CN107443363B - 具有可移动结构的自动化装置，特别是机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种具有可移动结构的自动化装置，特别是机器人。一种自动化装置，特别是机器人，包括：可移动结构；致动器机构，用于引起可移动结构的位移；控制系统，其包括控制单元并且能够控制致动器机构；以及－传感器化覆盖物，其覆盖可移动结构的至少部分并且集成了包括接触传感器机构和接近传感器机构的至少一个的传感器机构。传感器化覆盖物包括多个覆盖物模块，每个具有预定形状的各自载荷承载结构（40），至少一层弹性屈服材料与载荷承载结构相关联。多个覆盖物模块包括一个或多个传感器化覆盖物模块（23，24），其包括各自的传感器机构。覆盖物模块（23，24）的至少一些的载荷承载结构（40）具有与其相关联的电气连接器机构（46，47），用于能够实现可分离的电连接彼此相邻的至少两个不同的覆盖物模块（23，24）。

Description

具有可移动结构的自动化装置，特别是机器人

技术领域

本发明涉及在工业制造部门中使用的自动化装置，并且已经特别地参照在人类操作者与这样的自动化装置之间合作的问题而开发本发明。本发明在机器人技术的领域中找到优选的应用，但是也能够实施以便有利于在工业制造部门中所使用的其他装置。

背景技术

为了在制造工序中高效地利用自动化的贡献并且因此提高后者的效率，必需的是使得在人类操作者与自动化装置特别是机器人之间的互动自然和安全。以该方式，能够将要求过分复杂的自动化的那些工序委托人类操作者，而将包括例如主要工作量、快速执行、高精确度和高质量的操作委托给自动化装置。

为了使得这些制造模态成为可能，需要提供使得人类与自动化装置的互动自然和安全的解决方案。当前为该目的所采用的方法基本上与被动安全（passive safety）和主动安全(active safety)的问题相关联。

具体地参考工业机器人，与在人类操作者与机器人的操纵器(manipulator)之间互动的被动安全的增加相关联的一套方法基本上目的在于修改后者的结构和操作，以便于减小事故的可能性以及其严重程度。根据该方法，已经例如提出了由轻质结构所区分的机器人操纵器，采用软质材料涂覆并且不具有尖锐的边缘或拐角以便于最小化由对人类操作者的可能碰撞所引起的伤害。

与增加主动安全相关联的一套方法替代地关注基于专用传感器系统的控制策略，目的在于确保对围绕机器人操纵器的环境的持续监控，以便于在潜在的危险情况的情形中以动态方式修改其行为，潜在的危险情况诸如是在给定功能的执行期间人类操作者接近操纵器或者在操作者与操纵器之间的接触。当前用于该目的的传感器的类型基本上是以下传感器：

－目的在于光学重构操纵器周围环境的几何结构的传感器，诸如摄影机和激光扫描仪；

－目的在于识别在操纵器与人类操作者之间接触或碰撞的电传感器，诸如力传感器或接触传感器；

－目的在于识别操纵器与人类操作者之间过分接近的电传感器，诸如接近传感器。

已经提出了机器人，其中，在对应操纵器的传感器化覆盖物或涂层中集成被动安全和主动安全两个策略。这些覆盖物通常由一类“皮肤”构成，普遍由弹性屈服材料制成，包括操纵器的对应部件并且集成了接触传感器和/或接近传感器。

在操纵器的可移动结构上安装这些已知的覆盖物通常是复杂的并且远离实际的。此外，在偶然故障的情形中覆盖物或其一部分的移除或更换的对应操作证明是耗时费力的。

在工业制造的场境中所使用的、具有除了机器人之外的可移动部件的自动化装置中也遇到了类似问题。

发明内容

本发明基本上目的在于提供一种自动化装置，特别是机器人，其对于前述缺点是免疫的，虽然确保了在装置与人类操作者之间高度合作，但同时也确保了必需的安全要求。

将从下文中明确地显现的该目的和其他目的仍然根据本发明由具有所附权利要求中所规定特性的自动化装置以及由用于自动化装置的传感器化覆盖物而实现。

权利要求形成了在本文中关于本发明所提供的技术教导的整体部分。

附图说明

本发明的其他目的、特性和优点将从后继说明书以及从纯粹借由示例性和非限定性示例所提供的附图而明确地显现，其中：

－图1是根据本发明可能实施例的自动化装置的部分和示意性透视图；

－图2是根据本发明可能实施例的图1的装置的一部分的示意性透视图；

－图3是图2的装置的一部分的局部分解图；

－图4和图5是能够用在根据可能实施例的自动化装置中、分别处于分离状态和处于联接状态的传感器化覆盖物的两个模块的示意性透视图；

－图6是根据本发明可能实施例的传感器化覆盖物的覆盖物模块的可能分层配置的示意性剖视图；

－图7－图11是根据本发明可能实施例的在传感器化覆盖物的覆盖物模块之间电连接的一些可能配置的局部和示意性示图；

－图12是根据可能实施例的另一自动化装置的示意性透视图；

－图13是省略了覆盖物模块的图12的装置的局部分解示意图；

－图14是根据本发明可能实施例的另一自动化装置的示意性透视图；

－图15是省略了覆盖物模块的图14的装置的示意性透视图；以及

－图16是根据本发明可能实施例的另一自动化装置的示意性透视图。

具体实施方式

在本公开的框架中参照“实施例”或“一个实施例”意在指示关于该实施例所描述的特定配置、结构或特性包括在至少一个实施例中。因此，可以存在于该说明书中各个部分中的、参照“实施例”、“至少一个实施例”、“一个或多个实施例”等所描述的特性无需全指一个且相同的实施例。此外，可以在一个或多个实施例中以任何适当的方式组合特定的配置、结构或特性。以下所使用的参考仅为了方便而提供，并且没有限定实施例的保护范围或范围。

此外进一步指出，在本说明书的结果中，与示例化了本发明可能实施例相关的自动化装置将被描述限于对理解本发明有用的要素。

图1是根据本发明可能实施例的用于工业制造的自动化装置的示意图。在所示的示例中，装置是机器人，其包括具有许多自由度的操纵器1，具有包括连接在一起的多个部件的可移动结构2，以及能够控制用于使得结构2的这些部件位移的致动器机构。

在所示的示例中，机器人是具有六个自由度的人形机器人，具有固定的底座3以及围绕具有竖直取向的第一轴线A1而可旋转地安装在底座3上的柱体4。围绕具有水平取向的第二轴线A2而振荡安装在柱体4上的是标记为5的臂部。肘部由6标记，安装在臂部5上以用于围绕第三轴线A3，A3也具有水平取向，肘部6支撑前臂7，其设计用于围绕其轴线A4旋转，轴线A4因此构成了操纵器1的移动的第四轴线。前臂7在其端部处装备具有腕部8，安装用于根据两个轴线A5和A6移动。腕部8具有用于安装末端执行器（effector）（未展示）的凸缘9。末端执行器可以是例如图12中所示类型的用于拾取普通部件的装置，或者例如图14中所示类型的抛光或研磨装置。前述末端执行器可以在任何情形中是任何类型并且可以具有本领域已知的任何功能；例如，其可以是焊炬或焊接叉，涂料喷雾枪或用于施加密封剂的喷枪，钻床主轴等。

