本發(fā)明涉及供能控制，尤其涉及一種機(jī)器人混合能源控制方法、裝置、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)。
背景技術(shù)：
1、隨著人工智能、傳感器技術(shù)、機(jī)械工程等多領(lǐng)域的快速發(fā)展，具身機(jī)器人逐漸成為科技領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和前沿方向。具身機(jī)器人融合了感知、認(rèn)知、決策和行動(dòng)能力，能夠通過與環(huán)境的交互實(shí)現(xiàn)自主學(xué)習(xí)和任務(wù)執(zhí)行，已在工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療服務(wù)、特種作業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了廣泛應(yīng)用，市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大。隨著應(yīng)用場(chǎng)景的不斷拓展，對(duì)機(jī)器人能源系統(tǒng)的性能要求也越來越高。
2、在現(xiàn)有技術(shù)中，機(jī)器人的供能系統(tǒng)通常采用單一的鋰電池供電方案。這種方案存在明顯的局限性：如采用高倍率鋰電池電芯，雖然能夠滿足機(jī)器人瞬時(shí)大功率輸出的需求，但整體能量密度較小，導(dǎo)致機(jī)器人的續(xù)航時(shí)間較短，在工程應(yīng)用中不利于實(shí)現(xiàn)推廣；如采用高能量密度鋰電池電芯，雖然可以提供較長(zhǎng)的續(xù)航時(shí)間，但在放電倍率方面則無法滿足機(jī)器人大機(jī)動(dòng)動(dòng)作的需求，容易造成機(jī)器人在執(zhí)行高強(qiáng)度任務(wù)時(shí)出現(xiàn)供能不足的問題。這種單一的供能方案難以在高功率輸出和長(zhǎng)續(xù)航時(shí)間之間取得平衡，制約了機(jī)器人的實(shí)際應(yīng)用效果。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的主要目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中機(jī)器人單一供能方案無法同時(shí)滿足高功率輸出和長(zhǎng)續(xù)航時(shí)間需求的技術(shù)問題；
2、本發(fā)明第一方面提供了一種機(jī)器人混合能源控制方法，所述機(jī)器人混合能源控制方法包括：
3、對(duì)機(jī)器人各關(guān)節(jié)電機(jī)的電流數(shù)據(jù)和電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和分析，得到功率需求分類數(shù)據(jù)；
4、根據(jù)所述功率需求分類數(shù)據(jù)對(duì)機(jī)器人的混合能源系統(tǒng)進(jìn)行狀態(tài)檢測(cè)，得到能量狀態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)，其中所述混合能源系統(tǒng)包括能量塊和電池；
5、根據(jù)所述功率需求分類數(shù)據(jù)和所述能量狀態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)機(jī)器人的供能路徑進(jìn)行選擇，得到路徑選擇控制信號(hào)；
6、根據(jù)所述路徑選擇控制信號(hào)對(duì)機(jī)器人的混合能源系統(tǒng)的輸出參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，完成對(duì)機(jī)器人各關(guān)節(jié)電機(jī)的供能控制。
7、可選的，在本發(fā)明第一方面的第一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述對(duì)機(jī)器人各關(guān)節(jié)電機(jī)的電流數(shù)據(jù)和電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和分析，得到功率需求分類數(shù)據(jù)包括：
8、對(duì)機(jī)器人各關(guān)節(jié)電機(jī)的電流數(shù)據(jù)和電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取，得到實(shí)時(shí)功率數(shù)據(jù)；
9、對(duì)所述實(shí)時(shí)功率數(shù)據(jù)進(jìn)行均值計(jì)算和趨勢(shì)預(yù)測(cè)，得到各關(guān)節(jié)的平均功率值和功率變化趨勢(shì)數(shù)據(jù)；
10、根據(jù)所述平均功率值和功率變化趨勢(shì)數(shù)據(jù)，將機(jī)器人各關(guān)節(jié)的功率需求劃分為正常低功率狀態(tài)、瞬態(tài)爆發(fā)狀態(tài)和持續(xù)爆發(fā)狀態(tài)，得到功率需求分類數(shù)據(jù)。
