CN115389240A - 机器人关节检测方法、装置、计算机设备及可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种机器人关节检测方法、装置、计算机设备及可读存储介质，该方法包括：在机器人运行过程中，实时获取所述机器人的各关节的转动角度以及在所述转动角度下的运行参数；根据各关节在所述转动角度下的运行参数以及预先建立的各关节的参考曲线，确定各关节是否出现运行异常，其中，所述参考曲线用于表征所述关节在运行正常时的运行参数随转动角度的变化信息；若所述机器人的任一关节出现运行异常，则控制所述机器人执行异常应对操作。本申请可以在不依赖于碰撞检测相关的传感器的前提下准确实现碰撞检测以及关节电机齿轮损坏检测等。解决了现有技术在碰撞检测时的结构复杂、成本高、具有局限性的问题。

Description

机器人关节检测方法、装置、计算机设备及可读存储介质

技术领域

本申请涉及机器人技术领域，具体而言，涉及一种机器人关节检测方法、装置、计算机设备及可读存储介质。

背景技术

机器人在工业制造、物流、家庭应用等领域的应用越来越广泛，在各领域中发挥着重要的作用。机器人在运行过程中除了要准确执行预期的动作外，还需要进行有效的碰撞检测，以保证安全性以及用于决策辅助等。

现有技术中，机器人的碰撞检测主要通过添加外部传感器来实现。例如，在机器人的手抓末端增加腕力传感器来检测手抓末端的碰撞力，又例如，在机器人全身覆盖感知皮肤检测各部位的碰撞。

但是，现有技术的方法会导致机器人的结构复杂、硬件成本过高，同时，检测范围具有局限性。

发明内容

本申请的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种机器人关节检测方法、装置、计算机设备及可读存储介质，以解决现有技术中机器人的结构复杂、硬件成本高、检测范围具有局限性的问题。

为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本申请实施例提供了一种机器人关节检测方法，该方法包括：

在机器人运行过程中，实时获取所述机器人的各关节的转动角度以及在所述转动角度下的运行参数；

根据各关节在所述转动角度下的运行参数以及预先建立的各关节的参考曲线，确定各关节是否出现运行异常，其中，所述参考曲线用于表征所述关节在运行正常时的运行参数随转动角度的变化信息；

若所述机器人的任一关节出现运行异常，则控制所述机器人执行异常应对操作。

作为一种可能的实现方式，所述运行参数包括：角速度以及角加速度；

所述根据各关节在所述转动角度下的运行参数以及预先建立的各关节的参考曲线，确定各关节是否出现运行异常，包括：

针对所述机器人的各关节，分别执行如下步骤：

根据所述关节在所述转动角度下的角速度以及所述关节的第一参考曲线，确定角速度差异信息，所述第一参考曲线用于表征所述关节在运行正常时的角速度随转动角度的变化信息；

根据所述关节在所述转动角度下的角加速度以及所述关节的第二参考曲线，确定角加速度差异信息，所述第二参考曲线用于表征所述关节在运行正常时的角加速度随转动角度的变化信息；

根据所述角速度差异信息以及所述角加速度差异信息，确定所述关节是否出现运行异常。

作为一种可能的实现方式，所述根据所述关节在所述转动角度下的角速度以及所述关节的第一参考曲线，确定角速度差异信息，包括：

从所述第一参考曲线中读取所述转动角度对应的参考角速度；

对所述关节在所述转动角度下的角速度与所述参考角速度进行比对，得到所述角速度差异信息；

所述根据所述关节在所述转动角度下的角加速度以及所述关节的第二参考曲线，确定角加速度差异信息，包括：

从所述第二参考曲线中读取所述转动角度对应的参考角加速度；

对所述关节在所述转动角度下的角加速度与所述参考角加速度进行比对，得到所述角加速度差异信息；

作为一种可能的实现方式，所述根据所述角速度差异信息以及所述角加速度差异信息，确定所述关节是否出现运行异常，包括：

若所述角速度差异信息指示所述转动角度下的角速度与所述参考角速度的差异值大于或等于第一预设阈值，并且，所述角加速度差异信息指示所述转动角度下的角加速度与所述参考角加速度的差异值大于或等于第二预设阈值，则确定所述关节出现运行异常。

作为一种可能的实现方式，所述根据所述角速度差异信息以及所述角加速度差异信息，确定所述关节是否出现运行异常，包括：

若所述角速度差异信息指示所述转动角度下的角速度与所述参考角速度的差异值小于所述第一预设阈值，或者，所述角加速度差异信息指示所述转动角度下的角加速度与所述参考角加速度的差异值小于所述第二预设阈值，则根据所述转动角度之后的至少一个转动角度下的运行参数以及所述关节的参考曲线，确定所述关节是否出现运行异常。

