CN106346482A - 对柔性调节机器人的控制 - Google Patents

Abstract

一种控制柔性调节机器人的方法，包括：对机器人进行边界监控；如果机器人在激活边界监控时已处于禁止区域的位置上，通过控制技术设定第一回位力，其使机器人从该位置回到边界；如果机器人在激活边界监控后才占据禁止区域的该位置，则通过控制技术设定第二回位力，其使机器人从该位置回到边界，其中，第一回位力至少暂时小于第二回位力，特别是等于零；和/或，如果机器人朝向或平行于边界地运动一段路程，与当前位置相对于边界的距离无关地通过控制技术设定第一回位力，其使机器人从该位置回到边界；如果机器人运动离开边界相同的路程，特别是如果机器人在激活边界监控后才处于禁止区域的位置上，通过控制技术设定另一回位力，其大于第一回位力。

Description

对柔性调节机器人的控制

技术领域

本发明涉及用于控制柔性调节机器人的一种方法和一种控制器，本发明还涉及一种用于实施该方法的计算机程序产品和一种具有所述控制器的机器人组。

背景技术

由专利文献US2004/0128026A1可知一种用于控制柔性调节机器人的方法，在此，在第一自由区域中，用于生成外科手术操纵力的机器人导纳较高，而通过控制技术使被机器人束缚在当前位置上的刚性和缓冲性则较低。

在被禁止的第三区域中，通过控制技术使机器人被束缚在位于禁止区域边界上最靠近其当前位置的位置上的刚性和缓冲性非常高，以便机器人能够从禁止区域运行回去。

在第一区域和第三区域之间的第二区域中，导纳将降低，而通过控制技术使机器人被束缚在其当前位置上的刚性和缓冲性则升高。

如果在机器人在禁止区域的内部已经远离边界时激活这种边界监控，会立即使机器人产生猛烈的回位运动，这会导致意外的和/或不期望的行为。

发明内容

本发明的目的在于，对柔性调节机器人的运行进行改进。

本发明的目的通过一种用于控制柔性调节机器人的方法来实现。本发明的目的还通过一种控制器或一种用于实施所述方法的计算机程序产品或一种具有在此所述控制器的机器人组来实现。优选的扩展方案由下述的内容给出。

根据本发明的一个方面，用于控制柔性调节机器人的方法包括如下步骤：对机器人执行边界监控，在此，一旦或者说根据机器人是否在激活边界监控的情况下已经处于禁止区域中的当前位置上，通过控制技术设定或者说指定、特别是施加第一回位力，该第一回位力使得或者试图使机器人从禁止区域中的当前位置运行回到该区域的边界，并且，一旦或者说根据机器人是否在激活边界监控之后才占据或具有禁止区域中的该位置，通过控制技术设定或者说指定、特别是施加第二回位力，该第二回位力使得或试图使机器人从该(同一)位置运行回到边界，在此，第一回位力始终或至少暂时、特别是至少在激活边界监控之后小于第二回位力，特别是始终或至少暂时、特别是至少在激活边界监控之后等于零；和/或始终或至少暂时、特别是至少在激活边界监控之后最高为第二回位力的75％，特别是最高为50％，尤其是最高为25％。

根据本发明的一个方面，控制器被设计用于特别是通过硬件技术和/或软件技术来执行在此所述的方法，和/或该控制器包括：用于对机器人实行边界监控的装置；用于一旦或者说根据机器人是否在激活边界监控的情况下当前已经处于禁止区域中的一位置上，则通过控制技术设定或者说指定、特别是施加第一回位力的装置，该第一回位力使得或试图使机器人从禁止区域中的该当前位置运行回到该区域的边界；以及用于一旦或者说根据机器人是否在激活边界监控之后才占据或具有在禁止区域中的该位置，通过控制技术设定或者说指定、特别是施加第二回位力的装置，该第二回位力使得或试图使机器人从该(同一)位置运行回到边界，在此，第一回位力始终或至少暂时、特别是至少在激活边界监控之后小于第二回位力，特别是始终或至少暂时、特别是至少在激活边界监控之后等于零；和/或始终或至少暂时、特别是至少在激活边界监控之后最高为第二回位力的75％，特别是最高为50％，尤其是最高为25％。

