CN106272564A - 机器人防跌倒系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种机器人防跌倒系统，包括侦测模块、判定模块及控制模块。所述侦测模块用于侦测机器人重心的偏移。所述判定模块用于判定所述侦测模块所侦测到的机器人重心的偏移是否超出内设的机器人重心偏移的安全范围及内设的机器人重心偏移的可平衡范围。所述安全范围小于可平衡范围。若所述判定模块判定所述侦测模块所侦测到的机器人重心的偏移大于所述安全范围且小于所述可平衡范围，则所述判定模块生成控制信号。所述控制模块用于根据控制信号对机器人的重心进行调整，以防止机器人跌倒。

Description

机器人防跌倒系统
技术领域
本发明涉及机器人，尤其涉及一种机器人防跌倒系统。
背景技术
机器人是自动执行工作的机器装置。它可以接受人类指挥，也可以运行预先编排的程序，还可以依据人工智能技术制定的原则行动。目前，机器人可以协助或代替人类从事例如生产、建造等枯燥、笨重的工作，因而应用得日益广泛。
在机器人行进的过程中，可能受非预期外力（例如：撞击、推挤拉扯、强风等）作用致使其重心偏移。若重心偏移超出机器人可平衡的限度范围，将导致机器人发生跌倒，进而给机器人带来损害。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种克服上述问题的机器人防跌倒系统。
一种机器人防跌倒系统，包括侦测模块、判定模块及控制模块。所述侦测模块用于侦测机器人重心的偏移。所述判定模块用于判定所述侦测模块所侦测到的机器人重心的偏移是否超出机器人重心偏移的安全范围及机器人重心偏移的可平衡范围。所述安全范围小于可平衡范围。若所述判定模块判定所述侦测模块所侦测到的机器人重心的偏移大于所述安全范围且小于所述可平衡范围，则所述判定模块生成控制信号。所述控制模块用于根据控制信号对机器人的重心进行调整，以防止机器人跌倒。
与现有技术相比，本发明提供的机器人防跌倒系统，通过所述侦测模块对机器人重心的偏移进行侦测，并通过所述判定模块对所述侦测模块侦测到的机器人重心的偏移是否超出机器人重心偏移的安全范围及机器人重心偏移的可平衡范围进行判定并根据判定结构生成控制信号，所述控制模块根据控制信号对机器人的重心位置进行调整，可防止机器人受非预期外力作用而跌倒的状况，进而避免跌倒给机器人带来的损害。
附图说明
图1是本发明实施方式提供的机器人防跌倒系统的结构示意图。
主要元件符号说明
机器人防跌倒系统 100
侦测模块 10
判定模块 20
换算单元 21
存储单元 22
比较单元 23
控制模块 30
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
下面结合具体实施方式及附图对本发明提供的机器人防跌倒系统进行详细说明。
请参阅图1，本发明实施方式提供的机器人防跌倒系统100包括侦测模块10、判定模块20及控制模块30。本实施方式中，所述机器人防跌倒系统100内设在机器人体内。
所述侦测模块10用于侦测机器人受非预期外力作用时重心的偏移。所述侦测模块10可侦测机器人受非预期外力作用后的重心与受非预期外力作用后的重心与底面连线的垂直距离、或机器人受非预期外力作用后的重心相对于其受非预期外力作用前的重心的偏移角度等。本实施方式中，将机器人受非预期外力作用前的重心位置作为三维坐标的原点，所述侦测模块10用于侦测机器人受非预期外力作用后其重心坐标的变化。本实施方式中，所述侦测模块10设置在所述机器人体内。具体地，所述侦测模块10设置在机器人的重心所在位置，以使所述侦测模块10能够及时且准确的侦测到机器人重心的偏移。所述侦测模块10可为陀螺仪、加速度计、红外感测器等。
所述判定模块20与所述侦测模块10电性连接，用于接收所述侦测模块10所侦测到的机器人重心偏移的数据，并对其是否超出机器人重心偏移角度的安全范围及机器人重心偏移角度可平衡范围进行判定，以及根据判定结果生成一个控制信号。本实施方式中，所述判定模块20包括换算单元21、存储单元22及比较单元23。
所述换算单元21与所述侦测模块10电性连接，用于接收所述侦测模块10所侦测到的机器人重心偏移的数据，并将其换算为一个机器人重心偏移角度。
