机器人控制的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种人工机器人控制。借助于所述控制，机器人的参照点取决于控制输入在空间中连续地运动或是定位在相邻的捕捉点上。
【专利说明】
机器人控制
技术领域
[0001]本发明属于机器人控制的领域。机器人能以极其广泛的各种形式设计。一种广泛使用的形式为铰接臂式机器人。在该形式中，机器人由以铰接方式连接在一起的臂元件构建而成。可执行特别任务的仪器或工具通常被附接至机器人最后的臂元件。
【背景技术】
[0002]这种机器人能自主地或人工地受到控制。在人工控制的情况下，机器人的控制单元连接有控制元件，所述控制元件登记操作者的人工输入并且根据所述输入对机器人控制。以该方式，对于操作者而言例如可以将机器人从一个位置运动至另一位置以及还操作所述仪器。
[0003]机器人的人工控制就精确性而言具有特定的困难，是因为这取决于操作者的人工灵敏度。然而，将机器人定位至精确点或者在运动路径上或沿着运动路径精确地导向所述机器人也会变得更加困难，原因在于为了将机器人保持在特定点或者为了控制机器人的缓慢运动，必要的是将机器人的电机保持永久激发，从而在机器人中产生振动，所述振动防止操作者精确地判断机器人的位置。
【发明内容】
[0004]因此本发明的目的是对机器人的人工控制提供一种方法和措施，其使得可以简单且精确地致动机器人，尤其是准确定位在特定点以及在运动路径上或沿着运动路径导向所述机器人。
[0005]本发明所提出的问题借助于用于控制机器人的方法解决，所述方法包括如下步骤:
[0006]a)在工作空间内定义至少一个捕捉点，所述工作空间包括可由机器人的参照点到达的方位点，
[0007]b)检测控制元件的致动的幅度，
[0008]c)如果所述致动的幅度低于一切换阈值，则将所述参照点运动至与当前方位点相邻的捕捉点，以及
[0009]d)如果所述致动的幅度高于所述切换阈值，则连续运动所述参照点。
[0010]所述问题还借助于还借助于机器人系统和计算机程序产品解决，所述机器人系统带有机器人和用于根据该方法对机器人的运动进行控制的控制单元，所述计算机程序产品包括如下指令，当在计算机上运行时所述指令使得所述计算机能够执行所述方法。
[0011]所述参照点可为机器人上的任何点。通常地，所谓的“工具中心点”(其可例如位于工具的末梢处)被限定为所述参照点。为了将事物简化，该参照点的位置能等同于机器人的位置，并且所述控制单元根据所检测的控制元件的致动而影响该位置。
[0012]所述控制元件可为适于控制机器人的任何类型的输入装置。所述控制元件可永久地安装在机器人上或可从机器人拆除。流行的构造形式包括操纵杆、3D鼠标或压力传感器。借助于触摸板的控制也是可以的。在该情况下，由触摸板检测的用户的手指可被理解为“控制元件”。
[0013]所述致动的幅度、例如操纵杆的偏转或致动力的量被评估，由此确定是否超过一尤其可自由限定的切换阈值。如果是这种情况，则机器人或参照点可连续运动、尤其是以大体恒定速度和/或在方向上没有突变的路径上连续运动。以该方式，过度的运动能被快速且高效地控制，并且所述参照点准确地遵循用户输入。
[0014]相反地，如果所述致动的幅度低于所述切换阈值，那么不管所述致动的精确幅度，所述参照点被准确地定位在相邻的捕捉点上。以该方式，机器人的运动可尤其精确地在短距离上受控，而无论用户能够如何精确地或稳定地导向所述控制元件。
[0015]如果所述致动的幅度低于一切换阈值，那么在到达捕捉点时，所述运动有利地至少暂时暂停以便用信号向用户通知已经到达所述捕捉点。如果所述控制元件可与机器人一起运动，那么这种中断能由所述控制元件远离对其进行致动的用户手指的运动(所述运动导致了致动的不连续性)而引起，从而所述控制元件不再被致动。然而，尤其是如果所述控制元件不可与机器人一起运动，这种中断也能利用所述控制元件未中断的致动而发生。如果该捕捉点对应于期望位置，则用户简单地需要克制进一步的致动。