由此可以有利地防止或者至少能够减少：由于在激活边界监控时或者说由于激活边界监控而使得机器人从禁止区域回到其边界所导致的意外和/或不期望的、由控制技术诱发的猛烈的回位运动。

相应地，在一种实施方式中确定或区分：机器人在禁止区域中所处的当前位置是否在激活边界监控时已经存在，或者是在激活边界监控之后才占据，并相应可选地设定或者说指定、特别是通过控制技术施加第一回位力或者第二回位力。相应地，在一种实施方式中，控制器具有用于进行如下确定或区分的装置：机器人在禁止区域中所处的当前位置是否在激活边界监控时已经存在，或者是在激活边界监控之后才占据。

在一种实施方式中，设定一虚拟弹簧的刚性，该虚拟弹簧通过控制技术将机器人束缚在锚固位置(Ankerposition)上，特别是束缚在边界上，在此，如果机器人在激活边界监控时已经处于禁止区域中(在一位置上)，则设定、特别是实现第一刚性；如果机器人在激活边界监控之后才占据或具有禁止区域中的该同一位置或进入到禁止区域中，则设定、特别是实现第二刚性，在此，第一刚性始终或至少在激活边界监控时小于第二刚性，特别是等于零或者最高为第二刚性的75％，特别是最高为50％，尤其是最高为25％。

相应地，在一种实施方式中，控制器具有用于设定虚拟弹簧的刚性的装置，该虚拟弹簧通过控制技术将机器人束缚在锚固位置上，特别是束缚在边界上，在此，在一种实施方式中，该装置具有：用于一旦机器人在激活边界监控时已经处于禁止区域中(在一位置上)，则设定第一刚性的装置；和用于如果机器人在激活边界监控之后才占据或具有禁止区域中的该同一位置或进入禁止区域，则设定第二刚性的装置，在此，第一刚性始终或至少在激活边界监控时小于第二刚性，特别是等于零，或者是最高为第二刚性的75％，特别是最高为50％，尤其是最高为25％。

在一种实施方式中，附加地或替代地，根据相对于激活边界监控的时间间隔，设定、特别是实现虚拟弹簧的刚性，特别是还或仅在机器人在激活边界监控时已经处于禁止区域中时，才设定、特别是实现虚拟弹簧的刚性，该虚拟弹簧通过控制技术将机器人束缚在锚固位置上，特别是束缚在边界上。在一种实施方式中，刚性将在激活边界监控之后随着时间的过去而增大，特别是连续地、尤其是线性的增大，或者不连续地或者说以一个或多个离散的跳跃而增大。在一种实施方式中，刚性随着时间的过去从零开始增大和/或增大至最大值。

相应地，在一种实施方式中，用于设定虚拟弹簧的刚性的装置包括一装置，用于根据相对于激活边界监控的时间间隔来设定刚性，特别是还或者仅在机器人在激活边界监控时已经处于禁止区域中时才设定刚性。

在一种实施方式中，附加地或替代地，根据机器人相对于边界的运动来设定、特别是实现虚拟弹簧的刚性，特别是在离开边界的运动中的刚性特别是始终或至少暂时地、尤其是至少在激活边界监控之后，大于在不离开边界的运动、特别是朝向边界或平行于边界的运动中的刚性，特别是还或者仅在机器人在激活边界监控时已经处于禁止区域中时才设定、特别是实现该刚性。在一种实施方式中，在不远离边界的运动中、特别是在朝向边界或平行于边界的运动中的刚性，特别是始终或至少暂时、尤其是至少在激活边界监控之后，最高为在远离边界的运动中的刚性的75％，特别是最高为50％，尤其是最高为25％。

在一种实施方式中，用于设定虚拟弹簧的刚性的装置相应地包括根据机器人相对于边界的运动来设定刚性的装置，特别是在离开边界的运动中的刚性特别是始终或至少暂时地、特别是至少在激活边界监控之后，大于在不离开边界的运动、特别是朝向边界或平行于边界的运动中的刚性，特别是还或仅在机器人在激活边界监控时已经处于禁止区域中时才设定该刚性。

