[发明专利]机器人使对象进行旋转运动的方法以及机器人

权利要求书

1.一种机器人使对象进行旋转运动的方法，所述机器人具有操作部，所述操作部与所述对象非固定地接触，所述方法包括：

接收翻转指令；

基于所述翻转指令，确定操作部的驱动力；以及

以所确定的驱动力驱动所述操作部进行运动，并且通过所述运动使得所述对象进行相对于所述操作部的旋转运动。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述对象进行相对于所述操作部的旋转运动的过程中：

以所确定的驱动力驱动所述操作部进行运动，使得非固定地支承在所述操作部的第一侧面上的所述对象与所述操作部的第一侧面与所述操作部的第二侧面之间的过渡面保持接触地经由所述过渡面支承到所述操作部的第二侧面上。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述对象进行相对于所述操作部的旋转运动的过程中：

以所确定的驱动力驱动所述操作部进行运动，使得与所述操作部的端部非固定接触的所述对象与所述对象与所述操作部的接触部分保持接触地围绕所述接触部分作倒向所述操作部的旋转运动，直至所述对象支承到所述操作部的侧面上。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，

所述翻转指令包括运动轨迹信息、空间尺寸信息以及质量信息，所述运动轨迹信息指示在旋转运动期间所期望的操作部和对象的运动轨迹，所述空间尺寸信息指示所述操作部以及所述对象的空间尺寸，所述质量信息指示所述操作部和所述对象的质量或转动惯量，或者

所述翻转指令包括在旋转运动中对应不同时刻的操作部驱动力参数。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，

所述操作部的驱动力根据所述操作部与所述对象的组合对应的动力学模型以及约束方程组来确定，所述约束方程组与所述操作部和所述对象的旋转初始目标状态及旋转终末目标状态相关联。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述约束方程组还包括关于所述操作部与所述对象之间的接触力的约束方程，其被配置为将所述接触力约束在摩擦锥范围内。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述约束方程还被配置为将所述操作部对所述对象的支持力约束在正值范围内。

8.根据权利要求5所述的方法，其中，所述动力学模型对应于虚拟的二阶倒立摆模型，所述虚拟的二阶倒立摆模型包括：

第一虚拟连杆，所述第一连杆等效于所述操作部的从其自身旋转的位置处到与所述对象非固定地接触的部分；

第二虚拟连杆，所述第二虚拟连杆等效于所述对象；

虚拟底部，所述虚拟底部等效于所述操作部未等效于所述第一虚拟连杆的剩余部分；

第一虚拟关节，所述第一虚拟关节用于模拟所述第一虚拟连杆围绕其自身旋转的位置的旋转，所述第一虚拟关节将所述第一虚拟连杆与所述虚拟底部连接；以及

第二虚拟关节，所述第二虚拟关节等效于所述操作部与所述对象之间借助接触力的虚拟连接，所述第二虚拟关节将所述第一虚拟连杆与所述第二虚拟连杆虚拟连接。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述运动轨迹信息包括操作部运动轨迹信息以及对象运动轨迹信息，其中，

所述操作部运动轨迹信息包括：所述第一虚拟连杆的空间位置信息、所述第一虚拟连杆的平移运动速度信息、所述第一虚拟连杆的平移运动加速度信息、所述第一虚拟连杆围绕所述第一虚拟关节的旋转运动速度信息以及所述第一虚拟连杆围绕所述第一虚拟关节的旋转运动加速度信息；以及

所述对象运动轨迹信息包括：所述第二虚拟连杆的空间位置信息、所述第二虚拟连杆围绕所述第二虚拟关节的旋转运动速度信息以及所述第二虚拟连杆围绕所述第二虚拟关节的旋转运动加速度信息。