专利名称：机器人和控制机器人的方法
技术领域：
本发明涉及一种机器人和一种控制机器人的方法，更具体地讲，涉及这 样一种机器人，该机器人具有用于控制机器人的总体操作的一个控制单元和 用于补充所述控制单元的功能的另一控制单元，本发明还涉及一种控制所述 机器人的方法。
背景技术：
通常，机器人是指执行与人类的动作相似的动作的机器。最初的机器人 是工业机器人，如以生产的自动化和无人操作为目的的操纵器或传送机器人。 近来，已开发和研究了模仿人的双足行走的机器人。与四足行走或八足行走 相比，双足行走具有诸如不稳定性以及姿态控制或行走控制的难度等缺点， 但具有如在应付地面的不平坦表面(粗糙路面)或不连续的行走表面(如阶 梯)时更为灵活的优点。除了双足机器人，还存在具有各种移动单元的机器 人，如具有三条腿或更多的多肢机器人和使用轮子而不是脚进行运动的机器 人。
通过下面的处理执行双足机器人的行走。双足机器人预先确定行走方向、
机器人的平衡，并且根据所述行走模式计算各腿的行走轨迹。此外，双足机 器人通过对计算的行走轨迹的反向动作学计算，计算各腿关节的位置，并且 基于各关节电机的当前位置和目标位置计算各关节电机的目标控制值。
通过伺服控制实现双足行走，以使得各腿沿着计算的行走轨道行走。因 此，根据所述行走模式检测各腿的位置是否确切地沿着所述行走轨迹行走， 并且确定当各腿偏离行走轨迹时，所述电机的转矩是否被调整从而各腿确切 地沿着行走轨迹行走。传统机器人包括用于控制机器人总体操作的控制单元。当控制单元的软 件或硬件发生故障，而机器人执行用于执行动作的特定指令时，不可能对机 器人执行正常控制。不被正常控制的机器人可能反常操作，因而对其他的外 围结构或者人造成损害。
发明内容
因此，本发明的一方面在于提供一种机器人以及一种控制机器人的方法， 所述机器人具有用于控制机器人整体操作的第一控制单元和用于补充所述第 一控制单元的功能以便为所述第一控制单元的故障做准备的第二控制单元， 从而当第一控制单元发生故障时，第二控制单元控制机器人执行预定的安全 相关动作。尤其是，所述安全相关动作限于相对简单的操作，并且使用算术 能力相对低的廉价算术单元作为执行所述安全相关动作的第二控制单元，因 此降低了增加第二控制单元所需的费用。
根据一方面，本发明提供一种机器人，包括第一控制单元，控制机器 人执行用于执行动作的指定指令；和第二控制单元，当机器人发生故障时， 控制机器人执行预定的安全相关动作。
所述机器人发生故障可包括第一控制单元发生故障。
当机器人正常地操作时，第一控制单元可将监视信号发送给第二控制单 元；和当机器人不正常地操作时，第一控制单元可停止向第二控制单元发送 监视信号。
所述安全相关动作可以是机器人在当前位置停止的动作。 所述安全相关动作可以是机器人在当前位置停止并且保持平衡的动作。 根据另 一方面，本发明提供一种用于控制具有第 一控制单元和第二控制
单元的机器人的方法，包括通过第一控制单元控制机器人执行用于执行动
作的指定指令；和当机器人发生故障时，通过第二控制单元控制机器人执行
预定的安全相关动作。
所述机器人发生故障可包括第一控制单元发生故障。
当机器人正常地操作时，第 一控制单元可将监视信号发送给第二控制单
元；和当机器人不正常地操作时，第一控制单元可停止向第二控制单元发送
监视信号。
所述安全相关动作可以是机器人在当前位置停止的动作。
6所述安全相关动作可以是机器人在当前位置停止并且保持平衡的动作。
根据另一方面，提供一种机器人，包括第一控制单元，在基于位置的 第一控制模式下，控制的机器人执行用于执行动作的指定指令；和第二控制 单元，当机器人发生故障时，在基于力矩的第二控制模式下，控制机器人执 4亍预定的安全相关动作。
所述第一控制模式可以是基于ZMP的控制模式。
所述第二控制模式可以是基于FSM的控制模式。
所述机器人发生故障可包括第一控制单元发生故障。
第一控制单元可分别以第一控制模式和第二控制模式控制机器人；和第 一控制单元可根据相应于所述指令的动作的类型，以所述第一控制模式和第 二控制模式中的至少一个控制模式来控制机器人，由此执行所述指令。
