CN113799105A - 一种复合机器人的防倾覆系统 - Google Patents

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CN113799105A CN202111363253.1A CN202111363253A CN113799105A CN 113799105 A CN113799105 A CN 113799105A CN 202111363253 A CN202111363253 A CN 202111363253A CN 113799105 A CN113799105 A CN 113799105A
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Abstract

本申请属于机器人控制技术领域，公开了一种复合机器人的防倾覆系统，包括上位机和复合机器人，复合机器人包括AGV车和多轴机械臂；还包括应变仪；多轴机械臂的基座的同一高度的正左侧、正右侧、正前侧和正后侧各设置有一个应变片，应变片竖直设置；应变仪用于测量各应变片的应变值，并上传至上位机；上位机用于获取所述复合机器人左侧、右侧、前侧和后侧的应变安全阈值，根据各应变片的应变值计算复合机器人左侧、右侧、前侧和后侧的等效应变值，对比等效应变值和应变安全阈值以判断复合机器人是否即将倾覆，在判断复合机器人即将倾覆时发送停止信号至复合机器人，使复合机器人停止运动；该复合机器人的防倾覆系统可避免复合机器人倾覆。

Description

一种复合机器人的防倾覆系统
技术领域
本申请涉及机器人控制技术领域，具体而言，涉及一种复合机器人的防倾覆系统。
背景技术
现有的一些复合机器人由AGV(Automated Guided Vehicle)车和设置在该AGV车顶部的多轴机械臂组成；这种复合机器人在水果采摘、物料抓取与运输、机加工、3C电子等工业领域中有着广泛的应用。
这种复合机器人在工作时，可能由于机械臂伸出AGV车的距离过大或抓取的物体过重而导致倾覆，从而损坏机器人，甚至可能引起人员伤亡和其它经济损失。因此，需要寻求一种复合机器人的防倾覆系统，以避免复合机器人倾覆。
发明内容
本申请的目的在于提供一种复合机器人的防倾覆系统，可避免复合机器人倾覆。
本申请提供了一种复合机器人的防倾覆系统，包括上位机和复合机器人，所述复合机器人包括AGV车和多轴机械臂；还包括应变仪；所述多轴机械臂的基座的同一高度的正左侧、正右侧、正前侧和正后侧各设置有一个应变片，所述应变片竖直设置；
所述应变仪用于测量各所述应变片的应变值，并上传至所述上位机；
所述上位机用于获取所述复合机器人左侧、右侧、前侧和后侧的应变安全阈值，根据各所述应变片的应变值计算所述复合机器人左侧、右侧、前侧和后侧的等效应变值，对比所述等效应变值和所述应变安全阈值以判断所述复合机器人是否即将倾覆，在判断所述复合机器人即将倾覆时发送停止信号至所述复合机器人，使所述复合机器人停止运动。
该复合机器人的防倾覆系统，在复合机器人工作时，实时测量在多轴机械臂的基座上的四个应变片的应变值，进而用该四个应变片的应变值计算四个方向的等效应变值，通过对比四个方向的等效应变值与相应方向的应变安全阈值即可知道复合机器人是否即将倾覆，从而在复合机器人即将倾覆时及时使复合机器人停止运动，可有效避免复合机器人倾覆。
优选地，所述复合机器人左侧、右侧、前侧和后侧的应变安全阈值由所述上位机通过以下方式预先测得：
依次以所述基座的正左侧、正右侧、正前侧和正后侧为第一侧，并执行步骤：
S1.发送第一指令至所述复合机器人，使所述复合机器人把多轴机械臂的末端工具中心移动至所述基座的第一侧；
S2.获取所述多轴机械臂的末端工具加载重物后的第一应变片和第二应变片的应变值；所述第一应变片是朝向所述第一侧的所述应变片，所述第二应变片是背向所述第一侧的所述应变片；
S3.根据所述第一应变片和所述第二应变片的应变值计算第一等效应变值，计算公式为：
Figure 468182DEST_PATH_IMAGE001
