可預測性調整的液壓軌道的製作方法
2023-12-05 12:40:11 5

機器人裝置,諸如腿式機器人,可以具有液壓系統,在操作中,液壓系統將加壓的液壓流體供應到機器人裝置上的液壓致動器。例如,機器人裝置可以具有由線性液壓致動器(例如,液壓活塞缸組件)驅動的機械臂和/或腿。加壓的液壓流體可以使線性液壓致動器致動並且從而移動機械臂和/或腿。示例腿式機器人可以在每個腿上具有一個或多個液壓致動器(例如,臀部致動器、膝蓋致動器和踝關節致動器)。液壓驅動系統的泵可以對液壓流體加壓。液壓驅動系統可以將加壓的液壓流體供應到每個腿上的液壓致動器。
技術實現要素:
在示例性實施方式中,機器人裝置可以包括至少一個傳感器,所述至少一個傳感器被構造成生成指示機器人裝置在其中操作的環境的數據。機器人裝置也可以包括液壓驅動系統,所述液壓驅動系統包括第一壓力軌、第二壓力軌和液壓泵複合件(complex),所述液壓泵複合件被構造成以固定壓力將加壓的液壓流體供應到第一壓力軌和以可調節壓力將加壓的液壓流體供應到第二壓力軌。機器人裝置可以進一步包括控制系統,所述控制系統被構造成至少基於指示機器人裝置在其中操作的環境的數據來改變通過液壓泵複合件提供的可調節壓力。機器人裝置也可以開關閥複合件,所述開關閥複合件包括:液壓流體輸入端,其中液壓流體輸入端包括聯接到第一壓力軌的第一液壓流體輸入端和聯接到第二壓力軌的第二液壓流體輸入端;液壓流體輸出端;以及液壓流體開關,所述液壓流體開關選擇性地將液壓流體輸入端中的一個連接到液壓流體輸出端。
在另一示例實施方式中,機器人裝置可以在運動方向上橫越路徑,其中機器人裝置橫越路徑可以包含導致液壓驅動系統以第一壓力將液壓流體供應到一個或多個液壓致動器。指示運動方向上的環境的一個或多個物理特徵的傳感器數據可以被接收。實施方式可以進一步包含確定橫越路徑包含橫越環境中的一個或多個物理特徵。基於指示運動方向上的環境的一個或多個物理特徵的傳感器數據,可以預測供應到一個或多個液壓致動器以橫越環境中的一個或多個物理特徵的液壓壓力。在橫越環境的一個或多個物理特徵之前,液壓驅動系統可以將供應的液壓流體的壓力從第一壓力調節到預測的液壓壓力。
另一示例實施方式可以包括用於使機器人裝置在運動方向上橫越路徑的裝置,其中導致機器人裝置橫越路徑可以包含導致液壓驅動系統以第一壓力將液壓流體供應到一個或多個液壓致動器。實施方式也可以包括用於接收指示運動方向上的環境的一個或多個物理特徵的傳感器數據的裝置。實施方式可以進一步包括用於確定橫越路徑包含橫越環境中的一個或多個物理特徵的裝置。系統可以包括如下裝置,所述裝置用於基於指示運動方向上的環境的一個或多個物理特徵的傳感器數據來預測供應到一個或多個液壓致動器以橫越環境中的一個或多個物理特徵的液壓壓力。系統也可以包括用於在橫越環境的一個或多個物理特徵之前將供應的液壓流體的壓力從第一壓力調節到預測液壓壓力的裝置。
在又一示例實施方式中,機器人裝置可以執行包含致動一個或多個液壓致動器的任務,其中導致機器人裝置執行所述任務可以包含導致液壓驅動系統以第一壓力將液壓流體供應到一個或多個液壓致動器。響應於機器人裝置執行所述任務,在預定時間段內,可以追蹤在執行所述任務的一部分中在一個或多個液壓致動器上的相應負載。基於追蹤的相應負載,實施方式可以包含確定致動一個或多個液壓致動器包含不同於第一壓力的第二壓力。響應於所述確定,液壓驅動系統可以將供應的液壓流體的壓力從第一壓力調節到第二壓力。
另一示例實施方式可以包括用於導致機器人裝置執行包含致動一個或多個液壓致動器的任務的裝置,其中導致機器人裝置執行所述任務可以包含導致液壓驅動系統以第一壓力將液壓流體供應到一個或多個液壓致動器。實施方式也可以包括用於在預定時間段內響應於機器人裝置執行所述任務而在預定時間段內追蹤在執行所述任務的一部分中在一個或多個液壓致動器上的相應負載的裝置。實施方式可以進一步包括用於基於追蹤的相應負載來確定致動一個或多個液壓致動器包含不同於第一壓力的第二壓力的裝置。實施方式還可以包括用於響應於所述確定而使液壓驅動系統將供應的液壓流體從第一壓力調節到第二壓力的裝置。
通過閱讀以下詳細說明,並適當地參考附圖,這些以及其它方面、優點和可替代形式對於本領域的一般技術人員而言將是顯而易見的。
附圖說明
圖1是圖示示例液壓驅動系統的部件的簡化框圖。
圖2A是圖示示例液壓驅動系統的部件之間的液壓流體相互連接的簡化框圖。
圖2B是圖示示例液壓驅動系統的部件之間的可替代的液壓流體相互連接的簡化框圖。
圖3圖示示例旋轉開關閥。
圖4是圖示示例機器人裝置的部件的簡化框圖。
圖5A是在第一布置中的示例機械腿的側視圖。
圖5B是在第二布置中的示例機械腿的側視圖。
圖6是圖示在根據步法行走的同時示例腿式機器人裝置的能量使用的圖表。
圖7是示例腿式機器人裝置的透視圖。
圖8是示例機械臂的側視圖。
圖9是圖示用於將液壓驅動系統的液壓流體壓力調節到預測壓力的示例方法的流程圖。
圖10示出示例腿式機器人橫越包括凹凸不平的地形的路徑。
圖11示出示例腿式機器人橫越包括階梯的路徑。
圖12示出示例腿式機器人裝置橫越包括斜坡的路徑。
圖13是用於將液壓驅動系統的液壓流體壓力調節到預測壓力的另一示例方法。
圖14是圖示在根據步法行走的同時通過示例腿式機器人裝置的設定壓力水平的圖表。
具體實施方式
在此將描述示例方法和系統。在此描述的示例實施方式或特徵並不是必須被當作比其他實施方式或特徵更優選或有利。再次描述的示例實施方式不是限制性的。公開的系統和方法的某些方面能被布置和組合在各種不同的構造中,在此預期所有這些構造。
並且,圖中所示的特定布置不應被視為是限制性的。其它實施方式可以包括更多個或較少在所給的圖中示出的每個元件。並且,示出的元件中的一些可以被組合或省略。此外,示例實施方式可以包括未在圖中示出的元件。
示例實施方式可以包含液壓驅動式機器人裝置,所述液壓驅動式機器人裝置可以預測一個或多個期望的壓力水平,並且然後將液壓驅動系統的加壓的液壓流體輸出調節到所預測的一個或多個壓力水平。示例機器人裝置可以包括通過液壓致動器鉸接的肢體(例如,臂或腿)。在操作中,從一個或多個壓力軌(例如,管道或者軟管)供應的加壓的液壓流體可以使這些液壓致動器致動並因而移動臂(例如,拾取物體)或腿(例如,行走或跑動)。響應於變化的負載,液壓驅動系統可以改變在液壓軌處的液壓流體的壓力,以針對要求的力和速度維持充分的壓力來以特定的速率致動負載。液壓驅動系統可以在限制產生過量的壓力的同時嘗試維持足夠的壓力,這可以從供應產生大於要求的力的壓力中減少浪費。