作为一种可能的实现方式，所述方法还包括：

针对所述机器人的各关节，分别执行如下步骤：

若在所述关节的一个转动周期的各转动角度下均未确定所述关节出现运行异常，则根据所述关节在各转动角度下的运行参数修正所述关节的参考曲线。

作为一种可能的实现方式，所述根据各关节在所述转动角度下的运行参数以及预先建立的各关节的参考曲线，确定各关节是否出现运行异常，包括：

获取各关节的磨损信息，所述磨损信息用于指示所述关节的磨损程度；

根据各关节在所述转动角度下的运行参数以及各关节在所述磨损信息所指示的磨损程度下的参考曲线，确定各关节是否出现运行异常，其中，各关节的参考曲线包括各关节在不同磨损程度下的参考曲线。

第二方面，本申请实施例提供一种机器人关节检测装置，包括：

获取模块，用于在机器人运行过程中，实时获取所述机器人的各关节的转动角度以及在所述转动角度下的运行参数；

确定模块，用于根据各关节在所述转动角度下的运行参数以及预先建立的各关节的参考曲线，确定各关节是否出现运行异常，其中，所述参考曲线用于表征所述关节在运行正常时的运行参数随转动角度的变化信息；

控制模块，用于在所述机器人的任一关节出现运行异常时，控制所述机器人执行异常应对操作。

作为一种可能的实现方式，所述运行参数包括：角速度以及角加速度；

所述确定模块具体用于：

针对所述机器人的各关节，分别执行如下步骤：

根据所述关节在所述转动角度下的角速度以及所述关节的第一参考曲线，确定角速度差异信息，所述第一参考曲线用于表征所述关节在运行正常时的角速度随转动角度的变化信息；

根据所述关节在所述转动角度下的角加速度以及所述关节的第二参考曲线，确定角加速度差异信息，所述第二参考曲线用于表征所述关节在运行正常时的角加速度随转动角度的变化信息；

根据所述角速度差异信息以及所述角加速度差异信息，确定所述关节是否出现运行异常。

作为一种可能的实现方式，所述确定模块具体用于：

从所述第一参考曲线中读取所述转动角度对应的参考角速度；

对所述关节在所述转动角度下的角速度与所述参考角速度进行比对，得到所述角速度差异信息；

以及，从所述第二参考曲线中读取所述转动角度对应的参考角加速度；

对所述关节在所述转动角度下的角加速度与所述参考角加速度进行比对，得到所述角加速度差异信息；

作为一种可能的实现方式，所述确定模块具体用于：

若所述角速度差异信息指示所述转动角度下的角速度与所述参考角速度的差异值大于或等于第一预设阈值，并且，所述角加速度差异信息指示所述转动角度下的角加速度与所述参考角加速度的差异值大于或等于第二预设阈值，则确定所述关节出现运行异常。

作为一种可能的实现方式，所述确定模块具体用于：

若所述角速度差异信息指示所述转动角度下的角速度与所述参考角速度的差异值小于所述第一预设阈值，或者，所述角加速度差异信息指示所述转动角度下的角加速度与所述参考角加速度的差异值小于所述第二预设阈值，则根据所述转动角度之后的至少一个转动角度下的运行参数以及所述关节的参考曲线，确定所述关节是否出现运行异常。

作为一种可能的实现方式，所述装置还包括：

修正模块，用于针对所述机器人的各关节，分别在所述关节的一个转动周期的各转动角度下均未确定所述关节出现运行异常时，根据所述关节在各转动角度下的运行参数修正所述关节的参考曲线。

作为一种可能的实现方式，所述确定模块具体用于：

获取各关节的磨损信息，所述磨损信息用于指示所述关节的磨损程度；

根据各关节在所述转动角度下的运行参数以及各关节在所述磨损信息所指示的磨损程度下的参考曲线，确定各关节是否出现运行异常，其中，各关节的参考曲线包括各关节在不同磨损程度下的参考曲线。

第三方面，本申请实施例提供一种计算机设备，包括：处理器和存储器，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器执行所述机器可读指令，以执行时执行如上述第一方面所述的机器人关节检测方法的步骤。