；
其中，
Figure 588585DEST_PATH_IMAGE002
为所述第一等效应变值，
Figure 899480DEST_PATH_IMAGE003
为所述第一应变片的应变值，
Figure 966793DEST_PATH_IMAGE004
为所述第二应变片的应变值；
S4.根据所述第一等效应变值计算所述第一侧对应的第一刚度系数；所述第一刚度系数为所述第一等效应变值与加载力矩之间的比例系数，所述加载力矩为所述重物的重力产生的相对所述基座中心的力矩；
S5.根据以下公式计算对应所述第一侧的临界等效应变值：
Figure 453269DEST_PATH_IMAGE005
；
其中，
Figure 216345DEST_PATH_IMAGE006
为所述临界等效应变值，
Figure 155482DEST_PATH_IMAGE007
为所述第一刚度系数，
Figure 151120DEST_PATH_IMAGE008
为临界倾覆力矩，
Figure 492102DEST_PATH_IMAGE009
为所述复合机器人的质量，
Figure 157570DEST_PATH_IMAGE010
为重力加速度，
Figure 584003DEST_PATH_IMAGE011
是所述复合机器人的重心与所述复合机器人底部朝向所述第一侧的支持点的水平距离；
S6.根据以下公式计算所述第一侧的容许应变值：
Figure 852174DEST_PATH_IMAGE012
；
其中，
Figure 47663DEST_PATH_IMAGE013
为所述第一侧的容许应变值，n为预设的安全系数且n>1；
分别以所述基座的正左侧、正右侧、正前侧和正后侧的所述容许应变值作为所述复合机器人的左侧、右侧、前侧和后侧的应变安全阈值，并存储在本地数据库中。
进一步地，所述上位机用于在获取所述复合机器人左侧、右侧、前侧和后侧的应变安全阈值时，执行：
从本地数据库中提取所述复合机器人左侧、右侧、前侧和后侧的应变安全阈值。
在一些实施方式中，所述上位机用于在执行步骤S2时，获取所述多轴机械臂的末端工具加载一次重物后的第一应变片和第二应变片的应变值，得到一组所述应变值；
所述上位机还用于在执行步骤S3时，根据一组所述应变值计算得到一个所述第一等效应变值；
所述上位机还用于在执行步骤S4时，根据以下公式计算所述第一刚度系数：
Figure 415190DEST_PATH_IMAGE014
；
Figure 328919DEST_PATH_IMAGE015
；
其中，
Figure 400781DEST_PATH_IMAGE007
为所述第一刚度系数，
Figure 713426DEST_PATH_IMAGE002
为所述第一等效应变值，
Figure 720696DEST_PATH_IMAGE016
为所述加载力矩，
Figure 387301DEST_PATH_IMAGE017
为所述重物的质量，
Figure 138219DEST_PATH_IMAGE010
为重力加速度，
Figure 167355DEST_PATH_IMAGE018
为所述重物的重心与所述基座的中心之间的水平距离。
在另一些实施方式中，所述上位机用于在执行步骤S2时，获取所述多轴机械臂的末端工具加载不同重物后的第一应变片和第二应变片的应变值，得到多组所述应变值；
所述上位机还用于在执行步骤S3时，根据多组所述应变值计算得到多个所述第一等效应变值；
所述上位机还用于在执行步骤S4时，根据多个所述第一等效应变值和对应的加载力矩，采用最小二乘法拟合得到所述第一刚度系数。
通过获取多组应变值，并通过拟合得到第一刚度系数，与采用一组应变值直接计算得到第一刚度系数的方式相比，计算结果更加准确。
优选地，所述AGV车的底部设置有四个成矩阵分布的轮子，四个所述轮子均分为两组，两组所述轮子左右对称设置，同一组的两个所述轮子沿前后方向间隔排布；
所述复合机器人的重心与所述复合机器人底部朝向所述第一侧的支持点的水平距离是指：所述复合机器人的重心到所述第一侧的两个所述轮子与地面接触点的连线所在的竖直平面的距离。
