CN116991090A - 机器人的运动起摆方法、装置、机器人、存储介质及产品 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种机器人的运动起摆方法、装置、机器人、存储介质及产品,涉及机器人领域。该方法包括:接收运动起摆指令;响应于运动起摆指令,控制机器人的第一腿部呈悬空状态,并执行第一腿部的收腿动作,在悬空状态结束时将第一腿部膝关节处的第一机械轮撑地;以第一机械轮为平衡受力点,控制机器人的第二腿部悬空。通过以上方式,能够在可供机器人腿部活动面积较小的情况下,控制第一腿部在悬空状态下进行收腿动作,并将收腿之后的第一机械轮作为撑地部件,避免只通过足部惯性运动进行的起摆过程,有效解决了运行面积需求较大的问题。本申请可应用于云技术、人工智能、智慧交通等各种场景。
Description
技术领域
本申请实施例涉及机器人领域,特别涉及一种机器人的运动起摆方法、装置、机器人、存储介质及产品。
背景技术
随着机器人技术的不断发展,机器人的功能日益强大,不同种类的机器人能够应对各种工作环境,并依据操作指令执行不同的操作任务。
在相关技术中,为了适应更多的场景,通常采用四足机器人对各种日常工作进行处理,并通过起摆方式,使得四足机器人转化为双足机器人,以满足双足和四足的应用场景。例如:四足机器人的后足迅速向前,使得前腿离开地面,并在起摆过程中进行姿势调整,从而实现双足平衡状态。
在上述起摆过程中,机器人所处的位置需要足够宽阔,才能够实现后足迅速向前的运动过程,也即:支持机器人完成起摆过程的运动面积需要较大。当机器人所处位置较为狭窄,便无法通过上述过程使得机器人进入双足平衡状态,大大降低了机器人的应用场景。
发明内容
本申请实施例提供了一种机器人的运动起摆方法、装置、机器人、存储介质及产品,能够在可供机器人腿部的活动面积较小的情况下,控制第一腿部在悬空状态下进行收腿动作,并将收腿之后的第一机械轮作为撑地部件,避免只通过足部惯性运动进行的起摆过程,有效解决了运行面积需求较大的问题。所述技术方案如下。
一方面,提供了一种机器人的运动起摆方法,所述机器人包括腿部和连接所述腿部的主体部分,所述腿部包括弯折活动的膝关节,所述膝关节处包括机械轮;所述腿部包括第一腿部和第二腿部,所述第二腿部和所述第一腿部沿所述机器人的起摆方向呈前后排列;
所述方法包括:
接收运动起摆指令;
响应于所述运动起摆指令,控制所述机器人的所述第一腿部呈悬空状态,并执行所述第一腿部的收腿动作,在所述悬空状态结束时将所述第一腿部膝关节处的第一机械轮撑地;
以所述第一机械轮为平衡受力点,控制所述机器人的所述第二腿部悬空,并稳定至平衡状态。
另一方面,提供了一种机器人的运动起摆装置,所述机器人包括腿部和连接所述腿部的主体部分,所述腿部包括弯折活动的膝关节,所述膝关节处包括机械轮;所述腿部包括第一腿部和第二腿部,所述第一腿部和所述第二腿部沿所述机器人的起摆方向呈前后排列;
所述装置包括:
指令接收模块,用于接收运动起摆指令;
第一控制模块,用于响应于所述运动起摆指令,控制所述机器人的所述第一腿部呈悬空状态,并执行所述第一腿部的收腿动作,在所述悬空状态结束时将所述第一腿部膝关节处的第一机械轮撑地;
第二控制模块,用于以所述第一机械轮为平衡受力点,控制所述机器人的所述第二腿部悬空,并稳定至平衡状态。
另一方面,提供了一种机器人,所述机器人包括处理器和存储器,所述存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集,所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由所述处理器加载并执行以实现如上述本申请实施例中任一所述机器人的运动起摆方法。
另一方面,提供了一种计算机可读存储介质,所述存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集,所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由处理器加载并执行以实现如上述本申请实施例中任一所述的机器人的运动起摆方法。
另一方面,提供了一种计算机程序产品或计算机程序,该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令,该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令,处理器执行该计算机指令,使得该计算机设备执行上述实施例中任一所述的机器人的运动起摆方法。
本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括:
在一个需要进行起摆运动的机器人中,腿部包括弯折活动的膝关节,且膝关节处对应包括机械轮。当接收运动起摆指令后,控制机器人的第一腿部呈悬空状态,并执行第一腿部的收腿动作,在悬空状态结束时将第一腿部膝关节处的第一机械轮撑地,并控制机器人的第二腿部悬空,实现起摆过程。在可供机器人腿部活动面积较小的情况下,可以通过悬空状态以及悬空状态时的收腿动作,使得机器人能够在悬空过程后,将收腿之后的第一机械轮作为撑地部件,而不是一直将足部作为撑地部件,避免只通过足部惯性运动进行的起摆过程,有效解决了运行面积需求较大的问题,此外,在悬空过程中实现收腿动作,还可以避免将小腿作为支撑时的多流程操作问题,简化了机器人进行起摆动作时的操作流程,提高了起摆运动的效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例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申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请一个示例性实施例提供的四足机器狗的侧向结构示意图;
图2是本申请一个示例性实施例提供的四足机器狗斜向前的结构示意图;
图3是本申请一个示例性实施例提供的以第一机械轮进行撑地的示意图;
图4是本申请一个示例性实施例提供的机器人的运动起摆方法的流程图;
图5是本申请一个示例性实施例提供的第一腿部的结构示意图;
图6是本申请另一个示例性实施例提供的机器人的运动起摆方法流程图;
图7是本申请再一个示例性实施例提供的机器人的运动起摆方法流程图;
图8是本申请一个示例性实施例提供的样本曲线插值的函数示意图;
图9是本申请一个示例性实施例提供的确定第一夹角和第二夹角的示意图;
图10是本申请一个示例性实施例提供的电机控制模块处理过程示意图;
图11是本申请又一个示例性实施例提供的机器人的运动起摆方法流程图;
图12是本申请一个示例性实施例提供的四足机器狗的初始状态示意图;
图13是本申请一个示例性实施例提供的四足机器狗的下蹲状态示意图;
图14是本申请一个示例性实施例提供的四足机器狗伸第一腿部的状态示意图;
图15是本申请一个示例性实施例提供的四足机器狗的收腿状态示意图;
图16是本申请一个示例性实施例提供的第一机械轮撑地状态示意图;
图17是本申请一个示例性实施例提供的第一腿部未进行收腿状态前的第一机械轮的局部放大示意图;
图18是本申请一个示例性实施例提供的第一机械轮撑地状态示意图;
图19是本申请一个示例性实施例提供的第一腿部进行收腿状态后的第一机械轮的局部放大示意图;
图20是本申请一个示例性实施例提供的四足机器狗伸第二腿部的状态示意图;
图21是本申请一个示例性实施例提供的四足机器狗的第二腿部悬空状态示意图;
图22是本申请一个示例性实施例提供的四足机器狗的竖直状态示意图;
图23是本申请其余一个示例性实施例提供的机器人的运动起摆方法的流程图;
图24是本申请再一个示例性实施例提供的四足机器狗的初始状态示意图;
图25是本申请一个示例性实施例提供的四足机器狗伸左后腿的状态示意图;
图26是本申请一个示例性实施例提供的四足机器狗收左后腿的状态示意图;
图27是本申请一个示例性实施例提供的左后腿对应轮实现撑地状态的示意图;
图28是本申请一个示例性实施例提供的四足机器狗伸右后腿的状态示意图;
图29是本申请一个示例性实施例提供的四足机器狗收右后腿的状态示意图;
图30是本申请一个示例性实施例提供的轮部支撑状态的示意图;
图31是本申请一个示例性实施例提供的机器人的运动起摆装置的结构框图;
图32是本申请一个示例性实施例提供的终端的结构框图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
相关技术中,为了适应更多的场景,通常采用四足机器人对各种日常工作进行处理,并通过起摆方式,使得四足机器人转化为双足机器人,以满足双足和四足的应用场景。例如:四足机器人的后足迅速向前,使得前腿离开地面,并在起摆过程中进行姿势调整,从而实现双足平衡状态。
然而,在上述起摆过程中,机器人所处的位置需要足够宽阔,才能够实现后足迅速向前的运动过程,也即:支持机器人完成起摆过程的运动面积需要较大。当机器人所处位置较为狭窄,便无法通过上述过程使得机器人进入双足平衡状态,大大降低了机器人的应用场景。
本申请实施例中,提供了一种机器人的运动起摆方法,能够在可供机器人腿部活动面积较小的情况下,控制第一腿部在悬空状态下进行收腿动作,并将收腿之后的第一机械轮作为撑地部件,避免只通过足部惯性运动进行的起摆过程,有效解决了运行面积需求较大的问题。针对本申请训练得到的机器人的运动起摆方法,在应用时包括在平面上运行机器人的场景、在桩面上运行机器人的场景中的至少一种。