可移动部件4-8借由已知类型的关节连接在一起，已经与各自的电动机相关联，其中一些标注为M，具有对应的齿轮传动电动机-减速器传动机构。在一个或多个实施例中，与凸缘9相关联的末端执行器也具有各自的致动器机构，根据自身已知的技术。优选地，例如编码器或解析器类型的对应换能器（未示出）与前述关节相关联，或者与对应的电动机M相关联，用于位置控制。

操纵器1的移动、即关节的电动机的操作由机器人的控制单元15管理，控制单元优选地相对于操纵器1位于远程位置并且经由布线导体16连接至后者的电气/电子部件。设有各自的微处理器控制系统的用于单元15的硬件和软件的实施方式的实际模式并未落入本说明书的目的内，除了下文中所提及的属于本发明的可能实施例的一些具体功能之外。

在一个或多个实施例中，配置控制单元15用于在多个不同操作模式中控制操纵器1，在其之中至少存在自动操作模式并且优选地也存在手动操作模式。为此目的，单元15包括选择机构17，其能够由用户操作以从可能的模式中选择所期望的操作模式。在至少一个实施例中，机器人能够至少在编程模式、自动模式、以及优选地远程模式中操作。在图1中，参考数字17随后标志用于从可能模式中手动选择所期望的操作模式的装置。在编程模式中，操作者在操纵器附近做事，用于控制其操作，存储程序步骤，并且对操作活动编程，例如借由便携式编程装置（示教器）或与操纵器1的可移动结构相关联的手动引导装置，特别地在其末端执行器处或附近。替代地，在自动模式中，机器人执行预存储的其自身的操作程序，可能与一些其他机器人或自动设备组合，并且与人类操作者合作以为了执行具体任务的目的。此外，在远程模式中，机器人在工作单元内执行其自己的操作程序，可能与人类操作者合作，但是在该情形中程序的执行的启动来自于单元监管者，诸如PLC，其例如控制了机器人以及存在于单元自身中的其他自动化设备。

图1是在其“裸露”版本中操纵器1的示意图以便于阐明其可移动结构4－8的可能构造。然而，在本发明的实际实施例中，该可移动结构至少部分地由传感器化覆盖物（图2和图3中可见）覆盖，其整体地标注为20。在一个或多个实施例中，诸如所展示的一个实施例，覆盖物20至少部分地也覆盖了操纵器1的固定结构，在此由其基座3所代表。

覆盖物20集成了传感器机构，其可以包括适用于检测在操纵器1与外来物体之间接触或碰撞的接触传感器机构，和/或适用于检测在离操纵器例如包括在0和15/20cm之间的基本上预设距离内的外来物体存在的接近传感器机构。在各种优选实施例中，覆盖物集成了接触传感器机构和接近传感器机构。假设，在其优选应用中，机器人是协作类型的机器人，前述外来物体通常由人类操纵者所代表，其与操纵器1严格接触（strict contact）地操作。

传感器化覆盖物20包括多个覆盖物模块，其中一些仅在图2中由参考数字21至39标志，其能够组装在一起以整体地形成一种本体，涂覆了操纵器1的可移动结构的至少一部分，优选地但是不是必需的，实际上涂覆操纵器1的整个可移动结构4－8。

如下文中将更清楚显现，覆盖物20的模块21－39的至少一些具有各自的载荷承载或支撑结构，具有预定的形状，弹性屈服材料的至少一个层与其相关联，即设计用于吸收碰撞的一个层。在优选的实施例中，每个模块的载荷承载或支撑结构由刚性或半刚性材料制成，从而使得能够为结构提供所期望的预定形状，其根据将要被覆盖的操纵器1（或其他自动化装置）的部分而改变。

多个模块21－39包括一个或多个传感器化覆盖物模块，其每一个包括如上所述类型的各自传感器机构。在本说明书的后续中，将参照由23和24所标志模块而例证前述传感器化模块的可能实施例，视作理所当然的是，关于这些模块所述的概念也能够应用于其他传感器化模块，例如由25－26、28－29、31－32、36－37、38－39（明显地除了所述模块的不同整体形状之外，其由对应的载荷承载结构确定）所标志的那些。

在优选的实施例中，传感器化模块包括接触传感器机构和接近传感器机构二者。在另一方面，并未从本发明范围排除的是，覆盖物20的模块仅设有接触传感器或者仅设有接近传感器的情形。覆盖物20也可以包括不具有所提及类型的传感器的模块，例如在操纵器1的区域中，对于该区域减小了来自与人类操作者可能的碰撞的风险或结果：例如，操纵器1的基座3的覆盖物模块21－22可以不具有传感器，或者仅装备具有接近传感器，由于基座3在任何情形中是操纵器的固定部件的事实。类似的考虑可以应用于与操纵器1的可移动部件相关联的模块，例如模块33。

在各种实施例中，覆盖物的模块的至少一些将要以可分离的方式固定至可移动结构4－8的对应的下方部件，诸如图2的模块23、25和36、37。为此目的，操纵器1的前述下方部件已经有意地为各自覆盖物模块提供了定位和/或附件元件。这些元件可以由操纵器的部件的本体直接地限定，或者配置作为应用在这些部件上的元件。

例如参照图1，用于图2的模块23和25的锚定的两个支架例如由18a标志，用于模块23的定位和/或安置元件由18b标志，而用于图2的模块34的锚定的支架由18c标志。

在各种实施例中，借由额外的机械－连接元件而获得将模块固定至前述定位和/或附件元件。例如，在其中模块24与模块23和26分离的图3中部分地可见的是用于将模块23机械连接至操纵器1的柱体4的附接元件18a。另一方面，在可能的实施例中，可以设计将要被固定至操纵器1的部件的模块自身载荷承载结构（其例如由可铸造或可热成型的塑料材料制成）的形状以便于直接地限定用于机械连接和/或联接至操纵器1的结构2所必需的元件的至少一部分。

在一个或多个优选实施例中，一个或多个第一覆盖物模块―例如模块23和25―以可分离方式固定至可移动结构的各自部件（柱体4，参照所例示的模块23和25），特别是经由快速联接机构，例如具有快速动作或槽缝配合联接元件的构件。

在一个或多个实施例中，一个或多个第二覆盖物模块―例如模块24和26―以可分离方式固定至一个或多个前述第一模块，和/或以可分离方式固定在一起，特别地借由快速联接机构，例如具有快速动作或者槽缝配合联接元件的构件。例如，模块24和26能够以可分离方式分别联接至模块23和25，其进而以可分离方式联接至操纵器的结构。此外，如下文中更清楚显现的，模块24和26自身以可分离方式联接在一起。