在操作中,液壓驅動系統可以將在一個或多個壓力軌處的液壓流體加壓到相應的額定壓力。在一些情形中,額定壓力可以被設定在比必須要求的壓力更高的壓力水平,因為在操作期間在任意點處致動液壓致動器所包含的驅動壓力可能在致動特定負載的時刻之前是未知的。並且,在操作期間增大額定壓力可能不是一個瞬間操作。因此,將額定壓力設定得太低會產生液壓致動器的可用壓力不足的可能性(至少在額定壓力能被增大為止)。與增大額定壓力相比,計量額定壓力降低到期望壓力可能是相對較快的操作。因此,可以做取捨——較高的能量消耗(由於較高的額定壓力)交換壓力水平中的較大柔性。
在一些情形中,預測一個或多個期望壓力水平並且將加壓的液壓流體輸出調節到的一個或多個壓力水平可以提高液壓驅動系統的效率,因為預測的一個或多個壓力水平可以低於額定壓力水平。在該情形中,將加壓的液壓流體輸出調節到的一個或多個壓力水平可以延長機器人裝置的運行時間和/或降低噪音輸出,還包括其它可能的益處。
示例機器人裝置可以進一步包括各種傳感器,它們便於預測期望壓力水平。例如示例機器人裝置橫越路徑可以通過一個或多個可感測環境的物理特徵的感知傳感器在路徑中「向前看」。機器人裝置然後可以預測供應到一個或多個液壓致動器的液壓壓力以橫越物理特徵。
示例機器人裝置也可以具有一個或多個感測機器人裝置的各種操作參數的傳感器。例如,機器人裝置也可以具有指示液壓致動器上的負載的力傳感器。在預定時間段內,機器人裝置可以追蹤這些負載,確定致動這些負載包含比額定壓力低的壓力,並且預測致動將來負載將包含該較低壓力。液壓驅動系統然後可以將壓力軌處的壓力調節到該較低壓力。
並且,機器人裝置可以基於已被命令執行的任務來預測期望壓力。在一個例子中,機器人裝置可以接收指令機器人裝置以特定速度跑動的命令——然後機器人裝置可以基於跑動的步法和特定的速度來預測期望液壓壓力。在另一個例子中,機器人裝置可以接收指令機器人裝置拾取物體的命令——然後機器人裝置可以基於拾取物體的任務來預測期望液壓壓力。
在一些情形中,機器人裝置可以基於以下數據和任務的組合來預測期望壓力,所述數據是指示環境的一個或多個物理特徵的數據和指示液壓致動器上的負載的數據,所述任務是機器人裝置已經被命令執行的任務。例如,機器人裝置可以接收指令機器人裝置以五千米每小時的速度行走到特定地點(可能由全球衛星定位系統指示)。在接收該指令後,機器人裝置可以確定從當前位置到特定位置的路徑。基於確定的路徑,機器人裝置可以通過可以感測路徑的一個或多個物理特徵的一個或多個感知傳感器來在路徑上「先前看」。基於命令和路徑的一個或多個物理特徵,機器人裝置可以預測第一壓力,然後將壓力軌調節到第一壓力。
然後,在路徑一部分上,機器人裝置可以通過一個或多個力傳感器來追蹤液壓致動器上的負載。機器人裝置可以評估追蹤到的負載,基於追蹤到的負載預測第二壓力,然後將壓力軌調節到第二壓力。而且,在機器人裝置繼續橫越路徑時,機器人裝置可以在路徑上周期性的「向前看」並且也可以周期性的評估追蹤到的負載,以便預測新的壓力,在該新的壓力調節壓力軌。
現在參考附圖,圖1是圖示示例液壓驅動系統100的部件的簡化框圖。液壓驅動系統100包括液壓泵複合件102、開關閥複合件102和計量閥120。液壓泵複合件可以連接到開關閥複合件,開關閥複合件進而可以連接到計量閥。
液壓泵複合件102可以包括一個或多個泵104、一個或多個蓄壓器106、一個或多個儲液器108和兩個或更多個液壓軌110。在操作中,液壓泵複合件102可以提供加壓的液壓流體源,該加壓的液壓流體源包括相應壓力的壓力軌。例如,液壓泵複合件102可以提供兩個、三個、四個或五個壓力軌。可包括另外的壓力軌以提供更大幅度(granularity)的可用壓力水平,但是提供不同壓力的另外的壓力軌可能使液壓驅動系統使用更多能量。
一個或多個泵104可以支撐將液壓流體加壓到特定壓力(例如,3000PSI)。馬達,諸如燃料供能(fuel-powered)內燃機,可以驅動一個或多個泵104。控制系統可以改變馬達的速度,從而改變一個或多個泵104的速度,結果是升高或降低泵送液壓流體的壓力。
液壓泵複合件102可以包括連接在所述一個或多個泵104(例如,提供固定壓力的固定排量泵)與所述兩個或更多個壓力軌110之間的多壓力閥(未示出)。所述兩個或更多個壓力軌110中每個壓力軌(例如,管或管道)可以可以連接到一個或多個蓄壓器106中的相應一個蓄壓器。在操作中,控制系統可以使多壓力閥選擇性地將所述一個或多個泵104連接到所述兩個壓力軌110中的每一個持續某一時間(例如,100毫秒)。在壓力軌連接到泵的同時加壓的液壓流體從泵流動到壓力軌。一些加壓的液壓流體可以被儲存在用於壓力軌的相應蓄壓器中。
多壓力閥可以通過改變固定排量泵如何頻繁地被連接到壓力軌來改變壓力軌的壓力。從固定排量泵到壓力軌的更頻繁的連接會在壓力軌處獲得更高的壓力,因為更多加壓的流體流動到壓力軌。相反的,從固定排量泵到壓力軌的較少頻次的連接會在壓力軌處獲得較低的壓力。例如,每1.5秒,多壓力閥可以連接第一壓力軌持續800ms,連接第二壓力軌持續400ms,連接第三壓力軌持續200ms,和連接第四壓力軌持續100ms,這可以在相應的壓力軌處獲得不同的壓力。
如上文指出,多壓力閥可以通過改變一個或多個泵104如何頻繁被連接到壓力軌來改變壓力軌的壓力。在加壓的液壓流體從壓力軌流動到液壓驅動系統的其它部件時,控制系統可以通過調節所述一個或多個泵104如何頻繁被連接到任意壓力軌來將壓力軌維持在不同壓力。在加壓的液壓流體在蓄壓器中仍然可用的同時,壓力軌的相應蓄壓器可以維持壓力軌的壓力。
例如,在壓力軌上的相應壓力傳感器可以指示每個壓力軌的壓力。基於來自壓力傳感器的數據,控制系統可以檢測壓力軌中的一個壓力軌的壓力低於壓力軌的額定壓力(例如,300PSI壓力軌已經降低到2950PSI)。作為響應,控制系統可以將所述一個或多個泵104更頻繁地連接到該壓力軌,這進而可以維持壓力軌的壓力和/或在蓄壓器中補充加壓的液壓流體。在以下情形中,諸如當相應的蓄壓器滿時,多壓力閥可以將泵連接到一個或多個儲液器108,所述一個或多個儲液器108中的一個儲液器可以是回流儲液器(即,用於一個或多個泵104的液壓流體的儲存器)。以這種方式,液壓泵複合件102可以相應壓力提供加壓的液壓流體或者可以接近相應壓力提供加壓的液壓流體。
