[發(fā)明專利]機(jī)器人系統(tǒng)和操作方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201980014725.7
• 申請(qǐng)日: 2019-02-08
• 公開（公告）號(hào): CN111712356A
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: N·布里凱-克雷斯特吉安;H·丁;R·基爾斯滕;B·馬蒂亞斯;P·羅德里格斯;A·瓦爾布格
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: ABB瑞士股份有限公司
• 主分類號(hào): B25J9/16
• 分類號(hào): B25J9/16;G05B19/4061;G05B13/02
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 石宏宇;金飛

1.一種機(jī)器人系統(tǒng)，其包括：

機(jī)器人臂(1)，其包括：多個(gè)連桿(5)；和多個(gè)關(guān)節(jié)(6)，所述連桿(5)中的一個(gè)通過所述關(guān)節(jié)(6)來連接到另一個(gè)所述連桿(5)；裝置(9, 10)，其用于針對(duì)所述關(guān)節(jié)(6)中的任一個(gè)而確定所述關(guān)節(jié)(6)的角速度和所述關(guān)節(jié)(6)所受到的轉(zhuǎn)矩，

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(11)，其連接到所述裝置(9, 10)，以用于從所述裝置(9, 10)接收角速度數(shù)據(jù)和轉(zhuǎn)矩?cái)?shù)據(jù)，并且，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(11)被訓(xùn)練成基于所述角速度數(shù)據(jù)和所述轉(zhuǎn)矩?cái)?shù)據(jù)而在所述機(jī)器人臂(1)的正常操作狀況、所述機(jī)器人臂(1)與外部物體碰撞的狀況以及人有意地與所述機(jī)器人臂(1)交互的狀況之間區(qū)分。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(11)設(shè)計(jì)成在給定的關(guān)節(jié)(6)的角速度和轉(zhuǎn)矩?cái)?shù)據(jù)對(duì)的時(shí)間序列上操作，其中，當(dāng)新數(shù)據(jù)對(duì)被確定并且添加到所述時(shí)間序列時(shí)，最早的對(duì)被刪除。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(11)的至少一個(gè)神經(jīng)元(18)被連接，以便接收所述關(guān)節(jié)(6)中的每一個(gè)的角速度數(shù)據(jù)和轉(zhuǎn)矩?cái)?shù)據(jù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(11)的至少一個(gè)神經(jīng)元(18)被連接，以便僅接收所述關(guān)節(jié)(6)中的相關(guān)聯(lián)的一個(gè)的角速度數(shù)據(jù)和轉(zhuǎn)矩?cái)?shù)據(jù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或4所述的機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(11)包括被分成多個(gè)群組(21)的第一隱藏層(17)，給定的群組(21)的神經(jīng)元(17)被連接以便僅接收所述關(guān)節(jié)(6)中的相關(guān)聯(lián)的一個(gè)的角速度數(shù)據(jù)和轉(zhuǎn)矩?cái)?shù)據(jù)，并且未連接到其它群組(21)的神經(jīng)元(18)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4或5所述的機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(11)包括神經(jīng)元(18)的群組(22)，每個(gè)群組(22)與所述關(guān)節(jié)(6)中的一個(gè)相關(guān)聯(lián)，并且被訓(xùn)練成在相關(guān)聯(lián)的所述關(guān)節(jié)(6)的正常操作、所述關(guān)節(jié)(6)或相鄰的連桿(5)與外部物體碰撞的狀況以及人有意地與所述關(guān)節(jié)(6)或所述相鄰的連桿(5)交互的狀況之間區(qū)分。

7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括用于控制所述機(jī)器人臂(1)的運(yùn)動(dòng)的控制器(2)，所述控制器(2)的操作模式可取決于由所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(11)輸出的操作狀況信號(hào)而變化。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的機(jī)器人臂，其特征在于，所述操作模式中的一個(gè)是引導(dǎo)模式，并且其中，如果所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(11)發(fā)現(xiàn)人有意地與所述機(jī)器人臂(1)交互，則所述控制器(2)進(jìn)入所述引導(dǎo)模式。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于，所述操作模式中的一個(gè)是正常模式，在所述正常模式下，所述機(jī)器人臂的移動(dòng)由預(yù)確定的程序限定，并且其中，如果所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(11)發(fā)現(xiàn)有意交互已結(jié)束，則所述控制器(2)進(jìn)入所述正常模式。

10.一種操作機(jī)器人系統(tǒng)的方法，所述方法包括以下步驟：

a) 提供神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(11)，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(11)具有多個(gè)輸入，所述多個(gè)輸入中的每個(gè)與所述系統(tǒng)的機(jī)器人臂(1)的關(guān)節(jié)(6)相關(guān)聯(lián)，以用于接收所述關(guān)節(jié)(6)的轉(zhuǎn)矩?cái)?shù)據(jù)和角速度數(shù)據(jù)，

b) 基于表示正常操作、至少一次碰撞以及人有意地與所述機(jī)器人臂交互的轉(zhuǎn)矩?cái)?shù)據(jù)和角速度數(shù)據(jù)的時(shí)間序列，將所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(11)訓(xùn)練成基于所述角速度數(shù)據(jù)和所述轉(zhuǎn)矩?cái)?shù)據(jù)而在所述機(jī)器人臂(1)的正常操作狀況、所述機(jī)器人臂(1)與外部物體碰撞的狀況以及人有意地與所述機(jī)器人臂(1)交互的狀況之間區(qū)分；

c) 將所述機(jī)器人臂的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)矩?cái)?shù)據(jù)和實(shí)時(shí)角速度數(shù)據(jù)輸入到所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(11)中，以便根據(jù)所述實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)矩?cái)?shù)據(jù)和所述實(shí)時(shí)角速度數(shù)據(jù)來確定所述機(jī)器人臂(1)的操作狀況，并且基于所述操作狀況而選擇所述機(jī)器人臂(1)的操作模式。