CN109866219A - 一种机器人的防摔方法、机器人及终端设备 - Google Patents

Abstract

本申请适用于机器人技术领域，提供了一种机器人的防摔方法、机器人及终端设备，包括：设置机器人的危险行为标志，通过内置机器人的加速度传感器来检测机器人当前的加速度；判断所述机器人当前的加速度是否大于预设加速度阈值，若大于，则判断所述危险行为标志处于有效状态；在所述危险行为标志处于有效状态时，关闭所述机器人内置舵机的动力输出。这一过程中可以在机器人的加速度大于预设加速度阈值时设置危险行为标志，并在判断出危险行为标志有效时关闭其关节驱动力，使机器人各关节处于低阻尼或无阻尼状态，降低了由于机器人关节锁紧而导致的关节处机械结构或关节驱动力的提供者‑‑‑舵机的机械结构损坏的几率。

Description

一种机器人的防摔方法、机器人及终端设备

技术领域

本申请属于机器人技术领域，尤其涉及一种机器人的防摔方法、机器人及终端设备。

背景技术

随着科学技术的不断发展，各式各样的机器人不断走进人们的生活，并以不同的方式方便着人们的生活。然而机器人从高处跌落一直是导致机器人损坏的一个重要原因。特别是对于一些小型机器人，高处跌落(0.5米以上)的直接后果是小型机器人的关节变形。

另外，若机器人关节是通过舵机驱动，则在机器人跌落时受力关节处的舵机损坏的机率也会提高；这里舵机损坏主要表现为舵机齿轮变形、舵机齿轮蹦齿及舵机输出轴与舵盘间相对滑动等，出现这些问题后一般只能对机器人进行返修处理，返修的过程给用户带来不便的同时也增加了机器人的使用成本。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种机器人的防摔方法、机器人及终端设备，以解决现有技术中机器人跌落时容易造成其关节或舵机的机械结构损坏的问题。

本发明实施例的第一方面提供了一种机器人的防摔方法，所述机器人的防摔方法包括：

设置机器人的危险行为标志；

通过内置机器人的加速度传感器来检测机器人当前的加速度；

判断所述机器人当前的加速度是否大于预设加速度阈值，若大于，则判断所述危险行为标志处于有效状态；

在所述危险行为标志处于有效状态时，关闭所述机器人内置舵机的动力输出。

本发明实施例的第二方面提供了一种机器人，包括舵机，所述机器人还包括：处理器、加速度传感器、比较器以及控制器，其中：

处理器，用于设置机器人的危险行为标志；

加速度传感器，用于检测机器人当前的加速度，所述加速度传感器内置于所述机器人；

比较器，用于根据一比较器判断所述机器人的当前加速度是否大于一预设加速度阈值，若大于，则判断所述危险行为标志处于有效状态；

控制器，用于在所述危险行为标志处于有效状态时，向所述机器人的舵机发出控制指令以控制所述机器人舵机停止动力输出。

本发明实施例的第三方面提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如所述机器人的防摔方法中任一项所述方法的步骤。

本发明实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如所述机器人的防摔方法任一项所述方法的步骤。

本申请提供的实施例中获取机器人中根据机器人的加速度与预设加速度阈值之间的关系而设置的危险行为标志，判断机器人当前的加速度是否大于预设加速度阈值，以确定所述危险行为标志是否处于有效状态，在危险行为标志处于有效状态时，关闭所述机器人内置舵机的动力输出。这一过程中可以在机器人的加速度大于预设加速度阈值时设置危险行为标志，并在判断出危险行为标志有效时关闭其关节驱动力，使机器人各关节处于低阻尼或无阻尼状态，降低了由于机器人关节锁紧而导致的关节处机械结构或关节驱动力的提供者---舵机的机械结构损坏的几率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的一种机器人的防摔方法的流程示意图；

图2是本发明实施例二提供的一种机器人的防摔方法的流程示意图；

图3是本发明另一实施例提供的一种机器人的防摔方法的流程示意图；

图4是本发明实施例三提供的一种机器人的示意图；

图5是本发明实施例四提供的终端设备的示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

本申请提供的实施例中获取机器人中根据机器人的加速度与预设加速度阈值之间的关系而设置的危险行为标志，判断机器人当前的加速度是否大于预设加速度阈值，以确定所述危险行为标志是否处于有效状态，在危险行为标志处于有效状态时，关闭所述机器人内置舵机的动力输出，使机器人各个关节可以在尽量短的时间内进入到不锁紧状态，使机器人各关节处于低阻尼或无阻尼状态，从而降低机器人从高处跌落时各个关节处的机械结构或舵机内部机械结构损坏的几率。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