在一些情形中,液壓泵複合件102可以將恆定壓力提供到一個或多個第一壓力軌,並且可以將可調節的壓力提供到一個或多個第二壓力軌。例如,液壓泵複合體102可以以第一壓力提供第一壓力軌,以第二較高壓力提供第二壓力軌,並且可能以高於第二壓力的壓力提供可調節的第三壓力軌。可替代地,第三壓力軌壓力在第二壓力和第一壓力之間可調節。許多構造是可能的。
開關閥複合件112可以包括多個輸入端114、一個或多個開關116和一個或多個輸出端118。所述一個或多個輸入端114可以連接到液壓泵複合件102的相應壓力軌110。在一些實施方式中,控制系統可以使所述一個或多個開關116選擇性地將所述一個或多個輸入端114中的一個輸入端連接到所述一個或多個輸出端118中的單個輸出端,從而允許加壓的液壓流體從連接的壓力軌流動到單個輸出端,該單個輸出端然後再連接到液壓驅動系統100的另一部件。在一些情形中,輸入端和輸出端可以反向操作並且分別變成輸出端和輸入端。在該構造中,連接到輸入端(先前的輸出端)的一個或多個液壓致動器可以推動加壓的液壓流體通過開關閥複合件112返回到相應壓力軌110,這可能導致再生一些能量。在其它實施方式中,所述一個或多個開關閥116可以選擇性地將多輸入端114中的兩個或更多個連接到所述一個或更多個輸出端118中的相應輸出端。這樣的布置可以便於將不同壓力的壓力軌連接到不同的輸出端,輸出端進而可以連接到不同的液壓致動器。
計量閥120包括至少一個輸入端122、至少一個節流閥124和至少一個輸出端126。在操作中,所述至少一個節流閥124可以限制從所述至少一個輸入端122流動到所述至少一個輸出端126的液壓流體的流動。這樣的限制可以降低液壓流體的壓力。所述至少一個節流閥124可以是可調節的,使得它可以通過改變開度來對從所述至少一個輸入端122流動到所述至少一個輸出端126的液壓流體進行節流。控制系統可以連接到所述至少一個節流閥124並調節所述至少一個節流閥124。在一些情形中,控制系統可以打開所述至少一個節流閥124使得流過所述至少一個節流閥124的液壓流體的壓力不被顯著地降低。在一些實施方式中,所述至少一個節流閥124可以是電操作閥,諸如電液壓伺服閥。控制系統可以連接到這樣的電操作閥並使該閥打開或關閉到各種位置。
在一些實施方式中,控制系統可以在離散模式或連續模式中操作液壓驅動系統。在離散模式中,控制系統可以禁用節流閥124並因而以接近選擇的壓力軌的壓力將壓力供應到液壓致動器。在該模式中,因為節流閥124被禁用,節流損失接近於零(例如,損失可以少於5%,因為在各種連接和連結中可能發生一些損失)。但是,控制系統能僅僅從離散的壓力水平中進行選擇。在連續模式中,控制系統啟用節流閥124。相應地,在連續模式中,控制系統可以使節流閥124將液壓壓力降低到各種水平,這可以允許控制系統將液壓流體壓力調整到具體值或值的範圍。例如,控制系統可以基於(i)致動器上的負載和(ii)致動器應在負載上操作的速率來確定致動液壓致動器的壓力。控制系統然後可以使節流閥124將液壓流體壓力降低到所確定的致動壓力。
圖2A是圖示示例液壓驅動系統100的部件之間的液壓流體相互連接的簡化框圖。這樣的相互連接通過舉例的方式提供來圖示部件之間的可能的相互連接。如圖2A中所示,壓力軌110A、110B、110C和110D從液壓泵複合件102連接到開關閥複合件112上的一個或多個輸入端114。開關閥複合件112的開關116選擇性地將壓力軌110A、110B、110C和110D中的一個壓力軌連接到計量閥120的至少一個輸入端122。計量閥120的所述至少一個輸入端122進而可以連接到一個或多個液壓致動器上的一個或多個相應埠。
圖2B是圖示示例液壓驅動系統100的部件之間的可替代的液壓流體相互連接的簡化框圖。如圖2B中所示,壓力軌110A、110B、110C和110D從液壓泵複合件102連接到開關閥複合件112上的一個或多個輸入端114。來自開關閥複合件112的所述一個或多個輸出端118中的兩個輸出端可以連接到液壓致動器。來自開關閥複合件112的輸出端118中的一個輸出端可以連接到計量閥120的所述至少一個輸入端122。計量閥的所述至少一個輸出端126可以連接到一個或多個液壓致動器。在該布置中,開關閥複合件112能選擇性地將已計量的或未計量的軌連接到液壓致動器。
圖3圖示示例旋轉開關閥300,該旋轉開關閥300包括定子組件302和輸入/輸出組件304。開關閥複合件112可以包括這樣的旋轉開關閥以將輸入端114連接到輸出端118。定子組件302可以包括線圈(未示出)。通過線圈的電流可以使輸出/輸出組件304的線軸(spool)在套筒308內旋轉。線軸的旋轉可以將一個或多個輸入端連接到輸入/輸出組件304的一個或多個輸出端。
圖4是圖示示例機器人裝置400的部件的簡化框圖。機器人裝置400可以包括控制系統402、感測系統410、液壓泵複合件412、開關閥複合件414、計量閥416、運動系統418和通信系統420。這些部件中的一個或多個可以通過總線或其它相互連接系統422相互連接。
控制系統402可以包括一個或多個處理器404、非暫時性數據存儲器406和存儲在數據存儲器406上的程序指令408。所述一個或多個處理器404可以例如包括單核或多核處理器、專用集成電路(ASIC)、現場可編程門列陣(FPGA)和/或任意其它合適的電路。存儲在數據存儲器406上的程序指令408可以通過所述一個或多個處理器404執行,以執行具體功能,所述具體功能可以包括本文上述具體功能。
液壓泵複合件412、開關閥複合件414和計量閥416可以被分別實施為液壓泵複合件102、開關閥複合件112和計量閥120。然而,從這些示例的變型也是有可能的。液壓泵複合件412、開關閥複合件414和計量閥416可以單獨或組合起作用以提供加壓的液壓流體到運動系統418。
運動系統418可以包括一個或多個肢體(例如,一個或多個腿和/或一個或多個臂)。在一些實施方式中,機器人裝置可以雙足式的(即,兩腿式機器人)。在其它實施方式中,機器人裝置可以四足式的(即,四腿式機器人)。在進一步的實施方式中,機器人裝置可以具有三條腿或六條腿。許多替選方案是可能的。