[0016]在本发明的又一改进中，仅在所述致动的幅度高于一反应阈值的情况下才执行致动低于一切换阈值的情况下所述参照点至捕捉点的运动以及在致动高于所述切换阈值情况下所述参照点的连续运动。以该方式，最小程度的致动是必需的以便将机器人运动起来。否则机器人保持在其当前方位点。
[0017]有利地，为了检测所述控制元件的致动的幅度，测量一矢量值并且所述矢量的量被假定是所述致动的幅度。
[0018]所述参照点有利地沿被分配给所检测矢量方向的空间方向运动。如果所述控制元件附接至机器人并能与该机器人一起运动，则该方向能与矢量的方向相同。如果所述控制元件不能与机器人一起运动，则矢量的方向可例如借助于线性变换转化成机器人的运动方向。
[0019]所述矢量值可对应于所述控制元件从空转位置的偏转或对应于在所述控制元件上施加的力。
[0020]有利地，所述参照点运动得越快，所述致动的幅度就越大，即所述参照点的速度可取决于所述控制元件的偏转或取决于在所述控制元件上施加的力而变化。
[0021]根据本发明的又一改进，只要致动一结束并且所述参照点不位于捕捉点上，所述参照点就自动运动至捕捉点。这无需对所述控制元件进行任何另外的人工致动。因为对于机器人的运动而言会是可能目标的点可被限定为捕捉点，所以这些点可甚至在长距离上被快速且精确地接近。
[0022]如果所述致动的幅度落在所述切换阈值和/或所述反应阈值以下，则能检测到所述控制元件的致动的结束。对此也不需要另外的人工输入。
[0023]根据本发明，具有特别特征的那些点被限定为捕捉点。例如，所述捕捉点可位于周期性点阵上。
[0024]机器人的可能方位点可被限定为捕捉点，在所述可能方位点处机器人意在执行或已经执行一行为。本发明因而支持用户反复执行所述行为，是因为所述捕捉点上的准确定位并不留给用户；而是，所述机器人能自动地返回至该捕捉点。
[0025]而且，通过所述控制元件的致动所触发的参照点的运动可被记录。
[0026]在这种运动期间所经过的点可被限定为捕捉点，所述捕捉点可稍后被追踪。例如，新的捕捉点可在每个点处自动设置，在所述每个点处发生控制元件运动方向的改变。一旦执行，所述参照点沿着以该方式限定的捕捉点的运动于是可被再现。
[0027]在前述步骤c)的情况下，至相邻捕捉点的运动有利地沿直线发生。
[0028]捕捉点的布置可基本上采用任何形式并且可例如基于在其中使用机器人的具体工作空间的约束。根据本发明有利的实施例，在所述工作空间的至少一部分中，限定具有晶格的周期性点阵，每个晶格、有利地在晶格的角落中容纳一个或多个捕捉点的相同布置。
[0029]所述周期性点阵可为诸如从结晶学领域已知的任何Bravais点阵。点阵的周期性意指已从第一点阵的一个捕捉点至相邻晶格的类似捕捉点引起的运动能同样地重复以便再次到达另外晶格的捕捉点。如果所述控制元件的致动不超过所述切换阈值，则对于用户而言这可以使得即使所述控制元件的致动稍微偏离于准确的直线路径，也可以沿着直线路径从捕捉点至捕捉点地操纵所述参照点。对用户部分控制的略微不准确性不会影响所述参照点的线性运动。
[0030]在所述方法的步骤c)中，对相邻捕捉点的搜寻可被限制至围绕当前方位点居中的空间区域。如果机器人的连续运动已经在之前发生，则这是尤其实用的。
[0031]替代地，可在一空间区域中寻找所述相邻的捕捉点，当前方位点位于所述空间区域的边缘上。以该方式，优选的方向可被指定，机器人沿所述方向从所述方位点运动至所述捕捉点。
[0032]尤其地，所述空间区域可沿着刚好之前运动的方向延伸超过当前方位点，从而机器人从方位点至捕捉点的运动大体沿直线继续前述运动。
