CN111890359B - 机器人避障方法、机械臂式机器人及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人避障方法、机械臂式机器人及存储介质，所述方法包括：当判断机器人运动轨迹上有障碍物时，获取机器人当前运动的速度；获取机器人对障碍物的最大允许碰撞速度；获取用于对机器人减速的加速度；根据机器人当前运动的速度、机器人对障碍物的最大允许碰撞速度和用于对机器人减速的加速度，计算机器人当前的紧急程度阈值；根据机器人当前的紧急程度阈值，控制机器人采取相应避障行为。由于机器人能够在距障碍物距离为紧急程度阈值时采取避障行为，避免与障碍物发生碰撞或减轻碰撞力度，避免了因碰撞造成机器人的损坏或是人员伤害，提高安全性。

Description

机器人避障方法、机械臂式机器人及存储介质

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体涉及一种机器人避障方法、机械臂式机器人及存储介质。

背景技术

随着机器人技术的发展，机器人已经能够应用到许多不同的领域。在许多具有高灵活度、高柔性等操作要求的领域中，机器人的安全性一直以来都是用户关切的问题，其中如何避免与物体的碰撞或者减轻碰撞力度是机器人研究领域的一个重点。

现有机器人规避与障碍物碰撞或减轻碰撞力度的方法通常是根据经验预先设置一个固定不变的紧急程度阈值，该紧急程度阈值为一距离阈值，当探测到障机器人的运动轨迹上存在障碍物，并且检测到距障碍物的距离为紧急程度阈值时开始控制机器人进行避障，以规避机器人与障碍物的碰撞或者减轻碰撞的力度。然而，这种采用固定不变紧急程度阈值的方式，使得不同机器人或者同一机器人在不同运动情况下可能会出现无法规避与障碍物碰撞的情况，造成机器人或障碍物的损坏，若障碍物是人时，更会造成人身伤害，存在一定的安全隐患。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供机器人避障方法、机械臂式机器人及存储介质，能够减少因碰撞造成机器人的损坏或是人员伤害。

根据第一方面，一种实施例中提供一种机器人的避障方法，包括：

获取一用于感知机器人周围环境的信号；

根据所述用于感知机器人周围环境的信号，判断机器人运动轨迹上是否有障碍物；

当判断机器人运动轨迹上有障碍物时，获取机器人当前运动的速度；

获取机器人对所述障碍物的最大允许碰撞速度；

获取用于对机器人减速的加速度；

根据机器人当前运动的速度、机器人对所述障碍物的最大允许碰撞速度和用于对机器人减速的加速度，计算机器人当前的紧急程度阈值；

根据机器人当前的紧急程度阈值，控制机器人采取相应避障行为。

进一步地，所述获取机器人对所述障碍物的最大允许碰撞速度，包括：

获取机器人对所述障碍物的最大碰撞允许力；

获取所述障碍物的碰撞部位的有效质量；

获取所述机器人的质量；

获取所述机器人的负载质量；

根据机器人对所述障碍物的最大碰撞允许力、所述障碍物的碰撞部位的有效质量、所述机器人的质量和所述机器人的负载质量，计算机器人对所述障碍物的最大允许碰撞速度。

进一步地，机器人对所述障碍物的最大碰撞允许力的取值在[60N，140N]范围内。

进一步地，所述计算机器人对所述障碍物的最大允许碰撞速度，包括：

根据以下公式计算对所述障碍物的最大允许碰撞速度：

其中，v_rel为机器人对障碍物的最大允许碰撞速度，F为机器人对障碍物的最大碰撞允许力，k为弹性系数，

m_H为障碍物的碰撞部位的有效质量，m_L为机器人的负载质量，M为机器人的质量。

进一步地，所述根据机器人当前运动的速度、机器人对所述障碍物的最大允许碰撞速度和所述用于对机器人减速的加速度，计算机器人当前的紧急程度阈值，包括：

根据以下公式计算当前的紧急程度阈值：

其中，v为机器人当前运动的速度，v_rel为机器人对障碍物的最大允许碰撞速度，a为用于对机器人减速的加速度，S_threshold为机器人当前的紧急程度阈值。

根据第二方面，一种实施例中提供一种机械臂式机器人，包括：

机械臂；

驱动电路，用于驱动所述机械臂运动；

设置于所述机械臂上的电子皮肤，所述电子皮肤用于感知周围环境并转换为相应信号传输出去；

控制器，用于接收所述电子皮肤传输出来的信号以判断所述机械臂运动轨迹上是否有障碍物，当判断有障碍物时，获取机械臂当前运动的速度和用于减速的加速度；所述控制器还获取对所述障碍物的最大允许碰撞速度；所述控制器根据当前运动的速度、对所述障碍物的最大允许碰撞速度和用于减速的加速度，计算当前的紧急程度阈值；所述控制器根据当前的紧急程度阈值，控制采取相应避障行为。