通过结合附图对本发明的实施例进行的以下描述，本发明的这些和/或其 他方面和优点将会变得更加清楚和更易于理解，其中 图1是示出根据本发明的实施例的机器人的示意图； 图2是示出图1的机器人的关节结构的视图； 图3是示出根据本发明的第一实施例的机器人的控制系统的视图； 图4是示出图3的机器人的控制系统的一般动作的视图； 图5是示出图3的机器人的控制系统的安全相关动作的视图； 图6是示出根据本发明的第 一实施例的控制机器人的方法的流程图； 图7是示出根据本发明的第二实施例的机器人的控制系统的视图； 图8是示出图7的机器人的控制系统的一般动作的视图； 图9是示出图7的机器人的控制系统的安全相关动作的视图；和 图10是示出根据本发明第二实施例的控制机器人的方法的流程图。
具体实施例方式
现在将详细地参照本发明的实施例，其示例在附图中示出，其中相同的 标号始终表示相同的元件。下面参照附图描述实施例以解释本发明。
图1是示出根据本发明的实施例的机器人的示意图。如图1所示，头104 通过颈120连接到机器人100的躯干102的上部。双臂106L和106R通过肩膀114L和114R连接到机器人100的躯干102的上部的两边。手108L和108R 分别连接到双臂106L和106R的末端。双腿110L和110R连接到躯干102的 下部。双脚112L和112R分别连接到双腿IIOL和IIOR的末端。头104、双 臂106L和106R、双腿110L和IIOR、双手108L和108R以及双脚112L和 112R通过关节分别具有指定的自由度。躯干102的内侧被盖子116保护。躯 干102被分为胸102a和腰102b。这里，L表示机器人100的左边，R表示机 器人100的右边。
图2是示出图1的;f几器人的关节结构的^L图。如图2所示，机器人IOO 的双腿110L和110R分別包括大腿连杆21、小I逸连杆22以及双脚112L和 112R。大腿连杆21通过大腿关节单元210连接到躯干102。大腿连杆21和 小腿连杆22通过膝关节单元220彼此连接，小腿连杆22和脚112L和112R 通过踝关节单元230彼此连接。
大腿关节单元210具有3个自由度。特别是，大腿关节单元210各包括 在横倾方向(yaw direction)(在Z轴的旋转方向)上的旋转关节211、在纵 倾方向(pitch direction )(在Y轴的旋转方向)上的旋转关节212、在横摆方 向(roll direction )(在X轴的4^转方向)上的旋转关节213。
膝关节单元220各包括在纵倾方向上的旋转关节221，因此具有一个自 由度。踝关节单元230各包括在纵倾方向上的旋转关节231和在横摆方向上 的旋转关节232，因此具有2个自由度。
由于双腿IIOL和110R各包括如上所述的三个关节.单元210、220和230 的六个旋转关节，所以双腿IIOL和IIOR总共包括十二个旋转关节。
在脚112L和112R以及双腿IIOL和110R的踝关节单元230之间分别安 装多轴力和力矩(F/T)传感器24。多轴F/T传感器24测量从脚112L和112R 传递的力矩的三向分量(Mx， My， Mz)和力的三向分量(Fx， Fy, Fz), 因此检测脚112L和112R是否着地，而且负载是否施加到脚112L和112R。
朵的麦克风42。头104通过颈关节单元280连接到躯干102。颈关节单元280 包括在横倾方向上的旋转关节281、在纵倾方向上的旋转关节282和在横摆 方向上的旋转关节283，因此具有3个自由度。用于旋转头104的电机(未 示出)分别连接到颈关节单元280的^^转关节281、 282和283。