每條腿可以分成一個或多個構件。構件可以可旋轉地連接在一個或多個關節(例如,「踝關節」、「膝關節」和/或「股關節」)。一個或多個液壓致動器可以使一個或多個構件相對於另一個構件移動,使得機器人裝置可以行走或跑動。
圖5A是示例可鉸接機械腿的側視圖。機械腿包括構件502,構件502具有在關節508處連接到機器人裝置的第一端。構件502具有第二端,所述第二端在關節506處可旋轉地連接到構件504的第一端。構件504具有連接到足構件514的第二端。示例機械腿500也包括連接在構件504和機器人裝置之間的線性液壓致動器512。線性液壓致動器512的致動使構件502和構件504繞關節508旋轉。類似的,線性液壓致動器510的致動使構件504繞關節506旋轉。
組合致動線性液壓致動器510和線性液壓致動器512可以使腿邁步。例如,線性液壓致動器510可以回縮,這使構件504繞關節506逆時針旋轉。該旋轉可以將腿500從地面抬高,如圖5B所示。線性液壓致動器512然後可以回縮,這使構件502繞關節508順時針旋轉。通過使構件502繞關節508順時針旋轉,足構件514相對於地面向前移動。線性液壓致動器510和512然後可以延伸,從而使腿500降低並壓靠地面,從而使機器人裝置向前移動。
運動系統418可以根據步法移動機器人裝置400。步法是機器人裝置的腿的移動方案。移動方案可以包含通過液壓致動器的周期性致動序列。在步法的一個周期中,每個腿可以進行一個步進序列,諸如上述步進序列。例如,在一個步法周期期間,雙足機器人可以使右腿步進並且然後使左腿步進。可替代地,可能在相對較快的步法中,雙足機器人可以同時移動右腿和左腿。
機器人裝置可以在若干不同步法之間交替變化。例如,雙足機器人可以在行走步法和跑動步法之間交替變化。四足機器人可以在行走、跑動和疾行以及其它可能的步法之間交替變化。機器人裝置可以通過改變致動的正時、致動的速度和液壓致動器的致動範圍來根據不同的步法移動。特定機器人裝置能夠執行的特定步法可以取決於它的腿的運動範圍和機器人裝置利用足夠加速度致動液壓致動器的能力。它的腿的運動範圍進而取決於腿的長度和線性致動器的行程範圍。致動器的加速度與用於致動液壓致動器的液壓流體的壓力成比例——對於給定的負載,越高的壓力獲得越大的加速度。控制系統可以基於諸如速度、地形、動機需要和/或能量效率來選擇特定步法。例如,機器人裝置可以隨著運動速度的增大而從行走轉變到跑動。機器人裝置然後可以在崎嶇地形時轉變回行走。
液壓致動器上的負載可以在步進序列期間改變。與液壓致動器抬起腿並向前步進的部分步法相比,在液壓致動器正使腿推靠地面的部分步法期間,液壓致動器上的負載相對較大。隨著負載改變,機器人裝置可以改變由液壓驅動系統供應的壓力,以根據步法維持腿的移動。
圖6示出繪圖600,繪圖600表示在步法的三個周期期間機器人裝置的給定腿的液壓致動器上的組合負載。繪圖的x軸線是時間,y軸線是相對力。繪圖600上的點602表示在液壓致動器正使腿推靠地面的部分步法期間在液壓致動器上的負載。點604表示在液壓致動器正收起腿的部分步法期間在液壓致動器上的負載。點606表示在液壓致動器正使腿向前步進的部分步法期間在液壓致動器上的負載。並且點608表示在液壓致動器正使腿下降到地面的部分步法期間在液壓致動器上的負載。隨著步法的移動方案被重複,這些負載隨時間重複。
返回到圖4,感測系統410可以包括傳感器,所述傳感器被布置成感測機器人裝置400和機器人裝置400在其中操作的環境的方面。感測系統410可以連接到控制系統402,從而將來自傳感器的輸出提供給控制系統402。控制系統402可以追蹤並存儲該傳感器數據並基於追蹤的傳感器數據作出操作確定。
如上指出的,感測系統可以包括被布置成感測機器人裝置的方面的傳感器。感測系統410可以包括一個或多個力傳感器,所述力傳感器被布置成測量機器人裝置的各個部件上的負載。在一個示例中,感測系統可以在每個腿上包括一個或多個力傳感器。在腿上的這樣的力傳感器可以測量致動腿的構件的液壓致動器上的負載。
腿上的力傳感器可以檢測腿的打滑。例如,腿上的負載的相對快速的減小可能指示腿的打滑。控制系統402可以基於所述至少一個腿的打滑來增大可調節的壓力。例如,控制系統402可以響應於檢測預定數目的打滑而將壓力軌處的壓力增大預定量。
感測系統410可以包括一個或多個壓力傳感器。一個或多個壓力傳感器可以測量供應到液壓致動器的液壓流體的壓力。例如,感測系統410可以在每個壓力軌上包括壓力傳感器。
感測系統410可以包括一個或多個位置傳感器。位置傳感器可以感測機器人裝置的液壓致動器的位置。位置傳感器也可以感測液壓致動器的位置。在一個實施方式中,位置傳感器可以感測機器人裝置的腿上的液壓致動器的延伸或回縮。
感測系統410可以包括一個或多個位置傳感器、速度傳感器或加速度傳感器。例如,感測系統410可以包括慣性測量單元(IMU)。慣性測量單元可以感測機器人裝置的速度、定向和加速度。感測系統可以包括一個或多個全球定位系統(GPS)裝置。GPS可以感測機器人裝置的絕對位置。控制系統可以使用GPS數據來確定機器人裝置的速度或方向,這可能通過組合來自IMU的數據來進行。
感測系統410可以包括被布置成感測機器人裝置400在其中操作的環境的一個或多個感知傳感器。感知傳感器中的一個或多個可以被安裝在機器人裝置400上並定向在運動方向上。這樣的傳感器可以感測環境的物理特徵,諸如地形、植被、人工物體和結構等等。控制系統402可以基於指示運動方向上的環境的數據來改變壓力軌處的壓力。例如,作為檢測到在運動方向上存在一個或多個物理特徵的響應,機器人裝置可以增大壓力軌處的壓力。
在一些實施方式中,感知傳感器可以包括一個或多個雷射雷達系統。這樣的雷射雷達系統可以生成指示環境的物體特徵的地圖或模型的數據,控制系統然後可以使用該數據來對機器人裝置導航,可通過與來自其它傳感器的傳感器數據組合來進行。
在一些實施方式中,感知傳感器可以包括一個或多個相機,諸如一個或多個立體照相機。例如,一個或多個立體照相機可以生成環境的物理特徵的三維圖像。控制系統可以評估三維圖像以識別物理特徵以及它們相對於機器人裝置的位置。
