机器人头部转动方法及机器人与流程
本发明涉及机器人领域，尤其涉及一种机器人头部转动方法及机器人。
背景技术：
市场上的机器人形态各异，功能也越来越齐全。从简单的工厂操作机器人到各类服务机器人，机器人在人们的生产和生活各方面都占据着越来越重要的地位。
对机器人头部的驱动是机器人功能实现的重要基石，在现有技术中，一些机器人头部的驱动系统采用舵机结构实现，而舵机结构存在大量的噪音和磨损。随着机器人在各种不同服务领域的广泛应用，舵机结构的噪音问题对机器人的语音交互功能产生较大影响。除此之外，可动关节的磨损会直接影响机器人的使用寿命。为解决上述缺陷，现有技术中出现一种由角度传感器、永磁体和多组线圈组成的电磁永磁驱动系统。该驱动系统对多组线圈同时进行通电，利用角度传感器实时获取机器人头部的角度信息，并根据角度信息调整同时通电的多组线圈的通电电流以实现机器人头部的旋转。然而，这种驱动方式，在机器人头部的转动过程中需要角度传感器实时反馈机器人头部的角度信息。
技术实现要素：
本发明提供一种机器人头部转动方法及机器人，用以解决现有技术中需要角度传感器实时反馈机器人头部的角度信息的缺陷。
本发明提供一种机器人头部转动方法，所述机器人包括：底部固设有永磁体的机器人头部、顶部安装有呈圆环形分布的线圈的机身主体；所述方法包括：
在接收到转动请求时，获取所述永磁体指定磁极的当前位置；其中，所述转动请求包括所述机器人头部需要转动的目标角度和目标方向；
根据通电线圈组数与指定磁极转动角度之间的对应关系，确定所述机器人头部转动所述目标角度需要在所述线圈中通电的线圈组数；
根据所述当前位置、所述目标方向以及所述机器人头部转动所述目标角度需要通电的线圈组数，从所述线圈中确定需通电的线圈组；
对所述需通电的线圈组进行通电，以驱动所述机器人头部旋转。
进一步可选地，在接收到转动请求时，获取所述永磁体指定磁极的当前位置，包括：获取所述永磁体指定磁极相对于设定的磁极参考方向的偏移角；根据所述设定的磁极参考方向对应的线圈组以及所述偏移角，确定当前所述永磁体指定磁极对应一线圈组或相邻的两线圈组之间。
进一步可选地，根据通电线圈组数与指定磁极转动角度之间的对应关系，确定所述机器人头部转动所述目标角度需要在所述线圈中通电的线圈组数，包括：若当前所述永磁体指定磁极对应一线圈组，则所述机器人头部需要转动的目标角度
进一步可选地，根据所述当前位置、所述目标方向以及所述机器人头部转动所述目标角度需要通电的线圈组数，从所述线圈中确定需通电的线圈组，包括：若当前所述永磁体指定磁极对应一线圈组，获取所述线圈组的标号x；若所述目标方向为逆时针方向，则选择标号自x开始依次递增的m1个线圈组，作为需通电的线圈组；若所述目标方向为顺时针方向，则选择标号自x开始依次递减的m1个线圈组，作为需通电的线圈组。
进一步可选地，对所述需通电的线圈组进行通电，包括：当所述需通电的线圈组为标号自x开始依次递增的m1个线圈组时，自标号x开始，按照标号逐一递增的次序依次通电，每次通电同时对标号为i以及i+1的线圈组进行通电，其中i为正数，i∈[x,x+m1-1]；当所述需通电的线圈组为自x开始依次递减的m1个线圈组时，自标号x开始，按照标号逐一递减的次序依次通电，每次通电同时对标号为i以及i-1的线圈组进行通电，其中i为正数，i∈[x,x-m1+1]。
进一步可选地，根据所述当前位置、所述目标方向以及所述机器人头部转动所述目标角度需要通电的线圈组数，从所述线圈中确定需通电的线圈组，包括：若当前所述永磁体指定磁极对应相邻的两组线圈之间，获取所述相邻的两组线圈中标号较小的线圈组的标号x；若所述目标方向为逆时针方向，则选择标号自x+1开始依次递增的m1个线圈组作为需通电的线圈组；若所述目标方向为顺时针方向，则选择标号自x开始依次递减的m1个线圈组作为需通电的线圈组。
进一步可选地，对所述需通电的线圈组进行通电，包括：当所述需通电的线圈组为标号自x+1开始依次递增的m1个线圈组时，自标号x+1开始，按照标号逐一递增的次序依次通电，每次通电同时对标号为i以及i+1的线圈组进行通电，其中i为正数，i∈[x+1,x+m1]；当所述需通电的线圈组为标号自x开始依次递减的m1个线圈组时，自标号x开始，按照标号逐一递减的次序依次通电，每次通电同时对标号为i以及i-1的线圈组进行通电，其中i为正数，i∈[x,x-m1+1]。