值得注意的是,上述应用场景仅为示意性的举例,本实施例提供的机器人的运动起摆方法还可以应用于其他场景中,本申请实施例对此不加以限定。
需要说明的是,本申请所涉及的信息(包括但不限于用户设备信息、用户个人信息等)、数据(包括但不限于用于分析的数据、存储的数据、展示的数据等)以及信号,均为经用户授权或者经过各方充分授权的,且相关数据的收集、使用和处理需要遵守相关国家和地区的相关法律法规和标准。例如,本申请中涉及到的对机器人进行控制时的数据都是在充分授权的情况下获取的。
在一个可选的实施例中,上述完成运动起摆方法的机器人实现为双足机器人,也即,在双足状态运行时,机器人通过两个腿部实现运动控制;当完成起摆动作后,机器人实现为单足状态,则在单足状态运行时,机器狗通过单个腿部实现运动控制。
在一个可选的实施例中,上述完成运动起摆方法的机器人实现为三足机器人,也即,在三足状态运行时,机器人通过三个腿部实现运动控制;当完成起摆动作后,机器人实现为单足或双足状态。例如:当机器人实现为单足状态运行时,机器狗通过单个腿部实现运动控制。如:双足机器人的足部与运行平面的接触面积较大,能够支撑机器人实现单足站立状态;或者,当机器人实现为双足状态运行时,机器狗通过两条腿部实现运动控制。
在本申请的本实施例中,以机器人实现为四足机器狗为例进行说明,也即,该机器狗对应包括四个用于行动的车轮,四个车轮分别与腿部连接,并由腿部与机器狗的主体部分连接。在四足状态运行时,机器狗通过四个腿部实现运动控制。可选地,当完成起摆过程后,机器狗实现为双足状态,则在双足状态运行时,机器狗通过两个腿部实现运动控制。
值得注意的是,本申请中的机器人并不局限于上述结构,根据多足机器人的装配样式,将能够实现运动起摆过程的机器人作为本申请实施例中的机器人。
示意性的,图1是本申请一个示例性实施例提供的四足机器狗100的侧向结构示意图,如图1所示,该四足机器狗100包括腿部110和连接腿部110的主体部分120,其中,腿部110包括第一腿部111以及第二腿部112。
可选地,第二腿部112和第一腿部111沿四足机器狗100的起摆方向呈前后排列。示意性的,将第一腿部111称为四足机器狗100的后腿,将第二腿部112称为四足机器狗100的前腿,在四足机器狗100进行起摆过程时,抬起第二腿部112,并将第一腿部111作为起摆动作之后的撑地腿,从而实现将四足机器狗100的四足平衡状态转化为二足平衡状态。
此外,腿部110还包括弯折活动的膝关节,例如:第一腿部111包括弯折活动的第一膝关节131,第二腿部包括弯折活动的第二膝关节132。
其中,膝关节处包括机械轮,例如:第一腿部111对应的第一膝关节131包括第一机械轮;第二腿部112对应的第二膝关节132包括第二机械轮。
示意性的,如图2所示,图2是本申请一个示例性实施例提供的四足机器狗100的斜前向结构示意图。对于该四足机器狗100而言,其中包括腿部和连接腿部的主体部分,其中,腿部包括两个第一腿部111以及两个第二腿部112,第一腿部111包括弯折活动的第一膝关节131,第二腿部112还包括弯折活动的第二膝关节132,且第一膝关节131对应包括第一机械轮;第二膝关节132对应包括第二机械轮。
可选地,在上述图1至图2中,当四足机器狗100在进行本申请实施例提供的运动起摆方法时,将第一腿部111对应的足部撑地转化为第一腿部111对应的第一机械轮撑地,也即,在实现运动起摆过程后,将第一腿部111对应的第一机械轮与运动平面相接触,以将第一机械轮作为平衡受力点。
示意性的,如图3所示,用于指示以第一机械轮310为平衡受力点时,第一腿部的局部放大图,其中,第一机械轮310用于维持四足机器狗在完成起摆运动后的平衡状态。
值得注意的是,以上仅为示意性的举例,本申请实施例对此不加以限定。
结合上述内容,对本申请实施例提供的机器人的运动起摆方法进行介绍,图4是本申请一个实施例提供的机器人的运动起摆方法的流程图,该方法可以实现在机器人的微型处理器中。如图4所示,该方法包括如下步骤410至步骤430。
步骤410,接收运动起摆指令。
示意性的,运动起摆指令用于控制机器人进行起摆运动过程。
其中,起摆用于指示机器人通过改变与运行面的接触状态,从一种平衡状态转化为另一种平衡状态。
在一个可选的实施例中,机器人实现为一款四足机器狗,该四足机器狗的运行状态实现为四足与运行面接触,即:通过四个腿部支撑四足机器狗进行运动,保持四足支撑时的第一平衡状态。当四足机器狗接收到运动起摆指令后,基于该运动起摆指令,控制四足机器狗改变四足与运行面接触的撑地状态,使得至少一个腿部离开运行面,并进入与第一平衡状态不同的第二平衡状态。例如:当四足机器狗接收到运动起摆指令后,基于该运动起摆指令,控制四足机器狗的两个腿部离开运行面,从而进入与第一平衡状态不同的第二平衡状态。
步骤420,响应于运动起摆指令,控制机器人的第一腿部呈悬空状态,并执行第一腿部的收腿动作,在悬空状态结束时将第一腿部膝关节处的第一机械轮撑地。
示意性的,在机器人接收到运动起摆指令后,通过控制机器人的第一腿部以及第二腿部,进行起摆运动过程。
可选地,机器人基于运动起摆指令,对第一腿部的运动状态进行调整,以使得第一腿部呈悬空状态。示意性的,第一腿部对应包括进行弯折活动的第一膝关节,通过控制第一膝关节的输出力矩,能够对第一腿部的弯折情况进行调整。如:增大第一腿部的弯折角度;或者,减小第一腿部的弯折角度;或者,保持第一腿部的弯折角度不变。
示意性的,基于运动起摆指令,控制机器人对第一腿部对应的第一膝关节的输出力矩进行调整,以增大第一腿部对应的弯折角度,直至第一腿部呈悬空状态。
可选地,第二腿部也对应包括进行弯折活动的第二膝关节,通过控制第二膝关节的输出力矩,能够对第二腿部的弯折情况进行调整。
示意性的,基于运动起摆指令,控制机器人对第一腿部对应的第一膝关节的输出力矩进行调整,以增大第一腿部对应的弯折角度,此外,控制机器人对第二腿部对应第二膝关节的力矩进行调整,以减小第二腿部对应的弯折角度,直至第一腿部呈悬空状态等。
可选地,机器人主体部分和第一腿部的连接部位对应包括第一腿关节,第一腿关节用于对第一腿部的大腿部分进行控制。当基于运动起摆指令,对第一腿部的运动状态进行调整时,通过控制第一腿关节的输出力矩,控制第一腿部的大腿部分进行弯折,如:增大第一腿部与主体部分的弯折角度;或者,减小第一腿部与主体部分的弯折角度。
在一个可选的实施例中,当第一腿部呈现悬空状态,执行第一腿部的收腿动作。
其中,收腿动作用于指示减少第一腿部的弯折角度。示意性的,通过控制第一腿部对应的第一膝关节的输出力矩,减少第一腿部的弯折角度,从而实现第一腿部的收腿过程。
悬空状态用于指示第一腿部脱离机器人的运行面,例如:第一腿部的一端与机器人的主体部分连接,另一端称为第一足部,将第一足部脱离运行面的状态称为上述悬空状态。
可选地,当第一腿部呈现为悬空状态后,即:当第一足部脱离运行面后,控制第一腿部对应的第一膝关节的输出力矩,从而对第一腿部的弯折角度进行缩小。示意性的,当第一足部脱离运行面后,第一足部对应的第一腿部的运行电流迅速减小,在接收到电流减小的信号后,控制第一腿部对应的第一膝关节的输出力矩,从而实现第一腿部的收腿过程。
在一个可选的实施例中,在悬空状态结束时将第一腿部膝关节处的第一机械轮撑地。
可选地,在执行完毕第一腿部的收腿动作后,将第一腿部膝关节处的第一机械轮撑地;或者,在执行第一腿部的收腿动作时,将第一腿部膝关节处的第一机械轮撑地,也即,在将第一腿部膝关节处的第一机械轮撑地后,继续对第一腿部进行收腿动作。
步骤430,以第一机械轮为平衡受力点,控制机器人的第二腿部悬空,并稳定至平衡状态。
其中,平衡受力点用于指示在起摆运动的过程中,支撑机器人寻找平衡状态的受力点。
可选地,当第一机械轮落在机器人的运行面后,将第一机械轮与运行面的接触点作为平衡受力点。示意性的,通过平衡受力点,确定机器人在寻找、维持平衡状态的过程中的受力情况,当控制机器人的第二腿部悬空时,以第一机械轮为平衡受力点,辅助进行第二腿部的悬空过程,从而实现机器人的第二腿部悬空状态。
例如:在将第一机械轮落在运行面后,以第一机械轮为平衡受力点,通过调整第一机械轮的转动情况,对机器人的稳定情况进行控制,如:当机器人的主体部分欲向后倾时,向前微微转动第一机械轮;当机器人的主体部分欲向前倾时,向后微微转动第一机械轮等,以使得机器人的主体部分进入稳定的平衡状态。
示意性的,如图5所示,为机器人在进行起摆运动前的第一腿部示意图,其中包括第一膝关节对应的第一机械轮510,在进行起摆运动前,将第一腿部对应的第一足部520作为机器人进行起摆运动前的平衡受力点。
示意性的,如图3所示,为机器人在进行起摆运动后的第一腿部示意图,其中包括第一膝关节对应的第一机械轮310。在进行起摆运动后,当第一腿部的悬空状态结束时,将第一腿部膝关节处的第一机械轮310撑地,以第一腿部对应的第一机械轮310作为机器人进行起摆运动后的平衡受力点。也即,不再将第一足部320作为机器人进行起摆运动后的平衡受力点。
其中,平衡受力点与机器人的第一腿部与运行面的接触点相关。在一个可选的实施例中,确定目标区域。
其中,目标区域用于指示第一腿部的运动允许区域。
示意性的,当机器人在不连续分布的梅花桩上进行运动时,目标区域实现为梅花桩所对应的桩面区域,当机器人进行起摆运动时,机器人对应的第一腿部应当处于桩面区域内。
可选地,在第一上腿部和第一下腿部执行收腿动作的过程中,将目标区域作为第一机械轮的撑地范围。