进一步地，所述控制器还获取对所述障碍物的最大允许碰撞速度，包括：

获取对所述障碍物的最大碰撞允许力；

获取所述障碍物的碰撞部位的有效质量；

获取所述机械臂的质量；

获取所述机械臂的负载质量；

控制器根据对所述障碍物的最大碰撞允许力、所述障碍物的碰撞部位的有效质量、所述机械臂的质量和所述机械臂的负载质量，计算对所述障碍物的最大允许碰撞速度。

进一步地，所述控制器计算对所述障碍物的最大允许碰撞速度包括：

所述控制器根据以下公式计算对所述障碍物的最大允许碰撞速度：

其中，v_rel为对障碍物的最大允许碰撞速度，F为对障碍物的最大碰撞允许力，k为弹性系数，

m_H为障碍物的碰撞部位的有效质量，m_L为机械臂的负载质量，M为机械臂的质量。

进一步地，所述控制器根据当前运动的速度、对所述障碍物的最大允许碰撞速度和所述用于减速的加速度，计算当前的紧急程度阈值包括：

所述控制器根据以下公式计算所述当前的紧急程度阈值：

其中，v为当前运动的速度，v_rel为对障碍物的最大允许碰撞速度，a为用于减速的加速度，S_threshold为机器人当前的紧急程度阈值。

根据第三方面，一种实施例中提供一种计算机可读存储介质，包括程序，所述程序能够被处理器执行上述实施例所述的方法。

依据上述实施例的机器人避障方法、机械臂式机器人及存储介质，在检测到机器人的运动轨迹上存在障碍物时，根据机器人当前运动的速度、对障碍物的最大允许碰撞速度和用于减速的加速度来确定机器人紧急程度阈值，其中机器人对障碍物的最大允许碰撞速度通过机器人对障碍物的最大碰撞允许力和碰撞时的折合质量来确定，由于机器人对障碍物的最大碰撞允许力与机器人对障碍物的最大允许碰撞速度成正比，也就是所允许的碰撞力越大，则所允许的碰撞速度越大，通过碰撞部位的有效质量、机器人的负载质量和机器人质量来确定碰撞时的折合质量，由于碰撞时的折合质量与最大允许碰撞速度成反比，也就是折合质量越小，所允许的碰撞速度越大，通过获取机器人的最大允许碰撞速度和用于减速的加速度，使得机器人能够在紧急程度阈值内对机器人采取相应避障行为，避免机器人与障碍物发生碰撞或者减轻机器人与障碍物的碰撞力度，减少因碰撞造成机器人的损坏或是人员伤害，提高安全性。

附图说明

图1为一种实施例的机械臂式机器人结构示意图；

图2为一种实施例的机器人的避障方法的流程图；

图3为另一种实施例的机械臂式机器人结构示意图；

图4为一种实施例的获取最大允许碰撞速度方法的流程图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

本发明实施例中的电子皮肤可参考申请号：201910712970.7，专利名称：一种机器人电子皮肤、机器人及交互方法的专利申请。

请参考图1，图1为一种实施例的机械臂式机器人的结构示意图。本实施例中的机械臂式机器人可以为1自由度机械臂式机器人、2自由度机械臂式机器人、3自由度机械臂式机器人或6自由度机械臂式机器人。机械臂式机器人包括基座11、机械臂12、驱动电路13、电子皮肤14和控制器15。控制器15通过控制驱动电路13以使得驱动电路13驱动机械臂12按照预设的方式进行运动。

机械臂12连接在基座11上。本实施例中的基座11可以为固定座等固定安装于工作台上；还可以为可移动的基座，例如基座的底部安装有驱动轮等，驱动机械臂式机器人进行移动。本实施例中，机械臂12可以在驱动电路13的驱动下相对于基座11进行摆动、转动或直线运动。在一些实施方式中，机械臂12包括多个关节臂，各个关节臂之间转动连接，通过驱动电路13驱动多个关节臂在各自的运动方向上进行运动以使得机械臂12的末端在各个方向上运动。驱动电路13也可以用于制动机械臂12，使其停止运动。在一些实施方式中，驱动电路13在制动机械臂12时还可以驱动机械臂式机器人恢复至预设状态。

