二阈值时就立刻启动保护系统，同时通过电源管理单元断开运动执行单元的电源，当故障排除后进行复位操作，机器人所有系统自动恢复初始状态。

2.根据权利要求1所述的基于三轴加速度防摔保护的机器人控制方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

a).机器人在完成调试时，通过三轴加速度传感器采集各个关节的三轴加速度值A1Xi、A1Yi、A1Zi，i为1、2…m，m为机器人运动关节的数量，存储在存储单元中并作为各个关节运行时的标准三轴加速度值，求取标准三轴加速度值平均值Z1i=(A1Xi+A1Yi+A1Zi)/3（i为1、2…m）；

b).机器人运行时，三轴加速度传感器实时采集运行时各组动作各个关节的实时三轴加速度值为A2Xi、A2Yi、A2Zi（i为1、2…m），求取实时三轴加速度值平均值Z2i=(A2Xi+A2Yi+A2Zi)/3（i为1、2…m）,进而与存储在存储单元中的标准三轴加速度平均值做比较，求取实时三轴加速度平均值与标准三轴加速度平均值的差值为Zi=|Z2i-Z1i|（i为1、2…m）；

c).当Zi（i为1、2…m）都小于或等于第一阈值H1i（i为1、2…m）时，机器人正常工作，保持监测状态，执行b) ；

d).当Zi（i为1、2…m）至少有一个大于第一阈值H1i（i为1、2…m）且小于或等于第二阈值H2i（i为1、2…m）时，由中央控制器输出相应电机控制信号，通过驱动单元A对误差值大于第一阈值H1i（i为1、2…m）且小于第二阈值H2i（i为1、2…m）的关节电机进行调节，使其正常运行，重复执行步骤b)；

e). 当Zi（i为1、2…m）至少有一个大于第二阈值H2i（i为1、2…m）时，由中央控制器输出控制信号，通过驱动单元B启动保护系统，同时通过电源管理单元断开运动执行单元的电源，所有运动执行单元的电机停止工作；

f).当故障机器人排除故障后，进行复位操作，所有运行执行单元恢复初始状态。

3.根据权利要求2所述的基于三轴加速度防摔保护的机器人控制方法，其特征在于：步骤e)中的启动保护系统的具体过程为：通过驱动单元B控制真空泵的正向电磁阀关闭、反向电磁阀打开和保护电机反转，气囊袋膨胀后真空泵的正向电磁阀和反向电磁阀都关闭，并有保护电机停止转动，进而达到保护的效果。

4.根据权利要求2所述的基于三轴加速度防摔保护的机器人控制方法，其特征在于：在步骤e)中，当Zi（i为1、2…m）至少有一个大于第二阈值H2i（i为1、2…m）时，还同时把故障信息发给后台管控单元、移动设备，故障信息包括图片信息、位置信息、故障机器人编号、故障伺服电机编号。

5.根据权利要求2所述的基于三轴加速度防摔保护的机器人控制方法，其特征在于：在步骤e)中，当Zi（i为1、2…m）至少有一个大于第二阈值H2i（i为1、2…m）时，还通过报警信息发送单元发送报警信息至分别安装在机器人机身系统、后台管控单元、移动设备上的声光报警器进行声光报警。

6.根据权利要求2所述的基于三轴加速度防摔保护的机器人控制方法，其特征在于：在步骤f)中，保护系统进行复位操作的具体过程是：通过驱动单元B控制真空泵的正向电磁阀打开、反向电磁阀关闭和保护电机正转，当气囊袋收缩回机器人机身系统的U型槽内时，关闭正向电磁阀和反向电磁阀，且保护电机停止转动。