CN1209377A - 用于描述机器人结构的方法以及机器人构件 - Google Patents

Abstract

本发明提供描述机器人结构的方法,该方法按骨架表示,将机器人构件表示成结构基元的组合。还提供相应的机器人结构和构件CPCi。用指定与前一个结构基元串联的符号“－”和指定与n个结构基元之前的结构基元相连的符号“:n”表示连接信息。用直线形式的矢量_jp_i表示形状信息,并且用转换矩阵_jR_i给出在iPARTj终点处对下一个结构基元的坐标转换。

Description

用于描述机器人结构的方法以及机器人构件

本发明涉及一种用于描述机器人结构的方法，该方法被设置成用CPU命令或控制机器人的运动，还涉及一种机器人装置和一种机器人构件。

通过按预定的相互关系组合多个构件，可将许多机器人装配成预定的形状，并且对不同的构件进行驱动控制，以改变姿势或移动。

例如，日本专利公开H-5-245784中揭示了一种机器人，该机器人通过组合多个带关节的模块和多个带臂的模块而构成所需形状。该机器人配置成为每个带关节的模块设定一个合适的数字，并且控制器根据与每个带关节模块通信所获得的适当数字识别每个带关节模块的连接顺序，从而根据该识别将控制程序重写成合适的程序。

还已知一种计算机游戏，在该游戏中，利用计算机图形学(CG)在计算机上移动虚拟的机器人或虚拟的动物，并且响应于与计算机相连的传感器的输入信息改变虚拟机器人或虚拟动物的行为。

在许多关于机器人的教科书中还叙述了一种用于计算真实机器人移动的方法，该方法在模拟真实机器人时，在计算机上构造一个形状和重量与真实机器人相同的模型，并且对其施加现实世界中实际存在的力例如重力，以便通过计算求出它的移动。

同时，日本专利公开H-5-245784中揭示的机器人是在一个操纵器上预先假定的，因此它不能应付将构件分支成两个或多个部分的结构，也不能应付根据来自各种传感器的输入信息而进行的控制。因此，在日本专利公开H-9-19040中，本受让人已提出一种由多个构件构成的机器人设备，在该机器人设备中提供：第一存储装置，用于存储确定构件形状用的形状信息；第二存储装置，用于存储描述构件运动所需的运动信息；第三存储装置，用于存储关于安装在构件内的电子部件之特性的信息：检测装置，用于检测各构件的状态。该机器人设备还具有控制装置，能根据检测装置检测的结果自动识别构件的全部结构或运动特性。在该机器人设备中，配置每个构件的每个存储装置，以便通过由控制构件的控制装置所使用的控制程序存储用于将第一数据变换成第二数据的变换程序，其中所述第一数据用为电子部件每一功能共同设定的预定数据格式表示，而所述第二数据用每个电子部件之每个功能所用数据格式表示。结果是，设计每个构件可以不依赖于控制程序预先设定的数据格式。

通过存储机器人构件的形状或功能信息，并用为可识别连接顺序而配置的信息线路系统(串行总线)组合这些构件，控制机器人的CPU可知机器人的形状、类型以及传感器和致动器的安装位置。

在日本专利公开H-9-19040中，实现了各种形态的机器人，该机器人具有形式不同的机械系统，能根据串行总线和机器人具有的信息，自动构造管理称为虚拟机器人的机器人构件所具有的信息及其连接顺序的软件对象，以对机器人进行驱动控制，并通过采用独立于机械系统的命令的公共控制系统，控制该机器人。

本发明的一个目的是提供一种描述机器人结构的方法，该方法将机器人设备的构件表示成结构基元的组合，基本上是骨架表示。

本发明的另一个目的是提供一种机器人设备，该机器人设备能象具有各种结构功能的机器人那样运行，其结构用结构基元的组合来表示，基本上是骨架表示。

一个方面，本发明提供了一种描述机器人结构的方法，该方法包括将一个机器人构件CPCi分解成J个结构基元PARTj，并且用连接信息CONNECTi以及由矢量_jp_i和转换矩阵_jR_i组成的形状信息jSHAPEi来规定机器人的结构。这可用一组以骨架表示为基础的结构基元来表示机器人结构。