电子皮肤14设置于机械臂12上，其用于感知周围环境并转换为相应信号传输出去。本实施例中的电子皮肤14覆盖在机械臂12的部分表面，可以理解的是，在其他实施例中，电子皮肤14还可以覆盖在机械臂12的全部表面，或者覆盖在整个机械臂式机器人的表面，并且电子皮肤14的形状与机械臂或机械臂式机器人的外部形状相匹配。在一实施例中，当机械臂12的运动轨迹上存在障碍物时，电子皮肤14上的感应电容会发生变化，其将改变后的电容值转换为电信号后发送给控制器15。

控制器15用于接收电子皮肤传输出来的信号以判断机械臂运动轨迹上是否有障碍物，当判断有障碍物时，获取机械臂当前运动的速度和用于减速的加速度；控制器还获取对所述障碍物的最大允许碰撞速度；控制器根据当前运动的速度、对障碍物的最大允许碰撞速度和用于减速的加速度，计算当前的紧急程度阈值；控制器根据当前的紧急程度阈值，控制采取相应避障行为，以避免与障碍物发生碰撞或者减小与障碍物碰撞的力度。

请参考图2，图2为一种实施例的机器人的避障方法的流程图，所述的避障方法以控制器15作为执行主体，包括步骤S101至步骤S107，下面具体说明。

步骤S101，获取一用于感知机器人周围环境的信号。

在本实施例中，通过从设置在机械臂上的电子皮肤14获取用于感知机器人周围环境的信号。在障碍物靠近机器人时，会引起电子皮肤14中感应电路电容的变化，此外，电子皮肤14还可以产生表征障碍物与机器人的壳体之间的距离或其变化的电信号。

步骤S102，根据用于感知机器人周围环境的信号，判断机器人运动轨迹上是否有障碍物。

控制器15获取感知机器人周围环境的信号后，若检测到信号发生变化，根据该变化可判断机器人运动轨迹上有障碍物；若检测到信号未发生变化，可判断机器人运动轨迹上没有障碍物。控制器15通过检测到这种变化还可以判断出机械臂12的具体哪个部位的运动轨迹上有障碍物，例如是机械臂12的某一关节或长臂。控制器15还可以进一步通过感应电路的变化趋势判断出障碍物的运动方向，从而便于控制器15准确地采用避障行为。控制器15在判断机器人的运动轨迹上有障碍物时，还可以根据电子皮肤14所产生的表征障碍物与机器人的壳体之间的距离或其变化的电信号，推算出障碍物与机器人的壳体之间的距离以及距离的变化规律，以便于及时发现运动轨迹上的障碍物并控制驱动电路13及时驱动机械臂12以对障碍物进行躲避或是减轻与外界导体的碰撞力度。在一种实施方式下，可以为机器人和障碍物均为运动的，且障碍物向机器人的方向进行运动，此时机器人与障碍物之间的相对距离减小；在另一种实施方式下，还可以为障碍物是固定不动的，机器人在朝障碍物所在位置的方向进行运动，此时机器人与障碍物之间的相对距离也是减小的。

步骤S103，当判断机器人运动轨迹上有障碍物时，获取机器人当前运动的速度。其中，机器人当前运动的速度为判断机器人运动轨迹上有障碍物时刻对应的机器人当前速度。

在一实施例中，机器人当前运动的速度可以为机械臂式机器人的机械臂12末端的速度或者机械臂12上任意一部位的速度，机械臂式机器人每个关节处均设置有驱动电机和编码器，根据每个关节处的编码器可获取机械臂式机器人每个关节的角速度，通过每个关节的角速度可换算出机械臂式机器人的机械臂12末端或任意一部位的速度。请参考图3，机器人包括第一运动部件21和第二运动部件22。第一运动部件21一端连接第二运动部件22的一端。第一运动部件21被驱动之下运动，且带动第二运动部件22运动。第二运动部件22可被驱动下相对于第一运动部件21摆动或转动。