肩关节组件250L和250R净皮安装在躯干102的两侧，并且将双臂106L和106R连接到躯干102。双臂106L和106R各包括上臂连杆31、下臂连杆 32和手108L和108R。上臂连杆31通过肩关节组件250L和250R连接到躯 干102。上臂连杆31和下臂连杆32通过肘关节单元260彼此连接，并且下 臂连杆32与手108L和108R通过腕关节单元270彼此连4妄。肘关节单元260 各包括在纵倾方向上的旋转关节261和在横倾方向上的旋转关节262,因此 具有2个自由度。腕关节单元270各包括在纵倾方向上的旋转关节271和在 横摆方向上的旋转关节272，因此具有2个自由度。
在躯千102上安装姿势传感器14。姿势传感器14检测躯干102对垂直 轴的倾斜角以及其角度速率，并且产生姿势数据。可将姿势传感器14安装在 头104上以及躯干102上。此外，在躯干102的胸102a和腰102b之间安装 用于将胸102a相对腰102b旋转的在横倾方向上的旋转关节15。
虽然在附图中没有示出，但是在机器人100上安装用于分别驱动旋转关 节的电机。控制机器人100的整体操作的控制单元正确地控制所述电机，因 此允许机器人100执行各种动作。
图3是示出根据本发明的第一实施例的机器人的控制系统的视图。如图 3所示，根据本发明的第一实施例的机器人100包括第一控制单元302和第 二控制单元304。第一控制单元302控制机器人100的整体操作，并且执行 用于执行动作的特定指令。当第一控制单元302发生故障时，第二控制单元
视力系统320、姿势传感器14和位置/力矩4全测单元312被可通信地连接 到第一控制单元302的输入端。用于移动机器人100的各关节的电机308以 及用于驱动所述各电机308的电机驱动单元310 ^皮可通信地连接到第一控制 单元302的输出端。可根据关节的数目和结构提供数个电机308和电机驱动 单元310。姿势传感器14和位置/力矩检测单元312被可通信地连接到第二控 制单元304的输入端。用于移动机器人100的各关节的电机308以及用于驱 动所述各电机308的电机驱动单元310被可通信地连接到第二控制单元304 的输出端。
第一控制单元302产生心跳信号318,并且将所述心跳信号318发送给 第二控制单元304。心跳信号318是监视信号，当第一控制单元302正常地 控制机器人100的整体操作时周期性地产生所述心跳信号318，因此通知第 一控制单元302正常地操作。在第一控制单元302由于软件或硬件故障不能够正常地控制机器人的情况下，停止产生心跳信号318。当心跳信号3"的 产生停止时，监视心跳信号318的产生的第二控制单元304确定不能通过第 一控制单元302正常地控制机器人，并且第二控制单元304控制机器人100, 从而机器人100执行预定的安全相关动作。
位置/力矩检测单元312检测电机308的位置和力矩，并且将位置/力矩数 据314供应给第一控制单元302和第二控制单元304。姿势传感器14产生机 器人100的姿势数据316。第一控制单元302和第二控制单元304使用电机 308的位置/力矩数据314和机器人100的姿势数据316产生行走模式，并且 根据所述行走模式控制机器人100的行走。
第一控制单元302控制根据本发明的实施例的机器人100的整体操作。 也就是，第一控制单元302确认机器人100的位置，并且使用从视力系统320 供应的图像数据322来准备周围地图，分析从位置/力矩检测单元312提供的 机器人100的各电机308的位置/力矩数据314和从姿势传感器14提供的机 器人100的姿势数据316,因此控制机器人100的行走和抓握动作。在使用 所述位置/力矩数据314和姿势数据316来控制机器人100的操作的过程中， 将被处理以确认机器人100的位置以及通过分析经视力系统320获得的周围 图像来准备周围地图的数据的量极大，并且在机器人100的操作期间必须实 时地处理所述大量的数据。因此，需要使用处理能力高的算术单元作为第一 控制单元302。为了具有高的处理能力，算术单元基于特定设计和先进的技 术，因此与处理能力相对低的其他算术单元相比价格高。