在一个可选的实施例中,机器人配置有图像采集设备,例如:在机器人的头部配置有一个用于进行图像采集的摄像头;或者,将微型摄像头作为机器人的眼睛,从而在机器人运行过程中进行图像采集过程;或者,在机器人的不同关节处配置有图像采集设备,从而在不同关节进行运行时,对关节四周的图像进行采集。
可选地,通过图像采集设备确定目标区域。示意性的,通过图像采集设备对四周的环境图像进行采集,并将采集得到的多个环境图像发送至机器人对应的处理器,由处理器基于多个环境图像,确定与第一腿部对应的目标区域。
例如:第一腿部所连接的第一足部位于梅花桩A上,在机器人起摆运行过程中,图像采集设备采集得到多个环境图像,并将多个环境图像发送至处理器,处理器对多个环境图像进行识别,并从中识别得到与第一腿部相对应的环境图像,如:识别得到第一腿部所位于的梅花桩A,将梅花桩A作为上述目标区域。
可选地,处理器将通过图像识别过程得到目标区域发送至对应的关节电机,以便对应的关节电机通过控制输出力矩,控制第一机械轮落在目标区域内。
在一个可选的实施例中,机器人配置有关节位置处理设备,用于对不同关节所处的位置进行记忆和调整过程。例如:在机器人接收到起摆运动指令时,第一膝关节对当前的位置信息进行记忆,并将该位置信息作为目标区域对应的位置信息。当第一膝关节对应的第一腿部完成收腿动作后,第一膝关节基于记忆确定的位置信息,调整第一机械轮落在位置信息对应的目标区域内。
在一个可选的实施例中,机器人包括第一腿关节,第一腿关节用于对第一上腿部的力矩进行控制。
示意性的,在第一上腿部和第一下腿部执行第一腿部的收腿动作的过程中,通过控制第一腿关节的力矩,对第一上腿部与水平面的夹角进行调整,将第一机械轮落在目标区域内。
可选地,响应于第一机械轮落在目标区域内,将第一机械轮与目标区域内的接触点作为平衡受力点。
示意性的,在控制机器人的第二腿部悬空后,通过调整第一机械轮在运行面上的转动情况,对机器人的稳定情况进行调整,从而使得机器人稳定至平衡状态。例如:当机器人的主体部分不再晃动时,确定机器人完成了起摆过程,并进入了平衡状态;或者,当机器人的主体部分和与第一机械轮连接的第一上腿部的晃动幅度小于预设晃动幅度时,确定机器人完成了起摆过程,并进入了平衡状态等。
值得注意的是,以上仅为示意性的举例,本申请实施例对此不加以限定。
综上所述,当接收运动起摆指令后,控制机器人的第一腿部呈悬空状态,并执行第一腿部的收腿动作,在悬空状态结束时将第一腿部膝关节处的第一机械轮撑地,并控制机器人的第二腿部悬空,实现起摆过程。在可供机器人腿部活动面积较小的情况下,通过悬空状态以及悬空状态时的收腿动作,使得机器人能够借助悬空过程,将收腿之后的第一机械轮作为撑地部件,而不是一直将足部作为撑地部件,避免只通过足部惯性运动进行的起摆过程,有效解决了运行面积需求较大的问题,此外,在悬空过程中实现收腿动作,还可以避免将小腿作为支撑时的多流程操作问题,简化了机器人进行起摆动作时的操作流程,提高了起摆运动的效率。
在一个可选的实施例中,第一腿部包括弯折活动的第一膝关节,通过第一膝关节实现将机器人的第一腿部膝关节处的第一机械轮撑地的过程。示意性的,如图6所示,上述图4所示出的实施例中的步骤420还可以实现为如下步骤610至步骤630。
步骤610,响应于运动起摆指令,控制第一膝关节的力矩,以增大第一机械轮与水平面之间的竖直高度的方向弯折第一膝关节,直至机器人的第一腿部呈悬空状态。
示意性的,在接收到运动起摆指令后,通过控制第一膝关节的力矩,增大第一机械轮与水平面之间的竖直高度,例如:在接收到运动起摆指令前,第一膝关节对应的第一机械轮与水平面的竖直高度为80厘米,在接收到运动起摆指令后,通过控制第一膝关节的力矩,增大第一机械轮与水平面之间的竖直高度,如:在接收到运动起摆指令后,通过控制第一膝关节的力矩,将第一机械轮与水平面之间的竖直高度逐渐增大至100厘米。
在增大第一机械轮与水平面之间的竖直高度的同时,向增大第一机械轮与水平面之间的竖直高度的方向弯折第一膝关节,从而增大第一腿部的弯折角度。
在一个可选的实施例中,第一腿部包括第一上腿部和第一下腿部,第一上腿部和第一下腿部通过第一膝关节连接,第一上腿部与主体部分连接。
示意性的,如图5所示,为机器人在进行起摆运动前的第一腿部示意图,其中,第一腿部包括第一上腿部531以及第一下腿部532,此外,第一上腿部531和第一下腿部532通过第一膝关节连接,第一膝关节对应有第一机械轮510。
其中,增大第一腿部的弯折角度的过程即为:增大第一上腿部531与第一下腿部532之间的夹角α。
可选地,在向增大第一机械轮与水平面之间的竖直高度的方向弯折第一膝关节时,缩小第二腿部的弯折角度,直至机器人的第一腿部呈悬空状态。
在一个可选的实施例中,响应于第一腿部的弯折角度达到预设弯折角度阈值,控制第一膝关节的力矩,减小第一上腿部和第一下腿部之间的夹角,实现第一腿部的收腿动作。
步骤620,控制第一膝关节的力矩,减小第一上腿部和第一下腿部之间夹角,实现第一腿部的收腿动作。
示意性的,当第一腿部处于悬空状态时,通过控制第一膝关节的力矩,对第一下腿部进行控制,使得第一下腿部向第一上腿部靠近,从而减小第一上腿部和第一下腿部之间的夹角,实现第一腿部的收腿动作。
或者,当第一腿部处于悬空状态时,通过控制第一膝关节的力矩,对第一上腿部和第一下腿部同时进行控制,使得第一下腿部贴紧第一上腿部,从而减小第一上腿部和第一下腿部之间的夹角,实现第一腿部的收腿动作等。
在一个可选的实施例中,第一上腿部装配有第一磁吸部件,第一下腿部装配有第二磁吸部件,第一磁吸部件和第二磁吸部件之间存在磁吸匹配关系。
可选地,第一上腿部装配的第一磁吸部件实现为磁铁,第一下腿部装配的第二磁吸部件实现为能够被磁铁吸引的金属物质,如:含有铁、镍、钴的金属物质,由于磁铁与上述金属物质存在磁吸关系,故上述第一磁吸部件和第二磁吸部件之间存在磁吸匹配关系。
可选地,第一上腿部装配的第一磁吸部件实现为磁铁正极/北极(N级),第一下腿部装配的第二磁吸部件实现为磁铁正极/南极(S级);或者,第一上腿部装配的第一磁吸部件实现为S级,第一下腿部装配的第二磁吸部件实现为N级,由于N级与S级之间存在磁吸关系,故上述第一磁吸部件和第二磁吸部件之间存在磁吸匹配关系等。
可选地,在悬空状态下,控制第一膝关节的力矩,减小第一上腿部和第一下腿部之间夹角;在夹角达到预设夹角阈值的情况下,通过第一上腿部装配的第一磁吸部件和第一下腿部装配的第二磁吸部件相互吸引,实现第一腿部的收腿动作。
示意性的,预设夹角阈值为预先设定的夹角数据,如:预设夹角阈值为30°。可选地,第一上腿部和第一下腿部之间的夹角达到预设夹角阈值用于指示第一上腿部和第一下腿部之间的夹角小于或者等于预设夹角阈值。例如:当第一上腿部和第一下腿部之间的夹角小于或者等于30°时,触发上述磁吸部件的磁吸功能,使得第一上腿部装配的第一磁吸部件和第一下腿部装配的第二磁吸部件相互吸引,实现第一腿部的收腿动作。
值得注意的是,以上仅为示意性的举例,本申请实施例对此不加以限定。
在一个可选的实施例中,在夹角达到预设夹角阈值的情况下,增大第一膝关节的力矩,使得第一下腿部更快速地贴紧第一上腿部,从而减小第一上腿部和第一下腿部之间的夹角,实现第一腿部的收腿动作。
步骤630,在悬空状态结束时将第一腿部膝关节处的第一机械轮撑地。
示意性的,在执行完毕第一腿部的收腿动作后,将第一腿部膝关节处的第一机械轮撑地;或者,在执行第一腿部的收腿动作时,将第一腿部膝关节处的第一机械轮撑地。
示意性的,如图3所示,为第一机械轮撑地的示意图,其中包括第一膝关节对应的第一机械轮310。在进行起摆运动后,当第一腿部的悬空状态结束时,不再将第一足部320作为机器人与运行面的接触部件,而是将第一腿部膝关节处的第一机械轮310撑地,即:将第一机械轮310作为机器人与运行面的接触部件,并基于第一机械轮310进行后续第二腿部的悬空过程。
值得注意的是,以上仅为示意性的举例,本申请实施例对此不加以限定。
综上所述,当接收运动起摆指令后,控制机器人的第一腿部呈悬空状态,并执行第一腿部的收腿动作,在悬空状态结束时将第一腿部膝关节处的第一机械轮撑地,并控制机器人的第二腿部悬空,实现起摆过程。通过上述方法,使得机器人能够借助悬空过程,将收腿之后的第一机械轮作为撑地部件,而不是一直将足部作为撑地部件,避免只通过足部惯性运动进行的起摆过程,有效解决了运行面积需求较大的问题,简化了机器人进行起摆动作时的操作流程,提高了起摆运动的效率。
在本申请实施例中,对第一机械轮撑地的过程进行了说明。响应于运动起摆指令,控制第一膝关节的力矩,以增大第一机械轮与水平面之间的竖直高度的方向弯折第一膝关节,直至机器人的第一腿部呈悬空状态;在悬空状态下,控制第一膝关节的力矩,减小第一上腿部和第一下腿部之间夹角,实现第一腿部的收腿动作,并在悬空状态结束时,将第一腿部膝关节处的第一机械轮撑地,从而使得活动区域较大的收腿过程在悬空状态下完成,且收腿过程可以借助第一上腿部和第二下腿部装配的磁吸部件更快速地实现,之后,将收腿之后的第一膝关节对应的第一机械轮作为第二腿部在进行起摆过程的平衡受力点,从而有效避免只通过足部惯性运动进行的起摆过程,实际解决了运行面积需求较大的问题。
在一个可选的实施例中,在确定以第一机械轮为平衡受力点后,综合发挥机器人的第二腿部和第一腿部的作用,实现机器人的第二腿部悬空过程。示意性的,如图7所示,上述图4所示出的实施例还可以实现为如下步骤710至步骤740。
步骤710,接收运动起摆指令。
示意性的,运动起摆指令用于控制机器人进行起摆运动过程。
