CN107379017B - 机器人及机器人肢体防抖的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种机器人及机器人肢体防抖的方法，方法包括：判断肢体当前是否处于受控状态；若判断为否，则获取驱动肢体的舵机的目标旋转角度值与当前旋转角度值；判断当前旋转角度值是否在容错窗口范围内；若判断为是，则继续判断肢体是否处于受控状态，若判断为否，则控制舵机旋转，使舵机旋转之后的当前旋转角度值在容错窗口范围内。通过上述方式，本发明能够防止机器人执行动作时肢体抖动现象，降低机器人功耗并延长待机时间。

Description

机器人及机器人肢体防抖的方法
技术领域
本发明涉及机器人运动控制领域，特别是涉及一种机器人及机器人肢体防抖的方法。
背景技术
机器人是由各个肢体、关节、智能控制板等部件组成的机械产品。机器人的每个部关节都是根据控制部件的指令要求，处于不同的旋转角度，从而控制机器人的肢体(胳膊、手臂、腿部)部位处于空间的不同位置。
当机器人某肢体运动到空间某位置后，需要维持在指定的位置静止不动，其需要靠舵机提供特定的电流来维持各舵机的旋转角度。当机器人行为要求静止时，若体内稍有电流或电压的变化，可能导致舵机不停的对机器人进行调整，从而让人感觉到机器人的胳膊、手、腿、头等肢体在抖动。
发明内容
本发明提供一种机器人及机器人肢体防抖的方法，能够防止机器人执行动作时肢体抖动现象，降低机器人功耗并延长待机时间。
为解决上述技术问题，本发明采用的一种技术方案是：提供一种机器人及机器人肢体防抖的方法，包括：判断所述肢体当前是否处于受控状态；若判断为否，则获取驱动所述肢体的舵机的目标旋转角度值与当前旋转角度值；判断所述当前旋转角度值是否在容错窗口范围内；若判断为是，则继续判断所述肢体是否处于所述受控状态。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一种技术方案是：提供一种机器人，所述机器人包括：计算控制模块、舵机角度检测模块、电机驱动模块以及存储模块，所述计算控制模块分别连接所述舵机角度检测模块、所述电机驱动模块以及存储模块；所述计算机控制模块用于判断肢体的当前状态；若所述肢体处于受控状态，则通过舵机角度检测模块获取驱动所述肢体的舵机的目标旋转角度值与当前旋转角度值；判断所述当前旋转角度值是否在容错窗口范围内，若所述差值在所述容错窗口范围内，则通过所述计算机控制模块继续判断所述肢体是否处于受控状态。
本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明通过机器人肢体的每一舵机设置容错窗口，判断肢体受控状态下舵机的旋转角度值是否在容错窗口内变化，能够防止机器人执行动作时肢体抖动现象，降低机器人功耗并延长待机时间。
附图说明
图1为本发明机器人肢体防抖方法一实施方式的流程示意图；
图2为本发明容错窗口一实施方式的示意图；
图3为本发明容错窗口另一实施方式的示意图；
图4为本发明机器人一实施方式的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，图1为本发明机器人肢体防抖方法一实施方式的流程示意图。在本实施例中，针对机器人的各个肢体(胳膊、手、腿等)的每一舵机，都建立一个角度的容错窗口，且具体的控制方法详见下述步骤：
S1，初始化系统容错窗口。
首先启动系统，初始化系统的容错窗口，得到其角度范围值。其中，该容错窗口为该舵机的目标旋转角度值分别减去第一角度值φ1，加上第二角度值φ2。其中，该第一角度值φ1和第二角度值φ2可以相等且不能同时为0。在其它实施例中，该第一角度值φ1和第二角度值φ2也可以不相等，此处本发明不做具体限定。具体地，该容错窗口的第一角度值φ1及第二角度值φ2也可以是预先设置好存储在该机器人内的角度范围值。
S2，肢体内的舵机接收并执行运动控制指令。
初始化舵机的容错窗口范围后，该机器人肢体内的舵机接收到来自计算控制模块(MCU)的运动控制指令并执行该控制指令。具体，该控制指令可以为使该舵机以不同的旋转方向、目标旋转角度值及速度进行旋转或静止。
S3，判断肢体当前是否处于受控状态。