进一步可选地，根据通电线圈组数与指定磁极转动角度之间的对应关系，确定所述机器人头部转动所述目标角度需要通电的线圈组数，包括：若当前所述永磁体指定磁极对应一线圈组，则所述机器人头部需要转动的目标角度
进一步可选地，根据所述当前位置、所述目标方向以及所述机器人头部转动所述目标角度需要通电的线圈组数，从所述线圈中确定需通电的线圈组，包括：若当前所述永磁体指定磁极对应一线圈组，获取所述线圈组的标号x；若所述目标方向为逆时针方向，则选择自标号x+1开始依次递增的m2个线圈组作为需通电的线圈组；若所述目标方向为顺时针方向，则选择自标号x-1开始依次递减的m2个线圈组作为需通电的线圈组。
进一步可选地，对所述需通电的线圈组进行通电，包括：当所述需通电的线圈组为自标号x+1开始依次递增的m2个线圈组时，依次对标号为i的线圈组进行通电，其中i为正数，i∈[x+1,x+m2+1]；当所述需通电的线圈组为自标号x-1开始依次递减的m2个线圈组时，依次对标号为i的线圈组进行通电，其中i为正数，i∈[x-1,x-m2-1]。
进一步可选地，根据所述当前位置、所述目标方向以及所述机器人头部转动所述目标角度需要通电的线圈组数，从所述线圈中确定需通电的线圈组，包括：若当前所述永磁体指定磁极对应相邻的两组线圈之间，获取所述相邻的两组线圈中标号较小的线圈组的标号x；若所述目标方向为逆时针方向，则选择自标号x+1开始依次递增的m2个线圈组作为需通电的线圈组；若所述目标方向为顺时针方向，则选择标号自x开始依次递减的m2个线圈组作为需通电的线圈组。
进一步可选地，对所述需通电的线圈组进行通电，包括：当所述需通电的线圈组为自标号x+1开始依次递增的m2个线圈组时，依次对标号为i的线圈组进行通电，其中i为正数，i∈[x+1,x+m2+1]；当所述需通电的线圈组为自标号x开始依次递减的m2个线圈组时，依次对标号为i的线圈组进行通电，其中i为正数，i∈[x,x-m2]。
本发明还提供一种机器人，包括：
位置获取模块，用于在接收到转动请求时，获取安装于机器人头部底部的永磁体指定磁极的当前位置；其中，所述转动请求包括机器人头部需要转动的目标角度和目标方向；
线圈数组确定模块，用于根据通电线圈组数与指定磁极转动角度之间的对应关系，确定所述机器人头部转动所述目标角度需要在机器人机身主体顶部安装的呈圆环形分布的线圈中通电的线圈组数；
线圈数组确定模块，用于根据所述当前位置、所述目标方向以及所述机器人头部转动所述目标角度需要通电的线圈组数，从所述线圈中确定需通电的线圈组；
驱动模块，用于对所述需通电的线圈组进行通电，以驱动所述机器人头部旋转。
本发明提供的机器人头部转动方法及机器人，根据机器人头部所需转动的目标角度以及机器人头部上固设的永磁体指定磁极的当前位置，对机器人机身主体上安装的呈圆环形分布的线圈中的部分线圈通电以产生不同方向的等效磁极，使得等效磁极与机器人头部上固设的永磁体相互作用来驱动永磁体带动机器人头部进行转动，进而解决了现有的机器人头部转动方法需要角度传感器实时反馈机器人头部的角度信息的缺陷。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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1a是本发明实施例提供的机器人头部转动系统的结构示意图；
图1b是本发明实施例提供的线圈组的标号的一示例图；
图1c是本发明实施例提供的控制电路与线圈组连接关系的一示例图；
图2是本发明实施例提供的一机器人头部转动方法的流程示意图；
图3a是本发明实施例提供的另一机器人头部转动方法的第一分支流程示意图；
图3b是本发明实施例提供的另一机器人头部转动方法的第二分支流程示意图；
图3c是本发明实施例提供的永磁体指定磁极当前对应一线圈组的示意图；
图3d是本发明实施例提供的永磁体指定磁极当前对应相邻的两个线圈组之间的示意图；
图3e是本发明实施例提供的永磁体指定磁极当前对应一线圈组时，逆时针转动45°的示意图；
图3f是本发明实施例提供的永磁体指定磁极当前对应相邻的两个线圈组之间时，顺针转动60°的示意图；
图4a是本发明实施例提供的又一机器人头部转动方法的第一分支流程示意图；
图4b是本发明实施例提供的又一机器人头部转动方法的第二分支流程示意图；
图4c是本发明实施例提供的永磁体指定磁极当前对应一线圈组时，逆时针转动60°的示意图；
图4d是本发明实施例提供的永磁体指定磁极当前对应相邻的两个线圈组之间时，顺针转动45°的示意图；