[0033]如果所述空间区域并不包含捕捉点，则所述参照点的进一步运动不会发生。
【附图说明】
[0034]本发明进一步的特征和优点在以下示例性实施例参照所附附图的说明中得以解释，其中:
[0035]图1示出了机器人系统，
[0036]图2示出了机器人系统的工作空间，
[0037]图3示出了由机器人系统的控制单元执行的工作方法的流程图，
[0038]图4示出了根据所述方法的第一变型在机器人系统的工作空间中的捕捉点和致动矢量，
[0039]图5示出了根据所述方法的第二变型的捕捉点和致动矢量，
[0040]图6示出了根据所述方法的第三变型的捕捉点和捕捉空间，
[0041]图7示出了机器人在穿过根据又一变型的捕捉空间时的路径。
【具体实施方式】
[0042]图1示出了电机驱动的机器人I。机器人I包括臂元件2、3、底座元件4、能通过电机驱动的铰接接头5、6、7、以及仪器8。臂元件2、3以及仪器8能借助于所述铰接接头5、6和7运动。仪器8具有末端执行器9，所述末端执行器经由铰接接头10与仪器8可运动地连接。取决于意在的用途，仪器8可装配有不同的末端执行器9，例如照相机、解剖刀、剪刀、针、刮刀、锉刀、夹子等。例如末端执行器9的末梢处的优选点用作为参照点31，其限定了机器人I的位置。
[0043]为了检测用户输入，机器人I的控制单元19连接有可人工操作的输入装置。图1示出了两种变型。第一输入装置12’作为外部装置连接至机器人I。所述第一输入装置包括固定就位的底座20’以及包括在该底座上安装的至少一个控制元件，在该情况下为两个控制元件13’，所述控制元件能以一个或两个自由度旋转。第二输入装置12具有例如在仪器8和铰接接头7之间直接集成在机器人I中的底座20、以及包括控制元件13，该控制元件相对于底座20可在三个空间方向上运动和/或能绕多个轴线旋转。这样的控制元件13应具有相对于底座的空转位置，当未操作时、例如在返回弹簧的影响下所述控制元件自动地返回至所述空转位置。以该方式，确保的是如果用户意外地或有意地失去与控制元件13的接触，则控制单元19能检测到所述控制元件13不再操作并且能暂停机器人I的运动。替代地，所述控制元件13也可相对于底座20无法运动，而是经由对力和/或扭矩敏感的传感器耦接至所述底座；用户只要一释放这样的控制元件，该控制元件就也被检测为未操作。可设置输入装置
12、12 ’ 二者或者设置仅仅一个输入装置。
[0044]在控制单元19中储存的是工作空间14的说明，机器人I能在所述工作空间中运动。该工作空间14可对应于机器人I的物理范围；然而，例如就安全考虑，处于物理范围内的空间区域也能从所述工作空间14排除。通常地，机器人I被允许穿入所述工作空间14，但并不离开该工作空间。
[0045]根据本发明，机器人I可准确地定位在预定点处，以下称作为捕捉点。机器人I在所述工作空间14以内的任何方位点可被选择为捕捉点并且在控制单元19中限定。
[0046]然而，根据本发明的有利实施例，所述工作空间14被分成大量相同形式、该情况下为立方体形式尤其是立方体Ku,y,z)的晶格，并且这些晶格中每个的角落被限定为捕捉点。由该划分所得的点阵26在图1中示出。点阵26的轴线x、y、z沿着晶格K(x,y,z)的边缘的方向延伸。
[0047]大体上，晶格K(x,y,z)的位置可借助于其角标x、y、z表示，每个角标x、y、z对应于坐标系的相关方向x、y、z上的位置。相应地，直接位于坐标原点上的晶格指定为Kau)，原因在于从坐标原点开始，其相对于三个方向x、y和z落在第一位置。类似地，K(2,4,4)指代如下的晶格，从坐标原点开始，该晶格定位在X方向上的第二位置、y方向上的第四位置以及ζ方向上的第四位置。