在具体实施例中，系统在运行的过程中，需要判断上述容错窗口的应用场景，也即是判断步骤S2中舵机是否还处于MCU的运动控制状态。
S4，获取驱动肢体的舵机的目标旋转角度值与当前旋转角度值。
若步骤S3中判断舵机未处于受控状态，即该舵机未处于MCU的运动控制状态，则分别获取驱动该肢体舵机的目标旋转角度值θ1以及当前旋转角度值θ2。进一步，若步骤S3中判断该舵机处于受控状态，则系统进行延时，并返回步骤S3进行下一次舵机的运动状态的判断。
S5，判断当前旋转角度值与目标旋转值是否在容错窗口范围内。
请一并参见图2，为本发明容错窗口一实施方式的示意图。图2中，系统认定的舵机的目标旋转角度值θ1、获取到的舵机的当前旋转角度值θ2。其中，容错窗口范围的角度值为该舵机的目标旋转角度值θ1分别减去第一角度值φ1，加上第二角度值φ2而组成的本申请的容错窗口范围，即[θ1-φ1，θ1+φ2]。且本实施例中的第一角度值φ1及第二角度值φ2相等，且不同时为0。当然在其它实施例中，上述的第一角度值φ1及第二角度值φ2可以不相等，即第一角度值φ1可以大于或小于第二角度值φ2，具体大小本发明不做进一步地限定。
请一并参阅图3，在本发明另一实施方式中，该容错窗口也可以为包括第三角度值φ3和第四角度值φ4的一个角度范围，且该第三角度值φ3和第四角度值φ4可以相等但不能同时为0，也可以不相等。在本发明的另一实施例中，可以通过判断当前旋转角度值θ2大于等于目标旋转角度值θ1的差值是否在由第三角度值φ3和第四角度值φ4组成的容错窗口范围内，简单分为以下两种判断方式：
1)当前旋转角度值θ2大于等于目标旋转角度值θ1。
可以判断当前旋转角度值θ2与目标旋转角度值θ1的差值[θ1-θ2]是否在由第三角度值φ3和0组成的容错窗口范围[-φ3,0]内。
2)当前旋转角度值θ2小于目标旋转角度值θ1。
可以判断当前旋转角度值θ2与目标旋转角度值θ1的差值[θ1-θ2]是否在由0和第四角度值φ4组成的容错窗口范围[0，φ4]内。
S6，控制舵机旋转。
若获取到当前的目标旋转角度值刚好在上述的容错范围内，即获取到的当前旋转角度值θ2在上述的容错窗口范围[θ1-φ1，θ1+φ2]内。或，当前旋转角度值θ2大于等于目标旋转角度值θ1，二者的差值[θ1-θ2]在容错窗口范围[-φ3,0]内。亦或是，当前旋转角度值θ2小于目标旋转角度值θ1二者的差值[θ1-θ2]在容错窗口范围[0，φ4]内。此时就无需再转动舵机旋转，可以认为该机器人肢体处于相对静止无抖动状态，则系统进行延时，并返回步骤S3，进行下一次舵机的状态判断。
进一步，若步骤S6中判断当前旋转角度值θ2不在上述的容错范围内，即获取到的当前旋转角度值θ2不在上述的容错窗口范围[θ1-φ1，θ1+φ2]内，或是获取到的当前旋转角度值θ2不在目标旋转角度值θ1的差值[θ1-θ2]不在容错窗口范围[-φ3,0]或[0，φ4]内，则控制舵机直接旋转至其目标旋转角度值θ1。或者，控制舵机旋转，且满足舵机旋转之后的当前旋转角度值θ2在由第一角度值φ1、第二角度值φ2及目标旋转角度值θ1组成的容错窗口范围[θ1-φ1，θ1+φ2]内。或者，满足舵机旋转之后的当前旋转角度值θ2目标旋转角度值θ1的差值在在容错窗口范围[-φ3,0]或[0，φ4]内。
其中，步骤S1-S2并非实现本发明的必选步骤，本领域技术人员可根据实际使用情况进行修改或省略。
上述实施方式中，通过机器人肢体的每一舵机设置容错窗口，判断肢体受控状态下舵机的旋转角度值是否在容错窗口内变化，能够防止机器人执行动作时肢体抖动现象，降低机器人功耗并延长待机时间。
请参阅图4，图4为本发明机器人一实施方式的结构示意图。
本发明机器人包括：计算控制模块10、舵机角度检测模块11、电机驱动模块12以及存储模块13。
其中，计算控制模块10用于判断所述肢体是否处于受控状态；若判断为否，则获取驱动肢体的舵机的目标旋转角度值并通过舵机角度检测模块11获取当前旋转角度值；判断当前旋转角度值与目标旋转角度值的差值是否在容错窗口范围内，若差值在容错窗口范围内，则通过计算控制模块10继续判断肢体是否处于受控状态。