通过基于控制技术实现的虚拟弹簧的这种与方向、时间和/或机器人在激活边界监控时的当前位置相关的刚性，可以有利地设定或者说指定、特别是施加第一回位力或第二回位力。

根据本发明的一个方面，该方面可以被独立地转换或者以与前述的方面相结合的形式进行转换，用于控制柔性调节机器人的方法包括以下步骤：对机器人执行边界监控，在此，通过控制技术设定或者说指定、特别是施加一个回位力或者说第一回位力，一旦机器人朝向禁止区域的边界或平行于该边界运动一段路程，该回位力将使得或试图使机器人从该区域的当前位置运行回到该区域的边界，而与该位置相对于边界的距离无关、特别是等于零；并且，一旦机器人沿离开该边界的方向运动了相同的路程，特别是还或者只是当机器人在激活边界监控时已经、特别是始终或至少暂时地、尤其是在激活边界监控之后处于禁止区域(的该位置)中，则通过控制技术设定或指定、特别是施加另一个回位力，特别是第一回位力，该另一回位力大于第一回位力，特别是第一回位力的至少125％，特别是至少150％，特别是至少200％。

相应地，在一种实施方式中，控制器包括：用于对机器人执行边界监控的装置；用于通过控制技术设定或者说指定、特别是施加一个回位力或者说第一回位力的装置，一旦机器人朝向禁止区域的边界或平行于该边界运动一段路程，则该回位力将使得或试图使机器人从该区域的当前位置运行回到该区域的边界，而与该位置相对于边界的距离无关、特别是等于零；以及用于在机器人沿离开该边界的方向运动了相同的路程，特别是还或者只是当机器人在激活边界监控时已经、特别是始终或至少暂时地、尤其是在激活边界监控之后处于禁止区域(的该位置)中时，通过控制技术设定或者说指定、特别是施加另一回位力，特别是第一回位力的装置，该另一回位力大于第一回位力，特别是第一回位力的至少125％，特别是至少150％，特别是至少200％。

换句话说，根据该方面，在柔性调节机器人的特别是手动引导的朝向边界或平行于边界的运动中需要克服的阻力将小于(远)离开边界进入禁止区域的运动中需要克服的阻力，特别是没有阻力要克服。由此，特别是可以有利地在激活边界监控时沿朝向边界的方向施加相对较小的、特别是微不足道的回位力，并由此防止或至少降低了在激活边界监控时或者说由于激活边界监控而使得机器人发生意外的和/或不期望的、由控制技术引起的、剧烈的、从禁止区域回到其边界的回位运动，并同时能够有效地防止或至少弱化了所不期望的、朝向禁止区域的进一步运动。

在一种实施方式中，通过对机器人的外部力加载、特别是手动引导，虚拟弹簧的锚固位置(机器人通过控制技术被束缚在该位置上)至少能够基本上不离开边界地移动。附加地或替代地，在一种实施方式中，将机器人的当前位置或位于当前位置和边界之间的特别是最短连接中的一个位置(该位置朝向边界地以特别是固定设定或可变设定的距离与当前位置间隔开)设定为虚拟弹簧的锚固位置，机器人通过控制技术被束缚在该锚固位置上。

相应地，在一种实施方式中，控制器包括一装置，用于将机器人的当前位置或者位于当前位置和边界之间的特别是最短连接中的一个位置(该位置朝向边界地以特别是固定设定或可变设定的距离与当前位置间隔开)设定为虚拟弹簧的锚固位置，机器人通过控制技术被束缚在该锚固位置上。

换句话说，在这种实施方式中，如果当前位置不运动离开边界，特别是如果当前位置朝向边界或平行于边界地运动，则将锚固位置设定在当前位置上或者设定在朝向边界的并相对于该当前位置间隔开一距离的位置上，或者使锚固位置跟随当前位置行进，并且，一旦机器人运动离开边界，则保持目前的锚固位置。

在一种实施方式中，所述距离要小于当前位置相对于边界的(最短)间隔。

在一种实施方式中，通过控制技术如下地设定或指定、特别是施加一缓冲力，该缓冲力反作用于机器人的运动并取决于机器人的当前速度：即，该缓冲力在所设定的最小速度之上的第二速度范围中随着机器人的当前速度所实现的增大要强于在最小速度之下的第一速度范围。

根据本发明的装置可以通过硬件技术和/或软件技术构成，特别是具有优选与存储系统和/或总线系统数据连接或者说信号连接的特别是数字处理单元，尤其是微处理单元(CPU)，和/或一个或多个程序或程序模块。CPU可以被设计用于：对被设计为保存在存储系统中的程序的指令进行处理，检测来自数据总线的输入信号，和/或将输出信号输出到数据总线。存储系统可以具有一个或多个特别是不同的存储介质，尤其是光学介质、磁性介质、固体介质和/或其他的非易失性介质。程序可以被实现为，其能够体现或执行在此所述的方法，从而使CPU能够执行这种方法的步骤，并由此特别是能够控制机器人。

