[發明專利]用于機器人的主動運動位移控制的系統

在審

• 申請號: 201980026746.0
• 申請日: 2019-08-13
• 公開（公告）號: CN112004646A
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 京特·舒爾邁爾
• 申請（專利權）人: 拜克門寇爾特公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 劉雯鑫;楊林森

本發明涉及用于機器人的主動運動位移控制的系統(100)，該系統包括：DCL裝置(110)，其被配置成設置運動鏈的一部分的期望位置；MDB裝置(120)，其被配置成基于所設置的運動鏈的該部分的期望位置生成針對耦接至運動鏈的該部分的至少一個動作器裝置(130)的運動輪廓；動作器裝置(130)，其被配置成基于所生成的運動輪廓將運動鏈的該部分移動至實際位置；傳感器裝置(140)，其被配置成測量運動鏈的該部分的實際位置，并且基于運動鏈的該部分的實際位置提供運動鏈的該部分的位置數據；其中，MDB裝置(120)還被配置成確定估計偏移并且基于所提供的該部分的位置數據、該部分的期望位置和所述估計偏移提供到由MDB裝置(120)使用的控制回路的反饋路徑。

技術領域

本發明涉及機器人的運動位移控制。此外，本發明涉及用于機器人的主動運動位移控制的系統和方法。

背景技術

控制受控機器人中的操縱器的位置或位移是一個挑戰，這是因為無法以估計的質量達到三維空間中的位置或位移。例如，編碼器可能未報告真實絕對值，編碼器可能具有非線性，一個軸可能受到同一機器人處的另一軸影響，一個軸可能受到其他機器人影響，或者一個軸可能受到周圍環境影響。

一般而言，機器人系統形成了極其非線性且耦合的閉鏈機制，這對控制器設計有影響。軌跡中的小誤差將導致更大的位移誤差，因此需要精確地測量和控制操縱器的位置或位移。

因此，精確地控制操縱器的位置或位移可能是有利的。

發明內容

因此，可能期望提供一種用于機器人的主動運動位移控制的改進系統。特別地，本發明的實施方式可以實現消除靜態軸位移。此外，本發明的實施方式提供了可以即時消除動態軸位移，并且高層軟件將不必關心復雜的控制系統，類似例如測量控制層MCL。

另外，本發明的實施方式可以實現針對使用裝置控制層DCL的對象實時地消除較低層上的位移。這有利的是，可以通過均等的位置質量、現有的軟件和硬件的少且廉價的返工提供硬件的成本降低。

這些優點和其他優點通過獨立權利要求的主題實現，其中，將其他實施方式并入在從屬權利要求和以下描述中。

本發明的第一方面涉及一種用于機器人的主動運動位移控制的系統。該系統包括：裝置控制層DCL裝置，其被配置成設置運動鏈的一部分的期望位置。

該系統還包括：馬達驅動器板MDB裝置，其被配置成基于所設置的運動鏈的該部分的期望位置生成針對耦接至運動鏈的該部分的至少一個動作器裝置的運動輪廓。此外，該系統包括：動作器裝置，其被配置成基于所生成的運動輪廓將運動鏈的該部分移動至實際位置。

該系統還包括：傳感器裝置，其被配置成測量運動鏈的該部分的實際位置，并且基于運動鏈的該部分的實際位置提供運動鏈的該部分的位置數據，其中，MDB裝置還被配置成確定估計偏移并且基于所提供的該部分的位置數據、該部分的期望位置和所述估計偏移提供到由MDB裝置使用的控制回路的反饋路徑。

根據本發明的實施方式，MDB裝置還被配置成基于下述等式提供反饋路徑，在該等式中該部分的實際位置與該部分的期望位置之間的差通過所確定的估計偏移來補償。

根據本發明的實施方式，MDB裝置還被配置成基于運動鏈的該部分的硬件動態模型確定估計偏移。

根據本發明的實施方式，MDB裝置還被配置成基于運動鏈的靜態軸非線性確定運動鏈的該部分的硬件動態模型。

根據本發明的實施方式，MDB裝置還被配置成基于以下確定運動鏈的該部分的硬件動態模型：

i)基于通過運動鏈拾取的物體的重量；以及/或者

ii)基于通過運動鏈拾取的物體/所述物體的位置；以及/或者

iii)基于運動鏈的該部分的位置。