第四方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行如上述第一方面所述的机器人关节检测方法的步骤。

本申请实施例所提供的机器人关节检测方法、装置、计算机设备及可读存储介质，在机器人运行过程中，基于实时获取的机器人各关节的转动角度和转动角度下的运行参数以及预先建立的各关节的参考曲线，可以准确识别出机器人各关节是否出现运行异常，进而可以在任一关节出现运行异常时及时控制机器人执行异常应对操作。从而可以在不依赖于碰撞检测相关的传感器的前提下准确实现碰撞检测以及关节电机齿轮损坏检测等。解决了现有技术在碰撞检测时的结构复杂、成本高、具有局限性的问题。另外，由于本申请是针对机器人的各关节分别构建参考曲线并分别识别各关节是否出现运行异常，因此，能够精确识别出碰撞或者齿轮损坏发生的具体位置，进而可以使得后续的异常应对操作更加准确。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的机器人关节检测方法的流程示意图；

图2为机器人某关节的参考曲线示意图；

图3为本申请实施例提供的机器人关节检测方法的又一流程示意图；

图4为本申请实施例提供的机器人关节检测装置的模块结构图；

图5示出了本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解，本申请中附图仅起到说明和描述的目的，并不用于限定本申请的保护范围。另外，应当理解，示意性的附图并未按实物比例绘制。本申请中使用的流程图示出了根据本申请的一些实施例实现的操作。应该理解，流程图的操作可以不按顺序实现，没有逻辑的上下文关系的步骤可以反转顺序或者同时实施。此外，本领域技术人员在本申请内容的指引下，可以向流程图添加一个或多个其他操作，也可以从流程图中移除一个或多个操作。

另外，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。

为了使得本领域技术人员能够使用本申请内容，结合特定应用场景“机器人碰撞检测”，给出以下实施方式。对于本领域技术人员来说，在不脱离本申请的精神和范围的情况下，可以将这里定义的一般原理应用于其他实施例和应用场景。虽然本申请主要围绕机器人碰撞检测进行描述，但是应该理解，这仅是一个示例性实施例。

需要说明的是，本申请实施例中将会用到术语“包括”，用于指出其后所声明的特征的存在，但并不排除增加其它的特征。

现有的方案中，如果是在机器人的手抓末端增加腕力传感器来检测手抓末端的碰撞力，则仅能检测手抓末端的碰撞力，而无法检测机器人其他部位的碰撞情况，因此检测范围具有局限性，同时，还会导致机器人的结构复杂、硬件成本过高。如果是在机器人全身覆盖感知皮肤检测各部位的碰撞，虽然能够检测到机器人各个部位的碰撞情况，但是由于需要在机器人全身覆盖感知皮肤，因此导致机器人的结构复杂度以及硬件成本显著提高。因此，现有的通过设置传感器进行碰撞检测的方式存在检测范围局限性高、结构复杂、硬件成本过高的问题。

本申请实施例基于上述问题，提出一种机器人关节检测方法，基于机器人运行过程中各关节的运行参数以及正常运行时的参考曲线，可以快速准确地判断出各关节是否出现异常，从而实现不依赖任何传感器的情况下快速准确完成机器人各关节在不同工作状态下的碰撞等异常情况的检测，解决了现有技术中检测范围局限性高、结构复杂、硬件成本过高的问题。

本申请可以应用于机器人的碰撞检测、电机正常性检测等场景中，执行主体可以为机器人或者与机器人通信连接的服务器。当执行主体为机器人时，可以由机器人在本地执行本申请的方法步骤以完成关节检测以及检测之后的处理步骤。当执行主体为服务器时，服务器可以通过与机器人的通信连接，实时获取机器人的运行情况，并基于本申请的方法步骤完成关节检测以及通过与机器人的通信连接完成检测之后的控制处理过程。为便于描述，以下实施例中以执行主体为机器人为例进行说明。应理解，这并不是对本申请的限制。

图1为本申请实施例提供的机器人关节检测方法的流程示意图，如图1所示，该方法包括：

S101、在机器人运行过程中，实时获取该机器人的各关节的转动角度以及在该转动角度下的运行参数。

可选的，上述的机器人运行过程，可以指机器人启动之后的工作过程。机器人在运行过程中，可能执行各种不同的动作，例如行走、抓取物品、上下台阶等。相应的，机器人可能处于不同的工作状态，例如行走时处于行走的状态。针对机器人的运行过程中的任一工作状态，均可以实时获取机器人的各关节的转动角度以及在该转动角度下的运行参数。示例性的，机器人以1秒为周期实时监测各关节的转动角度以及运行参数。若当前时段机器人正在行走，则可以实时监测到机器人行走过程中各关节的转动角度以及运行参数，并基于后续的过程进行关节是否异常的检测。