[0048]就晶圆与半导体工业内的应用而言，实用的是选择一英寸(25.4毫米)的一小部分作为晶格边缘的长度。
[0049]能够实用的是仅在所述工作空间14的一部分中限定捕捉点。尤其是，所述工作空间14并不包含任何待由机器人I准确接近的目标的部分可保持没有捕捉点。因而，图2借助于示例示出了工作空间14，在所述工作空间中，捕捉点17的点阵26仅在锥形部分区域中限定。不同于在图1中所示的立方体形点阵，在该点阵中，晶格Ku,在形式上不相同。
[0050]以下参照图3解释控制单元19的工作方法。如果用户启动输入装置12、12’的其中之一，则输入装置将代表致动幅度的信号供应至控制单元19(步骤SI)。所述信号例如各自以矢量形式指明了在笛卡尔坐标、极坐标或任何其它坐标下所述控制元件13或13’相对于其底座20或20 ’的偏转或施加在所述控制元件上的力。
[0051]在步骤S2中，控制单元19将由所述信号指明的量|d|与反应阈值Thl相比较。如果未达到该阈值，则处理结束;如果超过该阈值，那么在步骤S3中将所述量与切换阈值Th2相比较。
[0052]如果所述致动的幅度高于所述反应阈值Thl但低于所述切换阈值Th2，则在步骤S4中所述控制单元19确定与所述参照点31的当前方位点相邻的捕捉点。如果存在这样的捕捉点，则在步骤S5中控制单元19将所述参照点31运动至该捕捉点。
[0053]在步骤S4中是否总是发现相邻的捕捉点取决于对相邻的捕捉点采用哪种定义。
[0054]在步骤S4中，所有捕捉点中距当前方位点最短距离的那个捕捉点可被选择为相邻的捕捉点。这样的捕捉点总是存在;因此总能在步骤S4中发现一个捕捉点。
[0055]所述选择也可被受限至所述工作空间的部分区域内的捕捉点，所述部分区域例如为一锥体23，所述锥体的顶点为所述参照点31的当前方位点24并且所述锥体沿着所检测矢量d的方向张开。该情况在图4中示出。在此，所述参照点31的当前方位点本身为点阵26的捕捉点并且在此假定为坐标系的原点(O，O，O);矢量d与由捕捉点(1，0，0)、(1，1，0)、(1，1，1)和(1，0，1)限定的矩形相交。然而，如果方位点24并非捕捉点，该选择方法也是适用的。锥体23(控制单元19在其内搜寻相邻的捕捉点)以其顶点作为当前方位点24、S卩(0，0，0)并且以其轴线作为矢量d。作为取决于锥体23的孔径角的步骤S4的结果，获得不同的捕捉点。如果孔径角为小，从而锥体23的侧向表面沿椭圆El与捕捉点(I，0，0)、(I，I，0)、(I，I，I)和(I，0，I)的平面X=I相交，那么(I，1，1)为在步骤S4中选择的捕捉点，并且在步骤S5中所述参照点沿着空间对角线运动通过由所述方位点和捕捉点限定的立方体。如果孔径角甚至更小，那么会出现如下情况，即相邻的捕捉点仅能在更大距离处、例如在平面x = 2或x = 3中发现。对于中间的孔径角，如果锥体的侧向表面沿着椭圆E2与平面x=l相交，那么捕捉点(1，0，1)和(I，I，0)也位于该锥体内；这些捕捉点中之一(理想的是其坐标与矢量d形成更大数量积的那一个捕捉点)在步骤S4中被选择，并且在步骤S5中所述参照点31沿着立方体的面对角线运动。
[0056]为了将所述参照点31定位在所选择的相邻捕捉点上，控制单元19产生对应的控制信号。这些信号被发送至对应的铰接接头5、6、7和/或10，从而臂元件2、3和/或仪器8与其末端执行器9设定成引起所述参照点31期望定位的运动。
[0057]通过选择充分大的孔径角，能够确保无论矢量d的方向如何，立方体的边缘总是位于所述锥体以内；那么，在步骤S4中总是选择如下的相邻捕捉点，其能够通过沿着立方体的边缘运动而到达;例如在锥体于椭圆E3上与平面X = I相交的情况下，捕捉点为(I，0，0)。