实施例一：

图1示出了本申请实施例一提供的一种机器人的防摔方法的实现流程示意图，详述如下：

步骤S11，设置机器人的危险行为标志，通过内置机器人的加速度传感器来检测机器人当前的加速度；

本申请提供的实施例中预先在机器人中设置危险行为标志，并在机器人上电后通过内置的加速度传感器检测机器人当前的加速度。其中，所述危险行为标志用于判断机器人在运动过程中是否处于危险状态，例如，判断机器人是否处于跌落状态。

所述危险行为标志根据机器人运动过程中的加速度与预设加速度阈值之间的关系生成，并通过处理器设置在机器人中；其中，机器人的加速度由预先设置在机器人中的加速度传感器检测得到，所述加速度传感器包括三轴加速度传感器等。三轴加速度传感器具有体积小和重量轻特点，将其预先设置在机器人中既不会增加机器人的重量和体积，又能获取到机器人处于运动状态时各个方向上的加速度的大小。

可选地，所述加速度传感器有两个或两个以上，两个或多个的加速度传感器可以设置在机器人本体中的不同的位置处，以检测机器人不同位置处的加速度值。

步骤S12，判断所述机器人当前的加速度是否大于预设加速度阈值，若大于，则判断所述危险行为标志处于有效状态；

本申请提供的实施例中判断所获取的机器人的加速度的大小与预设加速度阈值之间的关系，以确定设置在机器人中的危险行为标志是否处于有效的状态。例如，判断机器人当前的加速度是否大于预设加速度，若大于，则说明当前时刻机器人可能处于跌落状态，从而判定机器人的危险行为标志处于有效状态。

可选地，在判断所述危险行为标志是否处于有效状态时，还可以获取设置所述危险行为标志的时间，若设置危险行为标志的时间距离当前时间的时长小于预设时长，则判定所述危险行为标志处于有效状态；或者，检测设置危险行为标志的时间点到当前时间点这段时间内，所述危险行为标志是否被更改过，若未被更改过，则判定所危险行为标志处于有效状态。

步骤S13，在所述危险行为标志处于有效状态时，关闭所述机器人的关节驱动力。

本申请提供的实施例中，在判断出机器人中设置的危险行为标志处于有效状态时，关闭机器人内置舵机的动力输出，使机器人各关节处于低阻尼或无阻尼状态，以减小机器人危险运行时造成的损伤。其中，所述危险行为标志所标识的危险行为包括：机器人处于跌落状态、机器人处于剧烈的震动状态等。

本申请提供的实施例中获取机器人中根据机器人的加速度与预设加速度阈值之间的关系而设置的危险行为标志，判断机器人当前的加速度是否大于预设加速度阈值，以确定所述危险行为标志是否处于有效状态，在危险行为标志处于有效状态时，关闭所述机器人内置舵机的动力输出。这一过程中可以在机器人的加速度大于预设加速度阈值时设置危险行为标志，并在判断出危险行为标志有效时关闭其关节驱动力，使机器人各关节处于低阻尼或无阻尼状态，降低了由于机器人关节锁紧而导致的关节处机械结构或关节驱动力的提供者---舵机的机械结构损坏的几率。

实施例二：

图2示出了本申请另一实施例提供的一种机器人的防摔方法的实现流程示意图，详述如下：

步骤S21，设置机器人的危险行为标志，通过读取内置机器人的三轴加速度传感器来检测机器人当前在三个维度的加速度。

步骤S22，当三轴加速度传感器检测的至少一个维度的加速度大于所述预设加速度阈值时，判断所述危险行为标志处于有效状态。

该步骤中为了更准确确定机器人是否处于危险状态，对三轴加速度传感器检测到的机器人在当前时刻三个维度上的加速度的大小分别进行判断，若机器人三个维度上的加速度有一个或多个大于与之对应的预设加速度阈值，则判定机器人的危险行为标志有效。

可选地，所述预设阈值与机器人性能或形体或重量等因素有关，对于不同的机器人所述预设加速度阈值可以不同；同一时刻机器人不同维度上的预设加速度阈值也可以不同。。

在通过加速度传感器获取机器人的加速度时，每隔预设时间获取一次，即每隔预设时间检测一次机器人的加速度，其中，所述预设时间可以为2ms，5ms，或小于10ms的其他数值，用户可以根据机器人的特点进行设置，在此不做限定。

可选地，在所述加速度传感器有多个并且设置在机器人的不同部位时，获取机器人每个部位的加速度传感器的检测值。然后将每个部位的加速度与其对应设置的预设加速度阈值进行比较，若存在加速度大于其对应的预设加速度阈值的检测值，则在机器人中设置危险行为标志。