可选的，机器人包括多个关节，例如肩关节、肘关节、膝关节等。每个关节均可以进行旋转以完成相应的动作。各关节可以分别具有对应的最大转动角度。例如，某些关节可以最大旋转到360度。

在机器人运行过程中，可以实时对各关节的转动角度进行监测，以实时获取各关节的转动角度。一般的，机器人各关节上均设置位置传感器，通过解析位置传感器的实时采集参数，可以实时获取到各关节的转动角度。

可选的，上述运行参数可以包括关节的角速度、角加速度、电流等。以运行参数包括角速度和角加速度为例，机器人各关节上也设置角速度传感器以采集关节的角速度。角速度传感器和位置传感器同时实时工作，当在某一时刻获取到关节的转动角度时，可以同时获取角速度传感器在该时刻采集到的角速度值，从而得到上述转动角度下的角速度。进而，通过对角速度进行差分计算，可以得到上述转动角度下的角加速度。另外，如果运行参数包括电流，则可以通过实时监测关节的硬件电路中的输入或输出电流来实时获取上述转动角度下的电流值。

S102、根据各关节在上述转动角度下的运行参数以及预先建立的各关节的参考曲线，确定各关节是否出现运行异常，其中，上述参考曲线用于表征上述关节在运行正常时的运行参数随转动角度的变化信息。

可选的，针对机器人的各关节，可以预先分别建立各关节的参考曲线。示例性的，机器人包括左肩关节、右肩关节、左肘关节、右肘关节，则预先分别建立左肩关节的参考曲线、右肩关节的参考曲线、左肘关节的参考曲线以及右肘关节的参考曲线。以左肩关节为例，左肩关节的参考曲线表征的是左肩关节在运行正常时的运行参数随转动角度的变化信息。其中，运行正常可以指机器人未发生碰撞、且机器人的电机齿轮未发生故障等。各关节的参考曲线可以预先通过控制真实机器人或仿真机器人正常运行，并在正常运行时绘制得到。在绘制之前，可以首先对真实机器人或仿真机器人正常运行时的原始运行参数进行低通滤波等以剔除噪声，进而基于滤波后的数据绘制参考曲线。图2为机器人某关节的参考曲线示意图，如图2所示，参考曲线所在的坐标轴的横坐标为关节的转动角度，纵坐标为运行参数，例如角速度等。通过参考曲线，可以获知在正常运行时，关节在任一转动角度下的正常的运行参数。例如，图2中转动角度5对应的纵坐标为10，则表示在转动角度为5时，关节的正常的运行参数值为10。

可选的，上述参考曲线表征了关节在运行正常时运行参数随转动角度的变化信息，在此基础上，基于该参考曲线以及在机器人当前运行过程中实时获取的当前的转动角度以及当前的转动角度下的运行参数，可以获知关节当前是否存在运行异常。应理解，由于各关节分别具有各自的参考曲线，因此，通过对机器人的各关节分别执行本步骤，可以分别获知各关节是否存在运行异常。

S103、若上述机器人的任一关节出现运行异常，则控制上述机器人执行异常应对操作。

通过上述步骤S101-S102可以识别出机器人的各关节是否出现运行异常，其中，本申请所述的运行异常可以包括：发生碰撞、关节的电机齿轮出现损坏等。因此，通过本申请，既可以实时检测出机器人是否发生碰撞，同时，还可以检测出关节的电机齿轮的异常等。

当识别出机器人的任一关节出现运行异常时，则可以控制机器人执行异常应对操作。示例性的，该异常应对操作可以包括：控制机器人停止移动、控制机器人调整移动方向、输出提示信息。其中，该提示信息可以用于指示出现运行异常的目标关节的标识，以及，指示该目标关节出现运行异常。

本实施例中，在机器人运行过程中，基于实时获取的机器人各关节的转动角度和转动角度下的运行参数以及预先建立的各关节的参考曲线，可以准确识别出机器人各关节是否出现运行异常，进而可以在任一关节出现运行异常时及时控制机器人执行异常应对操作。从而可以在不依赖于碰撞检测相关的传感器的前提下准确实现碰撞检测以及关节电机齿轮损坏检测等。解决了现有技术在碰撞检测时的结构复杂、成本高、具有局限性的问题。另外，由于本申请是针对机器人的各关节分别构建参考曲线并分别识别各关节是否出现运行异常，因此，能够精确识别出碰撞或者齿轮损坏发生的具体位置，进而可以使得后续的异常应对操作更加准确。

