[發明專利]在存在人類操作員的情況下控制機器人的方法

在審

• 申請號: 202011301607.5
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN112894798A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 格雷戈里·P·林可夫斯基;尚卡爾·納拉揚·默漢
• 申請（專利權）人: 福特全球技術公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 北京連和連知識產權代理有限公司 11278
• 代理人: 劉小峰;陳黎明

本公開提供了“在存在人類操作員的情況下控制機器人的方法”。一種用于人?機器人協作操作的方法包括：使機器人在工作空間內執行至少一個自動化任務；以及基于所述工作空間的靜態標稱模型和來自安置在整個所述工作空間中的多個傳感器的數據而生成工作空間的動態模型。所述方法還包括：基于所述動態模型和所述人類操作而控制所述機器人的操作；以及基于與所述人類操作相關聯的任務完成參數并且基于所述動態模型、來自所述多個傳感器的所述數據以及由所述機器人執行的所述至少一個自動化任務中的至少一者而驗證所述人類操作的完成。

技術領域

本公開涉及基于由機器人和人類操作員執行的任務而控制具有人類操作員的制造環境中的機器人。

背景技術

本部分中的陳述僅提供了與本公開相關的背景信息，并且可能不構成現有技術。

工業機器人精于可重復且體力密集的任務(通常超出人類的能力)。能夠以每秒幾米的速度移動；機器人移動得越快，生產的益處就越大。通常，以這種高速操作的工業機器人被限制在有遮擋的區域中從而為人類提供保護。在一些實例中，人和機器人作為人-機器人協作操作的一部分一起工作，其中機器人執行自動化任務，而人對工件執行人類操作。為了抑制機器人與人之間的碰撞，通常會限制機器人的力量和速度。

人-機器人協作操作中的技術發展已經促成了交互式生產設施，所述交互式生產設施包括用于實現可重新配置的和更有效的布局的未遮擋的機器人。但是人-機器人協作操作就其本質而言需要不僅對機器人而且還對人進行精確監測以提供不間斷的工作流程。

本公開解決了在生產環境中與人類操作員一起使用工業機器人的這些問題，以及工業機器人的其他問題。

發明內容

本部分提供對本公開的總體概述而不是其全部范圍或其所有特征的全面公開。

本公開提供了一種用于人-機器人協作操作的系統。所述系統包括：多個傳感器，所述多個傳感器安置在整個工作空間中，其中所述多個傳感器包括至少一個傳感器，所述至少一個傳感器獲取與人類將在工件上執行的人類操作相關的數據；機器人，所述機器人可操作以在所述工作空間內執行至少一個自動化任務；以及工作空間控制系統。所述工作空間控制系統包括：存儲器，所述存儲器存儲對象分類庫，所述對象分類庫將多個預定義對象與一個或多個分類相關聯；以及工作空間控制器。所述工作空間控制器被配置成作為動態工作空間模塊操作，所述動態工作空間模塊被配置成基于所述工作空間的靜態標稱模型和來自所述多個傳感器的數據而生成所述工作空間的動態模型，其中所述動態工作空間模塊被配置成基于所述動態模型和所述對象分類庫而對提供在所述工作空間內的一個或多個對象進行分類。所述工作空間控制器還被配置成作為任務管理模塊操作，所述任務管理模塊被配置成基于與所述人類操作相關聯的任務完成參數而驗證所述人類操作的完成，其中所述任務管理模塊被配置成基于以下項中的至少一者而確定是否滿足所述任務完成參數：動態模型、來自所述多個傳感器的數據以及由所述機器人執行的所述至少一個自動化任務。

在一種形式中，任務完成參數基于以下項中的至少一者：工件連接性特性，其中人類操作包括連接至少兩個部件，并且所述任務管理模塊被配置成基于所述至少兩個部件之間的電氣連接、機械連接或它們的組合而驗證人類操作完成；工作空間視聽特性，其中所述任務管理模塊被配置成基于所述工作空間的視覺檢驗、聲學評估或它們的組合而驗證所述人類操作完成；被人類用來執行所述人類操作的動力工具的工具操作驗證，其中所述人類操作包括將用所述動力工具實行的機器操作，并且所述任務管理模塊被配置成確定所述動力工具的機器操作是否滿足有關人類操作的預定義工具標準；以及機器人觸覺驗證，其中作為所述至少一個自動化任務中的一個，所述機器人被配置成使用觸覺傳感器執行所述工件的觸覺評估，并且所述任務管理模塊被配置成將來自所述觸覺傳感器的數據與工件后的觸覺閾值進行比較，以驗證所述人類操作是否完成。