[0058]如果捕捉点无规律地设置，尤其是并非在周期性点阵上设置，则上述方法在特定情形下会引起在点阵26远离方位点的晶格中确定相邻的捕捉点，并且所述控制元件13或13’的稍微致动导致机器人I的过度运动。如果在步骤S4中检查的所述工作空间的部分区域在所有三个空间方向上是有限的，则该情况可被避免。图5示出了其中该空间区域为球体27的情况，当前方位点24或(0，0，0)位于所述球体的表面上并且所述球体的表面在当前方位点(O，O，O)处垂直于矢量d O在此，球体27以圆环C与平面X = I相交。在图5所示的情况下，球体27内仅有的捕捉点为点(I，I，I);因此，在步骤S4中选择该点并且所述参照点31在步骤S5中运动至该点。
[0059]例如如果捕捉点的点阵仅在所述工作空间的部分中限定并且矢量d指向朝着工作空间14没有捕捉点的一部分，那么会发生球体27不包含任何捕捉点的情况。在该情况下，所述方法从步骤S4直接返回至SI，机器人保持不动。如果用户无论如何希望引起机器人的运动，他将直观地以更大的力致动所述控制元件13或13’，从而重复步骤S3，最终检测切换阈值Th2的超出。所述方法然后分支所至的步骤S6将在下文中更精确地描述。
[0060]在所述参照点31于步骤S5中已经运动至所选择的捕捉点之后，所述方法返回至起始点SI。如果输入继续，例如因为用户以恒定偏转保持所述控制元件13、13’直至机器人已经行进期望的距离，则周期性地重复上述步骤。
[0061]能够是如下情况，机器人在每个步骤S5之后短暂地停止。这对于用户而言可以认识各个运动步骤并且如需要的话将这些步骤进行报数。能连同机器人I 一起运动的控制元件13尤其适合于控制这样一种步进式运动:如果用户沿着期望的运动方向轻拍机器人，则该机器人朝着沿该方向的相邻捕捉点运动一步；因此，所述控制元件13也运动远离用户的手，并且只要用户不与所述控制元件13—起移动他的手，所述致动就通过机器人的运动而结束。
[0062]另一方面，如果在步骤S3中检测到超出切换阈值，那么在步骤S6中控制单元19启动所述参照点31在由在步骤SI中检测的矢量d的方向所指定方向上的连续运动。为此目的，控制单元19再次产生对应的信号，所述信号被发送至对应的铰接接头5、6、7和/或10，从而臂元件2、3和/或仪器8与其末端执行器9被设置成对应的运动状态。
[0063]在该运动的过程期间，在步骤S7中再次检测所述输入。在步骤S8中，所检测的矢量d的量再一次与切换阈值Th2(或替代地与反应阈值Thl)相比较。如果超出，那么清楚的是运动的目标还没有到达，并且所述方法返回至步骤S6以便根据更新的矢量d继续所述运动。如果未达到所述阈值，假定的是机器人已经到达或至少实质上到达由用户期望的目标。在该情况下，机器人的运动可立刻终止;有利地，跟随所述比较为步骤S9和步骤S5，从而机器人在捕捉点处开始休息，所述步骤S9包含选择与已经到达方位点相邻的捕捉点。
[0064]根据又一改进，在步骤S6中，可基于d的值控制机器人I的速度。所述速度可在控制单元19中指定为I d I的函数。然而，尤其在输入装置12 ’的情况下，所述控制单元被用户所带到的位置也对应于所述工作空间中控制单元19尝试将机器人I所操纵至的点。在这种情况下，机器人的速度可独立于I d I ;然而，所述速度还可例如经由PID控制器而间接地受到I d的影响。