如前文所述，各关节在转动角度下的运行参数可以包括：角速度和角加速度。以下具体说明利用这两种运行参数进行异常识别的过程。

作为一种可选的实施方式，针对机器人的各关节，可以分别执行下述图3所示的步骤流程以确定关节是否出现运行异常。

图3为本申请实施例提供的机器人关节检测方法的又一流程示意图，如图3所示，上述步骤S102包括：

S301、根据关节在上述转动角度下的角速度以及关节的第一参考曲线，确定角速度差异信息，该第一参考曲线用于表征关节在运行正常时的角速度随转动角度的变化信息。

S302、根据关节在上述转动角度下的角加速度以及关节的第二参考曲线，确定角加速度差异信息，该第二参考曲线用于表征关节在运行正常时的角加速度随转动角度的变化信息。

可选的，上述运行参数包括角速度和角加速度时，参考曲线可以包括上述第一参考曲线以及上述第二参考曲线，其中，第一参考曲线是角速度对应的参考曲线，用于表征关节在运行正常时的角速度随转动角度的变化信息。第二参考曲线是角加速度对应的参考曲线，用于表征关节在运行正常时的角加速度随转动角度的变化信息。第一参考曲线和第二参考曲线均遵循图2所示的格式。具体的，第一参考曲线所在的坐标轴中，横坐标为转动角度，纵坐标为角速度。第二参考曲线所在的坐标轴中，横坐标为转动角度，纵坐标为角加速度。

可选的，在执行步骤S301时，可以按照下述方式执行：

从上述第一参考曲线中读取上述转动角度对应的参考角速度，进而，对关节在上述转动角度下的角速度与上述参考角速度进行比对，得到上述角速度差异信息。

其中，由于第一参考曲线记录了角速度随转动角度的变化信息，因此，可以从第一参考曲线中读取到当前的转动角度对应的角速度，称为上述的参考角速度。该参考角速度表示了当关节旋转到当前的转动角度时，正常情况下应用具有的角速度。进而，将实时获取到的当前的转动角度下的角速度与该参考角速度进行比对，可以得到上述角速度差异信息。其中，将实时获取到的当前的转动角度下的角速度与该参考角速度进行比对，具体可以进行相减、相除等，相应的，所得到的角速度差异信息可以是差值、比值等。

可选的，在执行步骤S302时，可以按照下述方式执行：

从上述第二参考曲线中读取上述转动角度对应的参考角加速度，进而，对关节在上述转动角度下的角加速度与上述参考角加速度进行比对，得到上述角加速度差异信息。

其中，由于第二参考曲线记录了角加速度随转动角度的变化信息，因此，可以从第二参考曲线中读取到当前的转动角度对应的角加速度，称为上述的参考角加速度。该参考角加速度表示了当关节旋转到当前的转动角度时，正常情况下应用具有的角加速度。进而，将实时获取到的当前的转动角度下的角加速度与该参考角加速度进行比对，可以得到上述角加速度差异信息。其中，将实时获取到的当前的转动角度下的角加速度与该参考角加速度进行比对，具体的比对方式可以是进行相减、相除等，相应的，所得到的角加速度差异信息可以是差值、比值等。

S303、根据上述角速度差异信息以及上述角加速度差异信息，确定上述关节是否出现运行异常。

本实施例中，通过为各关节分别构建角速度对应的第一参考曲线以及角加速度对应的第二参考曲线，并根据机器人运行过程中各关节当前的转动角度下的角速度与第一参考曲线，以及各当前的转动角度下的角加速度与第二参考曲线确定出角速度差异信息以及角加速度差异信息，进而可以确定关节是否出现运行异常。由于角速度和角加速度分别具有各自的参考曲线，因此，可以更加准确地识别出角速度和角加速度上的异常变化，进而可以更加准确地判断出关节是否出现异常。

可选的，可以通过如下任意一种方式确定关节是否出现运行异常。

一种可选方式中，如果上述角速度差异信息指示所述转动角度下的角速度与上述参考角速度的差异值大于或等于第一预设阈值，或者，上述角加速度差异信息指示上述转动角度下的角加速度与上述参考角加速度的差异值大于或等于第二预设阈值，则确定关节出现运行异常。

值得说明的是，针对不同的上述的比对方式，上述第一预设阈值和第二阈值可以分别不同。例如，当比对方式为相减时，角速度差异信息和角加速度差异信息分别表示一个差值，则上述第一预设阈值和上述第二预设阈值表示差值的阈值。当比对方式为相除时，角速度差异信息和角加速度差异信息分别表示一个比值，则上述第一预设阈值和上述第二预设阈值表示比值的阈值。