步骤710中的内容已在步骤410中进行了说明,此处不再赘述。
步骤720,响应于运动起摆指令,控制机器人的第一腿部呈悬空状态,并执行第一腿部的收腿动作,在悬空状态结束时将第一腿部膝关节处的第一机械轮撑地。
示意性的,在机器人接收到运动起摆指令后,通过控制机器人的第一腿部以及第二腿部,进行起摆运动过程。
步骤720中的内容已在步骤420中进行了说明,此处不再赘述。
步骤730,以第二腿部为施力点,以第一机械轮为受力点,控制第一机械轮的力矩和第二膝关节的力矩,以控制机器人的第二腿部悬空。
其中,第二腿部包括弯折活动的第二膝关节。
示意性的,在将第一腿部膝关节处的第一机械轮撑地后,以第二腿部为施力点,例如:以第二腿部与机器人运行面接触的第二足部为施力点,并以第一机械轮作为与施力点对应的受力点,通过控制第二膝关节的力矩,以增大第二机械轮与水平面之间的竖直高度的方向弯折第二膝关节。也即:以增大第二机械轮与水平面之间的竖直高度的方向,增大第二膝关节的弯折角度。
在一个可选的实施例中,第二腿部包括第二上腿部和第二下腿部,第二上腿部和第二下腿部通过第二膝关节连接,第二上腿部与主体部分相连接。
示意性的,增大第二膝关节的弯折角度用于指示增大第二上腿部和第二下腿部之间的夹角。
在一个可选的实施例中,确定第二上腿部和第二下腿部之间的第一夹角,以及第二上腿部与主体部分的第二夹角。
示意性的,在以增大第二机械轮与水平面之间的竖直高度的方向弯折第二膝关节的过程中,需考虑如下至少两个因素:第一,为保证起摆动作结束时,机器人能够保持较为稳定的平衡状态,需对机器人在起摆动作过程中的倾角(theta)进行规划,其中,倾角用于指示机器人主体部分与水平面的夹角。第二,在起摆动作过程中,第二腿部和第一机械轮需要增强阻力以避免打滑,否则会在起摆动作过程中产生泄力,影响起摆动作的效果。
可选地,在以增大第二机械轮与水平面之间的竖直高度的方向弯折第二膝关节的过程中,确定第二上腿部和第二下腿部之间的第一夹角,以及第二上腿部与主体部分的第二夹角。
例如:通过机器人对应的处理器,对第二上腿部和第二下腿部之间的第一夹角,以及第二上腿部与主体部分的第二夹角进行实时获取;或者,通过机器人对应的处理器,对第二上腿部和第二下腿部之间的第一夹角,以及第二上腿部与主体部分的第二夹角进行周期性获取等。
在一个可选的实施例中,对任意一次获取得到第一夹角和第二夹角的过程的进行说明。
示意性的,设计第一腿部进行起摆动作的总时长T(如:秒),则机器人的倾角θ(如:弧度)须在时长T内,由起摆动作开始前的初始角度θ0转至起摆动作结束后的终止角度θf=π/2。此外,在起摆动作开始时和起摆动作结束时,机器人的倾角角速度
在一个可选的实施例中,通过四次样条曲线插值得到机器人起摆过程中的期望倾角轨迹θref(t)。
可选地,在机器人进行起摆动作的过程中,额外设置机器人在某时刻对应的倾角。例如:设置在t=T/2时,θref(t)=π/3。示意性的,如图8所示,为样本曲线插值的函数示意图,横轴表示机器人在起摆过程中的时间情况;纵轴表示起摆过程中机器人重心的位置情况。
其中,采用函数p(t)表示样条曲线插值情况,通过图8所示的函数图像,对函数p(t)的四次样条曲线插值进行计算,其中包括A点810,B点820以及C点830。
其中,p0、p1以及p2用于指示机器人的重心距离水平面的距离;t0、t1以及t2用于指示机器人在起摆过程中的时间情况;v0、v2用于指示机器人的运行速度;a0、a1、a2、a3、b0、b1、b2、b3用于指示样条曲线的系数。
此外,在对机器人身体倾角的轨迹进行设计后,需解算出对应第一腿部与第二腿部的运动轨迹,从而实现身体倾角的跟随。示意性的,如图9所示,为任意一次获取得到第一夹角和第二夹角的过程中,第一夹角910和第二夹角920的获取情况示意图。
由于机器人在进行起摆动作的过程中,主体部分、第一腿部的总长度、第二腿部的总长度的距离是固定不变的,且基于上述过程,能够确定机器人的身体倾角θ。因此,能够基于几何关系计算得到第二上腿部和第二下腿部之间的第一夹角910qf1、第二上腿部与主体部分的第二夹角920qf2以及主体部分与水平面的第三夹角qh1。
可选地,由于机器人的机械结构设计,在将第一机械轮作为平衡受力点后,将第一腿部对应的第一上腿部与第二上腿部之间的角度qh1固定,例如:qh1=π/6,在起摆过程中无需处理。
在一个可选的实施例中,以第一机械轮与机器人运行面的接触点为原点,建立直角坐标系,由此可知:qh1=θ。
可选地,第二上腿部与主体部分处对应包括臀(hip)关节,基于几何关系确定hip关节的坐标表示为:
pfh=(xfh,yfh)=(lbody cos(θ),rwheel+lthigh+lbody sin(θ))
其中,xfh,yfh用于指示pfh的横坐标值和纵坐标值;lbody用于指示主体部分的长度;rwheel用于指示第一足部的半径;lthigh用于指示第二上腿部的长度。
此外,第二下腿部与运行面的接触点(即:第二下腿部的落脚点)坐标表示为:
pff=(xff,yfl)=(lgap,0)
其中,xff,yff用于指示pff的横坐标值和纵坐标值;lgap用于指示第二下腿部的落脚点与原点的距离。
基于pfh与pff,确定hip关节与第二下腿部的落脚点之间的距离,也即:
lfh,ff=((xff-xfh)2+(yff-yfh)2)1/2
基于lthigh,lshank和lfh,ff,由余弦定理可以得到第二上腿部与主体部分的第二夹角920qf2。
其中,lthigh用于指示第一上腿部的长度;lshank用于指示第一下腿部的长度。
此外,确定第二上腿部和第二下腿部之间的第一夹角910qf1。
值得注意的是,以上仅为示意性的举例,本申请实施例对此不加以限定。
在一个可选的实施例中,基于第一夹角和第二夹角确定第二腿部执行悬空状态的控制力矩。
在一个可选的实施例中,对第一夹角和第二夹角进行监测处理,确定第二腿部执行悬空状态的控制力矩。
可选地,在得到上述第一夹角、第二夹角等夹角后,通过差分得到对应的角速度。最终,将计算得到的第一夹角、第二夹角等夹角以及计算得到的角速度下发至对应的关节电机,从而可实现电机对夹角、角速度的跟随,辅助实现第二腿部的起摆动作。
示意性的,通过额外的质点动力学控制,通过对机器人主体部分以及腿部部分的位姿反馈,计算得到各个电机对应的控制力矩,其中包括第二腿部执行悬空状态时的控制力矩。
在一个可选的实施例中,通过控制力矩,控制机器人的第二腿部悬空。
示意性的,在确定控制力矩后,将控制力矩对应的力矩信息发送至控制第二腿部悬空的电机,从而使得电机通过控制力矩控制机器人的第二腿部悬空。
步骤740,通过控制第一机械轮的转动使机器人稳定至平衡状态。
其中,平衡状态用于指示完成所述运动起摆指令后的平衡状态。
示意性的,在控制机器人的第二腿部悬空后,通过对第一机械轮转动的控制,对第一上腿部进行调整,以使得第一上腿部能够尽可能平稳,并支撑第二腿部和主体部分。
在一个可选的实施例中,通过控制第一机械轮的转动,对第一上腿部与水平面的夹角进行调整;其中,在第一上腿部与水平面的夹角达到预设调整条件的情况下,机器人稳定至平衡状态。
示意性的,预设调整条件用于指示预先设定的调整条件,当第一上腿部与水平面的夹角达到预设调整条件时,意味着机器人进入平衡状态。例如,预设调整条件为第一上腿部能够支撑第二腿部和主体部分,且第一上腿部与水平面的夹角在预设夹角范围内,如:预设夹角范围为5°,则代表当第一上腿部能够支撑第二腿部和主体部分,且与水平面的夹角小于或者等于5°时,意味着机器人进入平衡状态。
或者,预设调整条件为第一上腿部能够支撑第二腿部和主体部分,且第一上腿部垂直于水平面,则代表当第一上腿部能够支撑第二腿部和主体部分,且与水平面垂直时,意味着机器人进入平衡状态等。
在一个可选的实施例中,以机器人实现为四足机器狗为例进行说明。当四足机器狗的两个腿部离开运行面后,通过其余两个腿部对四足机器狗进行支撑,当四足机器狗通过其余两个腿部进入平衡状态后,将平衡状态称为双轮平衡态,也即,此时四足机器狗的身体竖直,前腿悬空,并通过后腿膝关节处的驱动轮在地面前后移动,从而保持的平衡状态。
示意性的,在第二腿部呈现悬空状态后,无需考虑几何形态的约束,而是通过调整膝关节,将第一腿部继续转到与机器人的主体部分呈一条直线。
可选地,在通过第一机械轮调整第一上腿部,使得机器人稳定至平衡状态的同时,将第二腿部转到平衡状态时需要的形态;或者,在通过第一机械轮调整第一上腿部,使得机器人稳定至平衡状态后,将第二腿部转到平衡状态时需要的形态等。
示意性的,在机器人稳定至平衡状态后,若第二腿部需要的形态呈现为弯曲置于主体部分前的状态,则将第二腿部进行弯曲,并置于主体部分前;或者,在机器人稳定至平衡状态时,若第二腿部需要的形态呈现为伸直状态,则将第二腿部进行伸直等。
示意性的,请参考图10,为机器人对应的电机控制模块。首先获取电机期望角度,将电机期望角度与电机1010输出的位置反馈相减后,输入位置环控制器1020;之后,将位置环控制器1020的输出与电机期望角度相加后,再与电机1010反馈的速度反馈相减,将该结果输入速度环控制器1030;之后,将速度环控制器1030的输出与电机1010反馈的电流反馈相减后,输入电流环控制器1040;之后,将电流环控制器1040的输出与前馈力矩相加后,输入对应的电机驱动1050,并将电机驱动的结果输入至电机1010,从而由电机1010输出结果,从而通过机器人对应的点击对机器人的各个关节进行控制,如:运动控制过程、起摆运动过程等。
