[发明专利]识别机器人臂与物体相撞的方法和具有机器人臂的机器人

权利要求书

1.一种用于识别机器人臂(2)与物体(13)相撞的方法，其中，所述机器人臂(2)是机器人(1)的一部分，并具有多个依次设置的、关于轴(A1-A6)安装的节肢(3-8)和对应于各个轴的、用于确定每两个相邻的节肢(3-8)相对于彼此的姿势的位置传感器(12)，特别是为所述机器人臂(2)配属一工具中心点(TCP)，并且所述机器人(1)还具有与位置装置(12)连接的电子控制装置(10)和由所述电子控制装置(10)操控的、用于使所述机器人臂(2)的节肢(3-8)相对于彼此自动运动的驱动器，该方法具有如下方法步骤：

-所述节肢(3-8)在所述电子控制装置(10)的控制下自动地运动，使得所述机器人臂(2)执行一实际运动，该实际运动对应于所述机器人臂(2)的一目标运动，

-在所述机器人臂(2)的实际运动期间，借助所述电子控制装置(10)并基于源自所述位置传感器(12)的信号而检查：基于所述节肢(3-8)相对于彼此的实际姿势和/或所述实际姿势的求导值，和/或基于所述工具中心点(TCP)的实际位置和/或所述实际位置的至少一个求导值，对于所述机器人臂(2)的实际运动来说是否满足适用于所述机器人臂(2)的目标运动的至少一个不变量，

-如果该检查的结果是不满足所述至少一个不变量，则判断所述机器人臂(2)与所述物体(13)相撞，并且因此

-在所述电子控制装置(10)的控制下开启所述机器人(1)的安全功能。

2.根据权利要求1所述的方法，包括：通过由所述电子控制装置(10)执行的轨迹规划来确定所述目标运动，或者通过所述电子控制装置(10)在所述机器人臂(2)的实际运动开始时分析所述工具中心点(TCP)的或所述节肢(3-4)的运动并对该运动进行外推，以便获得所述机器人臂(2)的目标运动。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述不变量是指所述目标运动是平稳的，并且

-如果所述工具中心点(TCP)的实际位置关于时间的三阶导数或所述工具中心点(TCP)的实际加速度的时间变化超过一预定值，则判断所述机器人臂(2)与所述物体(13)相撞，或者

-如果所述节肢(3-8)相对于彼此的实际姿势关于时间的三阶导数或所述节肢(3-8)相对于彼此的实际姿势的实际加速度的时间变化超过一预定值，则判断所述机器人臂(2)与所述物体(13)相撞。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述机器人臂(2)通过导纳调节或力调节来运行，并且预定值取决于所述导纳调节或力调节的刚性。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，

-所述至少一个不变量对应于在所述目标运动期间所述工具中心点(TCP)的目标位置，在所述机器人臂(2)实际运动期间检查所述工具中心点(TCP)的实际位置，并且，如果所述工具中心点(TCP)的至少一个所述实际位置偏离相应的目标位置一预定值，则该不变量不满足，或者

-所述至少一个不变量对应于在所述目标运动期间所述节肢(3-8)相对于彼此的目标姿势，在所述机器人臂(2)实际运动期间检查所述节肢(3-8)相对于彼此的实际姿势，并且，如果至少一个所述实际姿势偏离相应的目标姿势一预定值，则该不变量不满足。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，

-所述至少一个不变量对应于所述工具中心点(TCP)在其运动期间的恒定的目标速度，在所述机器人臂(2)实际运动期间，确定所述工具中心点(TCP)的实际速度和/或实际加速度为所述工具中心点(TCP)的实际位置的至少一个求导值并进行分析，如果所述工具中心点(TCP)的实际速度偏离了一预定值和/或所述工具中心点(TCP)的实际加速度的值超过一预定值，则该不变量不满足，或

-所述至少一个不变量对应于所述工具中心点(TCP)在其运动期间的恒定的目标加速度，在所述机器人臂(2)实际运动期间，确定所述工具中心点(TCP)的实际加速度和/或实际加速度的时间变化为所述工具中心点(TCP)的实际位置的至少一个求导值，如果所述工具中心点(TCP)的实际加速度偏离了一预定值和/或所述工具中心点(TCP)的实际加速度的时间变化的值超过一预定值，则该不变量不满足。