感知傳感器也可以包括一個或多個範圍測距儀,諸如一個或多個雷射測距儀,測距儀可以生成指示從機器人裝置到環境的物理特徵的距離。感測系統410也可以包括其它類型的感知傳感器。
通信系統420可以包括一個或多個有線或無線通信接口,通信接口根據一個或多個通信協議操作以便於機器人裝置與其它裝置之間的數據通信。例如,通信系統420可以包括Wi-Fi通信部件,該Wi-Fi通信部件被構造成便於根據一個或多個IEEE802.11協議的無線數據通信。可替代地,通信系統420可以包括蜂窩式無線電通信部件,該蜂窩式無線電通信部件被構造成便於通過蜂窩式無線基站的無線通信(語音和/或數據)以提供移動連接到網絡。許多其它通信接口是已知的和可用的,並且機器人裝置可以包括任何合適的通信接口。
圖7是示例腿式機器人裝置700的透視圖。機器人裝置700包括控制系統702、液壓驅動系統(未示出)、運動系統和感測系統,運動系統包括腿706A、706B、706C和706D,感測系統的感知傳感器704被示出。機器人裝置700正攜帶負載708。
機器人裝置700的控制系統702可以使機器人裝置700基於來自感測系統的傳感器數據來對環境導航。感測系統可以包括感測系統410的傳感器(例如,感知傳感器704)。機器人裝置700可以通過通信系統420接收導航命令。例如,機器人裝置可以接收命令而以5千米每小時向前移動。命令可以具體到向前行走特定距離,諸如100米。
在一些示例中,導航命令可以包含GPS坐標。在一個例子中,命令可以指令機器人裝置導航到特定位置,所述特定位置可以由具體GPS坐標來限定。機器人裝置然後可以在對由控制系統識別(有可能基於來自感知傳感器的數據)的地形的物理特徵進行導航的同時使運動系統移動到所述位置。另一命令可以指令機器人裝置跟隨特定的人,所述特定的人帶有生成此人的位置的數據的GPS啟用裝置。數據可以被通信到機器人裝置,機器人裝置然後在對由控制系統識別的地形的物理特徵進行導航的同時使運動系統跟隨此人。
在一些情形中,機器人裝置可以包括機器人操縱器,如機械臂。圖8是示例的可鉸接機械臂800的側視圖,機械臂800包括聯接到構件804的構件802。線性液壓致動器806可以使構件804相對於構件804旋轉。機械臂800也可以包括末端執行器810,末端執行器810可以拾取物體。
機械臂800也可以包括力傳感器808,力傳感器808生成指示線性液壓致動器806上的負載的數據。基於該數據,控制系統,諸如控制系統402,可以使壓力軌處的壓力與線性液壓致動器806上的負載成比例的改變。
圖9是圖示液壓驅動系統的示例操作的流程圖。例如,這些操作與圖1中的液壓驅動系統100、圖4中的機器人裝置400和/或圖7中的機器人裝700一起使用,例如,或者可以由圖1中的液壓驅動系統100、圖4中的機器人裝置400或圖7中的機器人裝700的任意部件的組合來執行。圖9可以包括一個或多個操作或動作,如圖框902-910中的一個或多個所示。雖然這些圖框被按次序圖示,但是這些圖框在一些例子中可以被並行執行和/或以在此所述的順序不同的順序執行。而且,各個圖框可以被組合成較少的圖框,被分成另外的圖框,和/或基於期望的實施方式而被移除。
另外,對於圖9和在此公開的其它處理和方法,流程圖示出了當前實施方式的中的一個可能實施方式的功能和操作。就這而言,每個圖框可以表示程序代碼的模塊、段區或一部分,程序代碼包括可由用於實施處理中的具體邏輯功能或步驟的處理器執行的一個或多個指令。程序代碼可以被存儲在任何類型的計算機可讀介質上,例如,諸如包括盤或硬驅動的存儲裝置。計算機可讀介質可以包括非暫時性計算機可讀介質,例如,諸如存儲用於短時間段存儲數據的計算機可讀介質,像寄存器存儲器、處理器高速緩存和隨機存取存儲器(RAM)。計算機可讀介質也可以包括其它非暫時性介質,例如,諸如二級或長期存儲器,像只讀存儲器(ROM)、光碟或磁碟、只讀光碟機動器(CD-ROM)。計算機可讀介質也可以是任意其它易失性和非易失性存儲系統。例如,計算機可讀介質可以被當作計算機可讀存儲介質、有形存儲器或其它製品。程序代碼(或用於代碼的數據)也可以被存儲或提供在包括通信介質的其它介質上。
另外,對於圖9和在此公開的其它處理和方法,每個圖框可以表示被布置成執行處理中的具體邏輯功能的電路。
圖9的功能可以完全由控制系統執行,或者可以跨多個控制系統分布。在一些示例中,控制系統可以接收來自機器人裝置的傳感器的信息,或控制系統可以接收來自收集信息的處理器的信息。控制系統可進一步與遠程控制系統(例如,在另一機器人裝置上的控制系統)通信,以例如接收來自其它裝置的傳感器的信息。
在圖框902,機器人裝置可以橫越運動方向上的路徑。例如,控制系統402可以使機器人裝置400橫越路徑。
機器人裝置400可以接收指令機器人裝置400向前移動(例如,通過行走或跑動)的命令。路徑然後可以向前延伸。可替代地,機器人裝置400可以接收指令機器人裝置400向右移動100米的命令。路徑然後可以向右延伸100米。其它示例也是可能的。
在其它情形中,路徑可以基於目的地與當前位置的之間的不同,可能由兩組或更多組GPS坐標限定。例如,控制系統402可以接收移動到目的地的命令,所述目的地可以由一組GPS坐標指示。機器人裝置然後可以從GPS傳感器諸如感測系統410的GPS傳感器檢索它當前位置。基於目的地和當前位置,控制系統402可以確定在當前位置與目的地之間延伸的路徑。控制系統然後可以使運動系統418沿著確定的路徑移動機器人裝置400。
可替代地,路徑可以基於限定路徑的一系列GPS坐標。例如,控制系統402可以接收表示一系列GPS坐標的數據,所述一系列GPS坐標包括在接近機器人的當前位置與目的地之間的位置。基於指示一系列GPS坐標的數據,機器人裝置可以通過由GPS坐標指示的位置導航到目的地。
橫越路徑可以包含使液壓驅動系統在第一壓力將液壓流體供應到一個或多個液壓致動器。例如,控制系統402可以使液壓泵複合件412和開關閥複合件414將液壓流體供應到運動系統418的一個或多個液壓致動器。所述一個或多個液壓致動器可以被聯接在一個或多個鉸接的腿(諸如圖5A和圖5B中的鉸接的腿)的構件之間。