值得注意的是,以上仅为示意性的举例,本申请实施例对此不加以限定。
综上所述,当接收运动起摆指令后,控制机器人的第一腿部呈悬空状态,并执行第一腿部的收腿动作,在悬空状态结束时将第一腿部膝关节处的第一机械轮撑地,并控制机器人的第二腿部悬空,实现起摆过程。通过上述方法,使得机器人能够借助悬空过程,将收腿之后的第一机械轮作为撑地部件,而不是一直将足部作为撑地部件,避免只通过足部惯性运动进行的起摆过程,有效解决了运行面积需求较大的问题,简化了机器人进行起摆动作时的操作流程,提高了起摆运动的效率。
在本申请实施例中,对第二腿部的悬空过程进行了介绍。在将第一机械轮作为平衡受力点后,以第二腿部为施力点,以第一机械轮为受力点,控制第二膝关节的力矩,以增大第二机械轮与水平面之间的竖直高度的方向弯折第二膝关节;确定第二上腿部和第二下腿部之间的第一夹角,以及第二上腿部与主体部分的第二夹角;基于第一夹角和第二夹角确定第二腿部执行悬空状态的控制力矩;从而通过控制力矩,控制机器人的第二腿部悬空,通过对第一夹角以及第二夹角的监测过程,能够更明确地了解机器人在起摆过程中的运动状态,从而通过控制力矩,更准确地对机器人的运行情况进行调整。此外,还可以通过第一机械轮调整第一上腿部,从而使得机器人能够更快速地进入起摆过程后的平衡状态。
在一个可选的实施例中,以机器人实现为四足机器狗为例进行说明,当四足机器狗处于可运动面积较小的桩面上时,即:四足机器狗的运行面为不连续排列的桩面,通过第一机械轮撑地的过程,能够在不连续排列的桩面运行场景下,更高效地实现机器人的起摆过程。示意性的,如图11所示,上述图4所示出的实施例还可以实现为如下步骤1110至步骤1150。
步骤1110,四足站立状态。
示意性的,如图12所示,为四足机器狗1210的初始状态,此外,四足机器狗1210的腿部位于桩面1220上(如:间断排列的梅花桩),四个腿部分别落在不同的桩面上。
当四足机器狗1210向前或者向后运动时,需要准确地将四个腿部落在其他的桩面上,而不能使得腿部与桩面脱离。
当四足机器狗1210进行起摆运动时,需要确保被作为起摆支撑的腿部不能脱落其所处的桩面,才能避免起摆失败的现象,也即:需要在有限的活动范围内,保持被作为起摆支撑的腿部的稳定。
在起摆过程中,包括如下两个部分:(一)后腿支撑转后轮支撑;(二)后轮支撑起摆。
(一)后腿支撑转后轮支撑
可选地,在后腿支撑转后轮支撑的过程中,实现为如下步骤1121至步骤1126。
步骤1121,下蹲状态。
可选地,下蹲状态用于作为四足机器狗进行起摆过程的准备状态。示意性的,如图13所示,在四足机器狗1310开始起摆过程时,进行下蹲状态,从而为后续第一腿部的动作施展留出更多的腿部伸长空间,辅助第一腿部进入悬空状态。
可选地,当评估分析后,确定四足机器狗在进行不下蹲的状态下,也可完成后续动作,则不进行下蹲动作,即:下蹲动作并不必须。
步骤1122,伸第一腿部,缩第二腿部,使得第一腿部悬空。
示意性的,如图14所示,四足机器狗1410包括作为后腿的第一腿部1420,以及作为前腿的第二腿部1430,在以后腿(第一腿部1420)作为起摆动作结束后的支撑腿时,上述起摆动作用于指示将前腿(第二腿部1430)抬起的动作。
在第二腿部1430进行起摆过程中,控制四足机器狗1410伸第一腿部1420(蹬后腿),即:增大第一腿部1420对应的膝关节的弯折角度;并控制四足机器狗1410缩第一腿部1420(缩前腿),即:减小第二腿部1430对应的膝关节的弯折角度,以使得第一腿部1420进入悬空状态。
同理,当以前腿作为起摆动作结束后的支撑腿时,上述起摆动作用于指示将后腿抬起的动作。本申请实施例对此不加以限定。
步骤1123,转动第一腿部的第一下腿部,使得第一下腿部贴紧第一上腿部。
示意性的,如图15所示,四足机器狗1510的第一腿部1520进入悬空状态,其中,四足机器狗1510的第一腿部1520包括第一上腿部1521以及第一下腿部1522,控制机器人转动第一下腿部1522,从而缩小第一小腿部1522与第一上腿部1521之间的夹角,以使得第一下腿部1522贴紧第一上腿部1521。
步骤1124,转动第一腿部的第一上腿部,使得第一机械轮落在桩面上。
示意性的,如图16所示,在四足机器狗1610的第一下腿部贴紧第一上腿部后,控制连接第一下腿部和第一上腿部的第一膝关节对应的第一机械轮1620落在桩面上。
步骤1125,第一机械轮落在桩面上。
可选地,如图16所示,桩面1630为四足机器狗1610在执行起摆动作前第一腿部所落的桩面;或者,桩面1630为四足机器狗1610在执行起摆动作过程中新落的桩面等。
步骤1126,调节各关节角度使四足机器狗水平。
示意性的,如图16所示,在第一机械轮1620落在桩面1630后,通过调节第一机械轮所对应的第一膝关节的角度,以及调节第二腿部所对应的关节角度等,使得四足机器狗水平,也即:使得四足机器狗的主体部分与水平面水平。
值得注意的是,以上仅为示意性的举例,本申请实施例对此不加以限定。
步骤1130,控制直线电机,使第一腿部驱动转为第一机械轮驱动。
示意性的,如图1至图2所示,为四足机器狗的结构示意图。
对于四足机器狗的腿部而言,每个腿部包括三个电机驱动,如图5所示,以第一腿部的局部放大示意图为例进行说明,三个电机驱动分别为侧摆电机530(ab/ad电机),臀电机540(第一腿电机—hip电机)以及膝电机550(knee电机)。
其中,ab/ad电机用于驱动整条腿的侧摆进行转动,hip电机用于驱动上腿部(第一上腿部或者第二上腿部)的转动,knee电机通过皮带560驱动下腿部(第一下腿部或者第二下腿部)的转动,knee关节处的机械轮为无驱动的被动轮。
在一个可选的实施例中,当第一腿部作为起摆运动结束后的支撑腿时,第一腿部包括第一上腿部和第一下腿部,第一上腿部和第一下腿部通过第一机械轮膝关节连接,第一上腿部与主体部分相连接。
可选地,第一下腿部中包括插入杆,插入杆由直线电机控制对第一腿部和第一膝关节之间的带动连接状态进行调整。
其中,直线电机用于指示将电能转换成直线运动机械能的电机,插入杆用于指示由直线电机控制的机械部件。带动连接状态用于指示插入杆与槽板对应的轮槽相连接。
在一个可选的实施例中,第一膝关节中包括有槽板,槽板对应有至少一个轮槽。
可选地,第一下腿部所配置的直线电机能够控制插入杆进行伸长处理和缩回处理。其中,伸长处理用于指示将由直线电机控制的插入杆插入槽板对应的轮槽中;缩回处理用于指示将由直线电机控制的插入杆从槽板对应的轮槽中缩回。
可选地,响应于控制插入杆从轮槽中缩回,取消第一膝关节与第一下腿部之间的带动连接状态。也即:基于缩回处理,取消第一膝关节和第一下腿部之间的带动连接状态。
示意性的,如图5所示,当第一腿部作为起摆运动结束后的支撑腿时,相对于第二腿部而言,第一腿部的第一下腿部532中包括一个直线电机580,直线电机580用于控制通过插入杆581对第一腿部和第一机械轮的支撑状态进行调整。
示意性的,如图17所示,为图5所示的第一腿部局部放大示意图中的第一机械轮(虚线框所示区域)的局部放大示意图。
在图17中包括:第一机械轮1710(pulley)、槽板1720(Groove plate)、配置在第一下腿部的直线电机1730(Linear actuator)、由直线电机1730控制的插入杆1731、配置在第一上腿部的第一磁吸部件1740(Magnet)、配置在第一下腿部的第二磁吸部件1750(Steel)以及皮带1760。其中,槽板1720对应包括多个轮槽1721。
当直线电机1730控制插入杆1731进行伸长处理时,将由直线电机控制的插入杆1731插入槽板1720对应的轮槽1721中。于是,当knee电机(如图5所示中膝电机550所示,图17中未示出)通过皮带1760驱动第一机械轮时,同时驱动了第一下腿部的转动。
示意性的,如图18所示,为直线电机控制插入杆进行缩回处理后的第一腿部示意图。其中包括第一机械轮1810对应的区域(如虚线框所示),为便于观察,对第一机械轮1810对应的区域进行局部放大,得到图19所示的第一机械轮的局部放大示意图。
在图19中包括:槽板1910、与槽板1910对应包括多个轮槽1911、配置在第一下腿部的直线电机1920、由直线电机1920控制的插入杆1921、配置在第一上腿部的第一磁吸部件、配置在第一下腿部的第二磁吸部件以及皮带1930。
可选地,当直线电机1920控制插入杆1921进行缩回处理时,将由直线电机1920控制的插入杆1921从槽板1910对应的轮槽1911中缩回,从而取消第一机械轮与第一下腿部的带动连接状态,此时,knee电机(如图3所示中膝电机340所示,图19中未示出)只能对第一机械轮进行驱动,而无法驱动第一下腿部。
此外,通过第一磁吸部件和第二磁吸部件之间的磁吸匹配关系,使得第一上腿部和第二下腿部之间相互吸引。也即:通过在第一下腿部中配置插入杆,能够基于直线电机对插入杆的控制,切换第一腿部的轮式(第一机械轮支撑)与足式(第一腿部对应的第一足部支撑)状态。
(二)后轮支撑起摆。
可选地,在后腿支撑转后轮支撑的过程中,实现为如下步骤1141至步骤1142。
步骤1141,伸第二腿部,转动第一腿部,开始第二腿部的起摆过程。
示意性的,如图20所示,在四足机器狗水平后,伸长第二腿部2010,也即:增大第二上腿部与第二下腿部之间的夹角(膝关节处的弯折夹角),并控制第一机械轮转动,从而控制第一腿部对应的第一上腿部进行转动,以使得四足机器狗呈现上倾的动作姿态,开始第二腿部的起摆过程。