11、可選的，在本發(fā)明第一方面的第二種實(shí)現(xiàn)方式中，所述根據(jù)所述平均功率值和功率變化趨勢(shì)數(shù)據(jù)，將機(jī)器人各關(guān)節(jié)的功率需求劃分為正常低功率狀態(tài)、瞬態(tài)爆發(fā)狀態(tài)和持續(xù)爆發(fā)狀態(tài)，得到功率需求分類數(shù)據(jù)包括：
12、對(duì)所述平均功率值和所述功率變化趨勢(shì)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)值比對(duì)，得到功率狀態(tài)判斷閾值，其中，所述功率狀態(tài)判斷閾值包括第一閾值和第二閾值；
13、根據(jù)所述功率狀態(tài)判斷閾值對(duì)實(shí)時(shí)功率數(shù)據(jù)進(jìn)行分段處理，其中小于第一閾值的實(shí)時(shí)功率數(shù)據(jù)劃分為正常低功率狀態(tài)，大于第一閾值且小于第二閾值的實(shí)時(shí)功率數(shù)據(jù)劃分為瞬態(tài)爆發(fā)狀態(tài)，大于第二閾值的實(shí)時(shí)功率數(shù)據(jù)劃分為持續(xù)爆發(fā)狀態(tài)，得到功率區(qū)間劃分?jǐn)?shù)據(jù)；
14、根據(jù)所述功率區(qū)間劃分?jǐn)?shù)據(jù)對(duì)各關(guān)節(jié)的功率需求狀態(tài)進(jìn)行標(biāo)記，得到功率需求分類數(shù)據(jù)。
15、可選的，在本發(fā)明第一方面的第三種實(shí)現(xiàn)方式中，所述根據(jù)所述功率需求分類數(shù)據(jù)對(duì)機(jī)器人的混合能源系統(tǒng)進(jìn)行狀態(tài)檢測(cè)，得到能量狀態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)包括：
16、對(duì)所述能量塊的剩余容量、充放電狀態(tài)和最大放電功率進(jìn)行檢測(cè)，得到能量塊狀態(tài)數(shù)據(jù)；
17、對(duì)所述電池的剩余電量、當(dāng)前輸出功率和放電倍率進(jìn)行檢測(cè)，得到電池狀態(tài)數(shù)據(jù)；
18、根據(jù)所述能量塊狀態(tài)數(shù)據(jù)和所述電池狀態(tài)數(shù)據(jù)，計(jì)算所述混合能源系統(tǒng)的可用功率和持續(xù)供能時(shí)間，得到能量狀態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)。
19、可選的，在本發(fā)明第一方面的第四種實(shí)現(xiàn)方式中，所述根據(jù)所述功率需求分類數(shù)據(jù)和所述能量狀態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)機(jī)器人的供能路徑進(jìn)行選擇，得到路徑選擇控制信號(hào)包括：
20、當(dāng)功率需求分類數(shù)據(jù)顯示關(guān)節(jié)處于正常低功率狀態(tài)時(shí)，選擇能量塊的能量轉(zhuǎn)換模塊單獨(dú)供能的第一供能路徑；
21、當(dāng)功率需求分類數(shù)據(jù)顯示關(guān)節(jié)處于瞬態(tài)爆發(fā)狀態(tài)時(shí)，選擇能量塊的能量轉(zhuǎn)換模塊和蓄能池聯(lián)合供能的第二供能路徑；
22、當(dāng)功率需求分類數(shù)據(jù)顯示關(guān)節(jié)處于持續(xù)爆發(fā)狀態(tài)時(shí)，選擇電池和蓄能池聯(lián)合供能的第三供能路徑；
23、根據(jù)所選擇的供能路徑和所述能量狀態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)，計(jì)算能量轉(zhuǎn)換模塊、蓄能池和電池之間的供能比例，得到路徑選擇控制信號(hào)。
24、可選的，在本發(fā)明第一方面的第五種實(shí)現(xiàn)方式中，所述根據(jù)所選擇的供能路徑和所述能量狀態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)，計(jì)算能量轉(zhuǎn)換模塊、蓄能池和電池之間的供能比例，得到路徑選擇控制信號(hào)包括：
25、對(duì)所述能量狀態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)中的能量塊和電池的可用功率數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得到能量轉(zhuǎn)換模塊、蓄能池和電池的最大輸出功率值；
26、根據(jù)所述最大輸出功率值對(duì)能量轉(zhuǎn)換模塊、蓄能池和電池進(jìn)行供能能力排序，得到供能部件優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)；
27、根據(jù)所述供能部件優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)和所述可用功率數(shù)據(jù)，按照供能路徑計(jì)算能量轉(zhuǎn)換模塊、蓄能池和電池的功率分配系數(shù)，得到路徑選擇控制信號(hào)。
28、可選的，在本發(fā)明第一方面的第六種實(shí)現(xiàn)方式中，所述根據(jù)所述路徑選擇控制信號(hào)對(duì)機(jī)器人的混合能源系統(tǒng)的輸出參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，完成對(duì)機(jī)器人各關(guān)節(jié)電機(jī)的供能控制包括：