图5是发明一实施例提供的机器人的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1a是本发明实施例提供的机器人头部转动系统的结构示意图，结合图1a，该机器人头部转动系统包括：机器人头部10以及机器人机身主体20；其中，机器人头部10底部固设有永磁体11，机器人机身主体20顶部安装有呈圆环形分布的线圈21。永磁体11与呈圆环形分布的线圈21悬空对应，且平行于呈圆环形分布的线圈21所在的平面；用于获取永磁体11指定磁极当前位置的位置传感器30；以及，与位置传感器30以及呈圆环形分布的线圈21电连接的控制电路40。控制电路40用于在接收到转动请求时，对呈圆环形分布的线圈21中与永磁体11指定磁极的当前位置关联的部分线圈组执行通电操作，以驱动永磁体11带动机器人头部10转动。
其中，呈圆环形分布的线圈21包含均匀分布的2n个相同的线圈，其中，n为正整数。在呈圆环形分布的线圈21中，分布在圆环直径方向上的两个相对的线圈为一个线圈组，故呈圆环形分布的2n个线圈共包含n个线圈组。
为便于控制和区分，可对该n个线圈组进行标号。具体标号时，可按照顺时针方向依次递增标号，或按照逆时针方向依次递减标号。例如，当n＝6时，呈圆环形分布的线圈21包含6个线圈组，线圈组的标号可如图1b所示。如图1b中，标号1/7对应的线圈组可以是标号的起始位置：按顺时针方向标号时，该线圈组的标号为7，并依次递减标号；按逆时针方向标号时，该线圈组的标号为1，并依次递增标号。
圆环形分布的2n个线圈中，相邻两组线圈的连线所成的夹角为180°/n，在线圈通电时，永磁体指定磁极的最小转动角度为180°/2n。线圈数n与永磁体指定磁极的最小转动角度成反比，因此，可以认为n越大，永磁体指定磁极的最小转动角度越小，可实现的转动精度越高。当然，n取何值还需根据机器人机身主体10的尺寸以及线圈的尺寸决定，此处不赘述。
n个线圈组中，任意一个线圈组在通电时，都可产生等效磁场。永磁体11与呈圆环形分布的线圈21悬空对应，那么任意一个线圈组产生等效磁场时，都可形成径向的吸引力来驱动永磁体11转动。永磁体11是固设于机器人头部10底部的，故永磁体11的转动可带动机器人头部10同步转动。
在一可选实施方式中，可以给相邻的两线圈组通电以使该相邻的两线圈组产生径向合力，以驱动永磁体11指定磁极由当前所指方向转动到径向合力所指的方向。通常，该径向合力的方向指向该相邻的两线圈组所成夹角的角平分线所在的方向。
在另一可选实施方式中，可以仅仅给一个线圈组通电，该线圈可产生沿线圈组所在直径方向的径向力，以驱动永磁体11指定磁极由当前所指方向转动到径向力所指的方向。
其中，控制电路40可以固设于机器人头部10或机器人机身主体20上，当然也可以独立于机器人头部10以及机器人机身主体20而存在。控制电路包含n个i/0端口，n个i/0端口分别与n个线圈组电连接，进而可通过控制i/0端口的输出实现对不同线圈组的通电操作。控制电路可以由一mcu(microcontrollerunit，微控制单元)实现，当n＝6时，mcu上的i/0端口与6个线圈组的连接关系可如图1c所示。
可选的，机器人头部10与机器人机身主体20之间可通过转轴连接。采用这种连接方式时，可在机器人头部10、机器人机身主体20以及转轴之间接触的地方涂润滑剂，进而可减少机器人头部10转动时造成的磨损以及噪音等缺陷。
可选的，机器人头部10与机器人机身主体20之间还可通过磁力悬浮连接，例如，在机器人机身主体20的顶部和机器人头部10的底部分别安装一磁环，这两个磁环能够形成沿头顶方向的排斥力，以支撑机器人头部10悬浮在机器人机身主体20上方。采用这种连接方式时，可在机器人头部10与机器人机身主体20之间填充润滑剂，以进一步减少转动磨损以及噪音等。
填充润滑剂之后，机器人头部在转动的过程中，永磁体受到来自线圈的吸引力以及润滑剂或转轴的阻力。进而，在断电的情况下，永磁体也不会因为惯性继续转动，进一步保证了驱动系统的稳定性。
其中，位置传感器30可以是角度传感器、霍尔传感器或陀螺仪等能够获取机器人头部10当前位置信息的传感器。可选的，在机器人头部10底部固设永磁体11时，可设置机器人头部10的一参照面与永磁体11指定磁极的对应关系。例如，设置永磁体11指定磁极所指方向与机器人头部10的参照面平行或垂直。进而，位置传感器30获取的机器人头部10当前位置信息，实际上可以是固设在机器人头部10上的永磁体11指定磁极所指的方向。在一可能的应用场景中，当机器人头部10为机器人头部，机器人机身主体20为机器人的机身主体时，可设置永磁体11指定磁极，例如n极或s极所指方向垂直于与机器人正脸所在平面。进而，控制永磁体11指定磁极所指方向，即可控制机器人正脸所面对的方向。