优选地，所述判断所述加速度是否大于预设的加速度阈值，包括：

对所述加速度进行滤波，得到滤波后的加速度；

判断所述滤波后的加速是否大于预设加速度阈值。

该步骤中，为了使获取到的机器人的加速度更接近机器人真实的加速度，对于获取到的机器人的加速度先进行滤波，得到滤波后的加速度，将滤波后的加速度与预设加速度阈值进行比较，以判断获取到的机器人的加速度是否大于预设加速度阈值，从而最终确定是否需要在机器人中设置危险行为标志。

优选地，在所述判断所述加速度是否大于预设加速度阈值之后，还包括：

在所述加速度是不大于预设加速度阈值时，清除所述危险行为标志。

该步骤中，在判断出机器人的加速度不大于预设加速度阈值时，若已在机器人中设置了危险行为标志，则将所述危险行为标志清除，以避免对机器人是否处于危险运动状态的误判。

步骤S23，在所述危险行为标志处于有效状态时，关闭所述机器人内置舵机的动力输出。

步骤S23的实现过程参见实施例一中步骤S13，在此不再赘述。

步骤S24，获取所述危险行为标志的设置时间点；

若所述危险行为标志的设置时间点距离当前时间点的时长超过预设时长，则清除所述危险行为标志；

或，在所述机器人重新上电后，清除所述危险行为标志。

具体地，检测最后一次设置所述危险行为标志的时间距离当前时间的时长，若所述时长超过预设时长(如30s-60s之间的任一时长)，则机器人可能已根据所述危险行为标志执行了后续操作(如关闭关节驱动力)或所述危险行为标志已处于无效状态，因此，清除所述危险行为标志。

进一步地，在机器人重新上电后，检测前一次上电过程中设置的危险行为标志是否依旧存在，若存在，则在机器人重新上电后清除前一次上电过程中所设置的危险行为标志，以避免其影响。

图3中示出了本申请另一实施例提供的机器人的防摔方法的流程图，如图所示，步骤S31，机器人上电开始工作，步骤S32中机器人中设置危险行为标志，执行步骤S33通过设置在机器人中的加速度传感器(如三轴加速度传感器)获取机器人的加速度值，然后执行步骤S34，对所获取的机器人的加速度值进行滤波，滤波之后执行步骤S35，判断机器人滤波后的加速度是否大于预设加速度阈值；若大于，则执行步骤S36，关闭机器人中舵机的动力输出，结束机器人此次工作；若不大于，则执行步骤S38，清除所述危险行为标志，直至步骤S37，机器人结束工作。

实施例三：

对应于上文实施例所述的机器人的防摔方法，图4示出了本发明实施例提供的一种机器人的结构框图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

参照图4，该机器人包括：包括舵机、处理器41、加速度传感器42、比较器43以及控制器44，其中：

处理器41，用于设置机器人的危险行为标志；

加速度传感器42，用于检测机器人当前的加速度，所述加速度传感器内置于所述机器人；

比较器43，用于判断所述机器人的当前加速度是否大于一预设加速度阈值，若大于，则判断所述危险行为标志处于有效状态；

控制器44，用于在所述危险行为标志处于有效状态时，向所述机器人的舵机发出控制指令以控制所述机器人舵机停止动力输出。

进一步地，所述机器人还包括：

所述加速度传感器为三轴加速度传感器，用于检测机器人当前在三个维度的加速度；

当所述加速度传感器检测的机器人至少一维度的加速度大于所述预设加速度阈值时，判断单元即判断所述危险行为标志处于有效状态。

进一步地，所述比较器43，还用于对所述检测到的加速度进行滤波，得到滤波后的加速度；判断所述滤波后的加速是否大于预设加速度阈值。

进一步地，所述处理器41，还用于在所述加速度不大于预设加速度阈值时，清除所述危险行为标志。

进一步地，所述控制器44，还用于获取所述危险行为标志的设置时间点；

若所述危险行为标志的设置时间点距离当前时间点的时长超过一预设时长，则清除所述危险行为标志；

或，在所述机器人重新上电后，清除所述危险行为标志。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

实施例四：

图5是本发明一实施例提供的终端设备的示意图。如图5所示，该实施例的终端设备5包括：处理器50、存储器51以及存储在所述存储器51中并可在所述处理器50上运行的计算机程序52。所述处理器50执行所述计算机程序52时实现上述各个机器人的防摔方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤S11至S13。或者，所述处理器50执行所述计算机程序52时实现上述机器人中个设备的功能，例如图4所示设备41至44的功能。