在一种实施方式中，柔性调节机器人是被阻抗或导纳调节的，特别是被重力补偿和/或摩擦补偿地调节，正如例如在开始部分所提到的专利文献US2004/0128026A1中所描述的那样，该专利文献的内容已经全部补入到本发明中。特别是应当将柔性调节机器人理解为如下的机器人：这种机器人或其控制器能够检测施加特别是通过手动引导或者说手动施加在机器人上的外部力，并根据该力，特别是根据该力的大小和/或方向来命令或执行(机器人的)运动，或者为此通过硬件技术和/或软件技术来设置。

这种外部力特别是可以基于机器人的关节和/或驱动器中的力或者借助于机器人的手柄上的力传感器来检测。

禁止区域或其边界特别是可以在机器人的关节坐标空间中被定义或设定，特别是以基于控制技术的轴阻挡件或轴限制件的形式来实现。同样地，禁止区域或其边界特别是可以在机器人的笛卡尔空间或工作空间中被设定，特别是以对机器人的TCP或另一固定于机器人的参考点的限制或阻挡的形式来实现。相应地，机器人的(当前)位置或速度特别是可以在机器人的工作空间或关节坐标空间中被定义，并由此特别是表明TCP或者另一固定于机器人的参考点或者机器人的一个或多个轴的位置或速度，或者说是TCP或者另一固定于机器人的参考点或者机器人的一个或多个轴的位置或速度。

为了能够更紧凑地进行说明，在此将反平行的力对或转矩也概括地称为力。

在此，边界监控特别是指监控机器人的当前位置是否处于禁止区域中。

在一种实施方式中，根据本发明方法的一个或多个、特别是所有的步骤特别是通过控制器被部分或全部自动化地执行。

附图说明

本发明的其他优点和特征由实施例给出。在此部分示意性地示出了：

图1：根据本发明一种实施方式的用于控制柔性调节机器人的方法；

图2：根据本发明一种实施方式的在禁止区域中施加回位力；

图3：根据本发明另一种实施方式的在禁止区域中施加回位力；和

图4：根据本发明一种实施方式的具有机器人和控制器的机器人组。

其中，附图标记列表如下：

1 机器人

2 控制器

x₍₀₎ (当前)位置

x_S 锚固位置

c_1；2 (虚拟的)弹簧刚性

d 缓冲(因数)

s 边界

S 禁止区域x>s

T_(1,2,3) (回位)力

F 缓冲力

t 时间

δ 距离

具体实施方式

图4示出了根据本发明的一种实施方式的机器人组，该机器人组具有控制器2和通过该控制器被柔性调节的多轴机器人1。控制器2执行下面参照图1至图3所说明的用于控制机器人1的方法，或者说为此被通过硬件技术和软件技术来设计。

在第一步骤S10中，控制器2将确认对机器人的边界监控是否被激活。如果没有(S10：“N”)，则重复步骤S10。

如果控制器2确认对机器人的边界监控已经被激活(S10：“Y”)，则在步骤S20中对计时器t进行初始化，并在步骤S30中检查，机器人1的当前位置x₀在边界监控被激活时是否已经处于禁止区域S中。

位置x可以是一维或多维的位置，并且例如描述了机器人1的一个或多个轴的姿态或者机器人的TCP在工作空间中的地点和/或位置，或者说是机器人1的一个或多个轴的姿态或者该机器人的TCP在工作空间中的地点和/或位置。在图2和图3中，为了清楚起见，该位置被一维地示出，在此，s代表边界，x＞s代表禁止区域S。

如果控制器2在步骤S30中确认：机器人1的当前位置x₀在激活边界监控时已经处于禁止区域S中(S30：“Y”)，则该控制器将继续执行步骤S40，否则该控制器将跳过该步骤并继续执行步骤S50。