基于上述机器人头部转动系统，本发明提供了一种机器人头部转动方法，以下将结合附图对该方法进行具体阐述。
图2是本发明实施例提供的一机器人头部转动方法的流程示意图，结合图2，该方法包括：
步骤201、在接收到转动请求时，获取永磁体指定磁极的当前位置；其中，所述转动请求包括机器人头部需要转动的目标角度和目标方向。
步骤202、根据通电线圈组数与指定磁极转动角度之间的对应关系，确定所述机器人头部转动所述目标角度需要通电的线圈组数。
步骤203、根据所述永磁体指定磁极的当前位置、所述机器人头部需要转动的目标方向以及所述机器人头部转动所述目标角度需要通电的线圈组数，从所述呈圆环形分布的线圈中确定需通电的线圈组。
步骤204、依次对所述需通电的线圈组进行通电操作，以驱动所述永磁体带动所述机器人头部旋转。
针对步骤201，转动请求，可以是控制电路接收到的来自外部的转动请求。该转动请求包括机器人头部需要转动的目标角度和目标方向。例如，控制电路可与机器人的中控单元通信连接，并接收机器人的中控单元发出的需要机器人头部转动的请求，并从该转动请求中解析出该转动请求所指示的机器人头部需转动的目标方向以及目标角度。
所述永磁体指定磁极可以是所述永磁体的s极或n极。所述永磁体指定磁极的当前位置，可以是位置传感器检测到的永磁体指定磁极当前所指的方向，该方向可以用永磁体指定磁极与设定的磁极参考方向的偏移角表示，该偏移角包含偏移方向以及偏移角度。
针对步骤202，永磁体指定磁极转动时的驱动力为线圈组通电时产生的径向力，且永磁体指定磁极随径向力的方向变化而不断转动。径向力的方向的变化次数可决定永磁体指定磁极的转动角度，而径向力的方向的变化取决于通电线圈组数，因此，可以认为通电线圈组数与永磁体指定磁极的转动角度存在对应关系。
可选的，在本实施例中，可预设通电线圈组数与指定磁极转动的角度之间的对应关系，并可将该对应关系保存在控制电路的存储单元中。因此，若已知机器人头部需要转动的目标角度，则可查询上述对应关系，确定与该目标角度对应的通电线圈组数。
针对步骤203，所述永磁体指定磁极的当前位置，可以决定将哪一个线圈组作为通电的起始线圈组。
机器人头部需要转动的目标方向，包括顺时针方向或逆时针方向。可以决定自通电的起始线圈组开始，可依次按照线圈组的标号递增或递减的顺序给线圈组通电。
因此，在确定所述永磁体指定磁极的当前位置、机器人头部需要转动的目标方向以及机器人头部需要转动的目标角度对应的通电线圈组数之后，可确定呈圆环形分布的线圈中，需通电的线圈组从哪一个线圈组开始，到哪一个线圈组终止。
针对步骤203，在确定需通电的线圈组后，可根据设定的驱动方式，依次对所述需通电的线圈组进行通电操作。
在一可选实施方式中，设定的驱动方式为双线圈组驱动，即通过给相邻的两线圈组通电，使该相邻的两线圈组产生径向合力来驱动永磁体。此时，可依次对所述需通电的线圈组中相邻的两线圈组同时通电。例如，当所述需通电的线圈组为线圈组1、线圈组2以及线圈组3时，可先对线圈组1和线圈组2同时通电，待线圈组1和线圈组2同时断电后，再对线圈组2和线圈组3同时通电。
在另一可选实施方式中，设定的驱动方式为单线圈组驱动，即可以仅给一个线圈组通电，使该线圈组产生沿线圈组所在直径方向的径向力来驱动永磁体转动。此时，可依次对所述需通电的线圈组中的线圈组通电。例如，当所述需通电的线圈组为线圈组1、线圈组2以及线圈组3时，可先对线圈组1通电，待线圈组1断电后，再对线圈组2通电；待线圈组2断电后，再对线圈组3通电。
本实施例提供的驱动方法，根据机器人头部所需转动的目标角度以及机器人头部上固设的永磁体指定磁极的当前位置，依次对呈圆环形分布的线圈中的部分线圈通电以产生不同方向的等效磁极，以使得等效磁极与机器人头部上固设的永磁体相互作用，从而驱动永磁体带动机器人头部进行转动。采用这样的实施方式，解决了现有技术中需要角度传感器实时反馈机器人头部的角度信息的缺陷。其次，根据需转动的角度以及方向，依次给呈圆环形分布的线圈中的部分线圈通电，减小了机器人头部转动系统的整体功耗。除此之外，该驱动方法还可减少机器人头部转动系统的磨损以及噪声，进一步提升机器人的性能。
