[发明专利]用于使机器人设备运行的方法和机器人设备

说明书

本发明涉及一种用于机器人设备运行的方法，该机器人设备包括具有可运动构件的运动链，该方法包括以下步骤：借助机器人设备的设置在运动链上或运动链周围环境中的传感器，检测多个可运动构件的至少一个特征的各自值(1)；基于所检测到的值确定最大值(2)；利用机器人设备的控制装置对所确定的最大值和预设的第一安全边界值(S)进行比较(3)；如果所确定的最大值处于与第一安全边界值(S)的预设关系中，则对运动链的至少一个特征或其他特征进行调整(4)，从而提高机器人设备的运行安全性。

技术领域

本发明涉及一种用于使机器人设备运行的方法，该机器人设备包括具有可运动构件的运动链和多个设置在运动链上的传感器。本发明还涉及一种这样的机器人设备。

背景技术

半自动地或自动地与人协作工作的机器人设备正越来越多地应用于工作领域中。对此有说服力的例子是在医疗领域，在日益流行的微创手术中医疗机器人设备正在被越来越多地应用。由于机器人设备被设立在新的工作领域中，因此也需要新的安全理念，因为为工业机器人定制的传统安全理念在新的应用领域中并不充分或是不适用的。一些新的安全理念已经被执行，例如传感器的冗余设计。

发明内容

本发明的目的在于提高机器人设备的运行安全性，并由此特别是提高位于机器人设备周围环境中的人的安全性。

本发明的目的通过一种用于使机器人设备运行的方法来实现。优选的实施方式由说明书、附图和本文的其他部分给出。

根据本发明的用于运行机器人设备的方法在此包括多个步骤，其中，机器人设备包括一个或多个具有可运动构件的运动链。该方法的一个步骤是借助机器人设备的设置在运动链周围环境上或之中的传感器来检测多个可运动构件的至少一个特征的各自值。下一步骤是基于检测到的值来确定最大值。在此也可以考虑其他的值。该最大值例如可以直接通过各自的绝对值来确定，或者通过各自的相对值来确定，该相对值是指与至少一个特征的各个最大绝对值相关的绝对值。下一步骤是通过机器人设备的控制单元对所确定的最大值和预设的第一安全边界值进行比较。在下一步骤中，如果所确定的最大值处于与第一安全边界值的预设关系中，则对该至少一个特征或其他的特征进行调整。

当所确定的最大值小于第一安全边界值时，则可以对特征进行调整。例如可以这样来调整特征(例如刚度)：如果所确定的特征最大值低于第一安全边界值，则使机器人设备停止运动。例如，当力作为特征低于预设的第一安全边界值时，机器人设备可以被锁定。

该方法的优点在于，机器人设备或机器人设备的可运动构件的无论是有意还是无意的运动，当其在一特征中超过预设的第一安全边界值时，均可以被调整。由此可以防止机器人设备或机器人设备的一个或多个可运动构件的、对处于机器人设备周围环境中的人存在潜在危险的运动。而确定最大值并应用该最大值进行比较在此正好可用于降低在周围环境中受到损伤或损害的危险。由此提高了机器人的运行安全性。

特别是在此可以相对于预设的绝对边界值预先设定第一安全边界值。这也适用于在本发明框架下所描述的其他安全边界值。这样做的优点在于，可以根据机器人设备的新情况或新任务或新使用范围更简单地调整相应的安全边界值。

在一种优选的实施方式中，特征包括作为弹簧减振系统的运动链的参数，特别是可运动构件的刚度和/或阻尼，和/或作用于可运动构件上的转矩和/或作用于可运动构件上的力和/或可运动构件的速度和/或可运动构件的加速度。刚度和/或阻尼在此可以包括整个运动链的刚度和/或阻尼。可以使用不同的模型来描述作为弹簧减振系统的运动链。其优点在于，可以由此检测并调整可运动构件的运动的重要特征，这些重要特征对于危险程度是决定性的。

在另一种实施方式中，特征可以包括刚度和/或转矩和/或力和/或速度和/或加速度的时间变化。其优点在于，可以通过这些特征准确地检测机器人设备的实际运动。由此也可以准确地对特征进行调整，或者说根据实际事件更好地调整安全边界值。