在步骤S40中，控制器2通过控制技术设定第一回位力T₁，该第一回位力使机器人1从其在禁止区域S中的当前位置x₀运行回到该区域的边界s。

此外，计时器t在步骤S40中将递增，随后控制器或者说该方法将返回到步骤S30。由此，控制器2通过控制技术设定了第一回位力T₁，直至当前位置x₀不再处于禁止区域S中(S30：“N”)，并随后继续执行步骤S50。

在步骤S50中，计时器t递增，并在随后的步骤S60中检查机器人1的当前位置x₀(现在)是否处于禁止区域S中。由此在步骤S60中将确认(在本实施例中通过增加S50表示)：机器人1是否是在激活边界监控之后才占据禁止区域S中的当前位置x₀。

如果控制器2在步骤S60中确认：机器人1是在激活边界监控之后(参看S50)才占据禁止区域S中的当前位置x₀(S60：“Y”)，则该控制器继续执行步骤S70，否则的话，也就是说，如果当前位置x₀不处于禁止区域S中(S60：“N”)，则该控制器将继续执行步骤S80。

在步骤S70中，控制器2通过控制技术设定第二回位力T₂，该第二回位力同样使机器人从禁止区域S中的当前位置x₀运行回到该区域的边界s。

相反，在步骤S80中，例如通过根据手动施加的、用于手动引导机器人的外部力和相对于边界s的(正)间隔来指定(多维的)驱动力T₃，使得机器人1如同在专利文献US2004/0128026A1中所描述地那样被柔性地调节。

在步骤S70和步骤S80之后分别在步骤S90中检查边界监控是否被继续激活，如果是(S90：“Y”)，则继续执行步骤S50，如果不是，也就是说，在边界监控被解除的情况下(S90：“N”)，继续执行步骤S10。

图2示出了柔性调节机器人1在禁止区域x＞s中的阻抗调节或导纳调节。在此，机器人1或其当前位置x₀利用虚拟弹簧通过控制技术被束缚在边界s上的锚固位置x_s上，并利用虚拟缓冲器通过控制技术被惯性地束缚，或者说被束缚在周围环境中。

如果机器人在激活边界监控时已经处于禁止区域x＞s中的当前位置x₀(S30：“Y”)，则设定弹簧的第一刚性c₁。

相反，如果机器人在激活边界监控之后(参看S50：t+Δt)才占据禁止区域x＞s中的同一位置x₀(S60：“Y”)，则设定弹簧的第二刚性c₂。

在该实施例中，第一刚性c₁首先等于零，并随后根据相对于对边界监控的激活t＝0(参看S20)的时间间隔t而增大，直至达到第二刚性c₂的值。

通过这种方式，第一刚性c₁在激活边界监控时和在激活边界监控之后首先小于第二刚性c₂。在一种变形中，第一刚性c₁也可以持续地小于第二刚性c₂。

相应地，在禁止区域的同一当前位置x₀处，利用虚拟弹簧通过控制技术施加的第一回位力T₁＝c₁·(x₀-s)至少暂时性地小于第二回位力T₂＝c₂·(x₀-s)，特别是至少首先等于零。

由此可以有利地防止由于激活边界监控而导致机器人1在禁止区域中的当前位置处发生意外的剧烈回位运动。

虚拟弹簧通过控制技术将机器人束缚在边界s上的锚固位置处x_s，该虚拟弹簧的刚性c₁在运动离开边界s时要大于在朝向边界或平行于边界运动时：即，c₁(d(x₀-s)/dt>0)>c₁(d(x₀-s)/dt<0)。换句话说，手动引导机器人进一步运动至禁止区域中(d(x₀-s)/dt>0)将要克服更强的阻力。特别是在朝向边界或平行于边界运动时的刚性c₁至少在开始时等于零，因此不会(开始)就发生自动的回位，而在运动离开边界时的刚性c₁可以在开始时就已经大于零，因此机器人从一开始就已经通过控制技术来克服阻力。

图3示出了根据本发明另一种实施方式的柔性调节机器人1在禁止区域x＞s中的阻抗调节或导纳调节。在此，机器人1或其当前位置x₀利用虚拟弹簧通过控制技术被束缚在锚固位置x_s上，该锚固位置可与当前位置x₀一起朝向边界s移动。附加地，机器人可以如同参照图2所说明的那样利用虚拟缓冲器通过控制技术被惯性地束缚，或者说被束缚在周围环境中，为清楚起见，这在图3中未示出。