如已经所述的，用于可分离地将覆盖物模块联接在一起和/或联接至操纵器的可移动结构的机构是快速联接机构，诸如具有快速动作或槽缝配合联接元件的可拆卸夹具。另一方面，在替代实施例中，可以使用螺纹构件诸如螺钉等等获得将一个或多个模块可分离地固定至结构2和/或固定在一起。

在一个或多个优选实施例中，提供覆盖物20的模块，具有至少一个电子控制板，优选地与对应的载荷承载结构相关联。该控制板与操纵器1的控制单元15信号通信地连接，并且至少一个对应的传感器化覆盖物模块的传感器机构与其电连接。

该控制板优选地预先布置用于至少管理传感器机构的操作以及用于向控制单元15提供代表了在操纵器1与人类操作者（或其他外来物体）之间接触的信号，和/或代表在离操纵器自身基本上预定距离内的人类操作者（或其他外来物体）的存在的信号。如已经所述的，在优选实施例中，传感器化模块的至少一个包括接触传感器机构和接近传感器机构，从而使得对应的控制板能够向控制单元15提供代表了前述条件二者的信号，即代表接触的信号，以及代表接近的信号。

每个传感器化的覆盖物模块可以设有其自己的控制板，或者传感器化的覆盖物模块可以设有许多控制板，例如用于管理所讨论模块的传感器机构的第一板，以及用于管理不同的传感器化覆盖物模块的传感器机构的第二板，其因此可以不具有自己的控制板。也可以设想设有单个板的传感器化模块，其能够管理前述模块的传感器机构以及另一模块的传感器机构，因此其可以不具有自己的控制板。此外，采用相同的逻辑，能够由覆盖物的非传感器化模块承载至少一个控制板，至少一个传感器化模块的传感器机构连接至其，因此其可以甚至不具有对应的控制板。因此应该知晓的是，即便它们设有它们自己的接触传感器机构和/或接近传感器机构，覆盖物的一个或多个模块不必装备对应的控制板。在该透视图中，不具有板的一个或多个传感器化模块的传感器机构可以甚至直接地与控制单元15对接，其中将直接地实施对应板的功能。

图4和图5借由示例的方式展示了两个传感器化的覆盖物模块，对应于图2－图3的模块23和24。这些附图中可见的是前述模块的内侧面，即基本上面对操纵器1的下方可移动结构（在此基本上是柱体4，参见图1）的侧面。

在这些附图中可见的是所讨论模块的载荷承载或支撑结构，整体地标志为40。如在下文中更清楚显现，在优选实施例中，覆盖物20的模块具有作为整体的分层结构，其包括：

至少一层刚性或半刚性材料，对于给予模块所期望的预定形状是必需的；

至少一层屈服材料，设计用于吸收可能的碰撞；以及优选地

至少一个外侧涂覆层。

在一个或多个实施例中，传感器化模块包括一个或多个主动层，对应于所提供的传感器机构，以及一个或多个被动层，对应于模块的弹性屈服部分以及其外部涂层。自身构成了覆盖物模块的层的载荷承载结构40预先布置用于支撑前述主动和被动层。

模块的结构40基本上以壳体的形式而获得，设计壳体的形状以便于跟随操纵器1的对应部件的形状，即部分地包围其或覆盖其以便于提供基本上均匀的表面用于支撑前述的主动和被动层，以及用于整体地支撑覆盖物20。

优选地设计结构40的形状以使得在它们的内侧面与操纵器1的下方部件之间限定了自由间隙，足以容纳例如覆盖物模块的控制电子元件、对应的布线、以及操纵器的前述被覆盖部件的可能的突出元件，以及用于强制通风的可能构件，例如风扇。当然，为了这些原因，各种覆盖物模块的结构40将相互不同，根据将要被涂覆的操纵器的区域。为此目的，结构40―可以指示性地具有在2和5mm之间的厚度，优选地2.5-3.5mm―优选地由热塑性聚合物制成，例如ABS，并且可以因此容易地使用已知设备而注塑成型。然而，并未从本发明范围内排除的是，使用热固性材料和/或经由热成形或自身已知的其他技术形成结构40，例如三维打印。

在优选的实施例中，至少一些模块的结构40具有形状和厚度以使得能够在各自覆盖物模块参与以比基本上预定安全阈值更高的动能发生的碰撞的情形中实现结构的坍塌或破碎。优选地选择该阈值以便于防止对于人类操作者的安全的严重危险，在与所讨论模块的碰撞的情形中：暗示地，所讨论阈值―代表极限碰撞能量―可以包括在100 N•m与200N•m之间，优选地近似150 N•m。在期望确保最大保护的情形中，例如用于也防止对操作者面部的可能伤害，安全阈值可以包括在60 N•m和100 N•m之间。

参照图4和图5，可以注意的是，在一个或多个优选实施例中，结构40基本上形状类似成形壳体，优选地限定了或多或少明显的凸形（crowning）或空腔，其内侧面可以设有增强肋条，其中一些由41标志。当被设想时，模块的控制板固定至各自结构40的内侧面：在所描绘的示例中，模块23和24二者均设有各自的控制板，由50标志并被示意性地描绘。将板50固定至结构40可以根据已知的技术进行，例如经由螺纹构件，或者粘合，或者通过在结构40的内侧面上为板50的快速动作（snap-action）接合而提供对应的支架或支座。

由51标志用于将板50连接至各自模块的传感器机构的电气布线，传感器机构在所考虑的示例中包括接触传感器和接近传感器。假设这些传感器机构定位超过结构40的外侧面（图4－图5中不可见），后者可以设有用于布线51通过的孔洞。

在各种实施例中，至少一些模块的载荷承载结构40已经关联至其机械连接器机构，用于以可分离方式将至少两个覆盖物模块机械地连接在一起。在优选实施例中，前述机械连接器机构是快速联接类型，例如具有快速动作联接元件。

如图4中所例示，在优选的实施例中，第一模块―在该示例中模块23―的结构40具有至少一个外围表面或壁42，设计用于面对第二相邻模块―在该示例中模块24―的对应的外围表面或壁42，其中，由45和45’标志的用于机械连接的前述连接器机构与所述面对的表面或壁相关联。在示例中，连接器机构45基本上是凸起类型，而连接器机构45’基本上是凹入类型。所提及类型的机械连接器也可以设在不具有传感器机构的模块上。

在各种实施例中，至少一些模块的载荷承载结构40已经关联至其电气连接器机构，用于以可分离方式将两个覆盖物模块电气地连接在一起。在图4中所示的示例中，前述电气连接器机构由46和47标志，连接器机构46基本上是凸起类型而连接器机构47基本上是凹入类型。优选地，并且如图4中所例示，电气连接器机构46、47与将要电气地联接的两个模块（在此为模块23和24）的面对壁42相关联，此外优选地，但是也可能作为替代而与机械连接器机构45、45’相关联。