最好，用构件连接面的终点给出下一构件的坐标起点。

利用本发明用于描述机器人结构的方法，可以相当自由地设定连接信息CONNECTi、矢量_jp_j和转换矩阵_jR_i。即使是具有各种功能的复杂构件也可以通过定义矢量_jp_i起点和终点处的功能来表示。

另一方面，本发明提供一种机器人设备，该机器人设备包括整机控制装置；和多个CPC构件，所述CPC构件具有包括致动器和/或用于测量预定物理量的传感器的电子部件，所述整机控制装置利用确定构件形状用的形状信息、描述构件运动所需的运动信息、安装在构件中的电子部件的特性信息和指定构件连接状态的连接信息进行全面的识别和控制，另外，构件CPCi由J个结构基元PARTj及其连接信息组成，连接信息是CONNECTi，结构基元PARTj的形状信息是jSHAPEi，结构基元PARTj的动态信息为jDYNi，并且结构基元PARTj的功能信息为jFUNCi，还有用符号“-”和符号“：n”表示连接信息CONNECTi，其中符号“-”指与前一个结构基元串联，而符号“：n”指与n个结构基元之前的结构基元相连，用直线形式的矢量_jp_i表示形状信息jSHAPEi，并且用转换矩阵_jR_i给出在iPARTj终点处对下一个结构基元的坐标转换，动态信息jDYNi由矢量_js_i、惯量矩阵_jI_i、质量_jm_i和信息_ja_i组成，其中矢量_js_i指向由iPARTj的坐标系_j∑_i表示的iPARTj的质量中心_jG_i，惯量矩阵_jI_i的中心在质量中心_jG_i的附近，信息_ja_i给出了iPARTj起点的运动方向，其中，结构基元PARTj的功能信息jFUNCi提供产生起点处功能的力矩和方向，功能信息jFUNCi是指定构件连接状态的连接信息。通过整机控制装置进行全面识别和控制，机器人设备可以象具有各种功能的机器人那样运行，并根据骨架表示将其结构表示成一组结构基元。

依照本发明的机器人构件包括用于存储关于构件物理特性的信息的存储装置和用于检索存储在存储装置中的信息的装置。

图1是一方框图，示出了实施本发明的机器人设备的结构。

图2示出了图1机器人设备的软件配置，它们被分成功能性结构单元。

图3是一示意图，示出了实施本发明的构成机器人设备的机器人构件，及其结构基元。

图4是一示意图，示出了机器人分支构件，及其结构基元。

图5示出了对图4所示的机器人构件结构基元的骨架表示。

图6示出另一例对结构基元之形状的表示。

图7示出了具有三个关节的腿部构件，其作为机器人构件的一个特例。

图8示出了腿部组件的链接结构。

以下将参照附图，详细说明本发明的较佳实施例。

图1是机器人设备的结构示意图。图1所示的机器人设备由一个作用模型单元10和一个可配置结构组件(CPC,configurable physical component)单元20组成。作用模型单元10包括CPU11、RAM12、ROM13、串行总线的主控制器14以及总体CPU外围设备15。主输入/输出由主控制器14执行。

CPC单元20包括CPC构件21A、21B、21C、21D、21E…，它们相互连接成分支型或合并型树状结构的机器人构件。机器人构件即CPC构件，它们包括使互连串行总线的信号线分路的HUB22，信号处理器23和存储器24。用于处理串行总线信号的信号处理器23上有串行总线的设备方控制器，该控制器用于负责时钟同步、检错、数据包重发请求以及地址管理。存储在存储器24中的是机器人构件的形状数据、用于设定运动方程的物理数据、该构件具有的功能信息，或者传递给机器人构件并对其控制的程序。响应于来自作用模型单元10的请求，从串行总线传送这些数据和程序，或者输入控制命令。