当第一控制单元302由于软件或硬件故障不能够正常地控制机器人100 时，第二控制单元304控制机器人100从而机器人100停止执行指定的指令， 并且执行预定的安全相关动作。作为所述安全相关动作的实例，在机器人100 移动的情况下，机器人IOO在当前位置停止，并且保持直立的姿势而不失去 平衡。作为所述安全相关动作的另一实例，机器人100在当前位置停止，并 且保持直立的姿势而不失去平衡。作为所述安全相关动作的另一实例，在安 装用于对机器人100充电的单独的充电设备的情况下，机器人100向充电设 备移动，并且电连接到所述充电设备。优选地，机器人100根据机器人100 的结构和形状做出各种姿势，从而机器人100周围的人或结构可维持他们的 安全。为了允许机器人100执行安全相关动作，第二控制单元304仅执行级 别相对低的控制，如(i)在当前位置停止，和(ii)在当前位置坐下而不失
10去平衡，或着保持直立的姿势。因此，与第一控制单元302相比，第二控制 单元304的数据处理能力相对小，因此使用处理速度相对低的低价格算术单 元。
如上所述，第二控制单元304是后补(backup)算术单元，在第一控制 单元302发生故障的紧急情况下临时地被使用。由于第二控制单元304使用 处理能力低的价格相对低的算术单元，而第一控制单元302使用价格高、性 能强的算术单元，所以与具有与第一控制单元302相同的性能的价格高的算 术单元作为后补算术单元的情况相比，本发明的机器人具有价格相对低而稳 定的后补算术单元，因此确保价格竟争力的优势。此外，当使用处理能力相 对低的算术单元时，算术单元的设计简单，并且极大地降低了算术单元的维 护和更新的费用。
图4是示出图3的机器人的控制系统的一般动作的视图。如图4所示， 当第一控制单元302正常地操作并且周期性地产生心跳信号318时，来自位 置/力矩4企测单元312的位置/力矩数据314、来自姿势传感器14的姿势数据 316和来自视力系统320的图像数据322被输入到第一控制单元302,并且第 一控制单元302基于这些数据产生使得机器人100执行用于执行动作的指定 指令的控制信号402。此时，第二控制单元304监视从第一控制单元302是 否正常地产生控制信号318,不参与机器人100的控制。
图5是示出图3的机器人的控制系统的安全相关动作的视图。如图5所 示，当第一控制单元302发生故障而没有正常地产生心跳信号318时，第二 控制单元304基于来自位置/力矩检测单元312的位置/力矩数据314和来自姿 势传感器14的姿势数据316，产生使得机器人IOO执行预定的安全相关动作 的控制信号504。这里，所述由第二控制单元304产生的控制信号504限于
制单元304不需要高于使得机器人100执行安全相关动作的级别的高级别的 算术能力。在预定的安全相关动作是非常简单并且相对容易实现的动作的情 况下，第二控制单元304如事先编程的而不使用位置/力矩数据314和姿势数 据316来产生控制信号，由此控制机器人100从而机器人100可执行安全相 关动作。在这种情况下，第二控制单元304可具有低算术能力，因此，更大 地降低生产第二控制单元304所需的费用。
图6是示出根据本发明的第一实施例的控制机器人的方法的流程图。如
ii图6所示，在第一控制单元302的正常操作期间，第一控制单元302周期性 地产生心跳信号318 (操作602)。第二控制单元304监视第一控制单元302 是否正常地产生心跳信号318 (操作604)。
第一控制单元302从外部接收用于执行动作的指示，并且执行指令的动 作(操作606)。在该处理中，当第一控制单元302发生故障并且停止产生心 跳信号318时(操作608中的"是")，第二控制单元304识别第一控制单元 302停止产生心跳信号318，并且参与控制机器人100的主体由第一控制单元 302转换为第二控制单元304 (操作610)。通过几种方法实现从控制主体排 除第一控制单元302,如切断位置/力矩数据314、姿势数据316和图像数据 322使其不被输入到第一控制单元302的方法、切断由第一控制单元302产 生的控制信号402使其不被传输到电机驱动单元310的方法以及切断到第一 控制单元302的电源的方法。
