[發明專利]包括提升/碰撞檢測裝置的機器人作業工具及用于機器人作業工具的方法

有效

• 申請號: 201880020311.0
• 申請日: 2018-02-28
• 公開（公告）號: CN110506246B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 馬茨·斯文松;佩爾-奧拉·斯文松;芒努斯·奧爾隆德;弗雷德里克·卡爾斯特倫
• 申請（專利權）人: 胡斯華納有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02;A01D34/00;A01D75/18;A01D75/20
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 陳鵬

一種機器人作業工具，具有底盤、蓋以及用于控制所述機器人作業工具的操作的控制器。所述機器人作業工具還具有連接到所述控制器以用于提供傳感器輸入的提升/碰撞檢測裝置，并且所述提升/碰撞檢測裝置(300)包括第一傳感器元件(340)和第二傳感器元件(345)，所述控制器(110)被配置為：接收指示所述第一傳感器元件(340)與所述第二傳感器元件(345)之間的距離的距離值的傳感器輸入；通過將所述距離值與提升檢測閾值進行比較來確定是否已檢測到提升，和/或，通過將所述距離值與碰撞檢測閾值進行比較來確定是否已檢測到碰撞，其中，所述碰撞檢測閾值不同于所述提升檢測閾值。

技術領域

本申請涉及機器人作業工具，特別是，涉及一種機器人作業工具及方法，用于執行將由諸如割草機的機器人作業工具來執行的改進的提升和碰撞檢測。

背景技術

諸如機器人割草機之類的自動或機器人動力工具正變得越來越流行。在典型的應用中，諸如花園之類的工作區域，機器人作業工具可能不知道機器人作業工具可能碰撞的許多物體，靜止的或可運動的物體。因此，碰撞檢測是必要的，以便能夠使機器人作業工具保持警覺，以在檢測到碰撞時適應其操作，從而避免機器人作業工具通過試圖推動通過物體而簡單地停在物體前面。

同樣，從安全的角度來看，重要的是檢測機器人作業工具是否被提升，這樣使得可關閉諸如機器人割草機的旋轉刀之類的操作構件或工具，以防止傷害操作者的風險。

通常通過將機器人作業工具的蓋布置為相對于機器人作業工具的底盤或主體是可運動的來實現提升和碰撞檢測。這樣的布置通常包括運動被監控的可運動或可滑動的構件，并且如果檢測到在XY平面(與被作業的表面的平面相同)中的運動，則檢測到碰撞。并且，如果檢測到在Z方向(垂直于XY平面)上的運動，則檢測到提升。

然而，在許多布置中，碰撞也引起在Z方向上的運動，由此可能會錯誤地檢測到提升。

由于提升檢測通常會轉變機器人作業工具的任何工作中的構件或工具，因此，錯誤地檢測到的提升將使機器人作業工具的操作受損，這當然是不希望的。

在公布為US2014/0373497A1的美國專利申請中提出一種避免錯誤確定的現有技術方案，其中，提供了機器人割草機中用于檢測主體相對于機器人割草機的底盤的提升的提升檢測布置。提升檢測布置包括底盤與主體之間的連接件。該連接件包括操縱桿元件和提升元件，操縱桿元件被布置為允許主體在碰撞期間相對于底盤在碰撞平面中位移，提升元件被布置為在提升期間在提升方向上在底盤與主體之間提供柔性。提升檢測布置還包括提升傳感器，提升傳感器被配置為通過檢測兩個傳感器部件之間的間距變化來檢測在提升期間超過提升元件的預定閾值的位移。公開了：兩個傳感器部件中的一個布置在提升元件上，并且兩個傳感器部件被布置為僅在提升方向上是可相對位移的。為了避免錯誤確定，兩個傳感器元件都定位在可樞轉的操縱桿構件上，一個位于操縱桿上，一個位于提升元件上。因此，如果發生碰撞并且操縱桿僅樞轉，則它們都將運動，避免任何錯誤確定。

然而，這具有以下缺點：為了允許在不登記錯誤確定的情況下能夠檢測到相當強烈的碰撞，需要配置可樞轉的操縱桿，以使得其在樞轉期間不伸長，此外，操縱桿布置有用于檢測實際樞轉(即，碰撞)的第二傳感器布置。因此，現有技術的布置是昂貴的并且需要考慮與操作速度、重量等相關的許多因素來仔細設計，使得這種布置僅針對少數型號，這需要制造幾種不同的操縱桿，使任何維修車間不得不在庫存中持有幾種型號的操縱桿，以向一定范圍的型號提供足夠的服務。

因此，需要改進的需要更少部件且可適于不同型號的用于機器人作業工具的提升碰撞檢測。

發明內容

因此，本申請的教導的目的在于通過提供一種機器人作業工具來克服或至少減少那些問題和下面討論的問題，所述機器人作業工具包括底盤、蓋以及用于控制所述機器人作業工具的操作的控制器。所述機器人作業工具還可包括提升/碰撞檢測裝置，該提升/碰撞檢測裝置連接到所述控制器以用于提供傳感器輸入，并且所述提升/碰撞檢測裝置包括第一傳感器元件和第二傳感器元件。所述控制器可被配置為：