[發(fā)明專利]識別機器人臂與物體相撞的方法和具有機器人臂的機器人

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201680071924.8
• 申請日: 2016-12-01
• 公開（公告）號: CN108367437A
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發(fā)明（設計）人: Y·庫甘;S·沃爾瑟
• 申請（專利權）人: 庫卡德國有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J19/06
• 代理公司: 隆天知識產(chǎn)權代理有限公司 72003
• 代理人: 黃艷;謝強

1.一種用于識別機器人臂(2)與物體(13)相撞的方法，其中，所述機器人臂(2)是機器人(1)的一部分，并具有多個依次設置的、關于軸(A1-A6)安裝的節(jié)肢(3-8)和對應于各個軸的、用于確定每兩個相鄰的節(jié)肢(3-8)相對于彼此的姿勢的位置傳感器(12)，特別是為所述機器人臂(2)配屬一工具中心點(TCP)，并且所述機器人(1)還具有與位置裝置(12)連接的電子控制裝置(10)和由所述電子控制裝置(10)操控的、用于使所述機器人臂(2)的節(jié)肢(3-8)相對于彼此自動運動的驅(qū)動器，該方法具有如下方法步驟：

-所述節(jié)肢(3-8)在所述電子控制裝置(10)的控制下自動地運動，使得所述機器人臂(2)執(zhí)行一實際運動，該實際運動對應于所述機器人臂(2)的一目標運動，

-在所述機器人臂(2)的實際運動期間，借助所述電子控制裝置(10)并基于源自所述位置傳感器(12)的信號而檢查：基于所述節(jié)肢(3-8)相對于彼此的實際姿勢和/或所述實際姿勢的求導值，和/或基于所述工具中心點(TCP)的實際位置和/或所述實際位置的至少一個求導值，對于所述機器人臂(2)的實際運動來說是否滿足適用于所述機器人臂(2)的目標運動的至少一個不變量，

-如果該檢查的結果是不滿足所述至少一個不變量，則判斷所述機器人臂(2)與所述物體(13)相撞，并且因此

-在所述電子控制裝置(10)的控制下開啟所述機器人(1)的安全功能。

2.根據(jù)權利要求1所述的方法，包括：通過由所述電子控制裝置(10)執(zhí)行的軌跡規(guī)劃來確定所述目標運動，或者通過所述電子控制裝置(10)在所述機器人臂(2)的實際運動開始時分析所述工具中心點(TCP)的或所述節(jié)肢(3-4)的運動并對該運動進行外推，以便獲得所述機器人臂(2)的目標運動。

3.根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其中，所述不變量是指所述目標運動是平穩(wěn)的，并且

-如果所述工具中心點(TCP)的實際位置關于時間的三階導數(shù)或所述工具中心點(TCP)的實際加速度的時間變化超過一預定值，則判斷所述機器人臂(2)與所述物體(13)相撞，或者

-如果所述節(jié)肢(3-8)相對于彼此的實際姿勢關于時間的三階導數(shù)或所述節(jié)肢(3-8)相對于彼此的實際姿勢的實際加速度的時間變化超過一預定值，則判斷所述機器人臂(2)與所述物體(13)相撞。

4.根據(jù)權利要求3所述的方法，其中，所述機器人臂(2)通過導納調(diào)節(jié)或力調(diào)節(jié)來運行，并且預定值取決于所述導納調(diào)節(jié)或力調(diào)節(jié)的剛性。

5.根據(jù)權利要求1至4中任一項所述的方法，其中，

-所述至少一個不變量對應于在所述目標運動期間所述工具中心點(TCP)的目標位置，在所述機器人臂(2)實際運動期間檢查所述工具中心點(TCP)的實際位置，并且，如果所述工具中心點(TCP)的至少一個所述實際位置偏離相應的目標位置一預定值，則該不變量不滿足，或者

-所述至少一個不變量對應于在所述目標運動期間所述節(jié)肢(3-8)相對于彼此的目標姿勢，在所述機器人臂(2)實際運動期間檢查所述節(jié)肢(3-8)相對于彼此的實際姿勢，并且，如果至少一個所述實際姿勢偏離相應的目標姿勢一預定值，則該不變量不滿足。

6.根據(jù)權利要求1至5中任一項所述的方法，其中，

-所述至少一個不變量對應于所述工具中心點(TCP)在其運動期間的恒定的目標速度，在所述機器人臂(2)實際運動期間，確定所述工具中心點(TCP)的實際速度和/或?qū)嶋H加速度為所述工具中心點(TCP)的實際位置的至少一個求導值并進行分析，如果所述工具中心點(TCP)的實際速度偏離了一預定值和/或所述工具中心點(TCP)的實際加速度的值超過一預定值，則該不變量不滿足，或

-所述至少一個不變量對應于所述工具中心點(TCP)在其運動期間的恒定的目標加速度，在所述機器人臂(2)實際運動期間，確定所述工具中心點(TCP)的實際加速度和/或?qū)嶋H加速度的時間變化為所述工具中心點(TCP)的實際位置的至少一個求導值，如果所述工具中心點(TCP)的實際加速度偏離了一預定值和/或所述工具中心點(TCP)的實際加速度的時間變化的值超過一預定值，則該不變量不滿足。