29、根據(jù)所述路徑選擇控制信號(hào)對(duì)混合能源系統(tǒng)中的能量塊的輸出電壓和電流進(jìn)行調(diào)節(jié)，得到能量塊輸出控制數(shù)據(jù)；
30、根據(jù)所述能量塊輸出控制數(shù)據(jù)對(duì)混合能源系統(tǒng)中的電池的輸出功率進(jìn)行調(diào)節(jié)，得到電池輸出控制數(shù)據(jù)；
31、根據(jù)所述能量塊輸出控制數(shù)據(jù)和所述電池輸出控制數(shù)據(jù)，對(duì)混合能源系統(tǒng)的輸出時(shí)序進(jìn)行協(xié)調(diào)，完成對(duì)機(jī)器人各關(guān)節(jié)電機(jī)的供能控制。
32、本發(fā)明第二方面提供了一種機(jī)器人混合能源控制裝置，所述機(jī)器人混合能源控制裝置包括：
33、數(shù)據(jù)采集模塊，用于對(duì)機(jī)器人各關(guān)節(jié)電機(jī)的電流數(shù)據(jù)和電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和分析，得到功率需求分類數(shù)據(jù)；
34、狀態(tài)檢測(cè)模塊，用于根據(jù)所述功率需求分類數(shù)據(jù)對(duì)機(jī)器人的混合能源系統(tǒng)進(jìn)行狀態(tài)檢測(cè)，得到能量狀態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)，其中所述混合能源系統(tǒng)包括能量塊和電池；
35、路徑選擇模塊，用于根據(jù)所述功率需求分類數(shù)據(jù)和所述能量狀態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)機(jī)器人的供能路徑進(jìn)行選擇，得到路徑選擇控制信號(hào)；-
36、供能控制模塊，用于根據(jù)所述路徑選擇控制信號(hào)對(duì)機(jī)器人的混合能源系統(tǒng)的輸出參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，完成對(duì)機(jī)器人各關(guān)節(jié)電機(jī)的供能控制。
37、本發(fā)明第三方面提供了一種機(jī)器人混合能源控制裝置，包括：存儲(chǔ)器和至少一個(gè)處理器，所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)有指令，所述存儲(chǔ)器和所述至少一個(gè)處理器通過線路互連；所述至少一個(gè)處理器調(diào)用所述存儲(chǔ)器中的所述指令，以使得所述機(jī)器人混合能源控制設(shè)備執(zhí)行上述的機(jī)器人混合能源控制方法的步驟。
38、本發(fā)明的第四方面提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中存儲(chǔ)有指令，當(dāng)其在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí)，使得計(jì)算機(jī)執(zhí)行上述的機(jī)器人混合能源控制方法的步驟。
39、上述機(jī)器人混合能源控制方法、裝置、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)，通過對(duì)機(jī)器人各關(guān)節(jié)電機(jī)的電流數(shù)據(jù)和電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和分析，得到功率需求分類數(shù)據(jù)；根據(jù)功率需求分類數(shù)據(jù)對(duì)機(jī)器人的混合能源系統(tǒng)進(jìn)行狀態(tài)檢測(cè)，得到能量狀態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)，其中混合能源系統(tǒng)包括能量塊和電池；根據(jù)功率需求分類數(shù)據(jù)和能量狀態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)機(jī)器人的供能路徑進(jìn)行選擇，得到路徑選擇控制信號(hào)；根據(jù)路徑選擇控制信號(hào)對(duì)機(jī)器人的混合能源系統(tǒng)的輸出參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，完成對(duì)機(jī)器人各關(guān)節(jié)電機(jī)的供能控制。該方法采用電池和能量塊協(xié)同工作的混合能源系統(tǒng)，能夠在保證長(zhǎng)續(xù)航能力的同時(shí)滿足機(jī)器人瞬時(shí)大功率輸出的需求，解決了現(xiàn)有單一供能方案的局限性。
40、本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)在說明書、權(quán)利要求書以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。
41、為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說明如下。