清楚的是模块―甚至不具有传感器机构―的结构40可以具有设计用于面对相邻模块的对应表面或壁的许多表面或壁，这些面对的壁已经与它们各自机械连接器机构和/或电气连接器机构相关联：图4实际上描绘了模块24的结构40具有表面或壁43（在此通常横向或正交于模块自身的壁42）的情形，表面或壁43设有机械连接器机构45，设计用于与设在模块26的表面或壁上的在图3中由43所标志的各自互补机械连接器机构联接。附加或者作为替代，在模块23和26的壁43上，可以提供之前所提及类型的电气连接器机构。明显地也可以在第一模块的一个且相同的壁42或者多个壁42、43上提供多个电气连接器机构，设计用于与互补电气连接器机构可分离的联接，由与第一模块相邻的第二模块的对应壁所承载。

再次参照图4，由52标志用于将模块24的控制板50电连接至对应的电气连接器机构46的布线，而由53标志用于将模块23的电气连接器机构47连接至图1的控制单元15（或者，如已经提及的，连接至无需传感器化的另一模块的电气连接器机构46或47）的布线。由54标志用于将模块23的控制板50电连接至图1的控制单元15（或者电连接至无需传感器化的另一模块的电气连接器机构46或47）的布线。可以设计模块的支撑结构40的形状以便于在其外围壁上限定至少一个通道用于引导布线，如图所示，例如用于模块23的关于布线组53、54。

如从图4显现的，基本上类似于结构40的通常凹入或凸起壳体的形状确保了有效地容纳控制板50以及对应的布线组51－53，后者优选地局部地锚定至结构自身的内侧面，例如经由粘附胶带或合适的电缆敷设器（cable-runner）。

在图5中，模块23和24被描绘处于已联接状态，即图4的各自壁42相互接触或相邻，并且机械连接器机构45、45’以及电气连接器机构46、47联接在一起。参照该附图，假设布线组53和54的端部电气地连接至图1的控制单元15，具有由控制单元15所使用以用于向控制板50提供必需的电力源（优选地低压电源）的布线的一些导体，以及前述布线的其他导体，其替代地由控制板50使用以用于向控制单元15提供信号，这些信号代表了由传感器机构所做出检测，即检测在操纵器1与人类操作者（或其他外来物体）之间的接触或碰撞和/或在操纵器自身附近人类操作者（或其他外来物体）的存在。

以该方式，由于独立的电气连接，覆盖物20的各种模块―在此由模块23和24所例示―能够相互独立地操作，甚至在模块之一故障的事件中。这种类型的方法明显地能够实现覆盖物20的各种可能配置，其可以包括传感器化模块，传感器化模块基本上覆盖了操纵器1的整个可移动结构，或者仅覆盖了其一部分，根据机器人的最终应用，该一部分被认为对于与人类操作者协作的目的是关键性的。

同样将知晓的是，以该方式，控制单元15也可以预先布置用于识别传感器化模块的控制板50，其提供代表了接触或接近的一个前述信号，控制单元自身因此识别了所讨论的模块，对应于操纵器的已经发生了接触和/或已经检测到操作者或其他外来物体的接近的区域，以便于采取必要的动作。

例如，假设接近传感器机构配置用于检测在15－20cm的最大距离内外来物体的存在，在经由所述传感器机构检测到之后，控制单元能够管控将操纵器1的位移的速度减小至被认为对于人类操作者是安全的速度，例如包括在150和250mm/s之间。

在由人类操作者抵靠操纵器而引起接触之后，可以实施类似的策略。例如，假设在由接近传感器机构所产生的之前信号引起速度的减小之后，人类操作者执行意外的位移并且意外地撞击传感器化模块的表面。在由接触传感器机构产生结果信号之后，控制单元15可以停止操纵器1的移动，或者反转其移动方向。应该注意的是，由操作者抵靠传感器化覆盖物形成的接触也可以是自愿的，例如当操作者自身希望停止机器人的操作时。

控制单元15能够识别接触和/或接近信号来自于其的传感器化模块的事实将可能使得能够采用目的在于提高人类操作者安全性的控制策略，特别是用于协调可移动结构2的多个部件的移动。例如参照图2，例如假设经由模块39检测到接触，当操纵器1的前臂（7，图1）位于向下倾斜的位置时。随后可以设想可能的控制策略，控制单元15将驱动前述前臂的抬升和臂5的同时向后振荡（如图1中所见）二者。明显地，这仅是非限制性示例，假设移动的可能组合是数不清的。

将知晓的是，在一个或多个实施例中，控制单元15可以经由合适的编程而配置用于利用传感器化覆盖物模块作为一类用户界面，目的在于使人类操作者能够给予对控制单元15的基本指令。

如已经提及的，与传感器化模块的单个接触可以被视作指示了对于人类操作者是潜在地危险的情况，在其之后实施安全策略。另一方面，例如，在传感器化模块上接连快速发生的三次接触（操作者可以甚至仅采用一个手的手指进行）可以指示需要操作者的部分临时地停止操纵器，而机器人不必实施任何安全策略。从受控停止的该情况开始，在模块上后续接触的序列―例如接连快速的两次或四次接触―可以指示操作者意图重启操纵器的操作。

在各种实施例中，传感器化覆盖物20的相邻模块并未设有之前所提及类型的机械连接器机构和电气连接器机构。这通常是模块虽然相互相当靠近但是覆盖了操纵器1的能够相对移动的部件的情形。

参照图2，将知晓的是，例如，一方面模块23以及另一方面模块28（或29）分别部分地覆盖了操纵器1的柱体4和臂5（参见图1），即操纵器的能够执行相对位移的部件。在这些模块23和28之间因此没有提供相互联接的连接器机构，不论是机械的或是电气的。如果需要的话，可以使用在所讨论模块之间延伸的柔性电缆而获得电气联接，利用了由模块自身的结构40的壳状形状所允许的已经提及的自由容纳空间；这些空间也足够宽以作为可移动部件4和5的位移的结果能够实现前述电缆的移动。当然，该类型的考虑也应用于传感器化覆盖物20的其他模块，诸如―同样再次参照图2―一方面模块23或25和29、模块29和30、模块38－39，以及另一方面模块36－37，再或者一方面模块30、31、34、35，以及另一方面模块36－37（模块36－37相对于前臂7固定并且因此能够相对于覆盖了图1的肘部6的模块30、31、34、35而与其一起旋转）。

如前面提及的，在优选实施例中，覆盖物20的至少传感器化模块包括由载荷承载结构40所支撑的多个主动层和被动层。

在图6中仅借由非限制性说明而描绘了传感器化模块的可能的分层结构，传感器化模块在此假设是图4和图5的模块24。在该图中，为了更清楚的原因而已经省略了电气连接布线的描绘。

在优选实施例中，与覆盖物模块的支撑结构40的外侧面相关联的是缓冲层，由弹性屈服材料制成，预先布置用于吸收来自对所讨论模块的碰撞的动能。在图6的示例中由60标志的该缓冲层可以由聚合物泡沫制成，例如膨胀的聚亚安酯。层60可以具有在5和10 mm之间的厚度，优选地大约6－8 mm。