当控制主体由第一控制单元302转换为第二控制单元304时，具有控制 机器人100的权限的第二控制单元304控制机器人100，从而机器人100执 行预定的安全相关动作(操作612)。当机器人IOO执行所述预定安全相关动 作时(操作614中的"是")，第二控制单元304显示用于将机器人的第一控 制单元302发生故障的情况通知给机器人100的用户或管理员或者机器人100 周围的人的警告(操作616)。显示所述警告的方法包括亮灯、向显示单元输 出文本以及通过扬声器产生警告的声音。
图7是示出根据本发明的第二实施例的机器人的控制系统的视图。如图 7所示，根据本发明的第二实施例的机器人100包括第一控制单元702和第 二控制单元704。第一控制单元702控制机器人100的整体操作，并且执行 用于执行动作的指定指令。当第一控制单元702发生故障时，第二控制单元 704控制机器人100从而机器人100执行预定的安全相关动作。
视力系统320、姿势传感器14、位置/力矩4企测单元312和有限状态机 (FSM )数据库722被可通信地连接到第一控制单元702的输入端。用于分 别移动机器人100的关节的电机308和用于分别驱动电机308的电机驱动单 元310被可通信地连接到第一控制单元702的输出端。根据关节的数目和结 构可提供数个电机308和电机驱动单元310。姿势传感器14、位置/力矩检测 单元312和FSM数据库722被可通信地连接到第二控制单元704的输入端。 用于分别移动机器人100的关节的电机308和用于分别驱动电机308的电机驱动单元310被可通信地连接到第二控制单元704的输出端。
在本发明的第二实施例中，第一控制单元702根据用于执行动作的指定 指令和动作的条件选择基于FSM的控制模式和基于零力矩点(ZMP)的控制 模式中的任一个，并且基于选择的控制模式控制机器人100。基于FSM的控 制模式是基于力矩的控制模式，基于ZMP的控制模式是基于位置的控制模 式。在基于FSM的控制模式中，事先定义机器人100的各动作的状态(在此， 状态指的是有限状态机中的状态)，并且机器人100在行走时参照各动作的状 态正确地行走。在基于ZMP的控制模式中，机器人100预先确定行走方向、 步长、行走速度等，产生相应于上述预先确定的各腿的行走模式，并且根据 行走模式计算各腿的行走轨迹。此外，在机器人100执行双足行走的情况下， 机器人100通过对计算的行走轨迹的反向运动学计算来计算各腿的关节的位 置，并且基于各关节的电机的当前位置和目标位置来计算各关节的电机的目 标控制值。此外，通过伺服控制实现该处理，以使各腿沿着计算的行走轨迹 行走。因此，根据行走模式检测各腿的位置是否确切地遵循行走轨迹，并且 当各腿偏离行走轨迹时，控制所述电机的力矩从而各腿确切地沿着行走轨迹 行走。
第一控制单元702选择基于FSM的控制模式来控制机器人100在平坦地 面上的移动(行走)或者机器人IOO相对简单的动作(行走)。另一方面，在 由于粗糙地面(如阶梯)或障碍而指定步长，或者需要控制机器人100的整 个身体的精确动作(如开门或移动物体)的情况下，第一控制单元702选择 基于ZMP的行走控制。当第一控制单元702发生故障时，第二控制单元704 执行基于FSM的控制模式以使机器人100执行安全相关动作。由于与基于 ZMP的控制模式相比，基于FSM的控制模式的算术量小，并且遵循事先编 程的次序，所以第二控制单元704使用算术能力低的价格相对低的算术单元。
第一控制单元702产生心跳信号318，并且将心跳信号318发送给第二 控制单元704。心跳信号318是监视信号，其在第一控制单元702正常地控 制机器人100的整体操作时被周期性地产生，从而用于通知第一控制单元702 正常地操作。在由于软件或硬件故障第一控制单元702不能正常地控制机器 人100的情况下，停止产生心跳信号318。当心跳信号318的产生停止时， 监视所述心跳信号318的产生的第二控制单元704检测到不能够通过第一控 制单元702正常地控制机器人100，并且第二控制单元704控制机器人100,位置/力矩检测单元312检测电机308的位置和力矩，并且将位置/力矩数 据314供应给第一控制单元702和第二控制单元704。姿势传感器14产生机 器人100的姿势数据316。 FSM数据库722事先存储事先定义的机器人100 的各动作的状态数据，尤其是安全相关动作的状态数据。第一控制单元702 和第二控制单元704使用电机308的位置/力矩数据314以及机器人100的姿 势数据316产生行走模式，并且根据所述行走模式控制机器人100的行走。