需要说明的是，在本申请的上述或下述实施例中，每次执行通电操作时，通电时间以及通电的电流大小是固定的。进而，通过设置该固定的通电时间以及通电电流，可在保证转动的精度的同时，提升永磁体带动机器人头部转动时的平稳性。其中，通电时间以及通电的电流大小可通过磁力大小与永磁体指定磁极转动到指定角度所需要的时间来确定，此处不再赘述。
图3a以及图3b分别是本发明实施例提供的另一机器人头部转动方法的第一分支流程以及第二分支流程示意图，结合图3a以及图3b，该方法包括：
步骤301、获取位置传感器检测到的永磁体指定磁极相对于设定的磁极参考方向的偏移角。
步骤302、根据设定的磁极参考方向对应的线圈组以及所述偏移角，判断当前永磁体指定磁极对应一线圈组或相邻的两线圈组之间；若对应一线圈组，则执行步骤3031；若对应相邻的两线圈组之间，则执行步骤3041。
步骤3031、确定机器人头部需要转动的目标角度
步骤3032、获取所述线圈组的标号x，并判断所述机器人头部需要转动的目标方向为逆时针方向或顺时针方向；若为逆时针方向，执行步骤3033；若为顺时针方向，执行步骤3035。
步骤3033、选择标号自x开始依次递增的m1个线圈组作为需通电的线圈组。
步骤3034、自标号x开始，按照标号逐一递增的次序依次执行通电操作，每次通电操作同时对标号为i以及i+1的线圈组进行通电，其中i为正数，i∈[x,x+m1-1]。
步骤3035、选择标号自x开始依次递减的m1个线圈组，作为需通电的线圈组。
步骤3036、自标号x开始，按照标号逐一递减的次序依次执行通电操作，每次通电操作同时对标号为i以及i-1的线圈组进行通电，其中i为正数，i∈[x,x-m1+1]。
步骤3041、确定机器人头部需要转动的目标角度
步骤3042、获取所述相邻的两组线圈中标号较小的线圈组的标号x，并判断机器人头部需要转动的目标方向为逆时针方向或顺时针方向；若为逆时针方向，执行步骤3043；若为顺时针方向，执行步骤3045。
步骤3043、选择标号自x+1开始依次递增的m1个线圈组作为需通电的线圈组。
步骤3044、自标号x+1开始，按照标号逐一递增的次序依次执行通电操作，每次通电操作同时对标号为i以及i+1的线圈组进行通电，其中i为正数，i∈[x+1,x+m1]；
步骤3035、选择标号自x开始依次递减的m1个线圈组，作为需通电的线圈组。
步骤3036、自标号x开始，按照标号逐一递减的次序依次执行通电操作，每次通电操作同时对标号为i以及i-1的线圈组进行通电，其中i为正数，i∈[x,x-m1+1]。
针对步骤301，设定的磁极参考方向，可以是机器人头部处于初始默认位置时，安装于机器人头部上的永磁体指定磁极所指的方向。例如，当机器人头部为机器人头部时，可将机器人头部与机器人的机身主体面向同一方向时，机器人头部上的永磁体指定磁极所指的方向作为设定的磁极参考方向。
永磁体指定磁极相对于设定的磁极参考方向的偏移角，包括偏移方向以及偏移角度的大小。
针对步骤302、在呈圆环形分布的线圈中，存在标号为y1的线圈组与设定的磁极参考方向对应。假设在呈圆环形分布的线圈中存，在标号为y2的线圈组与永磁体指定磁极当前所指方向对应。
获取永磁体指定磁极相对于设定的磁极参考方向的偏移角度的大小之后，可根据预设的通电线圈组数与永磁体指定磁极的转动角度存在对应关系，确定标号为y2的线圈组与标号为y1的线圈组之间间隔的线圈组的数量为y3。永磁体指定磁极相对于设定的磁极参考方向的偏移方向，可确定y2相对于y1为标号递增或递减顺序。进而，结合y1，y3以及标号递增或递减顺序，可确定y2。
需要说明的是，当y2为整数时，可确定永磁体指定磁极当前对应一线圈组，如图3c所示，该线圈组的标号为y2。当y2为非整数时，可确定永磁体指定磁极当前对应相邻的两线圈组之间，如图3d所示,该相邻的两线圈组的标号为与y2相邻的两个整数。
针对步骤3034，按照标号逐一递增的次序依次执行通电操作，i的取值从x开始，逐一递增至x+m1-1。
例如，第一次通电时，i＝x，i+1＝x+1，则同时对标号为x以及标号x+1的线圈组进行通电操作。待通电时间到达，标号为x以及标号x+1的线圈组断电后，进行第二次通电。第二次通电时，i＝x+1，i+1＝x+2，则同时对标号为x+1以及标号x+2的线圈组进行通电操作。直到第m1-1次通电时，i＝x+m1-1，i+1＝x+m1。