优选地，所述预设的安全系数n为1.4-1.6。
采用该范围的安全系数，可保证应变安全阈值与复合机器人倾覆时的临界等效应变值之间具有足够的安全余量，保证当上位机发现复合机器人即将倾覆时，可在复合机器人倾覆前及时使复合机器人停止运动；而且不会因为安全余量过大而导致复合机器人的多轴机械臂可移动范围过小。
优选地，所述上位机用于在根据各所述应变片的应变值计算所述复合机器人左侧、右侧、前侧和后侧的等效应变值的时候，执行：
根据以下公式计算所述复合机器人左侧、右侧、前侧和后侧的等效应变值：
Figure 611106DEST_PATH_IMAGE019
其中，
Figure 92903DEST_PATH_IMAGE020
、
Figure 913091DEST_PATH_IMAGE021
、
Figure 937679DEST_PATH_IMAGE022
、
Figure 286752DEST_PATH_IMAGE023
分别为所述复合机器人左侧、右侧、前侧和后侧的等效应变值，
Figure 255845DEST_PATH_IMAGE024
、
Figure 363214DEST_PATH_IMAGE025
、
Figure 366942DEST_PATH_IMAGE026
、
Figure 152496DEST_PATH_IMAGE027
分别为所述基座的正左侧、正右侧、正前侧和正后侧的所述应变片的应变值。
优选地，所述上位机用于在对比所述等效应变值和所述应变安全阈值以判断所述复合机器人是否即将倾覆的时候，执行：
计算所述复合机器人左侧的等效应变值与左侧的应变安全阈值的差值、所述复合机器人右侧的等效应变值与右侧的应变安全阈值的差值、所述复合机器人前侧的等效应变值与前侧的应变安全阈值的差值以及所述复合机器人后侧的等效应变值与后侧的应变安全阈值的差值；
若有至少一个所述差值大于或等于零，则判定所述复合机器人即将倾覆。
优选地，所述上位机还用于在判断所述复合机器人即将倾覆时发出报警信号。
有益效果：
本申请提供的复合机器人的防倾覆系统，在复合机器人工作时，实时测量在多轴机械臂的基座上的四个应变片的应变值，进而用该四个应变片的应变值计算四个方向的等效应变值，通过对比四个方向的等效应变值与相应方向的应变安全阈值即可知道复合机器人是否即将倾覆，从而在复合机器人即将倾覆时及时使复合机器人停止运动，可有效避免复合机器人倾覆。
本申请的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请了解。
附图说明
图1为本申请实施例提供的防倾覆系统的结构示意图。
图2为本申请实施例提供的防倾覆系统中的复合机器人的立体图。
图3为本申请实施例提供的防倾覆系统中的应变片的设置位置的示意图。
图4为本申请实施例提供的防倾覆系统中的复合机器人的侧视图。
标号说明：1、上位机；2、复合机器人；201、AGV车；202、多轴机械臂；203、基座；204、轮子；3、应变仪；4、应变片。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
请参照图1-3，本申请实施例提供了一种复合机器人的防倾覆系统，包括上位机1和复合机器人2，复合机器人2包括AGV车201和多轴机械臂202（如六轴机械臂，但不限于此）；还包括应变仪3；多轴机械臂202的基座203的同一高度的正左侧、正右侧、正前侧和正后侧各设置有一个应变片4，该应变片4竖直设置（从而可检测竖直方向的应变值）；
应变仪3用于测量各应变片4的应变值（竖直方向的应变值），并上传至上位机1；
上位机1用于获取复合机器人2左侧、右侧、前侧和后侧的应变安全阈值，根据各应变片4的应变值计算复合机器人2左侧、右侧、前侧和后侧的等效应变值，对比等效应变值和应变安全阈值以判断复合机器人2是否即将倾覆，在判断复合机器人2即将倾覆时发送停止信号至复合机器人2，使复合机器人2停止运动。