步骤1142,第二腿部离地后,将第二腿部转动至期望姿态,并使得第一腿部的第一下腿部转动至与主体部分处于一条直线。
示意性的,如图21所示,在第二腿部2110离地后,对第二腿部2110的姿态进行调整,并将第二腿部2110转动至期望姿态。其中,期望姿态用于指示预先设定的第二腿部2110的姿态情况,如:期望姿态为第二上腿部与第二下腿部呈现30°倾角的前置主体部分的姿态等。
值得注意的是,以上仅为示意性的举例,本申请实施例对此不加以限定。
步骤1150,当主体部分基本竖直,起摆过程完成。
示意性的,如图22所示,在第二腿部2210离开第一桩面2220后,通过控制第一腿部对应关节的输出力矩,将臀关节2230转动至与主体部分呈一条直线,也即:使得主体部分与第二桩面2240基本竖直,从而完成第二腿部的起摆过程。可选地,在使得主体部分基本竖直的过程中,可以轻微调整第一机械轮2250在第二桩面2240上的位置,在使得第一机械轮2250不脱离第二桩面2240的前提下,完成上述起摆过程。
值得注意的是,以上仅为示意性的举例,本申请实施例对此不加以限定。
上述过程是以四足机器狗为例,对两个第一腿部同时转换,并同时抬起第二腿部的过程进行的介绍。也即,上述内容介绍了在第一腿部对应的第一足部支撑转化为第一腿部对应的第一机械轮支撑的过程中,两个第二腿部同时转换,该切换过程的动作视觉效果比较自然。
在一个可选的实施例中,本申请实施例提供的机器人的运动起摆方法还能够采用分来实现的方式进行。也即,使得每个第一腿部分别从第一足部支撑转化为第一机械轮支撑。
可选地,以四足机器狗为例,对两个第一腿部分别从足部支撑转化为轮部支撑的过程进行说明。示意性的,如图23所示,上述后腿支撑转后轮支撑的过程所示出的步骤1121至步骤1126还可以实现为如下步骤2310至步骤2370。
步骤2310,四足站立状态。
示意性的,如图24所示,为四足机器狗2410的四足站立状态。
步骤2320,主体部分向右前方移动,使得重心在地面的投影位于前脚与右后脚所围成的三角形内。
示意性的,如图25所示,四足机器狗2510的主体部分2511向右前方移动,以便为四足机器狗2510提供更大的运动空间,从而方便四足机器狗2510抬起后腿。
步骤2330,抬起左后腿,并将小腿贴紧大腿。
示意性的,如图26所示,抬起四足机器狗2610的左后腿2620,并将左后腿2620的小腿贴紧左后腿2620的大腿,即:缩小左后腿2620的小腿与大腿之间的夹角。
步骤2340,主体部分回到初始位置,并将左后大腿收到轮子可着地的状态。
示意性的,如图27所示,在四足机器狗2710的左后腿的小腿贴紧大腿后,使得主体部分2720回到初始位置,并将左后大腿收到轮子2730可着地的状态,以使得左后大腿对应的轮子2730撑地。
步骤2350,主体部分向左前方移动,使重心在地面的投影位于前脚与右后轮所围成的三角形内。
示意性的,如图28所示,在左后大腿对应的轮子2810撑地后,将四足机器狗2820的主体部分向左前方移动,从而使得重心在地面的投影位于前脚与右后轮所围成的三角形内,便于右后大腿对应的轮子2830进入撑地状态。
步骤2360,抬起右后腿,并将小腿贴紧大腿。
示意性的,如图29所示,抬起四足机器狗2910对应的右后腿2920,并控制右后腿2920的小腿贴紧右后腿2920的大腿,即:缩小右后腿2920的小腿与大腿之间的夹角。
步骤2370,主体部分回到初始状态,并将右后大腿收到轮子可着地的状态。
示意性的,如图30所示,在四足机器狗3010的右后腿的小腿贴紧大腿后,使得主体部分3020回到初始位置,并将右后大腿收到轮子3030可着地的状态,以使得右后大腿对应的轮子3030撑地。
值得注意的是,以上仅为示意性的举例,本申请实施例对此不加以限定。
综上所述,在可供机器人腿部活动面积较小的情况下,通过悬空状态以及悬空状态时的收腿动作,使得机器人能够借助悬空过程,将收腿之后的第一机械轮作为撑地部件,而不是一直将足部作为撑地部件,避免只通过足部惯性运动进行的起摆过程,有效解决了运行面积需求较大的问题,能够辅助机器人克服恶劣环境下起摆困难的问题,也能够较好地利用机器人实现高精度处理过程。此外,在悬空过程中实现收腿动作,还可以避免将小腿作为支撑时的多流程操作问题,简化了机器人进行起摆动作时的操作流程,提高了起摆运动的效率。
图31是本申请一个示例性实施例提供的机器人的运动起摆装置的结构框图,以该装置设置于机器人中为例,所述机器人包括腿部和连接所述腿部的主体部分,所述腿部包括弯折活动的膝关节,所述膝关节处包括机械轮;所述腿部包括第一腿部和第二腿部,所述第一腿部和所述第二腿部沿所述机器人的起摆方向呈前后排列;如图31所示,该装置包括:
指令接收模块3110,用于接收运动起摆指令;
第一控制模块3120,用于响应于所述运动起摆指令,控制所述机器人的所述第一腿部呈悬空状态,并执行所述第一腿部的收腿动作,在所述悬空状态结束时将所述第一腿部膝关节处的第一机械轮撑地;
第二控制模块3130,用于以所述第一机械轮为平衡受力点,控制所述机器人的所述第二腿部悬空,并稳定至平衡状态。
在一个可选的实施例中,所述第一腿部包括弯折活动的第一膝关节;
所述第一控制模块3120还用于响应于所述运动起摆指令,控制所述第一膝关节的力矩,以增大所述第一机械轮与水平面之间的竖直高度的方向弯折所述第一膝关节,直至所述机器人的所述第一腿部呈悬空状态。
在一个可选的实施例中,所述第一腿部包括第一上腿部和第一下腿部,所述第一上腿部和所述第一下腿部通过所述第一膝关节连接,所述第一上腿部与所述主体部分连接;
所述第一控制模块3120还用于控制所述第一膝关节的力矩,减小所述第一上腿部和所述第一下腿部之间夹角,实现所述第一腿部的收腿动作。
在一个可选的实施例中,所述第一上腿部装配有第一磁吸部件,所述第一下腿部装配有第二磁吸部件,所述第一磁吸部件和所述第二磁吸部件之间存在磁吸匹配关系;
所述第一控制模块3120还用于控制所述第一膝关节的力矩,减小所述第一上腿部和所述第一下腿部之间夹角;在所述夹角达到预设夹角阈值的情况下,通过所述第一上腿部装配的所述第一磁吸部件和所述第一下腿部装配的所述第二磁吸部件相互吸引,实现所述第一腿部的收腿动作。
在一个可选的实施例中,所述第一腿部包括第一上腿部和第一下腿部,所述第一上腿部和所述第一下腿部通过弯折活动的第一膝关节连接,所述第一上腿部与所述主体部分连接;
所述第一控制模块3120还用于确定目标区域,所述目标区域用于指示所述第一腿部的运动允许区域;在所述第一上腿部和所述第一下腿部执行所述收腿动作的过程中,将所述目标区域的接触点作为所述第一机械轮的撑地范围。
在一个可选的实施例中,所述机器人包括第一腿关节,所述第一腿关节用于对所述第一上腿部的力矩进行控制;
所述第一控制模块3120还用于在所述第一上腿部和所述第一下腿部执行所述收腿动作的过程中,通过控制所述第一腿关节的力矩,对所述第一上腿部与水平面的夹角进行调整,将所述第一机械轮落在所述目标区域内;响应于所述第一机械轮落在所述目标区域内,将所述第一机械轮与所述目标区域内的接触点作为所述平衡受力点。
在一个可选的实施例中,所述第一腿部包括第一上腿部和第一下腿部,所述第一上腿部和所述第一下腿部通过所述第一膝关节连接,所述第一上腿部与所述主体部分相连接;
所述第一下腿部中包括插入杆,所述插入杆由直线电机控制对所述第一腿部和所述第一膝关节之间的带动连接状态进行调整。
在一个可选的实施例中,所述第一膝关节中包括槽板,所述槽板对应有至少一个轮槽;
所述第二控制模块3130还用于响应于所述插入杆从所述轮槽中缩回,取消所述第一膝关节与所述第一下腿部之间的带动连接状态。
在一个可选的实施例中,所述第二腿部包括第二上腿部和第二下腿部,所述第二上腿部和所述第二下腿部通过弯折活动的所述第二膝关节连接,所述第二上腿部与所述主体部分相连接;
所述第二控制模块3130还用于以所述第二腿部为施力点,以所述第一机械轮为受力点,控制所述第一机械轮的力矩和所述第二膝关节的力矩,以控制所述机器人的所述第二腿部悬空。
在一个可选的实施例中,所述第二控制模块3130还用于通过控制所述第一机械轮的转动使所述机器人进入所述平衡状态,所述平衡状态用于指示完成所述运动起摆指令后的平衡状态。
在一个可选的实施例中,所述第二控制模块3130还用于通过控制所述第一机械轮的转动,对所述第一上腿部与水平面的夹角进行调整;其中,在所述第一上腿部与所述水平面的夹角达到预设调整条件的情况下,所述机器人进入所述平衡状态。
综上所述,在可供机器人腿部活动面积较小的情况下,通过悬空状态以及悬空状态时的收腿动作,使得机器人能够借助悬空过程,将收腿之后的第一机械轮作为撑地部件,而不是一直将足部作为撑地部件,避免只通过足部惯性运动进行的起摆过程,有效解决了运行面积需求较大的问题,此外,在悬空过程中实现收腿动作,还可以避免将小腿作为支撑时的多流程操作问题,简化了机器人进行起摆动作时的操作流程,提高了起摆运动的效率。
需要说明的是:上述实施例提供的机器人的运动起摆装置,仅以上述各功能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模块完成,即将设备的内部结构划分成不同的功能模块,以完成以上描述的全部或者部分功能。另外,上述实施例提供的机器人的运动起摆装置,与机器人的运动起摆方法实施例属于同一构思,其具体实现过程详见方法实施例,这里不再赘述。