图2示出了上述机器人设备的软件配置，它们被分成功能性结构单元。具体地说，机器人设备的作用模型单元10包括串行总线主控制器10A(软件和硬件)、虚拟机器人(软件)、设计机器人(软件)10C以及作用控制器10D，其中串行总线主控制器10A用于控制串行总线，虚拟机器人用于管理CPC单元中CPC构件的信息和连接，设计机器人根据用户给予的使用机器人构件语义的数据定义每个CPC机器人构件的含义，作用控制器10D用于根据行为模型或行为控制，进行传感器处理或行为控制，以便设计机器人10C起自律型机器人的作用。

在功能上，CPC单元20包括串行总线设备控制器20A和机器人功能单元20B。串行总线设备控制器20A处理来往于串行总线的信号，并且在功能上具有与作用模型单元10的串行总线主控制器的协议，以便进行数据交换。机器人功能单元20B根据来自串行总线设备控制器20A的数据或者来自作用模型单元10的命令运行，并且在功能上具有与作用模型单元10的虚拟机器人10B的协议，以便进行数据交换。

在上述机器人设备中，作用模型单元10处理由串行总线主控制器的硬件输入/输出的串行数据以及控制它的软件。也就是说，在数据输出期间，串行总线主控制器10A添加同步用的同步模式、首标信息、数据和检错纠错码，并且在传输之前用NRZ调制所得到的数据。在数据发送后，串行总线主控制器10A接收例如来自发送器的ACK信号，以便在进行下一步数据处理之前确认已获得数据。在数据输入期间，串行总线主控制器10A对被发送信号进行时钟同步，还进行同步模式检查、首标信息处理、数据捕获以及检错和纠错，以便发送ACK信号。如果数据中存在错误，那么串行总线主控制器10A送出重发的请求。串行总线主控制器10A通过串行总线进行数据输入/输出。

利用CPC构件以树状结构互连，可以知道CPC单元20中CPC构件21A、21B、…的顺序。具体地说，通过串行总线控制器10A使用来向CPC构件提供信息的地址与分支顺序对应，串行总线主控制器10A可以荻悉CPC构件21A、21B…的连接顺序。另一方面，将该CPC构件至下一构件的分支部分作为信息存储在该CPC构件中。利用该信息，串行总线主控制器10A可以理解CPC构件的形状和下一个位置，或者与该位置相连的构件的形状。通过串行总线主控制器10A将数据传递给虚拟机器人10B，后者可以自动获取关于机器人本身具有何种形状、具有什么功能以及处在哪里的信息。

在如图1和2构造的机器人设备中，提供了CPC单元20，在该单元中，以树状结构将CPC单元21A、21B…作为结构组件进行组合或分支。做成通过串行总线捕获CPC单元21A、21B…之信息以及顺序的作用模型单元10对这些CPC单元21A、2lB，…进行驱动控制。

以下说明构成上述机器人设备之机器人构件CPCi的结构基元PARTj的连接信息CONNECTi。

图3示出了一简单的机器人构件CPCi及其结构基元PART0和PARTl。在该机器人构件CPCi中，结构基元PART0在靠近多数串行总线的地方有一连接点，该连接点为起点，而结构基元PARTl与结构基元PART0的终点相连。结构基元PARTl具有起点自由旋转且终点带下一构件连接部分的结构系统。构成上述结构之机器人构件CPCi的结构基元PARTj的连接信息CONNECTi用符号“-”表示，该符号代表与前一个结构串联，因此连接信息被定义为

CONNECTi=(PART0-PARTl)。

图4示出了在将结构基元PART0连接至PART4时所获得的分支机器人构件CPCi。为简便起见，将结构基元简单地画成彼此连接，没有具体地画出旋转驱动系统。该情况下的连接信息CENNECTi可以用以下形式定义：