该复合机器人的防倾覆系统，在复合机器人2工作时，实时测量在多轴机械臂202的基座203上的四个应变片4的应变值，进而用该四个应变片4的应变值计算四个方向的等效应变值，通过对比四个方向的等效应变值与相应方向的应变安全阈值即可知道复合机器人2是否即将倾覆，从而在复合机器人2即将倾覆时及时使复合机器人2停止运动，可有效避免复合机器人2倾覆。
在实际应用中，一般的复合机器人在使用时是会与上位机通信的，由上位机对复合机器人进行监控，因此，复合机器人和上位机是现成的，对于这种复合机器人，当要组建本申请的复合机器人的防倾覆系统时，只需要在复合机器人上增设应变片4和应变仪3即可，对复合机器人的结构改动小，实施成本低。具体地，应变片4粘贴在基座203的侧面上。
在一些实施方式中，可把应变仪3接入复合机器人2的控制系统，并由复合机器人2的控制系统把应变仪3测得的各应变片4的应变值上传至上位机1。从而在增设应变仪3时需要增设应变仪3与复合机器人2的控制系统的连接线路，对复合机器人2的结构改动较小。
在另一些实施方式中，可把应变仪3直接固定在复合机器人2表面（例如AGV车201顶部），且该应变仪3设置有用于与上位机1通信连接的通信模块，应变仪3通过该通信模块把测得的各应变片4的应变值上传至上位机1。只需要在复合机器人2外部铺设连接应变仪3和应变片4的线路，无需对复合机器人2本身的结构进行改动，实施成本更低；且由于基座203在复合机器人2上的位置是固定的，在铺设线路时无需考虑多轴机械臂202的运动对线路的影响，线路铺设难度低，方案实施更简单。
优选地，复合机器人2左侧、右侧、前侧和后侧的应变安全阈值由上位机1通过以下方式预先测得：
依次以基座203的正左侧、正右侧、正前侧和正后侧为第一侧，并执行步骤：
S1.发送第一指令至复合机器人2，使复合机器人2把多轴机械臂202的末端工具中心移动至基座203的第一侧；
S2.获取多轴机械臂202的末端工具加载重物后的第一应变片和第二应变片的应变值；第一应变片是朝向第一侧的应变片4，第二应变片是背向第一侧的应变片4（例如，当第一侧为正左侧时，第一应变片为设置在基座203正左侧的应变片4，第二应变片为设置在基座203正右侧的应变片4）；
S3.根据第一应变片和第二应变片的应变值计算第一等效应变值，计算公式为：
Figure 484251DEST_PATH_IMAGE001
；
其中，
Figure 505297DEST_PATH_IMAGE002
为第一等效应变值，
Figure 238898DEST_PATH_IMAGE003
为第一应变片的应变值，
Figure 929773DEST_PATH_IMAGE004
为第二应变片的应变值；
S4.根据第一等效应变值计算第一侧对应的第一刚度系数；第一刚度系数为第一等效应变值与加载力矩之间的比例系数，加载力矩为该重物的重力产生的相对基座203中心的力矩；
S5.根据以下公式计算对应第一侧的临界等效应变值：
Figure 873458DEST_PATH_IMAGE005
；
其中，
Figure 573561DEST_PATH_IMAGE006
为临界等效应变值，
Figure 286302DEST_PATH_IMAGE007
为第一刚度系数，
Figure 148079DEST_PATH_IMAGE008
为临界倾覆力矩，
Figure 454426DEST_PATH_IMAGE009
为复合机器人2的质量（可预先测得），
Figure 817275DEST_PATH_IMAGE010
为重力加速度，
Figure 788117DEST_PATH_IMAGE011
是复合机器人2的重心与复合机器人2底部朝向第一侧的支持点的水平距离（可预先测得）；
S6.根据以下公式计算第一侧的容许应变值：
Figure 555216DEST_PATH_IMAGE012
；
其中，
Figure 473493DEST_PATH_IMAGE013
为第一侧的容许应变值，n为预设的安全系数且n>1；
分别以基座203的正左侧、正右侧、正前侧和正后侧的容许应变值作为复合机器人2的左侧、右侧、前侧和后侧的应变安全阈值，并存储在本地数据库中。