[0065]步骤S9可与上述步骤S4相同，包含根据图4和图5中所示的过程选择捕捉点，所述捕捉点在致动矢量d的方向上位于超过刚刚到达的方位点24。然而，在此更实用的能够是限定空间区域，该空间区域被围绕方位点24搜寻捕捉点，尤其是在以方位点24作为中心点形式为球体28中搜寻。这种球体28的半径可选择得足够大以使得如果捕捉点位于规则的点阵上，则至少一个捕捉点总是能在这种球体28内找到并且能在步骤S5中接近。然而，如果所述半径小于点阵的边缘长度，那么出现图6中所示的情形:若步骤S8中检测到致动的结束机器人所处的方位点24或24’通常并非是捕捉点，但是位于捕捉点之间某处。在点24的情况下，至捕捉点(I，I，0)的距离小于球体28的半径；因此，捕捉点(I，1，0)在步骤S9中被发现并且在步骤S5中被接近，如图6中通过箭头22所示。包围方位点24’的球体28’不包含捕捉点；因此，在该情况下，在步骤S9中搜寻捕捉点是不成功的，并且机器人的运动在点24’处结束。
[0066]以同等的方式，还如图6中所示，也能围绕捕捉点限定捕捉空间25(在该情况下也为球体形式)。如果在步骤S8的时间处机器人位于这样的捕捉空间25中、例如位于点24处，那么在步骤S5中其接近捕捉空间25中心的捕捉点，即图6中的捕捉点(I，I，0);否则其静止地保持在步骤S8中所到达的点24 ’处。
[0067]根据本发明的又一改进，机器人在通过所述致动d表示的方向上的运动也可在致动I d I低于所述反应阈值Thl的情况下发生。该运动显著地小于在由致动d表示的方向上最接近的捕捉点，但是该运动对于用户而言使得可以认识到机器人被增加致动d超过所述反应阈值Th I的话会沿哪个方向运动，从而如必要的话允许它们校正致动的方向。如果用户在不超过反应阈值Thl的情况下中断所述致动，那么机器人也返回至起始点。
[0068]根据所述方法的进一步优选改进，在机器人的运动过程期间所经过的点被记录。这些点可例如为在步骤S4或S9中确定的相邻捕捉点；如果根据步骤S6至S8执行连续运动，则该运动过程期间所经过的点也应被记录，尤其是在步骤S8中检测到其中矢量d显著改变的那些点应被记录。这意味着，在已经基于用户对所述控制元件13或13’的输入而执行一次机器人的运动之后，控制单元19可稍后在不借助用户的情况下在任何时间处重现该运动。
[0069]在本发明的又一改进中，捕捉点或捕捉空间对于用户而言可制成为有形的，在于用户被提供有触觉反馈。该反馈可例如借助带有“力反馈功能”的输入装置12、12’产生。配备这样的输入装置以引起人工控制元件13(例如操纵杆的手柄)振动。所述控制元件13的振动因而用作于向用户提供信号。如果例如已经到达捕捉空间25，那么启用力反馈功能并且引起所述控制元件13振动。
[0070]除了触觉反馈以外，在本发明的又一附加改进中，如果机器人I已经到达捕捉点17，用户也可被提供有光学和/或声学反馈。例如，当设置机器人和多轴机时，对超过安全区的声学支持可向用户表明捕捉点的“紧急性”。同样适用于视觉反馈的形式。例如，输入装置可配备有彩色LED，当到达不同的捕捉点时，所述彩色LED以不同的颜色点亮。在该情况下，红色信号光表明与蓝色或绿色不同的紧急性。
[0071]在所述工作空间14的不同部分中(例如在储存区域、安全区域或边界区域)提供不同形式的触觉、声学或光学反馈对于用户而言可以更容易地认识到机器人I当前位于这些区域的哪一个中。
[0072]利用图3中所示的方法，能够实现机器人I两种不同模式的运动，一方面是从一个捕捉点到下一个捕捉点的步进式运动，另一方面是不受到捕捉点影响的连续运动，只要所述控制元件13或13’的致动足够强。然而，也存在结合了两种运动模式特征的中间运动模式。如果I d I处于低于切换阈值Th2但是高于一阈值Th3(其中Thl〈Th3〈Th2)，则这种中间运动模式可例如由控制单元19选择。
[0073]在该中间运动模式的第一变型中，在如以上参照步骤S6至S8所述沿与矢量d相对应的方向连续运动时，机器人I在捕捉点附近、例如在图6中所示捕捉空间25其中之一中相比于在其外侧更缓慢地运动。降低的速度对于用户而言使得更容易以受控方式接近所述捕捉点；基于所述降低的速度，在用户已认识到机器人I位于捕捉点附近之后，他能中断所述控制元件的致动以便引起通过步骤S9、S5的至所述捕捉点的自动运动。