图32示出了本申请一个示例性实施例提供的电子设备3200的结构框图。该电子设备3200可以是便携式移动终端,比如:智能手机、平板电脑、MP3播放器(Moving PictureExperts Group Audio Layer III,动态影像专家压缩标准音频层面3)、MP4(MovingPicture Experts Group Audio Layer IV,动态影像专家压缩标准音频层面4)播放器、笔记本电脑或台式电脑。电子设备3200还可能被称为用户设备、便携式终端、膝上型终端、台式终端等其他名称。本申请实施例中,该电子设备3200实现为轮腿式机器人中的控制设备部分。
通常,电子设备3200包括有:处理器3201和存储器3202。
处理器3201可以包括一个或多个处理核心,比如4核心处理器、8核心处理器等。处理器3201可以采用DSP(Digital Signal Processing,数字信号处理)、FPGA(Field-Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)、PLA(Programmable Logic Array,可编程逻辑阵列)中的至少一种硬件形式来实现。处理器3201也可以包括主处理器和协处理器,主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器,也称CPU(Central ProcessingUnit,中央处理器);协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。在一些实施例中,处理器3201可以集成有GPU(Graphics Processing Unit,图像处理器),GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制。一些实施例中,处理器3201还可以包括AI(Artificial Intelligence,人工智能)处理器,该AI处理器用于处理有关机器学习的计算操作。
存储器3202可以包括一个或多个计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质可以是非暂态的。存储器3202还可包括高速随机存取存储器,以及非易失性存储器,比如一个或多个磁盘存储设备、闪存存储设备。在一些实施例中,存储器3202中的非暂态的计算机可读存储介质用于存储至少一个指令,该至少一个指令用于被处理器3201所执行以实现本申请中方法实施例提供的机器人的运动起摆方法。
在一些实施例中,电子设备3200还可选包括有:外围设备接口3203和至少一个外围设备。处理器3201、存储器3202和外围设备接口3203之间可以通过总线或信号线相连。各个外围设备可以通过总线、信号线或电路板与外围设备接口3203相连。具体地,外围设备包括:射频电路3204、显示屏3205、摄像头组件3206、音频电路3207和电源3209中的至少一种。
外围设备接口3203可被用于将I/O(Input/Output,输入/输出)相关的至少一个外围设备连接到处理器3201和存储器3202。在一些实施例中,处理器3201、存储器3202和外围设备接口3203被集成在同一芯片或电路板上;在一些其他实施例中,处理器3201、存储器3202和外围设备接口3203中的任意一个或两个可以在单独的芯片或电路板上实现,本实施例对此不加以限定。
射频电路3204用于接收和发射RF(Radio Frequency,射频)信号,也称电磁信号。射频电路3204通过电磁信号与通信网络以及其他通信设备进行通信。射频电路3204将电信号转换为电磁信号进行发送,或者,将接收到的电磁信号转换为电信号。可选地,射频电路3204包括:天线系统、RF收发器、一个或多个放大器、调谐器、振荡器、数字信号处理器、编解码芯片组、用户身份模块卡等等。射频电路3204可以通过至少一种无线通信协议来与其它终端进行通信。该无线通信协议包括但不限于:万维网、城域网、内联网、各代移动通信网络(2G、3G、4G及5G)、无线局域网和/或Wi-Fi(Wireless Fidelity,无线保真)网络。在一些实施例中,射频电路3204还可以包括NFC(Near Field Communication,近距离无线通信)有关的电路,本申请对此不加以限定。
显示屏3205用于显示UI(User Interface,用户界面)。该UI可以包括图形、文本、图标、视频及其它们的任意组合。当显示屏3205是触摸显示屏时,显示屏3205还具有采集在显示屏3205的表面或表面上方的触摸信号的能力。该触摸信号可以作为控制信号输入至处理器3201进行处理。此时,显示屏3205还可以用于提供虚拟按钮和/或虚拟键盘,也称软按钮和/或软键盘。在一些实施例中,显示屏3205可以为一个,设置在电子设备3200的前面板;在另一些实施例中,显示屏3205可以为至少两个,分别设置在电子设备3200的不同表面或呈折叠设计;在另一些实施例中,显示屏3205可以是柔性显示屏,设置在电子设备3200的弯曲表面上或折叠面上。甚至,显示屏3205还可以设置成非矩形的不规则图形,也即异形屏。显示屏3205可以采用LCD(Liquid Crystal Display,液晶显示屏)、OLED(Organic Light-Emitting Diode,有机发光二极管)等材质制备。
摄像头组件3206用于采集图像或视频。可选地,摄像头组件3206包括前置摄像头和后置摄像头。通常,前置摄像头设置在终端的前面板,后置摄像头设置在终端的背面。在一些实施例中,后置摄像头为至少两个,分别为主摄像头、景深摄像头、广角摄像头、长焦摄像头中的任意一种,以实现主摄像头和景深摄像头融合实现背景虚化功能、主摄像头和广角摄像头融合实现全景拍摄以及VR(Virtual Reality,虚拟现实)拍摄功能或者其它融合拍摄功能。在一些实施例中,摄像头组件3206还可以包括闪光灯。闪光灯可以是单色温闪光灯,也可以是双色温闪光灯。双色温闪光灯是指暖光闪光灯和冷光闪光灯的组合,可以用于不同色温下的光线补偿。
音频电路3207可以包括麦克风和扬声器。麦克风用于采集用户及环境的声波,并将声波转换为电信号输入至处理器3201进行处理,或者输入至射频电路3204以实现语音通信。出于立体声采集或降噪的目的,麦克风可以为多个,分别设置在电子设备3200的不同部位。麦克风还可以是阵列麦克风或全向采集型麦克风。扬声器则用于将来自处理器3201或射频电路3204的电信号转换为声波。扬声器可以是传统的薄膜扬声器,也可以是压电陶瓷扬声器。当扬声器是压电陶瓷扬声器时,不仅可以将电信号转换为人类可听见的声波,也可以将电信号转换为人类听不见的声波以进行测距等用途。在一些实施例中,音频电路3207还可以包括耳机插孔。
电源3209用于为电子设备3200中的各个组件进行供电。电源3209可以是交流电、直流电、一次性电池或可充电电池。当电源3209包括可充电电池时,该可充电电池可以是有线充电电池或无线充电电池。有线充电电池是通过有线线路充电的电池,无线充电电池是通过无线线圈充电的电池。该可充电电池还可以用于支持快充技术。
在一些实施例中,电子设备3200还包括有一个或多个传感器3210。该一个或多个传感器3210包括但不限于:加速度传感器3211、陀螺仪传感器3212、压力传感器3213、光学传感器3215以及接近传感器3216。
加速度传感器3211可以检测以电子设备3200建立的坐标系的三个坐标轴上的加速度大小。比如,加速度传感器3211可以用于检测重力加速度在三个坐标轴上的分量。处理器3201可以根据加速度传感器3211采集的重力加速度信号,控制显示屏3205以横向视图或纵向视图进行用户界面的显示。加速度传感器3211还可以用于游戏或者用户的运动数据的采集。
陀螺仪传感器3212可以检测电子设备3200的机体方向及转动角度,陀螺仪传感器3212可以与加速度传感器3211协同采集用户对电子设备3200的3D动作。处理器3201根据陀螺仪传感器3212采集的数据,可以实现如下功能:动作感应(比如根据用户的倾斜操作来改变UI)、拍摄时的图像稳定、游戏控制以及惯性导航。
压力传感器3213可以设置在电子设备3200的侧边框和/或显示屏3205的下层。当压力传感器3213设置在电子设备3200的侧边框时,可以检测用户对电子设备3200的握持信号,由处理器3201根据压力传感器3213采集的握持信号进行左右手识别或快捷操作。当压力传感器3213设置在显示屏3205的下层时,由处理器3201根据用户对显示屏3205的压力操作,实现对UI界面上的可操作性控件进行控制。可操作性控件包括按钮控件、滚动条控件、图标控件、菜单控件中的至少一种。
光学传感器3215用于采集环境光强度。在一个实施例中,处理器3201可以根据光学传感器3215采集的环境光强度,控制显示屏3205的显示亮度。具体地,当环境光强度较高时,调高显示屏3205的显示亮度;当环境光强度较低时,调低显示屏3205的显示亮度。在另一个实施例中,处理器3201还可以根据光学传感器3215采集的环境光强度,动态调整摄像头组件3206的拍摄参数。
接近传感器3216,也称距离传感器,通常设置在电子设备3200的前面板。接近传感器3216用于采集用户与电子设备3200的正面之间的距离。在一个实施例中,当接近传感器3216检测到用户与电子设备3200的正面之间的距离逐渐变小时,由处理器3201控制显示屏3205从亮屏状态切换为息屏状态;当接近传感器3216检测到用户与电子设备3200的正面之间的距离逐渐变大时,由处理器3201控制显示屏3205从息屏状态切换为亮屏状态。
