执行器12在三维空间中的所期望的移动。
[0026] 计算设备32与输入设备30通信，以接收、操控第一、第二和第三信号50、52、54， 并且将第一、第二和第三信号50、52、54变换为第一、第二和第三控制信号56、58、60，所述 第一、第二和第三控制信号56、58、60被发送到末端执行器12。一般而言，计算设备32可 以是任何合适的基于处理器的计算设备。例如，合适的计算设备可以包括个人计算机、移动 电话（包括智能手机）、个人数字助理、平板计算机、笔记本型计算机、桌上型计算机、工作 站、游戏机、服务器、其他计算机和/或任何其他合适的计算设备。如图1所示，计算设备32 可以包括一个或更多个处理器62和相关联的存储器64。处理器（一个或多个）62 -般地 可以是本领域已知的任何合适的处理设备（一个或多个）。类似地，存储器64-般地可以 是任何合适的计算机可读介质或媒介，包括但不限于RAM、ROM、硬盘、闪存或其他存储器设 备。如一般所理解的，存储器64可以被配置来储存可被处理器（一个或多个）62访问的信 息，包括可以被处理器（一个或多个）62执行的指令或逻辑。指令或逻辑可以是在被处理 器（一个或多个）62执行时导致处理器（一个或多个）62提供所期望的功能的任何一组指 令。例如，指令或逻辑可以是以计算机可读的形式呈现的软件指令。当软件被使用时，任何 合适的程序编制、脚本编制或者其他类型的语言或语言的组合可以被用来实现本文所包含 的教导。可替换地，指令可以由硬线逻辑或其他电路（包括但不限于专用电路）实现。
[0027] 计算设备32还可以包括用于访问网络上的信息的网络接口。网络接口可以包括 例如USB、Wi-Fi、蓝牙、以太网或串行接口。网络可以包括多种网络的组合，例如蜂窝网络、 WiFi网络、LAN、WAN、因特网和/或其他合适的网络，并且可以包括任何数量的有线或无线 的通信链接。信息可以使用安全的数据包通过网络接口来交换，所述信息被自动地验证以 确保其在设备之间的完整性。
[0028] 如图1所示，处理器62与第一、第二和/或第三加速度计38、40、42通信，以使处理 器62接收第一、第二和/或第三信号50、52、54。处理器62可以被配置来执行储存在存储 器64中的第一组逻辑66,以对第一、第二和/或第三信号50、52、54进行组合、滤波和/或 平滑。图3-图5提供在由处理器62操控的各种阶段期间信号50、52、54的示例性图。具 体地，图3提供由各自的第一、第二和第三加速度计38、40、42产生的第一、第二和第三信号 50、52、54的示例性图。第一组逻辑66可以使得处理器62能够将原始信号50、52、54矢量 相加来产生组合信号72 (如图4所示）。因此，组合信号72表征在三个维度上施加到输入 设备30的合力。
[0029] 如图3和图4所示，来自加速度计和定向传感器34、36的原始数据可以包括由电 磁干扰引起的或简单地由相关联的第一、第二和第三加速度计38、40、42的高灵敏度引起 的大量噪声。此外，不同的输入设备30可以将变化程度的噪声或抖动信号添加到原始信号 中。如果图3所示的原始信号50、52、54或者图4所示的组合信号72未经更改，末端执行器 12将会遭受到快速瞬变而导致不必要的振动，该振动会使其难以精密地并准确地定位末端 执行器12。此外，不必要的振动会增加与移动零件相关联的正常磨损并且危害系统10的使 用寿命。
[0030] 第一组逻辑66可以使得处理器62能够对图3所示的原始信号50、52、54或者图4 所示的组合信号72进行滤波和平滑以移除信号内的快速瞬变和噪声成分以提供更平滑的 轮廓。第一组逻辑66可以包括例如用来对包括在组合信号72的原始数据进行滤波以移除 快速瞬变的传递函数。下面的传递函数是一个这样的模型，该模型可以被包括在第一组逻 辑66中，用于对包括在组合信号72中的原始数据进行滤波：
[0031]
【主权项】
1. 一种用于远程定位末端执行器（12)的系统（10)，所述系统（10)包括： a. 输入设备（30); b. 在所述输入设备（30)中的至少一个传感器，其中所述至少一个传感器被配置来产 生反映施加到所述输入设备（30)的力的至少一个信号；以及 c. 处理器（62)，所述处理器（62)与所述至少一个传感器通信，以使所述处理器（62) 接收所述至少一个信号，其中所述处理器（62)被配置来执行储存在存储器（64)中的第三 组逻辑，所述第三组逻辑导致所述处理器(62)将所述至少一个信号与预先确定的限制相 比较，并且如果所述至少一个信号超出所述预先确定的限制，产生到所述末端执行器（12) 的控制信号（56, 58, 60)。
2. 如权利要求1所述的系统（10)，其中在所述输入设备（30)中的所述至少一个传感 器包括与第一轴（44)对准的第一传感器以及与正交于所述第一轴（44)的第二轴（46)对 准的第二传感器；所述第一传感器被配置来产生反映沿所述第一轴（44)施加到所述输入 设备（30)的所述力的第一信号；所述第二传感器被配置来产生反映沿所述第二轴（46)施 加到所述输入设备（30)的所述力的第二信号（52);并且所述至少一个信号与所述第一和 第二信号（50, 52)的矢量和成比例。