[0074]在中间运动模式的第二变型中，当机器人I到达捕捉空间25时，其自动执行连续运动。图7显示了在到达围绕捕捉点17的捕捉空间25前不久的路径区段B上末端执行器9的末梢处的参照点31。在进入捕捉空间25时，所述参照点31偏离于由矢量d限定的运动方向并且朝着捕捉点17运动。在到达捕捉点17时，如果用户还没有中断所述控制元件的致动，也就是说所述捕捉点17明显地并非用户所导向的运动的目标，那么所述参照点31返回至其原始路线并且在路径区段B的直线延长部中的路径区段B’上离开所述捕捉空间25。
[0075]所述参照点31的不同路径在捕捉空间25内是可能的。绘示为实线的路径在捕捉空间25的边缘与捕捉点17之间径向延伸。替代路径的示例以虚线绘出。捕捉空间内这些不同形式的运动对于所述工作空间14的不同区域而言也可为具体的，从而用户可从不同形式的运动认识到机器人位于那个区域中。
[0076]例如，所有位于工作区域14边缘上的捕捉点17触发了波峰形路径(见图7)。由于所述工作空间14对于用户而言不可见，所以这使得可以简单的方式向用户发信号通知他已将所述参照点31运动至工作区域14的边界。
[0077]相应地，具有不同形式的路径、例如波形路径(见图7)可被分配不同的信息。例如，其可表明捕捉点是否已被反复地接近、用户是否已偏移运动路径且参照点31正在离开所述运动路径、捕捉点或工作点是否正被其它机器人或机器元件接近、所述参照点31是否已穿入工作区域的特定部分区(例如储存区域、安全区域或边界区域)或已从一个部分区经过进入到另一部分区中。
[0078]附图标记列表
[0079]I 机器人
[0080]2 臂元件[0081 ] 3 臂元件
[0082]4 底座元件
[0083]5 铰接接头
[0084]6 铰接接头
[0085]7 铰接接头
[0086]8 仪器
[0087]9 末端执行器
[0088]10铰接接头
[0089]11仪器轴线
[0090]12输入装置
[0091]12，输入装置
[0092]13控制元件
[0093]13，控制元件
[0094]14工作空间
[0095]15纵向轴线
[0096]16方位点
[0097]17捕捉点
[0098]18 距离
[0099]19控制单元
[0100]22箭头
[0101]23锥体
[0102]24方位点
[0103]25捕捉空间
[0104]26点阵
[0105]27球体
[0106]28球体
【主权项】
1.一种用于控制机器人(I)的方法，包括以下步骤: a)在工作空间(14)内定义至少一个捕捉点(17)，所述工作空间包括能由机器人(I)的参照点(31)到达的方位点， b)检测控制元件(13)的致动(d)的幅度(|d|)(Sl)， c)如果所述致动的幅度(|d|)低于一切换阈值(Th2)(S3)，则将所述参照点(31)运动至与当前方位点相邻的捕捉点(17) (S5)， d)如果所述致动的幅度(|d|)高于所述切换阈值(Th2)，则连续运动所述参照点(31)(S6至S8)。2.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤c)中，在到达所述相邻的捕捉点(17)时所述参照点(31)的运动至少暂时地暂停。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中仅在所述致动的幅度(|d|)高于反应阈值(Thl)的情况下执行步骤c)和d)。4.根据前述权利要求中任一所述的方法，其中在步骤b)中测量一矢量值(d)并且该矢量的值(I d I)被假定为所述致动的幅度。5.根据权利要求4所述的方法，其中在步骤c)和d)中，所述参照点(31)沿着分配给所检测矢量(d)的方向的空间方向运动。