其中，若计算控制模块10判断当前旋转角度值与目标旋转角度值的差值不在容错窗口范围内，通过电机驱动模块12控制舵机旋转，使舵机旋转之后的当前旋转角度值在容错窗口范围内。
其中，计算控制模块10通过电机驱动模块12控制舵机旋转包括：通过电机驱动模块12控制舵机旋转至目标旋转角度值。
其中，计算控制模块10还用于初始化系统的容错窗口；肢体内的舵机接收由计算模块10发送的运动指令，并通过电机驱动模块12执行运动控制指令。
其中，容错窗口范围为目标旋转角度值分别减去第一角度值，加上第二角度值，该第一角度值及第二角度值可以是预先设置好存储在该机器人的存储模块13中。其中，第一角度值及第二角度值，可以相等，且二者不同时为0。在其它实施例中，第一角度值也可以不相等，此处本发明不做具体限定。
且机器人的各模块分别执行上述方法项的各个步骤，详见上述方法项的具体描述，此处不再赘述。
上述实施方式中，通过机器人肢体的每一舵机设置容错窗口，判断肢体受控状态下舵机的旋转角度值是否在容错窗口内变化，能够防止机器人执行动作时肢体抖动现象，降低机器人功耗并延长待机时间。
综上所述，本领域技术人员容易理解，本发明提供一种机器人及机器人肢体防抖的方法，通过机器人肢体的每一舵机设置容错窗口，判断肢体受控状态下舵机的旋转角度值是否在容错窗口内变化，能够防止机器人执行动作时肢体抖动现象，降低机器人功耗并延长待机时间。
以上仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种机器人肢体防抖的方法，其特征在于，所述方法包括：
初始化系统容错窗口；
所述肢体内的舵机接收并执行运动控制指令；
判断所述肢体当前是否处于受控状态；
若判断为否，则获取驱动所述肢体的舵机的目标旋转角度值与当前旋转角度值；
判断所述当前旋转角度值是否在所述容错窗口范围内，其中，所述容错窗口范围为所述目标旋转角度值分别减去第一角度值，加上第二角度值；所述第一角度值与所述第二角度值是预先设置的角度范围值；
若判断为是，则继续判断所述肢体是否处于所述受控状态。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
若所述当前旋转角度值不在所述容错窗口范围内，则控制所述舵机旋转，使所述舵机旋转之后的当前旋转角度值在所述容错窗口范围内。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
所述控制所述舵机旋转包括：控制所述舵机旋转至所述目标旋转角度值。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述第一角度值及所述第二角度值相等，且不同时为零。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述第一角度值及所述第二角度值不相等。
6.一种机器人，其特征在于，所述机器人包括：计算控制模块、舵机角度检测模块、电机驱动模块以及存储模块，所述计算控制模块分别连接所述舵机角度检测模块、所述电机驱动模块以及存储模块；
所述计算控制模块用于初始化系统容错窗口；所述肢体内的舵机接收由所述计算模块发送的运动指令，并通过所述电机驱动模块执行所述运动控制指令；判断所述肢体是否处于受控状态；若判断为否，则获取驱动所述肢体的舵机的目标旋转角度值并通过所述舵机角度检测模块获取当前旋转角度值；判断所述当前旋转角度值是否在所述容错窗口范围内，若判断为是，则通过所述计算控制模块继续判断所述肢体是否处于受控状态，其中，所述容错窗口范围为所述目标旋转角度值分别减去第一角度值，加上第二角度值；所述第一角度值与所述第二角度值是预先设置的角度范围值。
7.根据权利要求6所述的机器人，其特征在于，
若计算控制模块判断所述当前旋转角度值不在容错窗口范围内，则通过所述电机驱动模块控制所述舵机旋转，使所述舵机旋转之后的当前旋转角度值在所述容错窗口范围内。
8.根据权利要求6所述的机器人，其特征在于，
所述计算控制模块通过所述电机驱动模块控制所述舵机旋转包括：通过所述电机驱动模块控制所述舵机旋转至所述目标旋转角度值。
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