针对步骤3036，按照标号逐一递减的次序依次执行通电操作，i的取值从x开始，逐一递减至x-m1+1。
例如，第一次通电时，i＝x，i-1＝x-1，则同时对标号为x以及标号x-1的线圈组进行通电操作。待通电时间到达，标号为x以及标号x-1的线圈组断电后，进行第二次通电。第二次通电时，i＝x-1，i-1＝x-2，则同时对标号为x-1以及标号x-2的线圈组进行通电操作。直到第m1-1次通电时，i＝x-m1+1，i-1＝x-m1。
步骤3044以及步骤3046的具体实施方式可分别参考本实施例中针对步骤3034以及步骤3036的记载，不再赘述。
以下部分将结合应用场景，以具体的数值对本实施例的步骤3031～步骤3036和步骤3041～步骤3046进行进一步阐述。
假设n＝6，共12个线圈呈圆环形分布，永磁体指定磁极的最小转动角度θ＝15°。定义线圈组1所在的直径对应的方向为设定的磁极参考方向，标记该磁极参考方向为0°方向。
在一可能的场景下，如图3e所示，永磁体指定磁极当前对应线圈组1，即永磁体指定磁极当前所指的方向为0°方向。
mcu接收到的需要转动的目标角度
进而，通电过程如下：首先同时给线圈组1和线圈组2通电，其他线圈组不通电。根据法拉第电磁感应定律，线圈组1对磁铁的吸引力为f1，线圈组2对磁铁的吸引力为f2，这两个力的合力为f合，f合的方向为15°方向。此时永磁体指定磁极由0°方向转动到线圈组1和线圈组2之间，共转动15°。然后给线圈组2和线圈组3同时通电，其他线圈组不通电，此时永磁体指定磁极由线圈组1和线圈组2之间转动到线圈组2和线圈组3之间，共转动30°。两次转动的角度累加，永磁体指定磁极带动头部按照逆时针方向共转动45度°。
在一可能的场景下，如图3f所示，永磁体指定磁极当前对应线圈组1和线圈组2之间，即永磁体指定磁极当前所指的方向为15°方向。
mcu接收到的需要转动的目标角度
进而，通电过程如下：首先同时给线圈组1和线圈组6通电，其他线圈组不通电。根据法拉第电磁感应定律，线圈组1对磁铁的吸引力为f1，线圈组6对磁铁的吸引力为f6，这两个力的合力为f合，f合的方向为-15°方向。此时永磁体指定磁极由15°方向转动到线圈组1和线圈组6之间，共转动30°。然后给线圈组6和线圈组5同时通电，其他线圈组不通电，此时永磁体指定磁极由线圈组1和线圈组6之间转动到线圈组6和线圈组5之间，共转动30°。两次转动的角度累加，永磁体指定磁极带动头部按照逆时针方向共转动60度°。
本实施例中，根据机器人头部所需转动的目标角度以及机器人头部上固设的永磁体指定磁极的当前位置，依次对呈圆环形分布的线圈中的部分线圈通电以产生不同方向的等效磁极，以使得等效磁极与机器人头部上固设的永磁体相互作用，从而驱动永磁体带动机器人头部进行转动。采用这样的实施方式，解决了现有技术中机器人头部转动时需要角度传感器实时反馈机器人头部的角度信息的缺陷。与此同时，在对部分线圈通电时，以分布在圆环直径方向上的两个线圈为一个线圈组，并同时对同一线圈组施加相同的电流，保证了同一线圈组产生的感应磁场方向一致，进而可防止机器人头部在转动时发生倾斜。除此之外，每次执行通电操作时，对相邻的两个线圈组通电所产生的径向合力，这种双线圈组驱动的方式可以进一步保证机器人头部在转动过程中的平稳性。
图4a以及图4b分别是本发明实施例提供的又一机器人头部转动方法的第一分支流程以及第二分支流程示意图，结合图4a以及图4b，该方法包括：
步骤401、获取位置传感器检测到的永磁体指定磁极相对于设定的磁极参考方向的偏移角。
步骤402、根据设定的磁极参考方向对应的线圈组以及所述偏移角，判断当前所述永磁体指定磁极对应一线圈组或相邻的两线圈组之间；若对应一线圈组，则执行步骤4031；若对应相邻的两线圈组之间，则执行步骤4041。
步骤4031、确定机器人头部需要转动的目标角度
步骤4032、获取所述线圈组的标号x，并判断机器人头部需要转动的目标方向为逆时针方向或顺时针方向；若为逆时针方向，执行步骤4033；若为顺时针方向，执行步骤4035。
步骤4033、选择自标号x+1开始依次递增的m2个线圈组作为需通电的线圈组。
步骤4034、依次对标号为i的线圈组进行通电，其中i为正数，i∈[x+1,x+m2+1]。
步骤4035、选择自标号x-1开始依次递减的m2个线圈组，作为需通电的线圈组。
步骤4036、依次对标号为i的线圈组进行通电，其中i为正数，i∈[x-1,x-m2-1]。