3. 如权利要求1或2所述的系统（10)，其中在所述输入设备（30)中的所述至少一个 传感器包括与第一轴（44)对准的第一传感器、与正交于所述第一轴（44)的第二轴（46)对 准的第二传感器以及与正交于所述第一和第二轴（44, 46)的第三轴（48)对准的第三传感 器；所述第一传感器被配置来产生反映沿所述第一轴（44)施加到所述输入设备（30)的所 述力的第一信号（50);所述第二传感器被配置来产生反映沿所述第二轴（46)施加到所述 输入设备（30)的所述力的第二信号（52);所述第三传感器被配置来产生反映沿所述第三 轴（48)施加到所述输入设备（30)的所述力的第三信号（54);并且所述至少一个信号与所 述第一、第二和第三信号（50, 52, 54)的矢量和成比例。
4. 如权利要求1至3中的任一项所述的系统（10)，其中到所述末端执行器（12)的所 述控制信号（56, 58, 60)与施加到所述输入设备（30)的所述力成比例。
5. -种用于远程定位末端执行器（12)的系统（10)，所述系统（10)包括： a. 输入设备（30); b. 在所述输入设备（30)中的多个传感器，其中所述多个传感器中的每个传感器与一 轴对准并且被配置来产生反映沿所述轴施加到所述输入设备（30)的力的信号；以及 c. 处理器（62)，所述处理器（62)与所述多个传感器通信，以使所述处理器（62)接收 来自所述多个传感器的所述信号，其中所述处理器（62)被配置来执行储存在存储器（64) 中的第三组逻辑，所述第三组逻辑导致所述处理器（62)将来自所述多个传感器的所述信 号与预先确定的限制相比较，并且如果来自所述多个传感器的所述信号超出所述预先确定 的限制，产生到所述末端执行器（12)的控制信号（56, 58, 60)。
6. 如权利要求1至5中的任一项所述的系统（10)，其中所述处理器（62)被配置来执 行储存在所述存储器（64)中的第一组逻辑，所述第一组逻辑导致所述处理器（62)对反映 施加到所述输入设备的所述力的所述至少一个信号进行滤波、对来自所述多个传感器的所 述信号进行滤波。
7. 如权利要求1至6中的任一项所述的系统（10)，其中所述处理器（62)被配置来执 行储存在所述存储器（64)中的所述第一组逻辑，所述第一组逻辑导致所述处理器（62)平 滑反映施加到所述输入设备的所述力的所述至少一个信号或者平滑来自所述多个传感器 的所述信号。
8. 如权利要求1至7中的任一项所述的系统（10)，还包括互锁装置（78)，所述互锁装 置（78)具有防止所述末端执行器（12)响应于施加到所述输入设备（30)的所述力的第一 位置。
9. 如权利要求1至8中的任一项所述的系统（10)，其中所述处理器（62)被配置来执 行储存在所述存储器（64)中的第二组逻辑，以针对不同的末端执行器（11)更改所述第三 组逻辑。
10. 如权利要求1至9中的任一项所述的系统（10)，其中到所述末端执行器（12)的所 述控制信号（56, 58, 60)与施加到所述输入设备（30)的所述力成比例。
11. 如权利要求1至10中的任一项所述的系统（10)，其中在所述输入设备（30)中的 所述多个传感器包括至少一个加速度计（38, 40, 42)。
12. -种用于远程定位末端执行器的方法，所述方法包括： a. 移动输入设备； b. 感测施加到所述输入设备的力； c. 将施加到所述输入设备的所述力与预先确定的限制相比较；以及 d. 如果施加到所述输入设备的所述力超出所述预先确定的限制，产生到所述末端执行 器的控制信号。
13. 如权利要求12所述的方法，其中感测施加到所述输入设备的所述力包括感测沿至 少两个正交的轴施加到所述输入设备的所述力。
14. 如权利要求12或13所述的方法，还包括防止所述末端执行器移动，除非互锁装置 的条件被满足。
15. 如权利要求12至14中的任一项所述的方法，还包括针对不同的末端执行器变换所 述控制信号。
【专利摘要】用于远程定位末端执行器(12)的系统(10)包括输入设备(30)和至少一个传感器(34,36,38,40,42)，所述至少一个传感器(34,36,38,40,42)被配置来产生反映施加到输入设备(30)的力的至少一个信号(50,52,54)。处理器(62)接收至少一个信号(50,52,54)并且被配置来执行储存在存储器(64)中的逻辑，所述逻辑导致处理器(62)将至少一个信号(50,52,54)与预先确定的限制相比较，并且如果至少一个信号(50,52,54)超出预先确定的限制，产生到末端执行器(12)的控制信号(56,58,60)。用于远程定位末端执行器(12)的方法包括移动输入设备(30)，感测施加到输入设备(30)的力，将施加到输入设备(30)的力与预先确定的限制相比较，以及如果施加到输入设备(30)的力超出预先确定的限制(36)，产生到末端执行器(12)的控制信号(56,58,60)。
【IPC分类】B25J9-16
【公开号】CN104736305
【申请号】CN201380055339
【发明人】C·威廉森, D·戴利, A·奥克斯福德, Y·萨瓦利亚, B·怀特
【申请人】林肯环球股份有限公司
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2013年10月23日
【公告号】DE212013000218U1, US20140114464, WO2014064512A2, WO2014064512A3, WO2014064512A8