图8是示出图7的机器人的控制系统的一般动作的视图。如图8所示， 当第一控制单元702正常地操作并且周期性地产生心跳信号318时，来自位 置/力矩4企测单元312的位置/力矩数据314、来自姿势传感器14的姿势数据 316和来自视力系统320的图像数据322被输入到第一控制单元702，并且第 一控制单元702基于这些数据产生使得机器人100执行用于执行动作的指定 指令的控制信号802。该控制信号802是基于ZMP的控制信号或基于FSM 的控制信号。此时，第二控制单元704监视从第一控制单元702是否正常地 产生心跳信号318，不参与机器人100的控制。
图9是示出图7的机器人的控制系统的安全相关动作的视图。如图9所 示，当第一控制单元702发生故障而没有正常地产生心跳信号318时，第二 控制单元704通过基于FSM的控制，产生使得机器人100执行预定的安全相 关动作的控制信号904。如果必要的话，第二控制单元704可参照来自位置/ 力矩检测单元312的位置/力矩数据314和来自姿势传感器14的姿势数据316。 所述由第二控制单元704产生的控制信号904限于使得机器人100停止执行 动作以及执行安全相关动作的信号。因此，第二控制单元704不需要高于使 得机器人IOO执行安全相关动作的级别的高级别的算术能力。由于基于FSM 的控制模式不需要高的算术能力，所以第二控制单元704可具有低算术能力， 因此，更大地降低生产第二控制单元704所需的费用。
图10是示出根据本发明第二实施例的控制机器人的方法的流程图。如图 IO所示，在第一控制单元702的正常操作期间，第一控制单元702周期性地 产生心跳信号318(操作1002)。第二控制单元704监视第一控制单元702是 否正常地产生心跳信号318 (操作1004)。
第一控制单元702从外部接收用于执行动作的指令，并且通过基于ZMP 的控制执行指示的相应动作(操作1006)。如果必要的话，第一控制单元702可通过基于FSM的控制执行指示的动作。在该处理中，当第一控制单元702 发生故障并且停止产生心跳信号318时(操作1008中的"是")，第二控制单 元704识别第一控制单元702停止产生心跳信号318,并且参与控制机器人 100的主体由第一控制单元702转换为第二控制单元704，并且控制模式由基 于ZMP的控制模式转换为基于FSM的控制模式(操作1010)。通过几种方 法实现从控制主体排除第一控制单元702，如切断位置/力矩数据314、姿势 数据316和图像数据322使其不被输入到第一控制单元702的方法、切断由 第一控制单元702产生的控制信号802使其不被传输到电机驱动单元310的 方法以及切断到第一控制单元702的电源的方法。
当控制主体由第一控制单元702转换为第二控制单元704时，具有控制 机器人100的权限的第二控制单元704通过基于FSM的控制来控制机器人 100，从而机器人100执行预定的安全相关动作(操作1012)。当机器人IOO 执行所述预定安全相关动作时(操作1014中的"是")，第二控制单元704显 示用于将机器人的第一控制单元702发生故障的情况通知给机器人100的用 户或管理员或者机器人IOO周围的人的警告(操作1016)。显示所述警告的 方法包括亮灯、向显示单元输出文本以及通过扬声器产生警告的声音。
虽然已示出并描述了本发明的实施例，但是本领域的普通技术人员应理 解，在不脱离由权利要求及其等同物限定的本发明的原理和精神的情况下， 可以对这些实施例进行改变。