6.根据权利要求4或5所述的方法，其中所述矢量值(d)为所述控制元件(13，13’)距空转位置的偏转或施加在所述控制元件(13，13 ’)上的力。7.根据前述权利要求中任一所述的方法，其中在步骤d)中，所述参照点(31)运动得越快，所述致动的幅度(I d I)就越大。8.根据前述权利要求中任一所述的方法，其特征在于，如果致动结束并且所述参照点(31)并不位于捕捉点(17)处，则所述参照点(31)运动至相邻的捕捉点(17)。9.根据权利要求8所述的方法，其中如果所述致动的幅度(|d|)落在所述切换阈值(Th2)以下，则检测到致动的结束。10.根据权利要求8所述的方法，就此而言回引权利要求3，其中如果所述致动的幅度(d I)落在所述反应阈值(Thl)以下，则检测到致动的结束。11.根据前述权利要求中任一所述的方法，其中在步骤a)中周期性点阵(26)的点被限定为捕捉点(17)。12.根据前述权利要求中任一所述的方法，其中在所述工作空间(14)的至少一个部分中，限定具有晶格(K(x,y,z))的周期性点阵，有利地在晶格的角落处，每个晶格包含一个或多个捕捉点(17)的相同布置。13.根据前述权利要求中任一所述的方法，其中所述机器人(I)设置成在方位点执行至少一种行为，并且已执行所述行为所在的方位点被限定为捕捉点(17)。14.根据前述权利要求中任一所述的方法，其中所述参照点(31)的运动被记录。15.根据前述权利要求中任一所述的方法，其特征在于，在以当前方位点(24，24’)为中心的空间区域(28，28’)中寻找所述相邻的捕捉点(17)。16.根据前述权利要求中任一所述的方法，其特征在于，在空间区域(23，27)中寻找所述相邻的捕捉点，当前方位点(24，( O，O，O))位于该空间区域的边缘。17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述空间区域(27)沿着刚好之前运动的方向延伸超过当前方位点(24，(0，0，0))。18.根据权利要求15至17中任一所述的方法，其特征在于，如果所述空间区域(28’)不包含捕捉点，则所述参照点(31)至相邻的捕捉点的运动并不发生。19.一种机器人系统，其带有机器人(I)以及控制单元(19)，所述控制单元用于根据前述权利要求中任一所述的方法对机器人(I)的运动进行控制。20.—种计算机程序产品，其包括如下指令，当在计算机上运行时，所述指令使得所述计算机能够执行根据权利要求1至18中任一所述的方法。
【文档编号】B25J9/16GK106068174SQ201580006153
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2015年1月28日 公开号201580006153.X, CN 106068174 A, CN 106068174A, CN 201580006153, CN-A-106068174, CN106068174 A, CN106068174A, CN201580006153, CN201580006153.X, PCT/2015/154, PCT/EP/15/000154, PCT/EP/15/00154, PCT/EP/2015/000154, PCT/EP/2015/00154, PCT/EP15/000154, PCT/EP15/00154, PCT/EP15000154, PCT/EP1500154, PCT/EP2015/000154, PCT/EP2015/00154, PCT/EP2015000154, PCT/EP201500154
【发明人】B·贡贝尔, F·施赖伯
【申请人】Abb高姆技术有限责任公司