[發(fā)明專利]用于抓具系統(tǒng)的碰撞識別裝置以及用于識別碰撞的方法

在審

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• 申請日: 2020-06-17
• 公開（公告）號: CN112091965A
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: F.豪澤;J.施蒂利
• 申請（專利權(quán)）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J13/08;B25J15/08
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 韓瑞;劉茜

用于抓具系統(tǒng)的碰撞識別裝置以及用于識別碰撞的方法。一種用于操縱機(jī)構(gòu)的抓具系統(tǒng)的碰撞識別裝置，用于識別所述操縱機(jī)構(gòu)以及尤其抓具系統(tǒng)與物體之間的碰撞，其中所述碰撞識別裝置具有至少一個傳感器和至少一個安全機(jī)構(gòu)。按照本發(fā)明，所述安全機(jī)構(gòu)適合用于并且被設(shè)置成用所述法蘭板來閉鎖所述碰撞識別裝置并且/或者對所述抓具系統(tǒng)的法蘭板進(jìn)行緩沖，其中在所述抓鉗與物體接觸時所產(chǎn)生的力及力矩變化能夠通過所述法蘭板來傳遞給所述安全機(jī)構(gòu)并且通過所述至少一個傳感器能夠從所述法蘭板的對力及力矩變化來說允許的位移變化中識別出超過情況。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于操縱機(jī)構(gòu)的抓具系統(tǒng)并且尤其用在協(xié)作的機(jī)器人技術(shù)及機(jī)器應(yīng)用方案中的碰撞識別裝置以及一種用于識別碰撞的方法。這樣的裝置和方法由現(xiàn)有技術(shù)已知。

背景技術(shù)

在此，由本申請人的內(nèi)部現(xiàn)有技術(shù)已知，為了避免操縱機(jī)構(gòu)和物體的碰撞并且尤其為了避免布置在操縱機(jī)構(gòu)上的抓具系統(tǒng)或者由抓具系統(tǒng)抓住的抓取物與物體的碰撞而使用安全機(jī)構(gòu)。這些機(jī)構(gòu)在此保證，要么在操縱機(jī)構(gòu)、抓具系統(tǒng)或者抓取物與物體之間存在取決于應(yīng)用的足夠大的間距（如在DIN EN ISO 13857所預(yù)先給定的那樣），要么碰撞由于力或力矩的降低而沒有在物體上產(chǎn)生損傷或者損壞（ISO/TS 15066）。

維持間距的安全機(jī)構(gòu)在此比如是屏障、比如適當(dāng)?shù)刎Q立的護(hù)欄、但是也可以是安全的無接觸地測量的保護(hù)系統(tǒng)。作為替代方案，也已知基于上面所提到的力及力矩降低的安全系統(tǒng)。但是，在此在實際應(yīng)用中、尤其在搬運(yùn)大而變化的載荷時，所述力及力矩監(jiān)控系統(tǒng)明顯地有缺點(diǎn)，因為所述操縱機(jī)構(gòu)的移動速度相較于標(biāo)稱移動速度大為降低或者也只能十分昂貴地設(shè)計對于所述操縱機(jī)構(gòu)用抓具、所謂的末端執(zhí)行器來接納的變化的載荷的監(jiān)控。

除此以外，也出現(xiàn)以下問題，即：尤其在機(jī)器人技術(shù)中抓具系統(tǒng)及抓取物與其他物體的不受歡迎的接觸（碰撞行程，碰擊）比如可能由于機(jī)器人的錯誤編程而產(chǎn)生。在此，接觸的危險可能從抓取物或者物體的損壞一直擴(kuò)展到人員的致命損傷。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的任務(wù)是，提供一種碰撞識別裝置和一種用于識別碰撞的方法，通過所述方法沒有限制所述操縱機(jī)構(gòu)的功能并且所述方法適合用于防止碰撞的物體的損壞和損傷。該任務(wù)按照本發(fā)明通過獨(dú)立權(quán)利要求的主題來解決。有利的實施方式和改進(jìn)方案是從屬權(quán)利要求的主題。

因此，本發(fā)明涉及一種用于操縱機(jī)構(gòu)的抓具系統(tǒng)的碰撞識別裝置，其用于識別操縱機(jī)構(gòu)連同抓具系統(tǒng)與物體之間的碰撞，其中所述抓具系統(tǒng)具有至少兩個抓鉗，所述抓鉗能夠為了進(jìn)行打開和關(guān)閉而相對于彼此運(yùn)動并且所述抓鉗布置在法蘭板上，其中所述碰撞識別裝置具有至少一個傳感器和至少一個用于探測碰撞的安全機(jī)構(gòu)。

按照本發(fā)明，所述安全機(jī)構(gòu)適合用于并且被設(shè)置成閉鎖所述碰撞識別裝置連同被安裝在法蘭板上的抓具系統(tǒng)并且/或者對其進(jìn)行緩沖，其中在抓鉗與物體接觸時所產(chǎn)生的力及力矩變化能夠通過法蘭板來傳遞給安全機(jī)構(gòu)并且通過所述至少一個傳感器能夠從所述法蘭板的對力及力矩變化來說允許的位移變化中識別出超過情況。

因此，優(yōu)選所述法蘭板的位置通過在碰撞時所引起的力和/或力矩的變化而變化。所述法蘭板的位移變化在此優(yōu)選通過法蘭板接近碰撞識別裝置的殼體和/或法蘭板離開碰撞識別裝置的殼體這樣的情況表現(xiàn)出來，其中這種距離變化優(yōu)選通過所述傳感器來識別或者探測。

所述物體優(yōu)選是人、畜或物品，其只應(yīng)該在對最大允許的極限值來說有益的程度上與抓具系統(tǒng)進(jìn)行接觸。對于有待由抓具系統(tǒng)抓住的物品來說，比如可能出現(xiàn)這種情況，即：所述物品處于和由所述操縱機(jī)構(gòu)的控制單元預(yù)先給定的位置不同的位置中并且因此沒有正確地被抓具系統(tǒng)抓住或者與所述抓具系統(tǒng)相碰撞，這可能導(dǎo)致所述抓具系統(tǒng)和/或物品的損壞。

如果存在所述操縱機(jī)構(gòu)或者抓具系統(tǒng)與人相碰撞的危險，則在設(shè)計所述操縱機(jī)構(gòu)時要注意到按照ISO/TS 15066的對人的最大允許的力及力矩作用或者不得超過這種力及力矩作用，因為否則存在在碰撞情況中操作人員、維護(hù)人員或者其他在操縱機(jī)構(gòu)的周圍環(huán)境中停留的人員受到損害的危險。