1权利要求
1、一种机器人，包括第一控制单元，控制机器人执行用于执行动作的指定指令；和第二控制单元，当机器人发生故障时，控制机器人执行预定的安全相关动作。
2、 如权利要求1所述的机器人，其中，所述机器人发生故障包括第一控制单元发生故障。
3、 如权利要求1所述的机器人，其中，当机器人正常地操作时，第一控制单元将监视信号发送给第二控制单元；和当机器人不正常地操作时，第 一控制单元停止向第二控制单元发送监视信号。
4、 如权利要求1所述的机器人，其中，所述安全相关动作是机器人在当前位置停止的动作。
5、 如权利要求1所述的机器人，其中，所述安全相关动作是机器人在当前位置停止并且保持平衡的动作。
6、 一种用于控制具有第一控制单元和第二控制单元的机器人的方法，包括通过第一控制单元控制机器人执行用于执行动作的指定指令；和当机器人发生故障时，通过第二控制单元控制机器人执行预定的安全相关动作。
7、 如权利要求6所述的方法，其中，所述机器人发生故障包括第一控制单元发生故障。
8、 如权利要求6所述的方法，其中，当机器人正常地操作时，第一控制单元将监视信号发送给第二控制单元；和当机器人不正常地操作时，第一控制单元停止向第二控制单元发送监视信号。
9、 如权利要求6所述的方法，其中，所述安全相关动作是机器人在当前位置停止的动作。
10、 如权利要求6所述的方法，其中，所述安全相关动作是机器人在当前位置停止并且保持平衡的动作。
11、 一种机器人，包括第一控制单元，在基于位置的第一控制模式下，控制机器人执行用于执行动作的指定指令；和第二控制单元，当机器人发生故障时，在基于力矩的第二控制模式下，控制机器人执行预定的安全相关动作。
12、 如权利要求11所述的机器人的控制模式。
13、 如权利要求11所述的机器人的控制模式。
14、 如权利要求11所述的机器人控制单元发生故障。
15、 如权利要求11所述的机器人，其中，第 一控制单元才艮据相应于所述指令的动作的类型，以所述第 一控制模式和第二控制模式中的至少一个控制模式来控制机器人，由此执行所述指令。
16、 一种用于控制机器人故障的方法，包括当不存在故障时，控制正常模式下的机器人执行输入的用于执行动作的指令；和当发生故障时，控制故障模式下的所述机器人执行预定的安全相关动作。
17、 如权利要求16所述的方法，其中，所述控制正常模式下的机器人的步骤还包括发送指示不存在故障的信号。
18、 如权利要求17所述的方法，还包括监视所述信号的存在；和基于所述监视确定是否机器人已经发生故障。
19、 如权利要求16所述的方法，其中，所述预定的安全相关动作是用于在当前位置停止并且保持当前平衡的机器人的动作。
20、 如权利要求16所述的方法，其中，所述控制故障模式下的机器人的步骤需要的计算机处理能力比控制正常模式下的机器人需要的计算机处理能力低。,其中，所述第一控制模式是基于ZMP,其中，所述第二控制模式是基于FSM，其中，所述机器人发生故障包括第一
21、 如权利要求18所述的方法，还包括在确定已经发生故障时，显示用于通知用户所述故障的警告。
22、 如权利要求16所述的方法，其中，所述控制正常模式下的机器人的步骤还包括确定^L器人的位置和平衡；分析机器人的位置/力矩数据以及姿势数据；和基于所述确定和分析，命令机器人的行走和抓握动作。
全文摘要
提供一种机器人和一种控制机器人的方法。所述机器人包括用于控制机器人整体操作的第一控制单元和用于补充所述第一控制单元的功能以为所述第一控制单元的故障做准备的第二控制单元，从而当第一控制单元发生故障时，第二控制单元控制机器人执行预定的安全相关动作。尤其是，所述安全相关动作限于相对简单的操作，并且使用具有相对低的算术能力的廉价算术单元作为执行所述安全相关动作的第二控制单元，因此降低了增加第二控制单元所需的费用。
文档编号G05B19/048GK101667026SQ20091012866
公开日2010年3月10日 申请日期2009年3月20日 优先权日2008年9月4日
发明者金钟完 申请人:三星电子株式会社