示例性的，所述计算机程序52可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器51中，并由所述处理器50执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序52在所述终端设备5中的执行过程。例如，所述计算机程序52的不同步骤可以在不同的设备中执行：所述设备包括：处理器、加速度传感器、比较器以及控制器，各设备具体功能如下：

处理器，用于设置机器人的危险行为标志；

加速度传感器，用于检测机器人当前的加速度，所述加速度传感器内置于所述机器人；

比较器，用于判断所述机器人的当前加速度是否大于一预设加速度阈值，若大于，则判断所述危险行为标志处于有效状态；

控制器，用于在所述危险行为标志处于有效状态时，向所述机器人的舵机发出控制指令以控制所述机器人舵机停止动力输出。

进一步地，所述机器人还包括：

所述加速度传感器为三轴加速度传感器，用于检测机器人当前在三个维度的加速度；

当所述加速度传感器检测的机器人至少一维度的加速度大于所述预设加速度阈值时，判断单元即判断所述危险行为标志处于有效状态。

进一步地，所述比较器，还用于对所述检测到的加速度进行滤波，得到滤波后的加速度；判断所述滤波后的加速是否大于预设加速度阈值。

进一步地，所述处理器，还用于在所述加速度不大于预设加速度阈值时，清除所述危险行为标志。

进一步地，所述控制器，还用于获取所述危险行为标志的设置时间点；

若所述危险行为标志的设置时间点距离当前时间点的时长超过一预设时长，则清除所述危险行为标志；

或，在所述机器人重新上电后，清除所述危险行为标志。

所述终端设备可包括，但不仅限于，处理器50、存储器51。本领域技术人员可以理解，图5仅仅是终端设备5的示例，并不构成对终端设备5的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器50可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

所述存储器51可以是所述终端设备5的内部存储单元，例如终端设备5的硬盘或内存。所述存储器51也可以是所述终端设备5的外部存储设备，例如所述终端设备5上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器51还可以既包括所述终端设备5的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器51用于存储所述计算机程序以及所述终端设备所需的其他程序和数据。所述存储器51还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种机器人的防摔方法，其特征在于，所述机器人的防摔方法包括：

设置机器人的危险行为标志，通过内置机器人的加速度传感器来检测机器人当前的加速度；

判断所述机器人当前的加速度是否大于预设加速度阈值，若大于，则判断所述危险行为标志处于有效状态；

在所述危险行为标志处于有效状态时，关闭所述机器人内置舵机的动力输出。

2.如权利要求1所述的机器人的防摔方法，其特征在于，包括：通过读取内置机器人的三轴加速度传感器来检测机器人当前在三个维度的加速度。

3.如权利要求2所述的机器人的防摔方法，其特征在于，包括：当三轴加速度传感器检测的至少一个维度的加速度大于所述预设加速度阈值时，判断所述危险行为标志处于有效状态。

4.如权利要求1或3所述的机器人的防摔方法，其特征在于，所述判断所述加速度是否大于预设加速度阈值，包括：

对所述检测到的加速度进行滤波，得到滤波后的加速度；

判断所述滤波后的加速是否大于预设加速度阈值。

5.如权利要求1或3所述的机器人的防摔方法，其特征在于，在所述判断所述加速度是否大于预设加速度阈值之后，还包括：

在所述加速度不大于预设加速度阈值时，清除所述危险行为标志。

6.如权利要求1或3所述的机器人的防摔方法，其特征在于，所述机器人的防摔方法，包括：

获取所述危险行为标志的设置时间点；

若所述危险行为标志的设置时间点距离当前时间点的时长超过一预设时长，则清除所述危险行为标志；

或，在所述机器人重新上电后，清除所述危险行为标志。

7.一种机器人，包括舵机，其特征在于，所述机器人还包括：处理器、加速度传感器、比较器以及控制器，其中：

处理器，用于设置机器人的危险行为标志；

加速度传感器，用于检测机器人当前的加速度，所述加速度传感器内置于所述机器人；

比较器，用于判断所述机器人的当前加速度是否大于一预设加速度阈值，若大于，则判断所述危险行为标志处于有效状态；

控制器，用于在所述危险行为标志处于有效状态时，向所述机器人的舵机发出控制指令以控制所述机器人舵机停止动力输出。

8.如权利要求7所述的机器人，其特征在于，所述机器人还包括：

所述加速度传感器为三轴加速度传感器，用于检测机器人当前在三个维度的加速度；

当所述加速度传感器检测的机器人至少任意一维度的加速度大于所述预设加速度阈值时，判断单元即判断所述危险行为标志处于有效状态。

9.一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6任一项所述方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述方法的步骤。