将当前位置x₀与边界s之间的最短连接内的任一位置设定为锚固位置x_s，该锚固位置朝向边界s地以设定的距离δ相对于当前位置x₀间隔开。由此可以持续地朝向边界s施加基本上恒定的回位力。同样地，也可以设定机器人的当前位置本身，从而不施加朝向边界的回位力，特别是至少在激活边界监控之后刚开始时。

正如在图3中通过单向锁定爪象征性表示的那样，通过对机器人1的外部力加载、特别是手动引导，可以使锚固位置x_s不移动离开边界s(在图3中向右)。机器人的相应运动反作用于虚拟弹簧，该虚拟弹簧在固定保持的锚固位置x_s和从该锚固位置离开的当前位置x₀之间被张紧：T＝c·(x₀-x_s)。

但是，锚固位置x_s可以通过机器人1或其当前位置x₀朝向边界(在图3中向左)的运动而移动，某种程度上可以说是与当前位置x₀一起移动。

换句话说，如果当前位置朝向边界s移动，则锚固位置x_s与或者说对应于当前位置x₀地一起被更新，并且如果当前位置运动离开边界s，则不更新。

由此，如果机器人朝向边界或平行于边界运动了一段路程，则根据位置x₀相对于可与其通行的锚固位置x_s的距离并由此与位置x₀相对于边界s本身的距离无关地，设定通过控制技术实现的由虚拟弹簧施加的回位力T，该回位力使机器人从其在禁止区域S中的当前位置x₀运行回到该区域的边界s，特别是如果将当前位置设定为锚固位置，则该回位力等于零。

另一方面，如果机器人运动离开边界相同的路程，则通过固定锚固位置x_s，可以控制技术地利用虚拟弹簧施加另一更大的回位力T。

这种实施方式特别是可以替代如图2所述的实施方式与如图1所示的实施方式相结合，即：如果机器人在激活边界监控时已经处于禁止区域中(S30：“Y”)，则回位力可以始终是第一(根据需要可以是另一第一)回位力T₁(参看S40)，其通过控制技术被指定或施加。相反，如果机器人在激活边界监控之后才出现在禁止区域S中，则特别是如在开始部分所提到的专利文献US2004/0128026A1中所描述的那样设定第二回位力T₂。同样，如图3所示的对回位力的设定或施加也可以始终独立地在边界监控中进行，也就是说，即使是机器人在激活边界监控之后才出现在禁止区域中(参看S70)也可以进行。

由此，同样可以有利地防止由于在禁止区域中的当前位置处激活边界监控而使机器人发生意外的、猛烈的回位运动。

如前所述，在一种实施方式中，可以通过控制技术附加地施加一缓冲力F，该缓冲力反作用于机器人的运动并取决于机器人的当前速度，例如这在图2中通过被惯性束缚的缓冲器符号示出，在如图3所示的实施方式中同样也可以是这种情况。

在一种简单的实施例中，该缓冲力可以与机器人的当前速度dx₀/dt是成比例的：F＝d·dx₀/dt。

在一种实施方式中，比例因数或者说缓冲因数d低于最小速度时等于零，而在超过最小速度时大于零，例如是恒定的或者可以随着相对于边界s的距离而变化。因此，相比于低于最小速度的第一速度范围，在该第一速度范围中，缓冲力F由于比例因数或者说缓冲因数d＝0而不会随着当前速度一起增大，缓冲力F在所设定的高于最小速度的第二速度范围中将由于比例因数或者说缓冲因数d＞0而随着机器人的当前速度dx₀/dt一起更剧烈地增大。

由此，可以在低于最小速度时通过控制技术更轻盈地、特别是基本上无衰减地手动引导机器人，而在高于最小速度时能够使机器人被大比例地强烈缓冲。通过这种方式，不仅可以降低对禁止区域的进入，而且附加地还可以防止或至少降低在激活边界监控时所发生的猛烈的回位运动。

尽管在前面的说明中对示例性的实施方式进行了说明，但是应当指出的是，还可能存在多种的变形。此外还应指出的是：这些示例性的实施方式仅仅是举例，其对保护范围、应用领域和结构不构成任何限制。相反，前面的说明将给予本领域技术人员对至少一个示例性实施方式进行转换的启示，在此，在不背离例如由权利要求书和与其等效的特征组合所给出的保护范围的情况下，特别是关于所述组件的功能和设置可以实现各种各样的变化。