步骤4041、确定机器人头部需要转动的目标角度
步骤4042、获取所述相邻的两组线圈中标号较小的线圈组的标号x，并判断机器人头部需要转动的目标方向为逆时针方向或顺时针方向；若为逆时针方向，执行步骤4043；若为顺时针方向，执行步骤4045。
步骤4043、选择自标号x+1开始依次递增的m2个线圈组作为需通电的线圈组。
步骤4044、依次对标号为i的线圈组进行通电，其中i为正数，i∈[x+1,x+m2+1]。
步骤4045、则选择标号自x开始依次递减的m2个线圈组作为需通电的线圈组。
步骤4046、依次对标号为i的线圈组进行通电，其中i为正数，i∈[x,x-m2]。
针对步骤401以及步骤402的具体实施方式可以参考图3a以及图3b对应实施例的记载，此处不赘述。
针对步骤4034，按照标号递增次序，依次执行通电操作，i的取值从x+1,开始，逐一递增至x+m2+1。
例如，第一次通电时，i＝x+1，则对标号为x+1的线圈组进行通电操作。待通电时间到达，标号为x+1的线圈组断电后，进行第二次通电。第二次通电时，i＝x+2，则对标号为x+2的线圈组进行通电操作。直到第m2次通电时，i＝x+m2+1。
针对步骤4036、按照标号递减次序，依次执行通电操作，i的取值自x-1开始，依次递减的至x-m2-1。
例如，第一次通电时，i＝x-1，则对标号为x-1的线圈组进行通电操作。待通电时间到达，标号为x-1的线圈组断电后，进行第二次通电。第二次通电时，i＝x-2，则对标号为x-2的线圈组进行通电操作。直到第m2次通电时，i＝x-m2-1。
步骤4044以及步骤4046的具体实施方式可分别参考本实施例中针对步骤4034以及步骤4036的记载，不再赘述。
以下部分将结合应用场景，以具体的数值对本实施例的步骤4031～步骤4036和步骤4041～步骤4046进行进一步阐述。
假设n＝6，共12个线圈呈圆环形分布，永磁体指定磁极的最小转动角度θ＝15°。定义线圈组1所在的直径对应的方向为设定的磁极参考方向，标记该磁极参考方向为0°方向。
在一可能的场景下，如图4c所示，永磁体指定磁极当前对应线圈组1，即永磁体指定磁极当前所指的方向为0°方向。
mcu接收到的需要转动的目标角度
进而，通电过程如下：首先给线圈组2通电，其他线圈组不通电。根据法拉第电磁感应定律，线圈组2对磁铁的吸引力为沿30°方向的力。此时永磁体指定磁极由0°方向转动到线圈组1所在直径对应的方向，共转动30°。然后给线圈组3通电，其他线圈组不通电，此时永磁体指定磁极由线圈组2所在直径对应的方向转动到线圈组3所在直径对应的方向，共转动30°。两次转动的角度累加，永磁体指定磁极带动头部按照逆时针方向共转动60度°。
在一可能的场景下，如图4d所示，永磁体指定磁极当前对应线圈组1和线圈组2之间，即永磁体指定磁极当前所指的方向为15°方向。
mcu接收到的需要转动的目标角度
进而，通电过程如下：首先同时给线圈组1通电，其他线圈组不通电。根据法拉第电磁感应定律，线圈组1对磁铁的吸引力为沿0°方向的力。此时永磁体指定磁极由15°方向转动到线圈组1所在直径对应的方向，共转动30°。然后给线圈组6通电，其他线圈组不通电，此时永磁体指定磁极由线圈组1所在直径对应的方向转动到线圈组6所在直径对应的方向，共转动30°。两次转动的角度累加，永磁体指定磁极带动头部按照逆时针方向共转动60度°。
本实施例中，根据机器人头部所需转动的目标角度以及机器人头部上固设的永磁体指定磁极的当前位置，依次对呈圆环形分布的线圈中的部分线圈通电以产生不同方向的等效磁极，以使得等效磁极与机器人头部上固设的永磁体相互作用，从而驱动永磁体带动机器人头部进行转动。采用这样的实施方式，解决了现有技术中机器人头部转动时需要角度传感器实时反馈机器人头部的角度信息的缺陷。与此同时，在对部分线圈通电时，以分布在圆环直径方向上的两个线圈为一个线圈组，并同时对同一线圈组施加相同的电流，保证了同一线圈组产生的感应磁场方向一致，进而可防止机器人头部在转动时发生倾斜。除此之外，执行通电操作时，依次对每个线圈组通电产生径向力，这种单线圈组驱动的方式可进一步降低驱动系统的功耗。
图5是发明一实施例提供的机器人的结构示意图，如图5所示，该机器人包括：
位置获取模块501，用于在接收到转动请求时，获取安装于机器人头部底部的永磁体指定磁极的当前位置；其中，所述转动请求包括机器人头部需要转动的目标角度和目标方向。