CONNECTi={PART0-PARTl-PART2∶2PART3-PART4}

注意，符号“：2”直接连至2个结构基元前的结构基元(这里为结构基元PART0)。如果PARTi的标号按并列次序定义为0、1、2、…、J-1，其中J是结构基元的数目，那么

CONNECTi={--：2-}。

一般，可以用符号“-”和符号“：n”表示连接信息CONNECTi。通过定义对结构基元连接的表示，便可表示具有各种形状或功能的构件。

以下说明结构基元的形状信息SHAPEi。

在本发明的实施例中，采用图3和图4所示的骨架表示，作为最基本的表示。这种骨架表示所需的信息一般包括关于结构基元连接点处是如何旋转的信息，以及有关结构基元长度的信息。这里把信息的这两项表示成转换矩阵_jR_i和矢量_jp_i。

具体地说，结构基元PARTj具有用矢量_jp_i表示的长度和方向，矢量将所接前一个结构基元的终点取为起点，将与下一个结构基元的连接点取为终点。假设矢量_jp_i由在结构基元PARTj中定义的局部坐标系_j∑_i来表示，并且局部坐标系_j∑_i是由前一结构基元的终点确定。理由是，如果在连接机器人构件CPCi的情况下，机器人构件CPC_i-1和机器人构件CPCi相互连接，因为连接面的方向在机器人构件CPC_i-1的终点被固定，所以转换矩阵需要在机器人构件CPC_i-1中定义，从而可以使用这样的一个预先假设，即机器人构件CPCi起点处的坐标转换用机器人构件CPC_i-1之终点处定义的转换矩阵进行转换。因此，相应地表示机器人构件的内部。

通常，将可旋转或可平移的机械系统建立在结构基元PARTi的起点处。但是，必须表示旋转轴或平移轴。以下将说明，通过将这些运动的正方向与转换矩阵所确定的Z轴方向对准，便可减少信息量。

图5示出了图4所示机器人构件CPCi中结构基元PART0至PART4的骨架表示。

注意，结构基元PART0及其坐标系_j∑_i(_jO_i-jX_i,_jY_i,_jZ_i)(j=0)与接至原点_j0_i的前一构件之终点的坐标系相同。在上面的例子中，转换矩阵_jR_i(j=1、2、4)等于单位矩阵，不进行旋转转换。但是，由_jp_i(j=2、4)的终点确定并且是至下一机器人构件之连接点的转换矩阵_jR_i(j=3、5)要进行旋转转换。

因此，一般将形状信息SHAPEi表示为

SHAPEi={(_jp_i,_j+1R_i),(j=0,,,J-1)}。

注意，数字J与连接信息CONNECTi确定的结构基元的数目一致。转换矩阵_j+1R_i是3×3矩阵，并由9个元素表示。但是，鉴于对表示坐标旋转的限制，可以按已知的方式用三个参数来表示转换矩阵。因此，用骨架表示的结构基元的形状信息由_jp_i矢量的三个元素和生成转换矩阵所需的三个元素，总共六个元处构成。

以下说明设定运动方程所需的动态信息DYNi。

在关于机器人控制理论的教科书中，作为逆动力学和正动力学的问题，给出了的机器人控制理论。

作为用于在逆动力学和正动力学问题中导出运动方程的方法，已知两种方法，一种方法关注适合于机器人的各种能量函数并且将这些函数代入Langrange方程，另一种方法关注作用在机器人链接上的力的平衡、作用和反作用以及动量，并且用牛顿运动方程和欧拉运动方程找出整个机器人的运动方程。在任何速率下，除上述连接信息CONNECTi和形状信息SHAPEi之外，所需信息DYNi是由各结构基元iPARTj的局部坐标系统_j∑_i表示的质量中心_jG_i的位置矢量_js_i、质量_jm_i和中心在质量中心_jG_i附近的惯量矩阵_jI_i。具体地说，DYNi={_js_i,_jm_i,_jI_i}。