优选地，预先布置缓冲层60用于吸收不高于之前所提及的安全阈值的动能，对应于载荷承载结构40的坍塌或故障。暗示性地，随后并参照之前关于结构40已经例示的，缓冲层60可以例如预先布置用于吸收低于60 N∙m的动能；或者100 N∙m；或者150 N∙m；或者200N∙m，根据所期望的安全程度。

在一个或多个实施例中，接触传感器机构提供在传感器化模块的缓冲层60之上。通常，接触传感器机构可以是任何已知的类型。

在本发明的优选实施例中，接触传感器机构是柔性类型并且被提供以便于在基本上对应于所讨论模块的外部面的区域或者其普遍（prevalent）部分的区域之上延伸。在图6的非限制性示例中，这些接触传感器机构整体地标志为C，并且它们自己具有由一个设置在另一个上的多层形成的结构。

在一个或多个实施例中，接触传感器机构包括压阻层62，其设置在下导电层61与上导电层63之间。优选地，压阻层62包括由压阻材料或呈现压阻性的材料所制成的织物，例如由人造绝缘材料（诸如尼龙（nylon）和/或斯潘德克斯（spandex））制成的、采用导电聚合物涂覆的织物。该类型的压电织物例如由美国Eeonyx公司制造。层61和63优选地包括由导电材料或呈现导电性的材料制成的织物，诸如例如金属织物。该类型的导电织物例如由意大利的Texe S.r.l制造，带有INNTEX的商标。

织物层61－63是非常薄的（暗示性地，一个设置在另一个之上的层61－63的总厚度并未超过5 mm，优选地2.5-3.5 mm）并且因此固有地是柔性的。

在操作中，在导电层61和63之间施加电势差，并且经由提供在对应的控制板50上的对应部件而测量压阻层62的电阻。存在施加于层61－63上的压力时，压阻层的局部电阻改变，例如减小，随后可能经由板50的前述部件检测该变化。

两个导电层61、63之间的接触是对应于中间压电层的0 Ω的电阻的特定情况，诸如以产生传感器C的虚假响应。为此原因，在各种实施例中，压阻层62具有的外周尺寸大于导电层61和63的外周尺寸，以如此方式使得层62的外周部分在外周上突出超过层61和62。该配置因此引起了一类非灵敏框架的存在，其围绕传感器的灵敏部分：层62的突出的外周部分的存在阻止在层61、62之间的直接接触，并且因此阻止将引起虚假响应的短路。

在优选实施例中，传感器化覆盖物模块的接触传感器机构设置在下覆盖物层与上覆盖物层之间，其由弹性屈服材料和电绝缘材料制成。参照图6的非限制性示例，由64和65分别标志前述的上和下覆盖物层，接触传感器机构C设置在它们之间。层64和65可以由聚合物泡沫制成，优选地闭孔聚合物泡沫。优选地，层64和65具有的厚度小于4 mm，优选地1.5-2.5 mm。

当在上覆盖物65上施加充电（charge）时，例如在所讨论覆盖物模块与人类操作者之间的撞击之后，层64和65的屈服材料经历形变，因此确定了在主动层61－63上的压力，并且因此激活了接触传感器机构C，如上面所解释的。用于制造层64和65所使用的聚合物泡沫的内部结构因此使得力实际上能够完全地传递至设置在它们之间的传感器机构C，仅吸收了适度量的能量。

如可以注意到的，在图6的示例中，下覆盖物层64设置在缓冲层60之上。

传感器机构C的灵敏性当然取决于所选择层61－63以及对应的覆盖物层64－65的各种方面和特性（诸如压电层或织物62的电阻，层或织物62以及层或织物61、62的弹性，覆盖物层64、65的材料的类型、其密度和可压缩性，覆盖物层64、65的厚度，以及在覆盖物模块的分层结构内传感器机构C的位置）。为此目的，可以在设计阶段中并且基于试验测试执行对传感器机构C的所期望的校准，根据所选择实施方式的类型（形状、材料、厚度等）。

应该考虑的是，所提及类型的接触传感器机构C也适用于执行力传感器的功能，要考虑的是，施加在其上（即在覆盖物模块的外侧上）的压力越大，检测到的电阻数值的差越大（例如越低）。在这个基础上，可以预先布置控制单元15以将持续几秒（例如2-3秒）的强且延长的推力解释为目的在于获得操纵器沿与推力所来自方向相反的方向移动的命令。以该方式，操作者能够采用他的手在给定的传感器化覆盖物模块上施加这样的推力，以便于引起操纵器沿相反方向的位移，只要维持该推力。

如已经所述的，在一个或多个实施例中，一个或多个传感器化模块包括接近传感器机构。当传感器化模块包括接触传感器机构和接近传感器机构二者时，后者位置高于前者，即相对于结构40在更外部的位置，这代表了覆盖物模块的最内侧层。在替代地仅包括接近传感器机构的传感器化模块的情形中，可以省略图6的层61－64以及可能层65，可能因此增加缓冲层60的厚度。

接近传感器机构可以是任何已知的类型，但是也优选地是柔性类型并且被获得以便于具有足够的表面区域对应于所讨论模块的外侧面或者其主要部分。在图6的非限制性示例中，这些接近传感器机构整体地标志为P并且它们自己具有由一个设置在另一个之上的多层构成的结构。

在一个或多个实施例中，接近传感器机构是电容类型并且包括导电材料的第一层和第二层，至少一个层电绝缘材料设置在它们之间。参照图6的非限制性示例，由66和68标志前述的第一和第二导电层，而由67标志前述的中间绝缘层，上层68是用于接近检测目的的灵敏层。

优选地，导电层66和68每个包括导电材料或呈现导电性的材料制成的织物，例如电镀铜并涂覆镍的聚酯织物。例如由美国的3M公司制造该类型的导电织物。在各种实施例中，中间层67优选地由弹性屈服材料制成，例如聚合物泡沫，优选地闭孔的聚合物泡沫。

如可以注意的，在图6的示例中，第一导电层66设置在上覆盖物层65之上。

在可能的实际实施例中，接近传感器机构P包括导电层68，用作电容性传感器，其连接至基于LC电路的电容性感测芯片（诸如由美国德州仪器公司制造的芯片FDC2214），设在用于获取并处理数据的控制板50上（参见如上提及的芯片的数据表以及对应的应用注解）。基本上，当人类操作者（或其他外来物体）接近导电层68时，在LC模块中发生电容的变化以及因此振荡频率的变化。由芯片做出的对该频率变化的测量因此代表了人类操作者（或其他外来物体）对层68的接近，即接近传感器化覆盖物的外侧面。如已经提及的，传感器机构P可以以如此方式配置以使得离层68的距离大约是15－20cm，在该距离内能够检测到外来物体的存在。

