[发明专利]机器人系统

说明书

本公开的各实施例涉及机器人系统。一种机器人，其包括底座和相对于底座的可移动的端部执行器；以及端部执行器，在至少一个优选方向上驱动加工目标，其特征在于加工目标至少临时地且至少在优选方向上相对于底座移动。

技术领域

本发明涉及一种机器人系统，该机器人系统具有可通过铰接臂或龙门架移动的端部执行器，以及由端部执行器进行加工的加工目标。

背景技术

如果这种机器人系统要在人类也可以进入的空间内操作，则必须采取预防措施，以将机器人受伤的风险降至最低，例如，将人类附近机器人的最高允许速度设置得足够低，以便机器人在接触人类之前能够安全停止。例如，因为人类走过机器人时没有与机器人互动，因此当人类和机器人只是偶尔接近时，这种方法是可行的。然而，如果两者必须长时间接近，例如在工件上一起工作时，则相关联的近距离和人类在机器人附近停留的长时间会对相当长一段时间内的最大速度施加严格限制。在许多情况下，与之相关的低生产率使得人类与机器人之间的协作工作不经济。

发明内容

因此，本发明的目标是提供一种机器人系统，该机器人系统确保在协作工作期间有效保护人类，即使机器人的最大速度没有严格限制，特别是当机器人在人类与机器人之间发生接触之前没有停止，但机器人移动时也允许接触。

该目标是在机器人系统中实现的，该机器人系统包括

机器人，包括底座和相对于底座可移动的端部执行器，以及

加工目标，可由端部执行器在至少一个优选方向上接近，

加工目标至少临时地且至少在优选方向上相对于底座可移动地安装。

如果人类无法从机器人的撞击中撤退，而是被卡在机器人和障碍物之间，那么与机器人接触而受伤的风险尤其高。虽然机器人工作所不需要的物体形式的障碍物可以从机器人的环境中移除，从而消除人类被卡在它们和机器人之间的风险，但机器人的加工目标(例如工件)显然不是这样。由于在任何时候机器人附近的加工目标的数量通常都很小，因此可以通过可管理的努力，以合规安装的形式采取安全措施。特别是，如果加工目标的惯性低于机器人的惯性，则可以高度有效地降低在端部执行器减速且加工目标加速的同时临时作用在人体部位的力。

特别是，加工目标可以包括工件夹持器，也可能包括工件。在本发明的背景下，工件夹持器可以是一个容器，其中工件被积极固定、夹紧或以其他方式临时固定，以及一个容器或支架，工件松散地放置在该容器或支架上，并且可以被端部执行器夹持，也可以被端部执行器放下。

致动器可以被连接到加工目标，以抵消加工目标在优选方向上的偏离，从而防止加工目标在正常操作期间(即，未采取临时安全措施保护机器人附近的人员时)从端部执行器后退。

致动器可以不受控制，例如，其可以弹性变形，因此反作用力是抵消致动器变形的反作用力。反作用力应足够低，以与ISO/TS15066:2016中规定的人体部位瞬时或准静态作用力的极限值兼容，例如手部280N或140N。例如，为了不超过准静态作用力的极限值，致动器的预载和弹簧常数必须与制动距离(从而与端部执行器的最大允许速度)相匹配，这样，如果加工目标被端部执行器偏离，身体部位夹在中间，则从夹紧开始到端部执行器停止，反作用力将保持在极限值以下。

为了在不使加工目标被推回的情况下由端部执行器执行加工，弹性致动器在其静止位置相对于优选方向对加工目标施加的反作用力必须大于加工期间端部执行器在优选方向上施加的力。为此，可以预加载弹性致动器，并且在静止位置使其保持加工目标紧贴挡块。

这种预加载不可避免地缩短了在致动器的反作用力超过极限值之前可以将加工目标推回的距离。为了避免这一缺点，致动器可以在薄弱点处支撑，当超过负载极限(优选地低于极限值)时，该薄弱点产生屈服，从而允许致动器放松。

备选地，可以控制致动器，以根据需要改变反作用力，阻止加工目标与静止位置偏离。