另外，不同关节也可以分别具有各自对应的第一预设阈值和第二预设阈值，具体可以在前述的构建参考曲线的阶段通过仿真、实验等方式来确定。

另一种可选方式中，可以同时结合上述角速度差异信息以及上述角加速度差异信息来确定关节是否出现运行异常。

一种情况下，如果上述角速度差异信息指示上述转动角度下的角速度与上述参考角速度的差异值大于或等于上述第一预设阈值，并且，上述角加速度差异信息指示上述转动角度下的角加速度与上述参考角加速度的差异值大于或等于上述第二预设阈值，则确定关节出现运行异常。

在这种情况下，表明关节在角速度和角加速度两个指标上均出现了异常，此时关节真正出现运行异常的概率大，因此，可以直接确定关节出现运行异常。

另一种情况下，如果上述角速度差异信息指示上述转动角度下的角速度与上述参考角速度的差异值小于上述第一预设阈值，或者，上述角加速度差异信息指示上述转动角度下的角加速度与上述参考角加速度的差异值小于上述第二预设阈值，则根据上述转动角度之后的至少一个转动角度下的运行参数以及关节的参考曲线，确定关节是否出现运行异常。

在这种情况下，表明角速度和角加速度中至少有一个指标未出现异常，因此，可以结合后续的至少一个转动下的运行参数以及上述参考曲线，确定关节是否出现运行异常。

示例性的，从当前的转动角度开始，如果连续3个转动角度下均出现角速度出现异常或角加速度出现异常的情况，则可以确定关节出现运行异常。应理解，本实施例中所述的角速度出现异常，是指转动角度下的角速度与上述参考角速度的差异值大于或等于上述第一预设阈值，角加速度出现异常，是指转动角度下的角加速度与上述参考角加速度的差异值大于或等于上述第二预设阈值。

在角速度和角速度中至少一个未出现异常时，同时结合后续转动角度下的判断结果，确定关节是否出现异常，能够保证判断结果的准确性。

作为一种可选的实施方式，在利用参考曲线确定关节是否异常的同时，还可以根据关节的实际转动情况，修正参考曲线，以使得参考曲线更加准确。以下具体进行说明。

可选的，上述方法还包括：

针对机器人的各关节，分别执行如下步骤：

若在关节的一个转动周期的各转动角度下均未确定关节出现运行异常，则根据关节在各转动角度下的运行参数修正关节的参考曲线。

其中，上述一个转动周期是指关节从起始角度旋转到前述的最大转动角度的过程。应理解，机器人的各关节可以分别具有各自的转动周期。

可选的，如果在关节的一个转动周期的各转动角度下均未确定关节出现运行异常，则表明关节在该转动周期内运行正常。相应的，关节在该转动周期内各转动角度下的运行参数表示的是关节正常运行时的运行参数。因此，利用这些运行参数，可以对关节的参考曲线进行修正。

示例性的，针对角速度对应的前述的第一参考曲线，将关节在一个转动周期内各转动角度下的角速度分别与参考曲线中对应转动角度所对应的角速度进行取平均，得到新的角速度，将该角速度作为第一参考曲线中对应转动角度所对应的新的角速度，并根据该新的角速度对第一参考曲线的线条走向进行调整，以保证调整后的第一参考曲线能够反应真实的角速度随转动角度的变化情况。

作为一种可选的实施方式，由于关节在不同的磨损程度下的正常角速度变化和角加速度变化等情况并不相同，因此，针对同一关节，在各指标下可以分别构建多个参考曲线，每个参考曲线可以分别对应一个磨损程度。其中，磨损程度可以根据机器人的使用时长来确定。示例性的，机器人每多使用一年，磨损程度加一。在构建参考曲线的阶段，可以通过仿真或者控制具有不同磨损程度的机器人运行等方式，获取各种磨损程度下，机器人在正常运行时角速度随转动角度的变化信息，以及角加速度随转动角度的变化信息。进而，可以构建各关节在各种磨损程度下的角速度参考曲线以及角加速度参考曲线。

相应的，在执行上述步骤S102时，可以按照下述过程执行：

获取各关节的磨损信息，该磨损信息用于指示关节的磨损程度。

根据各关节在上述转动角度下的运行参数以及各关节在上述磨损信息所指示的磨损程度下的参考曲线，确定各关节是否出现运行异常，其中，各关节的参考曲线包括各关节在不同磨损程度下的参考曲线。