设置在灵敏层68下方的导电层66基本上作为屏蔽（screen）操作，以便于防止例如由于定位超过载荷承载结构40的内侧面的物体的移动而引起的虚假检测（考虑在操纵器移动之后平移的布线），这将减小层68相对于覆盖物模块的真实感兴趣的相对侧的灵敏性。下导电层66可以用作被动屏蔽或主动屏蔽，根据实施在板50上的连接类型。如已经所述的，感测机构P的灵敏层68和屏蔽层66由层67相互分离。

最终，每个模块优选地包括外部涂层，其可以例如由技术织物或合成皮革制成。参照图6的非限制性示例，涂层由69标志。层69特别地具有将传感器机构P与覆盖物模块外部绝缘、防止导电层68与人员或物体直接接触的功能。

在涂层69设置在接近传感器机构P的第二导电层68之上的传感器化模块的情形中，随后对于前述涂层优选地是由电绝缘材料制成。在仅包括接触传感器机构C的传感器化模块的情形中，涂层69将替代地设置在上覆盖物层65之上，其自身已经是电绝缘的，或者缺乏上覆盖物层65时设置在导电层63上。涂层69可以具有包括在0.5和1.5 mm之间的厚度，即使并未排除其更大的厚度，假设确保了其柔性或弹性屈服。

在各种实施例中，诸如图6中所例示的一个，涂层69也延伸在由层40、60－68所构成的结构的外围侧上，并且固定至载荷承载结构40，例如至其内侧和/或至在图4－5中由42－43所标志类型的壁。然而，这并未构成必要的特性。涂层可以实际上由合适的涂料形成，优选地非导电涂料。

在图6中也示意性地描绘了所例示的模块24的控制板50，以及用于强制通风的机构，由70所标志，例如具有电动机的风扇。

在各种实施例中，一个或多个风扇70可以安装在操纵器1的由覆盖物20所覆盖的结构的部件上，其中，这些部件设有设计用于该目的的合适的支撑件。另一方面，根据优选的实施例，风扇安装在一个或多个模块的结构40的内侧上，其不必是传感器化模块。强制通风的这些机构的存在有利于空气在由覆盖物20所限定空腔内的循环，例如以便于促进封闭在覆盖物内的部件的冷却（诸如板50或者操纵器1的关节的电动机M）。为了能够实现冷却空气的循环（即从外部吸入空气并向外排出较热的空气），覆盖物20的一个或多个模块可以设有通道，例如以一连串缝隙的形式，在图2中由虚线示意性描绘。

通风机构70的操作可以由传感器化模块的控制板50控制（不必与其上安装了风扇的相同）。为此目的，在可能的实施例中，这样的板50有利地设有（例如NTC类型的）温度传感器，以便于当由覆盖物20所限制的区域内检测到的空气温度达到或超过预定阈值时致动通风机构。

在各种实施例中，为了制造传感器化模块、诸如图6的模块24的目的，使用粘附剂组装各种层，粘附剂设计用于保持层相互粘合并且防止其在接触或碰撞之后任何可能的滑动。

如已经提及的，由载荷承载结构40所代表的基底层以在设计阶段中所确定的形式而获得，其形状将根据待覆盖的操纵器的区域而是可变的。结构40优选地由刚性或半刚性塑料材料、经由注塑成型或热成形、或其他合适的技术而制成。

接着，缓冲层60设置在对应的载荷承载结构40上并且经由粘附剂而固定至其。为此目的，获得具有一形状和大小的层60以便于至少复制载荷承载结构40的外侧的形状和大小，以便于完全地或实际上完全地覆盖载荷承载结构40。层60可以例如由所使用材料的薄片切割或冲切。同样地，主动层61－63以及覆盖物层64和65以必需的形状和大小而获得，例如经由切割或冲切（如已经所述的，优选地压阻层62具有比导电层61、63更大的宽度），并且随后对其执行粘合。覆盖物层64粘合在缓冲层60上并且层61－63随后接连粘合在其上，覆盖物层65然后粘合在层63上。层61－65组装在一起，以所示的顺序，优选地使用具有减小的粘附能力或者在任何情形中具有小于用于将层60固定至结构40所使用的一种或多种胶合剂的粘附能力的一种或多种胶合剂，目的在于不改变灵敏层61－63的弹性，但是同时获得稳定的传感器。当然，在层61－63之间应用胶合剂并非为了将所述层相互电绝缘。

随后，其他主动层66、68以及对应的中间被动层67也以必需的形状和大小而获得以便于覆盖基本上对应于覆盖物模块的外部面或者其普遍部分的区域。对于之前的层，同样在该情形中可能的是使用切割或冲切的技术，从起始材料的更大薄片开始。

层66－68随后接连胶合在层65上，同样在该情形中优选地使用具有减小粘附特性的胶合剂，出于关于层61－65的以上所解释的原因。

最后，施加外部涂层69，其也可以胶合在下方分层结构上，或者如所提及地以涂料形式施加。

图7是一些传感器化模块、诸如例如图4－5的模块23－24以及图2的模块28－29的可能连接模式的示意图。如已经提及的，在该类型的实施例中，提供将各种模块的控制板50连接至控制单元15的布线组53、54，其中，这些布线组包括用于从单元15输送电力源至板20以及用于将代表由传感器机构C和/或P所做出的检测的信号从板50输送至单元15的导体，布线53利用了布线52以及已联接模块的电气连接器机构46－47的存在。

当然，覆盖物模块至控制单元15的电连接的配置根据所采用设计方法可以是多个。例如，图8是与载荷承载结构相关联的模块―在此由模块23和28例示―的已经提及的情形的示意图，载荷承载结构是两个控制板50，一个与对应模块23或28的传感器机构C和/或P信号通信，并且另一个与布线组51’连接用于分别连接至相邻模块24和29的传感器机构C和/或P。在该情形中，采用电气连接器机构46－47用于将设在模块23和28上的布线组51’连接至设在模块24和29上的布线组51。

替代地，图9例示了预先布置用于连接至多个传感器机构C和/或传感器机构P的板50’的情形。在示例中，板50’与模块23和28的载荷承载结构相关联并且经由布线组51连接至各自传感器C和/或P，以及经由在模块23和28上的布线组51’和在模块24和29上的布线组51连接至模块24和29的传感器C和/或P。同样在该情形中，采用相邻模块23－24和28－29的电气连接器机构46－47用于将联接在一起的模块的布线组51’和布线组54’连接在一起。在这种类型的解决方案中，随后提供仅延伸在单元15与模块23、28（即对应的板50’）之间的布线组54’ 用于电源和用于输送经由所有描绘的模块的传感器机构C和/或P产生的信号。

图10例示了串联连接在各种传感器化模块的板50与控制单元15之间的情形，基本上根据菊花链拓扑类型的架构。在这种情形中，基本上提供了布线55，其包括用于将电力源输送至各种模块23、24、28、28的板50的导体，以及用于输送代表经由所连接的各种模块的传感器C和/或P所做出的检测的数据的导体。板50可以便利地包括用于前述数据传输的各自通信节点，根据合适的标准或专用协议。