进而，上位机1用于在获取复合机器人2左侧、右侧、前侧和后侧的应变安全阈值时，执行：
从本地数据库中提取复合机器人2左侧、右侧、前侧和后侧的应变安全阈值。
其中，可把复合机器人2的左侧、右侧、前侧和后侧的应变安全阈值以配置文件的形式存储在本地数据库中，从而上位机1可从本地数据库中调用该配置文件，并从该配置文件中读取应变安全阈值。
其中，在执行步骤S1时，末端工具中心移动至基座203的第一侧后，末端工具中心优选与基座203的中心等高，从而当后续计算重物的重力相对基座203中点产生的加载力矩时，末端工具中心与基座203的中心之间的距离即为第一力臂长度。由于多轴机械臂202的基坐标系原点是设置在基座203的中心处的，而末端工具中心在基坐标系下的位置数据可直接从多轴机械臂202 的控制器中直接读取得到，因此，根据该位置数据计算其与基坐标系原点的距离即可得到第一力臂长度，方便快捷。
其中，在执行步骤S1时，优选使末端工具竖直朝下，从而有利于使加载的重物的重力线穿过末端工具的中心，使计算得到的第一力臂长度更准确；实际上，加载力矩的实际第一力臂长度为基座203中点到该重力线的距离，若末端工具的朝向不是竖直朝下或竖直朝上，则重物的重力线与末端工具的中心之间有一定的偏差，从而使计算得到的第一力臂长度与实际的第一力臂长度之间存在偏差。当末端工具竖直朝上时，加载的重物容易与多轴机械臂202产生干涉，因此对加载的重物的形状尺寸限制较大，当末端工具竖直朝下时，加载的重物不容易与多轴机械臂202产生干涉，因此对加载的重物的形状尺寸限制较小。
在一些实施例中，复合机器人2还用于在多轴机械臂202的末端工具中心移动到位后向上位机1发送表示移动到位的第一提示信号；从而，上位机1用于在执行步骤S2时，根据接收到的第一提示信号，发出通知信号，以通知操作人员在多轴机械臂202的末端工具上加载重物。
在一些实施方式中，上位机1用于在执行步骤S2时，获取多轴机械臂202的末端工具加载一次重物后的第一应变片和第二应变片的应变值，得到一组应变值；
上位机1还用于在执行步骤S3时，根据一组应变值计算得到一个第一等效应变值；
上位机1还用于在执行步骤S4时，根据以下公式计算第一刚度系数：
Figure 515399DEST_PATH_IMAGE014
；
Figure 937153DEST_PATH_IMAGE015
；
其中，
Figure 140732DEST_PATH_IMAGE007
为第一刚度系数，
Figure 421672DEST_PATH_IMAGE002
为第一等效应变值，
Figure 126323DEST_PATH_IMAGE016
为加载力矩，
Figure 809108DEST_PATH_IMAGE017
为重物的质量，
Figure 308222DEST_PATH_IMAGE010
为重力加速度，
Figure 76458DEST_PATH_IMAGE018
为重物的重心与基座203的中心之间的水平距离（即前文所述的第一力臂长度）。由于对于每个方向（左侧、右侧、前侧或后侧）均只需要加载一次重物，测定复合机器人2左侧、右侧、前侧和后侧的应变安全阈值的工作效率较高。
在另一些实施方式中，上位机1用于在执行步骤S2时，获取多轴机械臂202的末端工具加载不同重物后的第一应变片和第二应变片的应变值，得到多组应变值；
上位机1还用于在执行步骤S3时，根据多组应变值计算得到多个第一等效应变值；
上位机1还用于在执行步骤S4时，根据多个第一等效应变值和对应的加载力矩，采用最小二乘法拟合得到第一刚度系数。
其中，对于每一个第一等效应变值，其对应的加载力矩根据前述的公式
Figure 194587DEST_PATH_IMAGE015
计算得到。通过最小二乘法拟合第一等效应变值与加载力矩之间的关系式
Figure 590933DEST_PATH_IMAGE028