Claims (11)

1.一种用于控制柔性调节机器人(1)的方法，具有以下步骤：

对所述机器人执行边界监控；

其中，如果所述机器人在激活所述边界监控时已经处于位于禁止区域(S：x>s)中的当前位置(x₀)上，则通过控制技术设定第一回位力(T₁)，所述第一回位力使所述机器人从所述禁止区域中的当前位置运行回到所述禁止区域的边界(s)(S40)，并且

如果所述机器人在激活所述边界监控之后才占据所述禁止区域中的位置(x₀)，则通过控制技术设定第二回位力(T₂)，所述第二回位力使所述机器人从该位置运行回到所述边界(s)(S70)，

其中，所述第一回位力至少暂时小于所述第二回位力，特别是等于零。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，设定通过控制技术将所述机器人束缚在锚固位置(x_s)上、特别是束缚在所述边界上的虚拟弹簧的刚性(S40，S70)，其中，如果所述机器人在激活所述边界监控时已经处于所述禁止区域中的一位置(x₀)上，则设定第一刚性(c₁)(S40)，并且，如果所述机器人在激活所述边界监控之后才占据所述禁止区域中的同一位置(x₀)，则设定第二刚性(c₂)(S70)，其中，所述第一刚性至少在激活所述边界监控时小于所述第二刚性。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，特别是如果所述机器人在激活所述边界监控时已经处于所述禁止区域中，则根据相对于激活所述边界监控的时间间隔(t)，设定通过控制技术将所述机器人束缚在锚固位置(x_s)上、特别是束缚在所述边界上的虚拟弹簧的刚性(c₁)(S40)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，特别是如果所述机器人在激活所述边界监控时已经处于所述禁止区域中，则根据所述机器人相对于所述边界的运动(d(x₀-s)/dt)，设定通过控制技术将所述机器人束缚在锚固位置(x_s)上、特别是束缚在所述边界上的虚拟弹簧的刚性(c₁)，特别是该刚性在离开所述边界的运动(d(x₀-s)/dt>0)时大于在非离开所述边界的运动(d(x₀-s)/dt<0)时。

5.一种特别是根据前述权利要求中任一项所述的用于控制柔性调节机器人的方法，具有以下步骤：

对所述机器人执行边界监控；

其中，如果所述机器人朝向禁止区域(S：x>s)的边界或平行于所述边界地运动(d(x₀-s)/dt<0)一段路程，则与所述机器人在所述禁止区域中的当前位置(x₀)相对于所述边界的距离无关地通过控制技术设定第一回位力(T)(S40)，特别是等于零，所述第一回位力使所述机器人从位于所述禁止区域中的当前位置运行回到该区域的边界(s)，并且，如果所述机器人运动离开所述边界相同的路程(d(x₀-s)/dt>0)，特别是如果所述机器人在激活所述边界监控之后才处于所述禁止区域中的该位置上，则通过控制技术设定另一回位力(T)(S40)，所述另一回位力大于所述第一回位力。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，通过控制技术将所述机器人束缚在其上的虚拟弹簧的锚固位置(x_s)不能通过所述机器人的外部的力加载、特别是手动引导而移动离开所述边界。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，将所述机器人的当前位置(x₀)或位于所述当前位置(x₀))和所述边界(s)之间的特别是最短的连接之内的一位置设定为通过控制技术将所述机器人束缚在其上的虚拟弹簧的锚固位置(x_s)，该位置朝向所述边界(s)地相对于所述当前位置(x₀)间隔开一距离(δ)。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过控制技术施加的缓冲力(F)反作用于所述机器人的运动并取决于所述机器人的当前速度(dx₀/dt)，该缓冲力在高于所设定的最小速度的第二速度范围中伴随所述机器人的当前速度的增大要比在低于所述最小速度的第一速度范围中伴随所述机器人的当前速度的增大更强烈。

9.一种用于控制柔性调节机器人(1)的控制器(2)，其被设计用于执行根据前述权利要求中任一项所述的方法。

10.一种机器人组，具有多轴机器人(1)和控制器(2)，所述控制器用于控制根据前述权利要求中任一项所述的柔性调节机器人。

11.一种计算机程序产品，具有程序代码，所述程序代码被存储在计算机可读的介质上，用于执行根据前述权利要求中任一项所述的方法。