本领域技术人员可以理解,图32中示出的结构并不构成对电子设备3200的限定,可以包括比图示更多或更少的组件,或者组合某些组件,或者采用不同的组件布置。
本申请的实施例还提供了一种机器人,该机器人包括处理器和存储器,该存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集,至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由处理器加载并执行以实现上述各方法实施例提供的机器人的运动起摆方法。
本申请的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至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集,至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由处理器加载并执行,以实现上述各方法实施例提供的机器人的运动起摆方法。
本申请的实施例还提供了一种计算机程序产品或计算机程序,该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令,该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令,处理器执行该计算机指令,使得该计算机设备执行上述实施例中任一所述的机器人的运动起摆方法。
可选地,该计算机可读存储介质可以包括:只读存储器(ROM,Read Only Memory)、随机存取记忆体(RAM,Random Access Memory)、固态硬盘(SSD,Solid State Drives)或光盘等。其中,随机存取记忆体可以包括电阻式随机存取记忆体(ReRAM,Resistance RandomAccess Memory)和动态随机存取存储器(DRAM,Dynamic Random Access Memory)。上述本申请实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成,也可以通过程序来指令相关的硬件完成,所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中,上述提到的存储介质可以是只读存储器,磁盘或光盘等。
以上所述仅为本申请的可选实施例,并不用以限制本申请,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 (15)
1.一种机器人的运动起摆方法,其特征在于,所述机器人包括腿部和连接所述腿部的主体部分,所述腿部包括弯折活动的膝关节,所述膝关节处包括机械轮;所述腿部包括第一腿部和第二腿部,所述第二腿部和所述第一腿部沿所述机器人的起摆方向呈前后排列;
所述方法包括:
接收运动起摆指令;
响应于所述运动起摆指令,控制所述机器人的所述第一腿部呈悬空状态,并执行所述第一腿部的收腿动作,在所述悬空状态结束时将所述第一腿部膝关节处的第一机械轮撑地;
以所述第一机械轮为平衡受力点,控制所述机器人的所述第二腿部悬空,并稳定至平衡状态。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一腿部包括弯折活动的第一膝关节;
所述响应于所述运动起摆指令,控制所述机器人的所述第一腿部呈悬空状态,包括:
响应于所述运动起摆指令,控制所述第一膝关节的力矩,以增大所述第一机械轮与水平面之间的竖直高度的方向弯折所述第一膝关节,直至所述机器人的所述第一腿部呈悬空状态。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述第一腿部包括第一上腿部和第一下腿部,所述第一上腿部和所述第一下腿部通过所述第一膝关节连接,所述第一上腿部与所述主体部分连接;
所述执行所述第一腿部的收腿动作,包括:
控制所述第一膝关节的力矩,减小所述第一上腿部和所述第一下腿部之间夹角,实现所述第一腿部的收腿动作。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述第一上腿部装配有第一磁吸部件,所述第一下腿部装配有第二磁吸部件,所述第一磁吸部件和所述第二磁吸部件之间存在磁吸匹配关系;
所述控制所述第一膝关节的力矩,减小所述第一上腿部和所述第一下腿部之间夹角,实现所述第一腿部的收腿动作,包括:
控制所述第一膝关节的力矩,减小所述第一上腿部和所述第一下腿部之间夹角;
在所述夹角达到预设夹角阈值的情况下,通过所述第一上腿部装配的所述第一磁吸部件和所述第一下腿部装配的所述第二磁吸部件相互吸引,实现所述第一腿部的收腿动作。
5.根据权利要求1至4任一所述的方法,其特征在于,所述第一腿部包括第一上腿部和第一下腿部,所述第一上腿部和所述第一下腿部通过弯折活动的第一膝关节连接,所述第一上腿部与所述主体部分连接;
所述控制所述机器人的所述第一腿部呈悬空状态之后,还包括:
确定目标区域,所述目标区域用于指示所述第一腿部的运动允许区域;
在所述第一上腿部和所述第一下腿部执行所述收腿动作的过程中,将所述目标区域作为所述第一机械轮的撑地范围。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述机器人包括第一腿关节,所述第一腿关节用于对所述第一上腿部的力矩进行控制;
所述在所述第一上腿部和所述第一下腿部执行所述收腿动作的过程中,将所述目标区域作为所述第一机械轮的撑地范围,包括:
在所述第一上腿部和所述第一下腿部执行所述收腿动作的过程中,通过控制所述第一腿关节的力矩,对所述第一上腿部与水平面的夹角进行调整,将所述第一机械轮落在所述目标区域内响应于所述第一机械轮落在所述目标区域内,将所述第一机械轮与所述目标区域内的接触点作为所述平衡受力点。
7.根据权利要求1至4任一所述的方法,其特征在于,所述第一腿部包括第一上腿部和第一下腿部,所述第一上腿部和所述第一下腿部通过所述第一膝关节连接,所述第一上腿部与所述主体部分相连接;
所述第一下腿部中包括插入杆,所述插入杆由直线电机控制对所述第一下腿部和所述第一膝关节之间的带动连接状态进行调整。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述第一膝关节中包括槽板,所述槽板对应有至少一个轮槽;
所述方法还包括:
响应于控制所述插入杆插入所述轮槽,通过所述插入杆由所述第一膝关节的转动,带动所述第一下腿部的转动;
响应于控制所述插入杆从所述轮槽中缩回,取消所述第一膝关节与所述第一下腿部之间的带动连接状态。
9.根据权利要求1至4任一所述的方法,其特征在于,所述第二腿部包括第二上腿部和第二下腿部,所述第二上腿部和所述第二下腿部通过弯折活动的第二膝关节连接,所述第二上腿部与所述主体部分相连接;
所述以所述第一机械轮为平衡受力点,控制所述机器人的所述第二腿部悬空,包括:
以所述第二腿部为施力点,以所述第一机械轮为受力点,控制所述第一机械轮的力矩和所述第二膝关节的力矩,以控制所述机器人的所述第二腿部悬空。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述以所述第一机械轮为受力点,控制所述第一机械轮的力矩和所述第二膝关节的力矩,以控制所述机器人的所述第二腿部悬空之后,还包括:
通过控制所述第一机械轮的转动使所述机器人进入所述平衡状态,所述平衡状态用于指示完成所述运动起摆指令后的平衡状态。
11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,通过控制所述第一机械轮的转动使所述机器人进入所述平衡状态,包括:
通过控制所述第一机械轮的转动,对所述第一上腿部与水平面的夹角进行调整;其中,在所述第一上腿部与所述水平面的夹角达到预设调整条件的情况下,所述机器人进入所述平衡状态。
12.一种机器人的运动起摆装置,其特征在于,所述机器人包括腿部和连接所述腿部的主体部分,所述腿部包括弯折活动的膝关节,所述膝关节处包括机械轮;所述腿部包括第一腿部和第二腿部,所述第一腿部和所述第二腿部沿所述机器人的起摆方向呈前后排列;
所述装置包括:
指令接收模块,用于接收运动起摆指令;
第一控制模块,用于响应于所述运动起摆指令,控制所述机器人的所述第一腿部呈悬空状态,并执行所述第一腿部的收腿动作,在所述悬空状态结束时将所述第一腿部膝关节处的第一机械轮撑地;
第二控制模块,用于以所述第一机械轮为平衡受力点,控制所述机器人的所述第二腿部悬空,并稳定至平衡状态。
13.一种机器人,其特征在于,所述机器人包括处理器和存储器,所述存储器中存储有至少一条指令,所述至少一条指令由所述处理器加载并执行以实现如权利要求1至11任一所述的机器人的运动起摆方法。
14.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述存储介质中存储有至少一条指令,所述至少一条指令由处理器加载并执行以实现如权利要求1至11任一所述的机器人的运动起摆方法。
15.一种计算机程序产品,其特征在于,包括计算机指令,所述计算机指令被处理器执行时实现如权利要求1至11任一所述的机器人的运动起摆方法。
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