[發明專利]用于仿真機器人的制動過程的方法和系統

在審

• 申請號: 201880074076.5
• 申請日: 2018-10-24
• 公開（公告）號: CN111356558A
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 迪特瑪爾·恰尼特;烏韋·博寧;O·克洛芬巴赫;T·羅雷爾
• 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
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 黃艷;謝強

根據本發明的一種用于借助機器人的動態模型來仿真機器人(1)的制動過程的方法，針對機器人的初始狀態確定由所仿真的制動過程引起的最終狀態范圍，該最終狀態范圍包括機器人的多個可能的最終狀態。

技術領域

本發明涉及用于仿真機器人的制動過程的一種方法和一種系統，以及一種用于執行該方法的計算機程序產品。

背景技術

由專利文獻EP1906281B1已知一種方法，在該方法中，針對機器人的預定運動軌跡上的多個可選點，分別計算連接該點與停止點的制動距離，并且在考慮該制動距離的情況下計算虛擬的運動范圍，該運動范圍包括機器人針對運動軌跡最遠可到達的位置。

發明內容

本發明的目的在于改善機器人的運行。

本發明的目的通過一種具有權利要求1所述特征的方法來實現。權利要求9、10請求保護一種用于執行在此所述方法的系統或計算機程序產品。優選的擴展方案由從屬權利要求給出。

根據本發明的一種實施方式，在一種針對機器人的(至少一種)初始狀態而利用機器人的動態模型仿真機器人的制動過程的方法中，在一種實施方式中是(分別)通過對制動過程的僅一次仿真或者說對制動過程的單次仿真，(分別)確定由于所仿真的制動過程而引起的機器人的最終狀態范圍，該最終狀態范圍包括機器人的多個可能的最終狀態。

由此，在一種實施方式中，可以同時考慮機器人的參數、特別是公差的變化，并由此改善仿真的有效性和/或可靠性，并因此特別是改善基于此對機器人和/或其周圍環境的設計。

因此，例如關節和/或驅動器的摩擦參數以及特別是機械式的機器人制動器、特別是停機制動器的制動力矩相對強烈地變化。因此，在開頭提到的專利文獻EP1906281B1中僅基于單個的停止點計算得到的虛擬運動范圍的有效性或可靠性將受到限制。

在一種實施方式中，機器人具有機器人臂，該機器人臂具有至少三個、特別是至少六個、在一種實施方式中為至少七個(運動)軸或者關節。在一種擴展方案中，機器人具有特別是電動的、在一種實施方式中為電動馬達式的驅動器，用于移動這些軸，和/或具有特別是機械(作用)的制動器、特別是停機制動器，用于制動、特別是鎖定這些軸。

在一種實施方式中，動態模型描述了機器人的姿勢和/或其一階和/或更高階的時間導數，在一種實施方式中，動態模型將該姿勢與特別是驅動力、制動力、重力、摩擦力和/或(機器人)外力關聯起來，在一種實施方式中是借助于微分方程、特別以微分方程的形式將它們關聯起來，其中，為了更緊湊地表示，在本發明中也將反向平行的力偶或轉矩概括地稱為力。在一種實施方式中，對制動過程的仿真相應地包括求解、特別是數值地求解這些微分方程或計算機器人的姿勢的時間變化和/或其一階和/或更高階的時間導數。在一種實施方式中，機器人的姿勢可以包括機器人的一個或多個軸的姿態(Stellung)和/或機器人的特定于機器人的參照物、特別是TCP的位置和/或位姿(Lage)，特別可以是機器人的一個或多個軸的姿態和/或機器人的特定于機器人的參照物、特別是TCP的位置和/或位姿。

在一種實施方式中，最終狀態范圍可以包括帶有機器人的多個可能的停止姿勢的停止姿勢范圍，特別可以是帶有機器人的多個可能的停止姿勢的停止姿勢范圍，其中，在一種實施方式中，機器人在一個或多個停止姿勢下不運動或停止。停止姿勢對于機器人和/或其環境、特別是其環境的安全裝置的設計是特別重要的。

同樣地，在一種實施方式中，最終狀態范圍還可以包括帶有機器人的多個可能的運動姿勢的運動姿勢范圍，特別可以是帶有機器人的多個可能的運動姿勢的運動姿勢范圍，其中，在一種實施方式中，機器人在運動姿勢下(分別)仍然運動或不停止。因此，例如在一種實施方式中，可以在預定的(制動)時間內仿真制動過程，并且在該時間結束時確定機器人的可能的運動狀態、特別是(剩余)速度的范圍。