由前述可知，以角速度为例，可以预先构建关节在各种磨损程度下的角速度参考曲线。在此基础上，本实施例中首先获取到可以指示关节磨损程度的磨损信息，进而可以选定到该磨损信息所指示的磨损程度下的角速度参考曲线，从而可以根据关节在上述转动角度下的运行参数以及各关节在上述磨损信息所指示的磨损程度下的参考曲线，确定关节是否出现运行异常。

本实施例中，结合关节的实际磨损程度，在使用参考曲线时，选择与实际磨损程度匹配的参考曲线进行确定关节是否出现运行异常，可以进一步保证确定的结果的准确性。

基于同一发明构思，本申请实施例中还提供了与机器人关节检测方法对应的机器人关节检测装置，由于本申请实施例中的装置解决问题的原理与本申请实施例上述机器人关节检测方法相似，因此装置的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。

图4为本申请实施例提供的机器人关节检测装置的模块结构图，如图4所示，该装置包括：

获取模块401，用于在机器人运行过程中，实时获取所述机器人的各关节的转动角度以及在所述转动角度下的运行参数。

确定模块402，用于根据各关节在所述转动角度下的运行参数以及预先建立的各关节的参考曲线，确定各关节是否出现运行异常，其中，所述参考曲线用于表征所述关节在运行正常时的运行参数随转动角度的变化信息。

控制模块403，用于在所述机器人的任一关节出现运行异常时，控制所述机器人执行异常应对操作。

作为一种可选的实施方式，所述运行参数包括：角速度以及角加速度。

所述确定模块402具体用于：

针对所述机器人的各关节，分别执行如下步骤：

根据所述关节在所述转动角度下的角速度以及所述关节的第一参考曲线，确定角速度差异信息，所述第一参考曲线用于表征所述关节在运行正常时的角速度随转动角度的变化信息。

根据所述关节在所述转动角度下的角加速度以及所述关节的第二参考曲线，确定角加速度差异信息，所述第二参考曲线用于表征所述关节在运行正常时的角加速度随转动角度的变化信息。

根据所述角速度差异信息以及所述角加速度差异信息，确定所述关节是否出现运行异常。

作为一种可选的实施方式，所述确定模块402具体用于：

从所述第一参考曲线中读取所述转动角度对应的参考角速度。

对所述关节在所述转动角度下的角速度与所述参考角速度进行比对，得到所述角速度差异信息。

以及，从所述第二参考曲线中读取所述转动角度对应的参考角加速度；

对所述关节在所述转动角度下的角加速度与所述参考角加速度进行比对，得到所述角加速度差异信息；

作为一种可选的实施方式，所述确定模块402具体用于：

若所述角速度差异信息指示所述转动角度下的角速度与所述参考角速度的差异值大于或等于第一预设阈值，并且，所述角加速度差异信息指示所述转动角度下的角加速度与所述参考角加速度的差异值大于或等于第二预设阈值，则确定所述关节出现运行异常。

作为一种可选的实施方式，所述确定模块402具体用于：

若所述角速度差异信息指示所述转动角度下的角速度与所述参考角速度的差异值小于所述第一预设阈值，或者，所述角加速度差异信息指示所述转动角度下的角加速度与所述参考角加速度的差异值小于所述第二预设阈值，则根据所述转动角度之后的至少一个转动角度下的运行参数以及所述关节的参考曲线，确定所述关节是否出现运行异常。

作为一种可选的实施方式，继续参照图4，所述装置还包括：

修正模块404，用于针对所述机器人的各关节，分别在所述关节的一个转动周期的各转动角度下均未确定所述关节出现运行异常时，根据所述关节在各转动角度下的运行参数修正所述关节的参考曲线。

作为一种可选的实施方式，所述确定模块402具体用于：

获取各关节的磨损信息，所述磨损信息用于指示所述关节的磨损程度。

根据各关节在所述转动角度下的运行参数以及各关节在所述磨损信息所指示的磨损程度下的参考曲线，确定各关节是否出现运行异常，其中，各关节的参考曲线包括各关节在不同磨损程度下的参考曲线。

关于装置中的各模块的处理流程、以及各模块之间的交互流程的描述可以参照上述方法实施例中的相关说明，这里不再详述。

本申请实施例还提供了一种计算机设备50，如图5所示，为本申请实施例提供的计算机设备50结构示意图，包括：处理器51、存储器52，可选的，还可以包括总线53。所述存储器52存储有所述处理器51可执行的机器可读指令(比如，图4中的装置中获取模块、确定模块、控制模块以及修正模块对应的执行指令等)，当计算机设备50运行时，所述处理器51与所述存储器52之间通过总线53通信，所述机器可读指令被所述处理器61执行时执行上述方法实施例中的方法步骤。