还有必要示出结构基元的原点可能进行哪种运动，具体地说，原点的运动是旋转、平移还是固定不动。在旋转或者平移的情况下，必须给出旋转轴或平移轴。将原点处可能的运动表示成jMOTMODEi。该jMOTMODEi是与运动方程有关的量，它还可以被看作功能信息。在本实施例中，jMOTMODEi包含在功能信息jFUNCi中。

功能信息jFUNCi表示PARTj起点处功能部件的类型和jMOTMODEi，并且还表示其特性。功能部件的类型由预先定义的数字(诸如对于致动器FUNCID=0，对于声输出装置FUNCID=1)来管理。

另一方面，用由一个功能部件对另一个功能部件定义的特性数据的格式描述功能部件的特性。如果功能部件不是致动器，那么其起点是固定的，由此可把jMOTMODEi视作致动器特性信息的一部分。

注意，jMOTMODEi基本上是旋转和平移的组合，或者是固定不动的。至于旋转的自由度，最多可以在三个轴上设置旋转(假设在直角坐标系下)。同样，最多可以在三个轴上设置平移。在相应坐标轴没有设置的情况下，认为该轴自由度是固定的。即，

jMOTMODEi={(_jr0_i,_jr1_i,_jr2_i),(_jpa0_i,_jpa₁,_jpa2_i)}。

一般，这此旋转轴jrki和平移轴jpaki(k=0,1,2)是用结构基元PARTj的坐标系表示的矢量。如果这些都是0矢量，那么该矢量表示固定不动。

另一种方法是，可以确定诸如jMOTMODE={(_jr0_i,,),(,,)}的表示，以表示只存在一个自由度。

除该jMOTMODEi之外，其它的致动器特性是旋转速度和力矩特性。但在本实施例中，只将jMOTMODEi视作致动器特性的信息。

FUNCID=0表示没有任何功能的纯连接。

FUNCID=1表示致动器，其信息包括采样频率Fs、量化数Q和jMOTMODEi。

FUNCID=2表示声输出装置，其信息包括采样频率Fs和量化数Q。

FUNCID=3表示图象输出装置，其信息包括横向IMX上象素的数目、纵向IMY上象素的数目、帧/场比值F、图象格式以及量化数Q1、Q2和Q3。

FUNCID=4表示角度传感器，其信息包括采样频率Fs、量化数Q和角度检测范围Min和Max。

FUNCID=5表示声传感器，其信息包括采样频率Fs、量化数Q和通道数CH。

FUNCID=6表示图象传感器，其信息包括横向IMX上象素的数目、纵向IMY上象素的数目、帧/场比值F、图象格式以及量化数Q1、Q2和Q3。格式=0表示YU/YV，其中Q1、Q2和Q3分别表示Y、V和U的量化数。另外，格式=0表示RGB，其中Q1、Q2和Q3分别表示R、G和B的量化数。

FUNCID=7表示用于检测接触力的接触传感器，其信息包括采样频率Fs、量化数Q、检测范围Min和Max，以及有效通道标号(0/1,0/1,0/1)。

FUNCID=8表示加速度传感器，其信息包括采样频率Fs、量化数Q、检测范围Min和Max，以及有效通道标号(0/1,0/1,0/1)。

FUNCID=9表示角加速度传感器，其信息包括采样频率Fs、量化数Q、检测范围Min和Max，以及有效通道标号(0/1,0/1,0/1)。

同时，接触传感器FUNCID=7、加速传感器FUNCID=8以及角加速度传感器FUNCID=9中的标号表示在(X,Y,Z)方向上可轴向检测。0和1分别表示在相关方向上不存在和存在检测元件。因此，这些传感器必须借助于转换矩阵使检测方向与局部坐标(X,Y,Z)一致。