组数确定模块502，用于根据通电线圈组数与指定磁极转动角度之间的对应关系，确定所述机器人头部转动所述目标角度需要在机器人机身主体顶部安装的呈圆环形分布的线圈中通电的线圈组数。
线圈数组确定模块503，用于根据所述当前位置、所述目标方向以及所述机器人头部转动所述目标角度需要通电的线圈组数，从所述线圈中确定需通电的线圈组。
驱动模块504，用于对所述需通电的线圈组进行通电，以驱动所述机器人头部旋转。
进一步可选地，位置获取模块501，具体用于：获取所述永磁体指定磁极相对于设定的磁极参考方向的偏移角；根据所述设定的磁极参考方向对应的线圈组以及所述偏移角，确定当前所述永磁体指定磁极对应一线圈组或相邻的两线圈组之间。
进一步可选地，组数确定模块502，具体用于：若当前所述永磁体指定磁极对应一线圈组，则所述机器人头部需要转动的目标角度
进一步可选地，线圈数组确定模块503具体用于：若当前所述永磁体指定磁极对应一线圈组，获取所述线圈组的标号x；若所述目标方向为逆时针方向，则选择标号自x开始依次递增的m1个线圈组，作为需通电的线圈组；若所述目标方向为顺时针方向，则选择标号自x开始依次递减的m1个线圈组，作为需通电的线圈组。
进一步可选地，驱动模块504具体用于：当所述需通电的线圈组为标号自x开始依次递增的m1个线圈组时，自标号x开始，按照标号逐一递增的次序依次通电，每次通电同时对标号为i以及i+1的线圈组进行通电，其中i为正数，i∈[x,x+m1-1]；当所述需通电的线圈组为自x开始依次递减的m1个线圈组时，自标号x开始，按照标号逐一递减的次序依次通电，每次通电同时对标号为i以及i-1的线圈组进行通电，其中i为正数，i∈[x,x-m1+1]。
进一步可选地，线圈数组确定模块503具体用于：若当前所述永磁体指定磁极对应相邻的两组线圈之间，获取所述相邻的两组线圈中标号较小的线圈组的标号x；若所述目标方向为逆时针方向，则选择标号自x+1开始依次递增的m1个线圈组作为需通电的线圈组；若所述目标方向为顺时针方向，则选择标号自x开始依次递减的m1个线圈组作为需通电的线圈组。
进一步可选地，驱动模块504具体用于：当所述需通电的线圈组为标号自x+1开始依次递增的m1个线圈组时，自标号x+1开始，按照标号逐一递增的次序依次通电，每次通电同时对标号为i以及i+1的线圈组进行通电，其中i为正数，i∈[x+1,x+m1]；当所述需通电的线圈组为标号自x开始依次递减的m1个线圈组时，自标号x开始，按照标号逐一递减的次序依次通电，每次通电同时对标号为i以及i-1的线圈组进行通电，其中i为正数，i∈[x,x-m1+1]。
进一步可选地，组数确定模块502，具体用于：若当前所述永磁体指定磁极对应一线圈组，则所述机器人头部需要转动的目标角度
进一步可选地，线圈数组确定模块503具体用于：若当前所述永磁体指定磁极对应一线圈组，获取所述线圈组的标号x；若所述目标方向为逆时针方向，则选择自标号x+1开始依次递增的m2个线圈组作为需通电的线圈组；若所述目标方向为顺时针方向，则选择自标号x-1开始依次递减的m2个线圈组作为需通电的线圈组。
进一步可选地，驱动模块504具体用于：若当前所述永磁体指定磁极对应相邻的两组线圈之间，获取所述相邻的两组线圈中标号较小的线圈组的标号x；若所述目标方向为逆时针方向，则选择自标号x+1开始依次递增的m2个线圈组作为需通电的线圈组；若所述目标方向为顺时针方向，则选择标号自x开始依次递减的m2个线圈组作为需通电的线圈组。
本实施例中，根据机器人头部所需转动的目标角度以及机器人头部上固设的永磁体指定磁极的当前位置，依次对机器人机身主体上安装的呈圆环形分布的线圈中的部分线圈通电以产生不同方向的等效磁极，使得等效磁极与机器人头部上固设的永磁体相互作用来驱动永磁体带动机器人头部进行转动，进而解决了现有的机器人头部转动方法中，机器人头部转动时需要角度传感器实时反馈机器人头部的角度信息的缺陷。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，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)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
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