[发明专利]考虑周围接触的机器人的致动器的控制和调节

说明书

本发明涉及一种在考虑周围接触的情况下用于控制和调节机器人的致动器的方法和设备，其中机器人包括至少两个通过可由致动器驱动的铰链连接相连的部件。该方法包括以下步骤：借助传感器系统确定和存储(101)与时间有关的量G(t)，通过该量能够描述一个或多个外部的接触力F_ext和/或一个或多个外部的力矩M_ext对部件随着时间的作用；为量G(t)提供条件B(102)，只要在时间t₀由G(t)不能满足条件B，则为已测得的量G(t)经过时间间隔T＝[t_a，t_e]确定特征向量(I)(103)，其中t_a＝时间间隔的起始，t_e＝时间间隔的终止，t₀∈T而且t₀＜t_e，特征向量包括以下分量：在时间间隔T内G(t)的中位数或平均值、在时间间隔T内G(t)的最小值和最大值、在时间间隔T内G(t)与中位数或平均值的偏差、在时间间隔T内G(t)的信号宽度、在时间间隔T内G(t)的频谱、以及该频谱的一个或多个特征频率；借助预设类别进行特征向量(I)的分类(104)，预设类别分别说明了其中一个部件或铰链连接与周围的物件的接触类型，接触类型分别通过相应的外部的接触力F_ext和/或外部的接触力矩M_ext而促成，用于产生分类结果KE；根据分类结果KE在时间t＞t₀内进行致动器的控制和/或调节(105)。

技术领域

本发明涉及一种在考虑与机器人的周围机械接触的条件下用于控制和调节机器人的致动器的方法和设备，其中，该机器人包括至少两个部件，这些部件通过可由致动器驱动的铰链连接相连，从而可以使这些部件彼此相对运动。

背景技术

机械的周围接触的理解和解释对于机器人的致动运动的部件(例如机械臂的肢体(Gliedern))的控制和调节而言有着重要的意义，特别是在机器人和人的相互作用和相互合作过程中。在此涉及的是，在期望的接触事件和不期望的接触事件之间进行区分，即区分出碰撞。期望的接触事件通常可由机器人的任务而得出，例如在预设的相互作用区域中的对物件进行操纵和/或进行机器人和人的相互作用。不期望的接触事件是指所有不期望发生的接触事件。特别是与在机器人周围的物品或人的碰撞(这些物品或人未处于预设的相互作用区域内)，或者是与周围本身的碰撞。

发明内容

本发明的目的在于说明一种在考虑周围接触的情况下用于控制和调节机器人的致动器的改进的方法和改进的设备。

本发明可由独立权利要求的特征得出。有利的扩展方案和设计方案为从属权利要求的主题。本发明其它的特征、应用可能性和优点可由以下的描述以及附图中示出的本发明实施例的说明中得出。

在方法方面，上述目的通过一种在考虑周围接触的情况下用于控制和调节机器人的致动器的方法得以实现，其中，机器人包括至少两个部件，这些部件通过能够由致动器驱动的铰链连接相连。这些部件可以是机械臂的肢体、头、躯干或仿真机器人的四肢。该机器人特别是可以包括多个部件，这些部件通过多个能够由致动器驱动的铰链连接相连。

该方法包括以下步骤。在第一步骤中借助传感器系统确定和存储一维或多维的与时间有关的量G(t)，通过该量能够描述一个或多个外部的接触力F_ext和/或一个或多个外部的力矩M_ext对这些部件随着时间的作用。量G(t)特别可以是多维的，即具有多个分量：G(t)＝[g₁(t)，g₂(t)，g₃(t)，g₄(t)，...]。该量G(t)例如可以说明一个或多个力和/或一个或多个扭矩和/或一个或多个机械张力和/或一个或多个压力，或者说明一个或多个由此确定的一维或多维的量。该量G(t)的分量可能与第j个铰链连接或第j个部件有关，即，分别为多个部件和/或为多个铰链连接确定量G(t)的分量。