在所例示的情形中，布线55分成在每个板与各自的电气连接器机构46或47之间的长度，其中一些存在于各种模块上，以及用于将非相邻模块或者在任何情形中不具有相互联接连接器机构的模块（诸如模块24和28）连接在一起的第二长度。这些第二长度可以便利地在其端部处装备有电气连接器机构46’、47’，是对待连接的模块的电气连接器机构46和47的补充。因此将知晓的是，在一个或多个实施例中，也可以提供具有多个电气连接器机构46、47的模块。

图10同样示出了模块诸如由21所标志模块的情形，其虽然没设有传感器C和/或P，但是在任何情形中装备具有电气连接器机构。

将知晓的是，在各种实施例中，用于将控制单元15与多个模块连接在一起的网络的配置可以不同于图10中所例示的配置，例如使用总线架构、环形架构、星形架构等。

应该注意的是，在具有图10中所例示类型的串联连接的实施例中，移除确定了在两个连接器机构46－47之间分离的模块引起整个覆盖物20的传感器功能的中断。这为了安全的原因在一些应用中可以是便利的。在其他应用中，替代地可以使用其他连接架构，例如总线架构或者星形架构（基本上如图7－9中），以便于在移除提供设有电气连接器机构的一个或多个模块的情形中也保证覆盖物的操作。

在图11中例示了类似于图10的情形，即配置用于管理传感器机构C和/或P的信号的控制板50’对应于多个不同的但是经由电气连接器机构46和47而互连的模块。这些板50’额外地装备有无线通信模块，由W₁标志，用于在射频中至少传输对应于由所连接传感器机构做出的检测的信号。为此目的，控制单元15装备有对应的无线通信模块W₂。

为了无线数据传输的目的，可以使用被认为对于本申请最便利的通信标准（WiFi、蓝牙、ZigBee等）。同样，可以根据合适的标准或专用协议而发生数据传输。在控制单元15与模块23、28之间的布线组56将用于具有相关联通信模块W₁的控制板50’的电源，通信模块如果需要的话也可以是能够管理双向通信的类型。

明显地，无线数据通信的实施方式也可以应用于图7和图8中所例示的情形，在该情形中布线组53和54可以仅包括用于板50的电源的导体。

之前关于传感器化覆盖物的模块的结构、操作和连接如上所阐述的概念可应用于具有一个或多个可移动部件的自动化装置，其可以甚至不同于工业机器人的操纵器。

例如，如上所述类型的传感器化覆盖物―虽然采用具有不同于图2－5中所描绘形状的模块而获得―可以有利地用于部分地覆盖机器人工具或末端执行器。这种情形例示在图12中，其中，由100整体地标志夹持器工具，其载荷承载结构101包括预先布置的附接部件―根据自身已知的技术―用于机械连接以及可能的（电气、气压或液压类型）动力连接至图1－3的操纵器1的凸缘9。合适的致动器机构与结构101相关联，诸如一个或多个气动式汽缸102，其能够被控制用于引起构件或钳夹（其中一个在图13中可见并标志为103）的打开和闭合，用于拾取待机械加工或处理的工件。

如可以注意的，在所示的示意性示例中，多个覆盖物模块110、111以及112、113与结构101相关联，其为工具100的不同区域提供了两个传感器化的覆盖物120。特别地，设计模块110和111以围绕工具100的上部部分，更靠近用于附接至操纵器凸缘的部分，而设计模块112和113以围绕工具100的下部部分，前述拾取构件103在其内是可移动的。

在图13中，已经省略了模块111的描绘，而以与模块112分离的状态描绘模块113。模块110－111以及112－113设有各自的电气连接器机构，其可以在所讨论的两个模块的已组装状态中联接在一起，在图13中仅模块112－113的连接器46和47部分地可见。这些电气连接器机构也可以配置用于实现在两个模块之间机械连接的功能（并且这原则上也可以应用于参照图1－5所述模块的至少一些）。在任何情形中，在图13和14中所例示类型的实施例中，模块110－111和112－113可以设有任何已知概念并适用于给定应用的各自的可拆卸机械连接器机构，特别是快速联接机构。

在各种实施例中，其结构至少部分地由在本文所述类型的传感器化覆盖物所覆盖的机器人工具或其他末端执行器提供用于与人类操作者的严格协作并且为此目的包括手动引导装置。

例如，图12和图13例示了该引导装置包括多个夹持器（grip）115的实施例，在每个夹持器上操作者能够沿某一方向施加力（推、拉、抬升、下降）以使得操纵器1执行对于执行工序所必需的对应移动。与夹持器115相关联的是力传感器，其信号通信地连接至控制单元15（以有线或无线模式）以便于使得控制单元能够识别由操作者所期望的位移方向。优选地与每个旋钮115相关联的是对应的按压按钮，用于控制拾取元件103在各自打开和闭合位置之间的切换。

在所例示的情形中，在工具100的四个不同侧处提供四个夹持器115以便于使得人类操作者能够每次选择被认为是最便利的夹持器以用于执行将要与机器人协作执行的操作。

在图14和图15中例示了不同的工具或末端执行器，整体地标志为200，特别是研磨或抛光工具。同样在该情形中，工具200的载荷承载结构201包括预先布置用于连接至图1－3的操纵器1的凸缘9的附接部件。合适的致动器机构与结构201相关联，诸如电动机202，其能够被控制用于引起用于研磨或抛光正被机械加工的工件的盘片203的旋转。

在图14中所示的示意性示例中，两个覆盖物模块210、211与结构201相关联，目的在于提供普遍地围绕结构201的传感器化覆盖物220，留下机械加工盘片203被暴露。在图15中―其中已经省略了模块210的描绘―可以知晓的是，同样在该情形中，模块210－211如何设有各自的电气连接器机构（在此仅与模块211的载荷承载结构相关联的连接器47是可见的），其可以在所讨论的两个模块的已组装状态中联接在一起。对于剩余的，应用关于图12－13的工具100已经阐述的考虑事项。

在所例示的情形中，也设有手动引导装置的工具200，手动引导装置在此包括与力传感器相关联的、与机器人的控制单元信号通信的两个通常平行的手柄以便于使得操作者能够引起操纵器以及因此工具200沿所期望的工作方向的位移。同样在该情形中，夹持器每一个具有对应的按钮用于控制电动机102的旋转。