，从而得到第一刚度系数k。通过获取多组应变值，并通过拟合得到第一刚度系数，与采用一组应变值直接计算得到第一刚度系数的方式相比，可降低测定过程中的偶然误差对计算结果的影响，使计算结果更加准确。一般地，对于每一个方向（左侧、右侧、前侧或后侧），加载重物的次数可根据实际需要设置，一般至少加载3次（从而得到至少3组应变值），且每次加载的重物的重量不相同且保持多轴机械臂202的末端工具的位置不变。
在本实施例中，见图2和图4，AGV车201的底部设置有四个成矩阵分布的轮子204，四个轮子204均分为两组，两组轮子204左右对称设置，同一组的两个轮子204沿前后方向间隔排布；
复合机器人2的重心与复合机器人2底部朝向第一侧的支持点的水平距离是指：复合机器人2的重心（图4中的O点）到第一侧的两个轮子204与地面接触点的连线所在的竖直平面的距离。例如图4中，此时的第一侧是基座203的正前侧，
Figure 404824DEST_PATH_IMAGE011
等于O点到前侧的两个轮子204与地面接触点的连线所在的竖直平面的距离。
优选地，预设的安全系数n为1.4-1.6。采用该范围的安全系数，可保证应变安全阈值与复合机器人2倾覆时的临界等效应变值之间具有足够的安全余量，保证当上位机1发现复合机器人2即将倾覆时，可在复合机器人2倾覆前及时使复合机器人2停止运动；而且不会因为安全余量过大而导致复合机器人2的的多轴机械臂202可移动范围过小。优选地，n为1.5。
进一步地，上位机1用于在根据各应变片4的应变值计算复合机器人2左侧、右侧、前侧和后侧的等效应变值的时候，执行：
根据以下公式计算复合机器人2左侧、右侧、前侧和后侧的等效应变值：
Figure 457094DEST_PATH_IMAGE029
其中，
Figure 378913DEST_PATH_IMAGE020
、
Figure 36291DEST_PATH_IMAGE021
、
Figure 877208DEST_PATH_IMAGE022
、
Figure 354457DEST_PATH_IMAGE023
分别为复合机器人2左侧、右侧、前侧和后侧的等效应变值，
Figure 79967DEST_PATH_IMAGE024
、
Figure 716485DEST_PATH_IMAGE025
、
Figure 603670DEST_PATH_IMAGE026
、
Figure 568214DEST_PATH_IMAGE027
分别为基座203的正左侧、正右侧、正前侧和正后侧的应变片4的应变值。
优选地，上位机1用于在对比等效应变值和应变安全阈值以判断复合机器人2是否即将倾覆的时候，执行：
计算复合机器人2左侧的等效应变值与左侧的应变安全阈值的差值、复合机器人2右侧的等效应变值与右侧的应变安全阈值的差值、复合机器人2前侧的等效应变值与前侧的应变安全阈值的差值以及复合机器人2后侧的等效应变值与后侧的应变安全阈值的差值；
若有至少一个差值大于或等于零，则判定复合机器人2即将倾覆。
具体地，若复合机器人2左侧的等效应变值与左侧的应变安全阈值的差值大于或等于零，则表示复合机器人2即将朝左侧倾覆；若复合机器人2右侧的等效应变值与右侧的应变安全阈值的差值大于或等于零，则表示复合机器人2即将朝右侧倾覆；若复合机器人2前侧的等效应变值与前侧的应变安全阈值的差值大于或等于零，则表示复合机器人2即将朝前侧倾覆；若复合机器人2后侧的等效应变值与后侧的应变安全阈值的差值大于或等于零，则表示复合机器人2即将朝后侧倾覆。上位机1发送至复合机器人2的停止信号可包含即将倾覆的方向信息，从而复合机器人2在停止运动前，可先根据该即将倾覆的方向信息，使多轴机械臂202的末端工具朝相反方向（与即将倾覆的方向相反的方向）移动预设距离；从而更可靠地避免复合机器人2倾覆。
在一些优选实施方式中，上位机1还用于在判断复合机器人2即将倾覆时发出报警信号，以通知工作人员及时采取应对措施。
在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种复合机器人的防倾覆系统，包括上位机（1）和复合机器人（2），所述复合机器人（2）包括AGV车（201）和多轴机械臂（202）；其特征在于，还包括应变仪（3）；所述多轴机械臂（202）的基座（203）的同一高度的正左侧、正右侧、正前侧和正后侧各设置有一个应变片（4），所述应变片（4）竖直设置；