在圖框904中,指示運動方向上的環境的一個或多個物理特徵的傳感器數據可以被接收。例如,控制系統402可以接收來自一個或多個感知傳感器(諸如感測系統418的一個或多個感知傳感器)的傳感器數據。感測系統418的感知傳感器中的至少一個可以被定向在運動方向上(例如,向前),使得傳感器數據指示運動方向上的一個或多個物理特徵。
傳感器數據可以包括來自一個或多個雷射雷達系統的雷射雷達數據。雷射雷達系統可以指示一個或多個物理特徵的三維(3D)地圖。3D地圖可以指示從機器人裝置到環境的所述一個或多個物理特徵的相對距離。雷射雷達數據可以與測距儀、IMU和/或指示機器人裝置的位置的GPS數據相關聯以確定所述一個或多個物理特徵的絕對位置。
傳感器數據可以包括來自一個或多個立體相機的圖像數據。圖像數據可以表示環境的一個或多個物理特徵的一個或多個3D圖像。控制系統402可以評估3D圖像以確定從機器人裝置到環境的所述一個或多個物理特徵的相對距離。圖像數據可以與測距儀、IMU和/或指示機器人裝置的位置的GPS數據相關聯以確定所述一個或多個物理特徵的絕對位置。
在圖框906,實施方式可以包含確定橫越路徑包含橫越環境的一個或多個物理特徵。例如,控制系統402可以將路徑(路徑可以包含兩個或更多個位置和它們之間的相互連接)與環境的所述一個或多個物理特徵中的相應相對或絕對位置做比較。
在圖框908,可以預測供應到一個或多個液壓致動器以橫越環境的所述一個或多個物理特徵的液壓壓力。例如,基於指示運動方向上的環境的一個或多個物理特徵的傳感器數據,控制系統402可以預測供應到一個或多個液壓致動器以橫越環境中的一個或多個物理特徵的液壓壓力。
在一些情形中,控制系統402可以基於確定的致動壓力來預測液壓壓力。例如,控制系統402可以確定致動壓力,然後基於所述一個或多個物理特徵的數目、尺寸和/或性質向上調整確定的致動壓力或向下調整確定的致動壓力。在一個示例中,控制系統402可以確定所述一個或多個物理特徵的數目、尺寸和/或性質指示第一類型的地形(例如,崎嶇地形)。控制系統402然後可以通過用於崎嶇地形的第一預定因數調整確定的致動壓力。在另一個示例中,控制系統402可以確定所述一個或多個物理特徵的數目、尺寸和/或性質指示第二類型的地形(例如,平坦地形)。控制系統402然後可以通過用於平坦地形的第二預定因數調整確定的致動壓力。
致動壓力可以與液壓致動器上的負載和液壓致動器的加速度(即,致動速率)成比例。致動壓力與致動器的面積或尺寸成反比例。以下公式是說明性的:
壓力=力/面積=(質量×加速度)/面積=(負載×加速度)/面積
控制系統,諸如圖4中的控制系統402可以基於機器人裝置的一個或多個液壓致動器上的負載來確定致動壓力。控制系統可以接收來自力傳感器的數據,所述數據指示所述一個或多個液壓致動器上的負載的大小。控制系統然後可以基於負載的大小確定致動負載的致動壓力。隨著負載增大,在給定速率需要較大的壓力來致動負載。相反地,如果負載減小,在給定速率需要較小的壓力來致動負載。
在一些情形中,對於特定機器人裝置,液壓致動器的面積(或尺寸)是固定的。例如,機器人裝置可以包括具有固定直徑的一個或多個活塞缸液壓致動器。然而,在其它情形中,機器人裝置可以包括補償致動器(recruiting actuator)。補償致動器可以增大或減少它的面積,諸如通過啟用另外的活塞缸組件。
確定的致動壓力也可以與所述一個或多個液壓致動器的期望加速度成比例。不同的操作可以包含以不同的速率使所述一個或多個液壓致動器加速。例如,與使液壓致動器以三千米每小時根據行走步法移動腿相比,使液壓致動器以兩千米每小時根據行走步法移動腿可以包含較小加速度,因為致動器的移動可以加速來引起增大的行走速度。同樣的,與行走步法相比,跑動步法可以包含較大的液壓致動器的加速度。
控制系統可以維持或讀取限定創建步法的所述一系列致動的數據。所述數據可以限定用於不同步法(諸如行走步法或跑動步法)的不同系列的致動。對於給定步法,控制系統可以將所述系列的致動調整到期望速度——較高的速度要求較快的致動(即,較大的致動器的加速度)。
在一些實施方式中,預測液壓壓力可以包含將所述一個或多個物理特徵與已知的物理特徵(已知的物理特徵可以由控制系統402維持或讀取的數據表示)匹配的方案。方案匹配可以包含控制系統將感知傳感器數據(例如,雷射雷達數據或立體相機數據)與表示已知物理特徵的數據做比較。
在圖框910,液壓驅動系統可以在橫越環境的一個或多個物理特徵之前將供應的液壓流體的壓力從第一壓力調節到預測液壓壓力。例如,液壓泵複合件412可以在壓力軌(諸如,之前處於第一壓力的壓力軌)處提供預測的液壓壓力。
圖10示出橫越運動方向上的路徑1000的示例腿式機器人裝置700。路徑1000包括(相對)崎嶇地形1002(即,溪流)和(相對)平坦地形1004(即,小道)。儘管溪流和小道被分別示出作為崎嶇地形和平坦地形的示例,但是相對崎嶇地形和相對平坦地形的許多其它示例也是可能的。控制系統402(其可以在機器人裝置700中被實施作為控制系統702)可以使液壓驅動系統(未示出)將加壓的液壓流體供應到機器人裝置700的腿上的液壓致動器,這可以使機器人裝置橫越路徑1000。
路徑1000與崎嶇地形1002相交,如圖所示。崎嶇地形1002包括溪流,如圖所示。控制系統402可以讀取表示崎嶇地形1002位置的數據。控制系統402可以確定路徑1000(可能由控制系統402維持或讀取的數據表示)與崎嶇地形1002相交(或接近相交,諸如以小於1米)。如圖所示,橫越路徑1000包含橫越崎嶇地形1002。控制系統402然後可以預測用於橫越崎嶇地形1002的液壓壓力,然後將壓力調節到預測的液壓壓力。
在另一例子中,基於指示環境的一個或多個物理特徵的數據,控制系統402可以確定包括一組階梯的一個或多個物理特徵。圖11示出橫越路徑1100的示例腿式機器人裝置700,路徑1100包括樓梯1102(即一組階梯)並且也包括一些平坦地形1104(相對於樓梯1102)。在一些情形中,一組階梯(諸如樓梯1102)可以遵循具有橫面和豎面(a rise and a run)的一個或多個臺階的可預測方案,與階梯周圍的環境相比,這可以創建平面和邊緣的相對獨特的方案。控制系統402可以確定指示這樣一組階梯的傳感器數據。基於該確定,控制系統402可以選擇用於階梯攀爬的預定的液壓壓力作為預測的液壓壓力。可替代地,控制系統402可以通過用於階梯攀爬的預定因數調整確定的致動壓力。在一些情形中,液壓壓力可以基於階梯豎面對階梯橫面的比。例如,較高的階梯豎面對階梯橫面的比與較低的比相比可以指示較大的液壓壓力。