在控制机器人使其避免与障碍物碰撞或者减轻碰撞力度时，还需要确定第一运动部件21以及第二运动部件22中需要避免与障碍物碰撞或者减轻碰撞力度的碰撞部位。

若是第一运动部件21上的某个部位需要避免与障碍物碰撞或者减轻碰撞力度，则通过第一运动部件21和第二运动部件22之间关节的速度以及第一运动部件21与基座相连关节的速度来计算第一运动部件21上对应部位的当前速度，并获取该碰撞部位对障碍物的最大允许碰撞速度和用于减速的加速度，计算机器人该碰撞部位对应的紧急程度阈值。机器人根据紧急程度阈值，控制机器人第一运动部件21采取相应避障行为。

机械臂式机器人上每个部位所对应的速度都是不相同的，因此本实施例通过公式(1)得到机器人任一碰撞部位对应的当前速度：

其中，J为机器人碰撞部位对应的雅克比矩阵，

为机器人的机械臂关节的当前角速度向量，v为机器人碰撞部位对应的当前速度。

在一种具体实施方式下，例如一个3自由度的机械臂，则

其中

分别为3自由度机械臂第一关节、第二关节和第三关节的角速度，每个关节的角速度通过设置在机械臂关节处的编码器来获取，机械臂不同部位所对应的雅克比矩J是不相同的，通过上述公式(1)可得到机械臂式机器人相应部位的矢量线速度，再根据矢量合成即可得到机械臂式机器人相应部位的线速度。

在一实施例中，机器人还可以为整体运动的移动式机器人，也就是将机器人作为一个整体，在任一时刻下机器人整体只具有一个速度，例如在基座11的底部设置驱动轮，此时机器人当前运动的速度则为驱动轮的运动速度，其可以通过驱动轮上安装的编码器等速度检测装置获取其当前运动的速度。

步骤S104，获取机器人对障碍物的最大允许碰撞速度。

机器人对障碍物的最大允许碰撞速度是指当机器人以小于等于最大允许碰撞速度的速度与障碍物发生碰撞时，障碍物或机器人不会发生损坏；相反地，当机器人与障碍物的碰撞速度大于最大允许碰撞速度时，机器人或障碍物会发生损坏。

在一实施例中，步骤S104中获取机器人对障碍物的最大允许碰撞速度包括步骤S1041至步骤S1045，请参考图4，下面具体说明。

步骤S1041，获取机器人对障碍物的最大碰撞允许力。

步骤S1042，获取障碍物的碰撞部位的有效质量。

步骤S1043，获取机器人的质量。

步骤S1044，获取机器人的负载质量。

步骤S1045，根据机器人对障碍物的最大碰撞允许力、障碍物的碰撞部位的有效质量、机器人的质量和所述机器人的负载质量，计算机器人对障碍物的最大允许碰撞速度。

在一实施例中，步骤S1041中机器人对障碍物的最大碰撞允许力的取值在[60N，140N]范围内。由于机器人在设计生产时需要遵循行业标准，因此在一种具体实施方式下，可根据行业标准在预先设置的数据库中查找到机器人对障碍物的最大碰撞允许力，例如通过协作机器人设计(ISO15066)标准来查找到机器人对障碍物的不同部位的最大碰撞允许力，例如，机器人对障碍物的脸部的最大碰撞允许力为F＝65N。在另一种具体实施方式下，还可根据技术人员多次试验以及参考行业标准得到机器人对障碍物的最大碰撞允许力的取值在[60N，140N]范围内，且机器人对障碍物的最大碰撞允许力的最优取值为65N，也就是说对于几乎全部机器人来说，最大碰撞力只要不大于65N均不会对机器人或障碍物产生损坏。

在一实施例中，步骤S1033中机器人的质量，例如对于机械臂式机器人，其指不包含基座11，能够运动的机械臂12的质量。

在一实施例中计算机器人对所述障碍物的最大允许碰撞速度，包括：

根据公式(2)计算对障碍物的最大允许碰撞速度：

其中，v_rel为机器人对障碍物的最大允许碰撞速度，F为机器人对障碍物的最大碰撞允许力，k为弹性系数，

m_H为障碍物的碰撞部位的有效质量，m_L为机器人的负载质量，M为机器人的质量。

本实施例中若障碍物为人体，人体脸部的最大碰撞允许力为F＝65N，其面部的有效质量m_H为4.4kg，负载质量m_L为5kg，机械臂的质量M为25kg，则折合质量μ为3.52kg，弹性系数k为75000N/m，根据公式(1)得到的最大允许碰撞速度v_rel为0.127m/s。