所述存储单元22用于内设有机器人重心偏移角度的可平衡范围及机器人重心偏移角度的安全范围。所述机器人重心偏移角度的安全范围小于所述机器人重心偏移角度的可平衡范围。当机器人重心偏移角度超出机器人重心偏移角度的可平衡范围，则机器人发生不可避免的跌倒；当机器人重心偏移角度超出机器人重心偏移角度的安全范围且小于机器人重心偏移角度的可平衡范围，则机器人存在跌倒的可能，但可通过调节机器人的重心避免跌倒。
所述比较单元23与所述换算单元21及所述存储单元22电性连接。所述比较单元23从所述换算单元21接收机器人重心偏移的角度信息，并从所述存储单元22读取机器人重心偏移角度的安全范围，将两者进行比较，以判定机器人重心偏移的角度是否超出机器人重心偏移角度的安全范围。若所述判定模块20判定机器人重心偏移角度超出机器人重心偏移角度的安全范围，此时，所述判定模块从所述存储单元22读取机器人重心偏移角度的可平衡范围信息，并将其与从所述换算单元21接收的机器人重心偏移的角度进行比较，以判定机器人重心偏移的角度是否超出机器人重心偏移角度可平衡范围。若所述判定模块20判定机器人重心偏移角度超出机器人重心偏移角度可平衡范围，则机器人发生不可避免的跌倒；若所述判定模块20判定机器人重心偏移角度未超出机器人重心偏移角度可平衡范围，则生成一个控制信号。
所述控制模块30与所述判定模块20电性连接，用于接收所述判定模块20传送的控制信号，并根据所述控制信号对机器人的重心进行调整。本实施方式中，可通过改变机器人的姿态，例如，将机器人由站姿改为蹲姿、坐姿等，以降低机器人的重心位置。
可以理解的是，其他实施方式中，所述侦测模块10可为设置在机器人体表的压力感测器。
可以理解的是，其他实施方式中，对机器人的重心进行调整时，机器人的姿态可保持不变，而通过降低机器人体内重量较大的零部件，例如，电源装置等，的位置，以降低机器人的重心位置。
可以理解的是，所述控制模块50对机器人的重心的调整还包括将机器人重心向与预跌倒方向相背侧移动。
本发明提供的机器人防跌倒系统，通过所述侦测模块对机器人重心的偏移进行侦测，并通过所述判定模块对所述侦测模块侦测到的机器人重心的偏移是否超出机器人重心偏移的安全范围及机器人重心偏移的可平衡范围进行判定并根据判定结果生成控制信号，所述控制模块根据控制信号对机器人的重心位置进行调整，可防止机器人受非预期外力作用而跌倒的状况，进而避免跌倒给机器人带来的损害。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种机器人防跌倒系统，包括侦测模块、判定模块及控制模块，所述侦测模块用于侦测机器人受非预期外力作用时的重心偏移，所述判定模块用于判定所述侦测模块所侦测到的机器人的重心偏移是否超出内设的机器人重心偏移的安全范围及内设的机器人重心偏移的可平衡范围，所述安全范围小于可平衡范围，若所述判定模块判定所述侦测模块所侦测到的机器人重心的偏移大于所述安全范围且小于所述可平衡范围，则生成控制信号，所述控制模块用于根据控制信号对机器人的重心进行调整以防止机器人跌倒。
2.如权利要求1所述的机器人防跌倒系统，其特征在于，所述判定模块包括换算单元、存储单元及比较单元，所述换算单元用于将所述侦测模块所侦测到的机器人重心的偏移换算成机器人重心偏移角度，所述存储单元用于存储机器人重心偏移角度的安全范围及机器人重心偏移角度的可平衡范围，所述比较单元用于将机器人重心偏移角度与机器人重心偏移角度的安全范围及机器人重心偏移角度的可平衡范围进行比较。
3.如权利要求1所述的机器人防跌倒系统，其特征在于，所述侦测模块设置在机器人体内。
4.如权利要求3所述的机器人防跌倒系统，其特征在于，所述侦测模块设置在机器人重心所在位置。
5.如权利要求1所述的机器人防跌倒系统，其特征在于，所述侦测模块设置在机器人体表。
6.如权利要求1所述的机器人防跌倒系统，其特征在于，所述控制模块对机器人重心的调整还包括将机器人重心向与预跌倒方向相背侧移动。
7.如权利要求1所述的机器人防跌倒系统，其特征在于，所述控制模块通过改变机器人的姿态以降低机器人的重心。
8.如权利要求1所述的机器人防跌倒系统，其特征在于，所述控制模块通过降低机器人体内重量较大的零部件的位置，以降低机器人的重心。
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