所述应变仪（3）用于测量各所述应变片（4）的应变值，并上传至所述上位机（1）；
所述上位机（1）用于获取所述复合机器人（2）左侧、右侧、前侧和后侧的应变安全阈值，根据各所述应变片（4）的应变值计算所述复合机器人（2）左侧、右侧、前侧和后侧的等效应变值，对比所述等效应变值和所述应变安全阈值以判断所述复合机器人（2）是否即将倾覆，在判断所述复合机器人（2）即将倾覆时发送停止信号至所述复合机器人（2），使所述复合机器人（2）停止运动。
2.根据权利要求1所述的复合机器人的防倾覆系统，其特征在于，所述复合机器人（2）左侧、右侧、前侧和后侧的应变安全阈值由所述上位机（1）通过以下方式预先测得：
依次以所述基座（203）的正左侧、正右侧、正前侧和正后侧为第一侧，并执行步骤：
S1.发送第一指令至所述复合机器人（2），使所述复合机器人（2）把多轴机械臂（202）的末端工具中心移动至所述基座（203）的第一侧；
S2.获取所述多轴机械臂（202）的末端工具加载重物后的第一应变片和第二应变片的应变值；所述第一应变片是朝向所述第一侧的所述应变片（4），所述第二应变片是背向所述第一侧的所述应变片（4）；
S3.根据所述第一应变片和所述第二应变片的应变值计算第一等效应变值，计算公式为：
Figure 819645DEST_PATH_IMAGE001
；
其中，
Figure 186035DEST_PATH_IMAGE002
为所述第一等效应变值，
Figure 509700DEST_PATH_IMAGE003
为所述第一应变片的应变值，
Figure 227121DEST_PATH_IMAGE004
为所述第二应变片的应变值；
S4.根据所述第一等效应变值计算所述第一侧对应的第一刚度系数；所述第一刚度系数为所述第一等效应变值与加载力矩之间的比例系数，所述加载力矩为所述重物的重力产生的相对所述基座（203）中心的力矩；
S5.根据以下公式计算对应所述第一侧的临界等效应变值：
Figure 153488DEST_PATH_IMAGE005
；
其中，
Figure 389034DEST_PATH_IMAGE006
为所述临界等效应变值，
Figure 8234DEST_PATH_IMAGE007
为所述第一刚度系数，
Figure 947371DEST_PATH_IMAGE008
为临界倾覆力矩，
Figure 818375DEST_PATH_IMAGE009
为所述复合机器人（2）的质量，
Figure 752833DEST_PATH_IMAGE010
为重力加速度，
Figure 683880DEST_PATH_IMAGE011
是所述复合机器人（2）的重心与所述复合机器人（2）底部朝向所述第一侧的支持点的水平距离；
S6.根据以下公式计算所述第一侧的容许应变值：
Figure 110313DEST_PATH_IMAGE012
；
其中，
Figure 378484DEST_PATH_IMAGE013
为所述第一侧的容许应变值，n为预设的安全系数且n>1；
分别以所述基座（203）的正左侧、正右侧、正前侧和正后侧的所述容许应变值作为所述复合机器人（2）的左侧、右侧、前侧和后侧的应变安全阈值，并存储在本地数据库中。
3.根据权利要求2所述的复合机器人的防倾覆系统，其特征在于，所述上位机（1）用于在获取所述复合机器人（2）左侧、右侧、前侧和后侧的应变安全阈值时，执行：
从本地数据库中提取所述复合机器人（2）左侧、右侧、前侧和后侧的应变安全阈值。
4.根据权利要求2所述的复合机器人的防倾覆系统，其特征在于，所述上位机（1）用于在执行步骤S2时，获取所述多轴机械臂（202）的末端工具加载一次重物后的第一应变片和第二应变片的应变值，得到一组所述应变值；
所述上位机（1）还用于在执行步骤S3时，根据一组所述应变值计算得到一个所述第一等效应变值；
所述上位机（1）还用于在执行步骤S4时，根据以下公式计算所述第一刚度系数：