在另一示例中,基於指示環境的一個或多個物理特徵的數據,控制系統402可以確定一個或多個物理特徵包括鋪磚地形。參考圖10,路徑1000包括鋪磚地形1004。在一些情況下,鋪磚地形與未鋪磚地形相比可以是相對平順的。控制系統402可以確定傳感器數據指示鋪磚地形。基於該確定,控制系統402可以選擇用於鋪磚地形的預定的液壓壓力作為預測的液壓壓力。可替代地,控制系統402可以通過用於鋪磚地形的預定因數調整確定的致動壓力。
在進一步的示例中,基於指示環境的一個或多個物理特徵的數據,控制系統402可以確定一個或多個物理特徵包括斜坡。圖12示出橫越路徑1200的示例腿式機器人裝置700,路徑1200包括斜坡1202並且也包括一些平坦地形1204(相對於斜坡1202)。
基於指示環境的一個或多個物理特徵的數據,控制系統402可以估算斜坡的坡度。例如,控制系統402可以確定從斜坡的底部1206A到斜坡的頂部1206B之間的水平海拔1208的變化。控制系統402也可以確定從斜坡的底部1206A到斜坡的頂部1206B之間的水平距離的變化。控制系統然後可以確定坡度是水平海拔1208的變化除以從斜坡的底部1206A到斜坡的頂部1206B之間的水平距離的變化。
在估算斜坡的坡度之後,控制系統402可以確定用於一個或多個液壓致動器的液壓壓力以使一個或多個腿橫越斜坡。確定的液壓壓力可以與斜坡的坡度成比例。例如,當坡度相對較陡時,確定的液壓壓力可以較大程度的向上調整。在一些情形中,這樣的確定的液壓壓力然後可以被選擇作為預測的液壓壓力。在其它情形中,控制系統402可以基於確定的致動壓力來調節確定的液壓壓力。調節的壓力然後可以是預測的液壓壓力。
在其它示例中,可以基於指示與所述一個或多個物理特徵類似類型的物理特徵上的過去的負載的數據來確定預測的液壓壓力。表格或其它數據結構可以存儲指示這樣的過去的負載的數據。控制系統402可以讀取這樣的數據,這可便於確定預測的致動壓力。例如,基於指示環境的一個或多個物理特徵的數據,控制系統402可以確定一個或多個物理特徵包括崎嶇地形。然後,基於指示在橫越崎嶇地形中在所述一個或多個液壓致動器上的過去的負載的數據,控制系統402可以確定致動在所述一個或多個液壓致動器上的過去的負載的第二液壓壓力。例如,控制系統402可以基於確定的致動壓力來調節包含在致動過去的負載中的壓力。然後,響應於機器人裝置橫越崎嶇地形,控制系統402可以選擇確定的第二液壓壓力作為預測的液壓壓力。
供應的液壓流體從第一壓力到預測的液壓壓力的調節可花費有限量的時間。調節的持續時間可以取決於第一壓力與預測的液壓壓力之間的差的大小。例如,與較小大小的調節相比,較大大小的調節可能花費較長的時間。在一些情形中,控制系統402可以對調節計時使得供應的液壓流體的調節在接近機器人開始橫越所述一個或多個物理特徵相同的時間完成。
例如,控制系統402可以確定將液壓壓力從第一壓力調節到預測的液壓壓力的調節的持續時間。調節的持續時間可以基於調節的大小和液壓泵複合件412調節液壓壓力的速率。
並且,基於指示環境的一個或多個物理特徵的數據,控制系統402可以估算機器人裝置400與環境的所述一個或多個物理特徵之間的距離。例如,控制系統402可以基於指示機器人裝置400與所述一個或多個物理特徵之間的距離的測距儀數據並且也基於機器人裝置400的運動速率來估算距離。機器人裝置然後可以確定機器人裝置將在近似確定的調節的持續時間後到達環境的所述一個或多個物理特徵。
此後,響應於確定機器人裝置將在近似確定的調節的持續時間後到達所述一個或多個物理特徵,控制系統402可以使液壓驅動系統將液壓壓力調節到預測的液壓壓力。機器人裝置可以開始調節使得在近似機器人裝置到達所述一個或多個物理特徵的同時液壓壓力被調節到預測的液壓壓力。
圖13是圖示液壓驅動系統的示例操作的流程圖。例如,這些操作與圖1中的液壓驅動系統100、圖4中的機器人裝置400和/或圖7中的機器人裝700一起使用,例如,或者可以由圖1中的液壓驅動系統100、圖4中的機器人裝置400或圖7中的機器人裝700的任意部件的組合來執行。圖13可以包括一個或多個操作或動作,如圖框1302-1308中的一個或多個所示。雖然這些圖框被按次序圖示,但是這些圖框在一些例子中可以被並行執行和/或以在此所述的順序不同的順序執行。而且,各個圖框可以被組合成較少的圖框,被分成另外的圖框,和/或基於期望的實施方式而被移除。
另外,對於圖13和在此公開的其它處理和方法,流程圖示出了當前實施方式的中的一個可能實施方式的功能和操作。就這而言,每個圖框可以表示程序代碼的模塊、段區或一部分,程序代碼包括可由用於實施處理中的具體邏輯功能或步驟的處理器執行的一個或多個指令。程序代碼可以被任何類型的計算機可讀介質上,例如,諸如包括盤或硬碟驅動器的存儲裝置。計算機可讀介質可以包括非暫時性計算機可讀介質,例如,諸如存儲用於短時間段存儲數據的計算機可讀介質,像寄存器存儲器、處理器高速緩存和RAM。計算機可讀介質也可以包括其它非暫時性介質,例如,諸如二級或長期存儲器,像ROM、光碟或磁碟、CD-ROM。計算機可讀介質也可以是任意其它易失性和非易失性存儲系統。例如,計算機可讀介質可以被當作計算機可讀存儲介質、有形存儲器或其它製品。程序代碼(或用於代碼的數據)也可以被存儲或提供在包括通信介質的其它介質上。例如,命令可以例如在無線通信介質上被接收。
另外,對於圖13和在此公開的其它處理和方法,每個圖框可以表示被布置成執行處理中的具體邏輯功能的電路。
圖13的功能可以完全由控制系統執行,或者可以跨多個控制系統分布。在一些示例中,控制系統可以接收來自機器人裝置的傳感器的信息,或控制系統可以接收來自收集信息的處理器的信息。控制系統可進一步與遠程控制系統(例如,在另一機器人裝置上的控制系統)通信,以例如接收來自其它裝置的傳感器的信息。
在圖框1302,機器人裝置可以執行任務,所述任務包含致動一個或多個液壓致動器。例如,控制系統402可以使運動系統418的所述一個或多個液壓致動器(可能移動鉸接的腿,諸如圖5A的一個或多個腿500)移動機器人裝置(例如,行走或跑動)。在運動中,機器人裝置可以橫越路徑。可替代地,控制系統402可以使機器人操縱器諸如機器人操縱器800拾取物體。