步骤S105，获取用于对机器人减速的加速度。本实施例中预设的减速加速度按照以机器人当前运动的速度的10倍的加速度。

步骤S106，根据机器人当前运动的速度、机器人对障碍物的最大允许碰撞速度和用于对机器人减速的加速度，计算机器人当前的紧急程度阈值。

在一实施例中，通过公式(3)计算当前的紧急程度阈值：

其中，v为机器人当前运动的速度，v_rel为机器人对障碍物的最大允许碰撞速度，a为用于对机器人减速的加速度，S_threshold为机器人当前的紧急程度阈值。本实施例中机器人当前运动的速度v为1m/s，由于用于对机器人减速的加速度为当前运动的速度的10倍，故用于对机器人减速的加速度a为10m/s²，这样得到紧急程度阈值S_threshold为0.049m。本实施例中机器人当前运动的速度v、最大允许碰撞速度v_rel均为正数，加速度a为减速加速度，即加速度a的方向与当前速度v、最大允许碰撞速度v_rel的方向相反。

在本实施例中，若机器人当前运动的速度v较小时，为了避免当前运动的速度v小于最大允许碰撞速度v_rel的情况使得紧急程度阈值S_threshold变成负数，因此本实施例中S_threshold最小值为0.5cm。

由于控制器15在判断机器人运动轨迹上是否有障碍物时可能存在延时情况，以及驱动电路13发出制动信号等都可能有延时情况，因此需要将紧急程度阈值的取值扩大一定安全范围，根据经验或先验公式，本实施例的紧急程度阈值设置为K*S_threshold，K为安全系数，一般取1.5，因此本实施例中的紧急程度阈值为0.0735m。

步骤S107，根据机器人当前的紧急程度阈值，控制机器人采取相应避障行为。

在一实施例中，步骤S107中根据机器人当前的紧急程度阈值，控制机器人采取相应避障行为包括：获取机器人与障碍物的距离，若机器人与障碍物的距离小于等于机器人当前的紧急程度阈值，则控制机器人采取相应避障行为；否则，控制机器人继续当前运动。其中，控制机器人采取相应避障行为包括：控制机器人从当前运动的速度逐渐减速至零；或控制机器人绕开障碍物。

本实施例中当判断机器人运动轨迹上有障碍物时，获取机器人当前运动的速度，通过行业标准获取机器人对障碍物的最大允许碰撞力，以及机器人的质量参数和预用于减速的加速度，根据上述参数确定针对该机器人当前的紧急程度阈值，以使不同的机器人在不同速度下具有不同的紧急程度阈值，在本实施例中，若障碍物与机器人之间的距离小于紧急程度阈值，则可以控制机器人采取相应避障行为，使其避免与障碍物发生碰撞或者减轻碰撞力度，提高安全性。

在本发明实施例中，一方面，在机器人所携带负载的质量较大，或者机器人当前速度较大时，或者机器人所携带负载质量和机器人当前速度均较大时，通过本实施例所提供方法得到的紧急程度阈值较大，也就是在机器人距障碍物距离较远时就开始采取避障行为，以避免碰撞，或者减轻碰撞力，使碰撞力大于最大碰撞允许力，避免机器人或障碍物的损坏；另一方面，在机器人所携带负载的质量较小，或者机器人当前运动的速度较小，或者机器人所携带负载质量和机器人当前运动的速度均较小时，离机器人距离较远的障碍物并不会触发紧急程度阈值使得机器人采取避障行为，提升了机器人的工作效率。

本领域技术人员可以理解，上述实施方式中各种方法的全部或部分功能可以通过硬件的方式实现，也可以通过计算机程序的方式实现。当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器、随机存储器、磁盘、光盘、硬盘等，通过计算机执行该程序以实现上述功能。例如，将程序存储在设备的存储器中，当通过处理器执行存储器中程序，即可实现上述全部或部分功能。另外，当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序也可以存储在服务器、另一计算机、磁盘、光盘、闪存盘或移动硬盘等存储介质中，通过下载或复制保存到本地设备的存储器中，或对本地设备的系统进行版本更新，当通过处理器执行存储器中的程序时，即可实现上述实施方式中全部或部分功能。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (8)