Figure 573973DEST_PATH_IMAGE014
；
Figure 410342DEST_PATH_IMAGE015
；
其中，
Figure 183126DEST_PATH_IMAGE007
为所述第一刚度系数，
Figure 130353DEST_PATH_IMAGE002
为所述第一等效应变值，
Figure 442998DEST_PATH_IMAGE016
为所述加载力矩，
Figure 574902DEST_PATH_IMAGE017
为所述重物的质量，
Figure 710348DEST_PATH_IMAGE010
为重力加速度，
Figure 461267DEST_PATH_IMAGE018
为所述重物的重心与所述基座（203）的中心之间的水平距离。
5.根据权利要求2所述的复合机器人的防倾覆系统，其特征在于，所述上位机（1）用于在执行步骤S2时，获取所述多轴机械臂（202）的末端工具加载不同重物后的第一应变片和第二应变片的应变值，得到多组所述应变值；
所述上位机（1）还用于在执行步骤S3时，根据多组所述应变值计算得到多个所述第一等效应变值；
所述上位机（1）还用于在执行步骤S4时，根据多个所述第一等效应变值和对应的加载力矩，采用最小二乘法拟合得到所述第一刚度系数。
6.根据权利要求2所述的复合机器人的防倾覆系统，其特征在于，所述AGV车（201）的底部设置有四个成矩阵分布的轮子（204），四个所述轮子（204）均分为两组，两组所述轮子（204）左右对称设置，同一组的两个所述轮子（204）沿前后方向间隔排布；
所述复合机器人（2）的重心与所述复合机器人（2）底部朝向所述第一侧的支持点的水平距离是指：所述复合机器人（2）的重心到所述第一侧的两个所述轮子（204）与地面接触点的连线所在的竖直平面的距离。
7.根据权利要求2所述的复合机器人的防倾覆系统，其特征在于，所述预设的安全系数n为1.4-1.6。
8.根据权利要求2所述的复合机器人的防倾覆系统，其特征在于，所述上位机（1）用于在根据各所述应变片（4）的应变值计算所述复合机器人（2）左侧、右侧、前侧和后侧的等效应变值的时候，执行：
根据以下公式计算所述复合机器人（2）左侧、右侧、前侧和后侧的等效应变值：
Figure 490403DEST_PATH_IMAGE019
其中，
Figure 668574DEST_PATH_IMAGE020
、
Figure 415950DEST_PATH_IMAGE021
、
Figure 970560DEST_PATH_IMAGE022
、
Figure 729568DEST_PATH_IMAGE023
分别为所述复合机器人（2）左侧、右侧、前侧和后侧的等效应变值，
Figure 468854DEST_PATH_IMAGE024
、
Figure 578893DEST_PATH_IMAGE025
、
Figure 671613DEST_PATH_IMAGE026
、
Figure 675342DEST_PATH_IMAGE027
分别为所述基座（203）的正左侧、正右侧、正前侧和正后侧的所述应变片（4）的应变值。
9.根据权利要求1所述的复合机器人的防倾覆系统，其特征在于，所述上位机（1）用于在对比所述等效应变值和所述应变安全阈值以判断所述复合机器人（2）是否即将倾覆的时候，执行：
计算所述复合机器人（2）左侧的等效应变值与左侧的应变安全阈值的差值、所述复合机器人（2）右侧的等效应变值与右侧的应变安全阈值的差值、所述复合机器人（2）前侧的等效应变值与前侧的应变安全阈值的差值以及所述复合机器人（2）后侧的等效应变值与后侧的应变安全阈值的差值；
若有至少一个所述差值大于或等于零，则判定所述复合机器人（2）即将倾覆。
10.根据权利要求1所述的复合机器人的防倾覆系统，其特征在于，所述上位机（1）还用于在判断所述复合机器人（2）即将倾覆时发出报警信号。
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