為致動所述一個或多個液壓致動器,液壓驅動系統可以在第一壓力將液壓流體供應到所述一個或多個液壓致動器。例如,液壓泵複合件412和開關閥複合件414可以向運動系統418的一個或多個液壓致動器供應在第一壓力加壓的液壓流體。控制系統402可以基於所述一個或多個液壓致動器上的負載和期望致動來確定第一壓力。
在圖框1304,可以追蹤在執行一部分任務中維持的在所述一個液壓致動器上的相應負載。例如,響應於機器人裝置執行所述任務,在預定時間段內,控制系統402可以追蹤在執行所述任務的一部分中在所述一個或多個液壓致動器上的相應負載。感測系統諸如感測系統410的一個或多個力傳感器可以產生指示負載的數據。例如,力傳感器808可以產生指示在機器人裝置正利用機械臂800拾取物體的同時在液壓致動器806上的負載的數據。控制系統402然後可以追蹤在拾取物體中承受在液壓致動器806上的負載。
如上指出的,在一些例子中,控制系統402可以使機器人裝置移動,這可能包含橫越路徑。在這樣的例子中,控制系統402可以在預定的時間段(諸如十分鐘以下的時間段)上追蹤相應臀部致動器和相應膝蓋致動器上的相應負載。可替代地,控制系統402可以在一部分路徑上追蹤相應液壓致動器上的相應負載。
在圖框1306,基於追蹤的相應負載,實施方式可以包含確定致動所述一個或多個液壓致動器包含不同於第一壓力的第二壓力。例如,在由液壓致動器生成的負載不如第一確定的大時,控制系統402可以確定該負載包含較小液壓壓力。
在圖框1308,液壓驅動系統可以將供應的液壓流體的壓力從第一壓力調節到第二壓力。例如,控制系統402可以將供應的液壓流體的壓力從第一壓力減小到第二壓力。
在一個示例中,控制系統402可以確定第一壓力大於由所述一個或多個液壓致動器上的負載指示的第二壓力。例如,控制系統402可以預測用於崎嶇地形的液壓壓力,並且地形可以比預測的更平坦。在這樣的情形中,較低的壓力可能足夠執行任務(例如,橫穿地形)。響應於這樣的確定,控制系統402可以將供應的液壓流體的壓力從第一壓力減小到第二壓力。
可替代地,控制系統402可以將供應的液壓流體的壓力從第一壓力增大到第二壓力。例如,可能基於追蹤的相應負載(例如,負載快速減小後伴隨著負載的快速增大可以指示打滑),控制系統402可以確定在一部分路徑內所述一個或多個腿已經打滑至少一次。響應於確定在一部分路徑內所述一個或多個腿已經打滑,控制系統402可以使液壓驅動系統將供應的液壓流體的壓力從第一壓力調節到第三壓力。
在另一示例中,基於追蹤的相應負載,控制系統42可以確定拾取物體正使第一壓力飽和。例如,物體可能太重而難以致動液壓致動器806。可能響應於確定拾取物體正使第一壓力飽和,控制系統402然後可以使液壓驅動系統將供應的液壓流體的壓力從第一壓力增大到第三壓力。
在一些實施方式中,執行任務包含使所述一個或多個液壓致動器遵循相應任務軌跡。例如,特定的步法可以包含用於步法的相應任務軌跡。作為另一示例,拾取物體可以包含機器人操縱器的任務軌跡,其中機器人操縱器的液壓致動器遵循任務軌跡以抓取物體。對於不同的任務,不同的相應任務軌跡的許多示例是可能的。
在機器人裝置執行任務時,控制系統402可以接收來自一個或多個傳感器的位置數據,所述位置數據指數所述一個或多個液壓致動器的相應軌跡。控制系統402可以在執行一部分任務中追蹤所述一個或多個液壓致動器的相應軌跡。然後,基於追蹤的相應軌跡,確定相應追蹤軌跡與相應任務軌跡的一個或多個偏差。與任務軌跡的這些偏差可以指示在任務期間的位置誤差。對於一些任務,諸如包含精細操作的那些任務,這樣的誤差可能在執行任務中引發問題。響應於確定相應追蹤軌跡與相應任務軌跡的一個或多個偏差,控制系統402可以使液壓驅動系統將供應的液壓流體的壓力從第一壓力增大到第三壓力。第三較高壓力可以便於使所述一個或多個液壓致動器的實際軌跡遵循用於執行任務的任務軌跡。
在一些情形中,由所述一個或多個液壓致動器承受的負載可以是大體上周期性的。例如,所述一個或多個液壓致動器可以使機器人裝置根據步法移動,這可能導致大體上周期性的負載。返回參考圖6,繪圖600表示步法的三個周期。當被描繪時,追蹤的相應負載可以類似於繪圖600(但可能就負載而言,而不是力)。控制系統402可以確定這樣的追蹤的相應負載是大體上周期性的。
並且,在一個或多個周期期間,追蹤的相應負載可以從最小負載改變到最大負載。例如,在如圖6所示的步法的第一周期期間,力(其可以與負載成比例)從點602處的最大負載改變到點608處的最小負載。控制系統然後可以確定致動最大負載的致動壓力,作為將液壓驅動系統調節到的第二壓力。
在另一示例中,控制系統402可以調節兩個或更多個壓力軌。這樣的調節可以用於使壓力軌與周期性負載的不同部分相一致。圖14示出在圖6所示的步法的三個周期期間用於致動液壓致動器的壓力水平的繪圖1400。控制系統402可以將第一壓力軌調節到壓力水平1400。第一壓力軌然後可以被用於在壓力水平1400下的期望壓力致動液壓致動器。控制系統402可以將第二壓力軌調節到壓力水平1402。第二壓力軌然後可以被用於在壓力水平1402下且在壓力水平1400上的期望壓力致動液壓致動器。可能發生從壓力水平1400和壓力水平1402的一些節流,以遵循壓力水平的繪圖1400。通過減小節流量(所述節流量發生以遵循壓力水平的繪圖1400),兩個壓力軌的這樣的調節可以提高機器人裝置的效率。
在此描述的布置僅出於示例的目的。同樣的,本領域的普通技術人員將理解的是,作為替代,能使用其它布置和其它元件(例如,機器、接口、功能、順序和功能組等),並且根據期望的結果,一些元件可以被一起省略。並且,所描述的許多元件是功能實體,所述功能實體可以被實施作為離散或分布部件,或以任意合適的組合和位置與其它部件相組合,或者被描述為獨立結構的其它結構元件可以被組合。
雖然在此已經公開了各個方面和實施方式,但是其它方面和實施方式對本領域的普通技術人員而言將是顯而易見的。在此公開的各個方面和實施方式是用於說明目的,並且並非旨在是限制性的,其中由所附權利要求連同與這些權利要求相符的等同形式的全部範圍一起指示本申請的真實範圍。也應理解的是,在此使用的術語出於描述特定實施方式的目的,並且旨在不是限制性的。