1.一种机器人的避障方法，其特征在于，包括：

获取一用于感知机器人周围环境的信号；

根据所述用于感知机器人周围环境的信号，判断机器人运动轨迹上是否有障碍物；

当判断机器人运动轨迹上有障碍物时，获取机器人当前运动的速度；

获取机器人对所述障碍物的最大允许碰撞速度；所述获取机器人对所述障碍物的最大允许碰撞速度，具体包括：获取机器人对所述障碍物的最大碰撞允许力；获取所述障碍物的碰撞部位的有效质量；获取所述机器人的质量；获取所述机器人的负载质量；根据机器人对所述障碍物的最大碰撞允许力、所述障碍物的碰撞部位的有效质量、所述机器人的质量和所述机器人的负载质量，计算机器人对所述障碍物的最大允许碰撞速度；

获取用于对机器人减速的加速度；

根据机器人当前运动的速度、机器人对所述障碍物的最大允许碰撞速度和用于对机器人减速的加速度，计算机器人当前的紧急程度阈值；

根据机器人当前的紧急程度阈值，控制机器人采取相应避障行为。

2.如权利要求1所述的避障方法，其特征在于，机器人对所述障碍物的最大碰撞允许力的取值在[60N，140N]范围内。

3.如权利要求1所述的避障方法，其特征在于，所述计算机器人对所述障碍物的最大允许碰撞速度，包括：

根据以下公式计算对所述障碍物的最大允许碰撞速度：

其中，v_rel为机器人对障碍物的最大允许碰撞速度，F为机器人对障碍物的最大碰撞允许力，k为弹性系数，

m_H为障碍物的碰撞部位的有效质量，m_L为机器人的负载质量，M为机器人的质量。

4.如权利要求1至3任一项所述的避障方法，其特征在于，所述根据机器人当前运动的速度、机器人对所述障碍物的最大允许碰撞速度和用于对机器人减速的加速度，计算机器人当前的紧急程度阈值，包括：

根据以下公式计算当前的紧急程度阈值：

其中，v为机器人当前运动的速度，v_rel为机器人对障碍物的最大允许碰撞速度，a为用于对机器人减速的加速度，S_threshold为机器人当前的紧急程度阈值。

5.一种机械臂式机器人，其特征在于，包括：

机械臂；

驱动电路，用于驱动所述机械臂运动；

设置于所述机械臂上的电子皮肤，所述电子皮肤用于感知周围环境并转换为相应信号传输出去；

控制器，用于接收所述电子皮肤传输出来的信号以判断所述机械臂运动轨迹上是否有障碍物，当判断有障碍物时，获取机械臂当前运动的速度和用于减速的加速度；所述控制器还获取对所述障碍物的最大允许碰撞速度；所述控制器还获取对所述障碍物的最大允许碰撞速度，具体包括：获取对所述障碍物的最大碰撞允许力；获取所述障碍物的碰撞部位的有效质量；获取所述机械臂的质量；获取所述机械臂的负载质量；控制器根据对所述障碍物的最大碰撞允许力、所述障碍物的碰撞部位的有效质量、所述机械臂的质量和所述机械臂的负载质量，计算对所述障碍物的最大允许碰撞速度；

所述控制器根据当前运动的速度、对所述障碍物的最大允许碰撞速度和用于减速的加速度，计算当前的紧急程度阈值；所述控制器根据当前的紧急程度阈值，控制采取相应避障行为。

6.如权利要求5所述的机械臂式机器人，其特征在于，所述控制器计算对所述障碍物的最大允许碰撞速度包括：

所述控制器根据以下公式计算对所述障碍物的最大允许碰撞速度：

其中，v_rel为对障碍物的最大允许碰撞速度，F为对障碍物的最大碰撞允许力，k为弹性系数，

m_H为障碍物的碰撞部位的有效质量，m_L为机械臂的负载质量，M为机械臂的质量。

7.如权利要求5或6中任一项所述的机械臂式机器人，其特征在于，所述控制器根据当前运动的速度、对所述障碍物的最大允许碰撞速度和用于减速的加速度，计算当前的紧急程度阈值包括：

所述控制器根据以下公式计算所述当前的紧急程度阈值：

其中，v为当前运动的速度，v_rel为对障碍物的最大允许碰撞速度，a为用于减速的加速度，S_threshold为机器人当前的紧急程度阈值。

8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括程序，所述程序能够被处理器执行以实现如权利要求1-4中任一项所述的方法。

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