于是，可以通过FUNCID和相应确定的特性信息(描述数据)来获悉哪种功能对应于机器人的哪一部分。

功能信息jFUNCi用下式表示：

jFUNCi={(FUNCID)，{描述数据}}。

概括来说，如果在本实施例中假设CPCi构件是构成机器人的机器人构件，并且由J个结构基元PARTj及其连接信息组成，而且连接信息为CONNECTi，结构基元PARTj的形状信息为jSHAPEi，结构基元PARTj的动态信息为jDYNi，结构基元PARTj的功能信息为jFUNCi，那么

(ⅰ)用符号“-”和符号“：n”表示连接信息CONNECTi，其中符号“-”指与前一个结构基元串联，而符号“：n”指与n个结构基元之前的结构基元相连。

(ⅱ)关于形状信息jSHAPEi，用矢量_jp_i以直线形式表示称为结构基元PARTj之骨架的东西，并且用转换矩阵_jR_i给出在iPARTj终点处对下一个结构基元的坐标转换。

(ⅲ)动态信息jDYNi由惯量矩阵_jI_i、质量_im_j和矢量_js_i组成，其中惯量矩阵_jI_i的中心在质量中心_jG_i附近，并且矢量_jS_i指向用iPARTj之坐标系_j∑_i表示的iPARTj的质量中心_jG_i。

(ⅳ)用规定功能属于致动器或各种传感器的标号、FUNCID和表示其特性的数据表示功能信息jFUNCi。特别是，在致动器中，用定义PARTj之起点处运动的jMOTMODEi表示特性。注意，jMOTMODEi给出三个旋转轴矢量和三个平移轴矢量。

上述数据，尽管简单，但给出了构件骨架表示和运动方程所需要的参数和功能信息。

尽管上述内容涉及逻辑信息格式，但没有参考存储器上的位阵列或者通过串行总线传输的位阵列。这种物理格式级信息格式最简单。该格式中，ASCⅡ格式记录用逻辑格式或诸如{、-、和：等符号定义的值，并用整数0和1、十进位固定点记数法或者十进位浮点记数法(诸如3.14或3.14E-10)表示数值，这些数据用ASCⅡ格式按字节逐一直接表示，并按LSB居先逐一字节传送。

尽管在本实施例中，用符号“-”和“：n”表示连接信息，但也可以使用其它符号。表示树状结构的数据结构也是一种用于表示连接信息的已知方法。还可以通过定义起点的集合以及使每个起点与其他各起点互连的集合来给出定义。

另外，在本实施例中，已描述在结构基元PARTj的起点处存在功能。在另一种描述中，该功能可以存在于终点处。还可以在终点处定义所有的功能，并用0矢量将原起点的功能重新定到终点。还可以使用允许起点和终点均具有功能的表述。

在本实施例中，用骨架表示给出形状。也可以通过添加给出构件宽度的矢量_jwidth_i，给出其高度的矢量_jheight_i和给出构件长度的矢量_jp_i来定义平行六面体。还有一种方法，它用矢量_jstart_i给出与作为起点的矢量_jp_i正交的截面的形状，并用一函数给出逆时针方向上具有正角w的坐标系中离开_jp_i的距离r，还具有与用合适方法压缩该函数相对应的数据作为表示。图6示出了这种情况，压缩是通过在10°处采样并用ADPCM调制而获得的。

由于上述有关形状的数据一般很多，所以可以用指定商家名称及其构件编号的标号从另一个媒质给出，而不是从构件内部给出。

图7示出了如上定义的机器人构件。

本例涉及在连接结构基元PART0至PART4时获得的机器人的腿，并且具有三个关节，接触传感器位于端部。如图8所示，该机器人构件可以用五个链接来表示。

该机器人构件的连接信息CONNECTi是

CONNECT={0-1-2-3-}

而形状信息SHAPE为

动态信息jDYNi为₀S=(0,0,35)(m,m),₀m=128(g)₀I=[59477,59477,14421](g·mm²)₁S=(0,0,14.5),₁m=0.6₁I=[4.2,4.2,7.5]₂S=(0,0,6),₂m=37₂I=[9085,6476,1151]₃S=(0,0,21.35),₃m=96₃I=[32437,32878,11268]₄S=(0,0,21.25),₄m=36₄I=[9037,9037,1536]功能信息jFUNCi为