本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行上述机器人关节检测方法的步骤。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考方法实施例中的对应过程，本申请中不再赘述。在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，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，又例如，多个模块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信连接可以是通过一些通信接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

另外，在本申请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。所述功能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，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种机器人关节检测方法，其特征在于，包括：

在机器人运行过程中，实时获取所述机器人的各关节的转动角度以及在所述转动角度下的运行参数；

根据各关节在所述转动角度下的运行参数以及预先建立的各关节的参考曲线，确定各关节是否出现运行异常，其中，所述参考曲线用于表征所述关节在运行正常时的运行参数随转动角度的变化信息；

若所述机器人的任一关节出现运行异常，则控制所述机器人执行异常应对操作。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述运行参数包括：角速度以及角加速度；

所述根据各关节在所述转动角度下的运行参数以及预先建立的各关节的参考曲线，确定各关节是否出现运行异常，包括：

针对所述机器人的各关节，分别执行如下步骤：

根据所述关节在所述转动角度下的角速度以及所述关节的第一参考曲线，确定角速度差异信息，所述第一参考曲线用于表征所述关节在运行正常时的角速度随转动角度的变化信息；

根据所述关节在所述转动角度下的角加速度以及所述关节的第二参考曲线，确定角加速度差异信息，所述第二参考曲线用于表征所述关节在运行正常时的角加速度随转动角度的变化信息；

根据所述角速度差异信息以及所述角加速度差异信息，确定所述关节是否出现运行异常。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述关节在所述转动角度下的角速度以及所述关节的第一参考曲线，确定角速度差异信息，包括：

从所述第一参考曲线中读取所述转动角度对应的参考角速度；

对所述关节在所述转动角度下的角速度与所述参考角速度进行比对，得到所述角速度差异信息；

所述根据所述关节在所述转动角度下的角加速度以及所述关节的第二参考曲线，确定角加速度差异信息，包括：

从所述第二参考曲线中读取所述转动角度对应的参考角加速度；

对所述关节在所述转动角度下的角加速度与所述参考角加速度进行比对，得到所述角加速度差异信息。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述角速度差异信息以及所述角加速度差异信息，确定所述关节是否出现运行异常，包括：

若所述角速度差异信息指示所述转动角度下的角速度与所述参考角速度的差异值大于或等于第一预设阈值，并且，所述角加速度差异信息指示所述转动角度下的角加速度与所述参考角加速度的差异值大于或等于第二预设阈值，则确定所述关节出现运行异常。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述角速度差异信息以及所述角加速度差异信息，确定所述关节是否出现运行异常，包括：

若所述角速度差异信息指示所述转动角度下的角速度与所述参考角速度的差异值小于所述第一预设阈值，或者，所述角加速度差异信息指示所述转动角度下的角加速度与所述参考角加速度的差异值小于所述第二预设阈值，则根据所述转动角度之后的至少一个转动角度下的运行参数以及所述关节的参考曲线，确定所述关节是否出现运行异常。

6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

针对所述机器人的各关节，分别执行如下步骤：

若在所述关节的一个转动周期的各转动角度下均未确定所述关节出现运行异常，则根据所述关节在各转动角度下的运行参数修正所述关节的参考曲线。

7.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述根据各关节在所述转动角度下的运行参数以及预先建立的各关节的参考曲线，确定各关节是否出现运行异常，包括：

获取各关节的磨损信息，所述磨损信息用于指示所述关节的磨损程度；

根据各关节在所述转动角度下的运行参数以及各关节在所述磨损信息所指示的磨损程度下的参考曲线，确定各关节是否出现运行异常，其中，各关节的参考曲线包括各关节在不同磨损程度下的参考曲线。

8.一种机器人关节检测装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于在机器人运行过程中，实时获取所述机器人的各关节的转动角度以及在所述转动角度下的运行参数；

确定模块，用于根据各关节在所述转动角度下的运行参数以及预先建立的各关节的参考曲线，确定各关节是否出现运行异常，其中，所述参考曲线用于表征所述关节在运行正常时的运行参数随转动角度的变化信息；

控制模块，用于在所述机器人的任一关节出现运行异常时，控制所述机器人执行异常应对操作。

9.一种计算机设备，其特征在于，包括：处理器和存储器，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器执行所述机器可读指令，以执行时执行如权利要求1至7任一所述的机器人关节检测方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行如权利要求1至7任一所述的机器人关节检测的步骤。

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