₀FUNC={iD=0}₁FUNC={1D=1,Fs=8000,Q=10,2MOTMODE={([0,0,1],),(,,)},

   1D=5,Fs=8000,Q=10,(-120,+120)}₂FUNC={1D=1,Fs=8000,Q=10,2MOTMODE={([0,-1,0],),(,,)},

   1D=5,Fs=8000,Q=10,(-120,+120)}₃FUNC={1D=1,Fs=8000,Q=10,2MOTMODE={([-1,0,0],),(,,)},

   1D=5,Fs=8000,Q=10,(-120,+120)}₄FUNC={1D=7,Fs=8000,Q=1,(,0),(0,0,1)}

Claims (10)

1．一种用于描述机器人结构的方法，其特征在于，包括以下步骤：

将一个机器人构件(CPCi)分解成J个结构基元(PARTj)；

用连接信息(CONNECTi)以及由矢量(_jp_i)和转换矩阵(_jR_i)组成的形状信息(jSHAPEi)来规定机器人的结构。

2．如权利要求1所述的方法，其特征在于，用所述构件连接平面的终点给出下一构件的坐标起点。

3．一种机器人设备，其特征在于，包括

整机控制装置，以及

多个CPC构件，所述CPC构件具有包括致动器和/或用于测量预定物理量的传感器的电子部件；

所述整机控制装置利用确定构件形状用的形状信息、描述构件运动所需的运动信息、安装在构件中的所述电子部件的特性信息和指定构件连接状态的连接信息进行全面的识别和控制，其中

构件(CPCi)由J个结构基元(PARTj)及其连接信息组成，连接信息是CONNECTi，结构基元(PARTj)的形状信息是jSHAPEi，结构基元(PARTj)的动态信息为jDYNi，结构基元(PARTj)的功能信息为jFUNCi，并且

用符号“-”和符号“：n”表示连接信息(CONNECTi)，其中符号“-”指与前一个结构基元串联，而符号“：n”指与n个结构基元之前的结构基元相连，

用直线形式的矢量_jp_i表示形状信息(jSHAPEi)，用转换矩阵(_jR_i)给出在iPARTj终点处对下一个结构基元的坐标转换，

动态信息(jDYNi)由矢量_js_i、惯量矩阵(_jI_i)、质量(_jm_i)和信息(_ja_i)组成，其中矢量_js_i指向由jPARTj的坐标系_j∑_i表示的iPARTj的质量中心(_jG_i)，惯量矩阵(_jI_i)的中心在质量中心(_jG_i)的附近，所述信息(_ja_i)给出iPARTj起点的运动方向，所述结构基元(PARTj)的功能信息(jFUNCi)提供产生起点处功能和力矩和方向，

所述功能信息(jFUNCi)是指定构件连接状态的连接信息。

4．一种机器人构件，其特征在于，包括：

存储装置，用于存储关于构件物理特性的信息；

用于检索存储在所述存储装置中的信息的装置。

5．如权利要求4所述的机器人构件，其特征在于，还包括控制装置。

6．如权利要求4所述的机器人构件，其特征在于，所述信息是确定构件形状的形状信息。

7．如权利要求4所述的机器人构件，其特征在于，所述信息是描述构件运动所需的运动信息。

8．如权利要求4所述的机器人构件，其特征在于，所述信息是安装在所述构件中的电子部件的功能信息。

9．如权利要求7所述的机器人构件，其特征在于，所述信息是规定功能属于致动机或传感器的标号，并且所述信息是表示特性的数据所给出的信息。

10．如权利要求4所述的机器人构件，其特征在于，所述信息是规定构件连接状态的连接信息。

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