根据本发明的传感器化覆盖物也可以应用到用于移动正被处理的部件的装置。在这个意义上说，在图16中示意性地示出了示例，其中，由300整体地标志具有自动化驱动器的车辆，例如已知为AGV（自动引导车辆）的类型，用于运输在生产框架中普通的工件K。与车辆300的载荷承载结构301相关联的是车轮302，其中一些经由合适的电机、优选地电动机（不可见）旋转地驱动。结构301此外支撑了车辆的控制系统303，例如包括控制单元以及用于设置操作参数的用户界面，根据本身已知的技术。依照本发明，结构301装备有传感器化覆盖物，整体地由320标志，电连接至前述控制单元。在示例中提供了多个覆盖物模块321－328，优选地但是并非必需全被传感器化，被设计形状以使得在它们已组装状态中，它们基本上完全地围绕结构301。优选地，结构301的顶部替代地保持暴露，以便于在其上支撑被承载的工件K。同样在这个实施方式的类型中，应用之前所述的原理，并且因此，例如，提供了接触传感器机构和/或接近传感器机构、以及电气连接器机构和可能的机械连接器机构的模块321－328的至少一些，分别用于许多相邻模块的电气和可能的机械互连，等等。

可以获得类似于参照之前图1－11所述模块的、参照图12－16所示的模块。

本发明当然也可以应用于在工业生产中所使用的、并且由在潜在地靠近人类操作者的区域中经历移动的一个或多个部件诸如转台和滑块的存在所区分的其他类型自动化装置。

从前述说明书，本发明的特性清楚地显现，同样地其所给予的优点也清楚地显现。

具有在各种模块之间电气互连以及优选地也机械互连的可能性的、所述传感器化覆盖物的模块化本质使得根据应用类型能够获得多个配置，具有基本上传感器化了自动化装置的整个可移动结构或者仅其一部分的可能性。

解决方案能够实现便利地安装覆盖物模块，并且在需要的情况下同等便利地移除。额外的优点在于，在各种实施例中，在各种模块之间电气互连的模态能够实现其相互独立地操作。

载荷承载结构的存在能够实现根据应用定义个体模块的形状，具有对于自动化装置的各种类型提供传感器化覆盖物的可能性。模块的载荷承载结构的壳状本质能够实现定义有用空间，其能够容纳覆盖物系统的电气/电子部件和自动化装置的部件的电气/电子部件，并且此外能用于通风目的。

集成在覆盖物的至少一些模块中的传感器机构的存在能够实现检测外来物体与覆盖物自身的接触、或者接近其，以及识别参与和外来物体的接触或者接近后者的覆盖物的区域，具有采取后续纠正动作的可能性。传感器机构，特别是接触传感器机构，可以被采用以有利于向监管自动化装置的操作的控制系统供应命令。

由于弹性屈服层的存在，也确保了被动安全功能，其因此能够吸收碰撞，以及在严重碰撞的情形中模块的载荷承载结构的坍塌能力。

清楚的是，可以由本领域技术人员对借由示例的方式所述的自动化装置以及传感器化覆盖物做出许多变化，而并未由此脱离如由后续权利要求所限定的本发明的范围。

本发明可以应用在不同大小和载荷的工业机器人上，并且因此应用在用于温和载荷（例如仅几千克）的机器人以及用于高载荷的机器人（例如数百千克）上，以及应用在与在本文所例示的人形机器人不同类型的机器人上，例如具有笛卡尔配置、圆柱形配置、极化配置、SCARA（选择顺应性组装机器人臂）配置等的机器人。

之前提及的各种被动层例如缓冲层60可以进而由一个设置在另一个之上的材料的多个层构成，并且相对于彼此呈现固定，例如经由胶合。

Claims (17)

1.一种自动化装置（1，15；100；200；300），包括：

－可移动结构（4－8；103；203；301）；

－致动器机构（M；102；202），用于引起所述可移动结构（4－8；103；203；301）的位移；

－控制系统，其包括控制单元（15；303）并且能够控制所述致动器机构（M；102；202）；

－传感器化覆盖物（20；120；220；320），其覆盖所述可移动结构（4－8；103；203；301）的至少部分并且集成了包括接触传感器机构（C）和接近传感器机构（P）的至少一个的传感器机构（C，P）；

其中，所述传感器化覆盖物（20；120；220；320）包括多个覆盖物模块（21－39；110－113；210、211；321－328），每个具有预定形状的各自载荷承载结构（40），至少一层弹性屈服材料（60，64，65，67）与所述载荷承载结构（40）相关联，

其中，所述多个覆盖物模块（21－39；110－113；210、211；321－328）包括一个或多个传感器化覆盖物模块（23，24，28，29），其包括各自的所述传感器机构（C，P），

以及其中，所述覆盖物模块（21－39；110－113；210、211；321－328）的至少一些的所述载荷承载结构（40）已经关联至其电气连接器机构（46，47），用于能够实现以可分离方式电互连彼此相邻的至少两个不同的覆盖物模块（23，24，28，29）。

2.根据权利要求1所述的自动化装置，其中，所述覆盖物模块（21－39；110－113；210、211；321－328）的至少一些的所述载荷承载结构（40）已经关联至其机械连接器机构（45，45’），用于能够实现以可分离方式机械地互连彼此相邻的至少两个不同的覆盖物模块（23，24）。

3.根据权利要求2所述的自动化装置，其中，所述电气连接器机构（46，47）或者所述机械连接器机构（45，45’）分别是快速联接连接器机构。

4.根据权利要求1或2所述的自动化装置，其中，所述传感器化覆盖物模块（23，24，28，29）的所述传感器机构（C，P）包括各自的接触传感器机构（C）和各自的接近传感器机构（P）。

5.根据权利要求1或2所述的自动化装置，其中：

－所述传感器化覆盖物（20；120；220；320）包括多个传感器化覆盖物模块（23，24，28，29），与所述控制单元（15）信号通信地连接并且能够提供代表以下至少一个的信号或数据：

所述自动化装置与外来物体之间的接触；以及

相对于所述自动化装置在预定距离内外来物体的存在，

－所述控制单元（15）能够识别提供了所述信号或数据的所述多个传感器化覆盖物模块（23，24，28，29）的传感器化覆盖物模块。

6.根据权利要求2所述的自动化装置，其中，第一覆盖物模块（23）的所述载荷承载结构（40）具有至少一个表面或壁（42，43），面对相邻的第二覆盖物模块（24）的对应的表面或壁（42，43），各自的电气连接器机构（46，47）和/或各自的所述机械连接器机构（45，45’）与所述第一覆盖物模块（23）的表面或壁以及所述第二覆盖物模块（24）的表面或壁相关联。

7.根据权利要求1或2所述的自动化装置，其中，一个或多个覆盖物模块（23，24，28，29）具有与对应的载荷承载结构（40）相关联的至少一个控制板（50，50’），其与所述控制单元（15）信号通信地连接并且电连接至对应的传感器化覆盖物模块（23，25，28，29）的传感器机构（C，P）。

8.根据权利要求7所述的自动化装置，其中，所述控制板（50，50’）与对应的覆盖物模块（23，24，28，29）的载荷承载结构（40）的内侧面相关联。

9.根据权利要求1或2所述的自动化装置，其中，所述载荷承载结构（40）是预先布置的结构，用于在对应的覆盖物模块上以高于预定安全阈值的动能发生的碰撞之后坍塌或破裂。

10.根据权利要求9所述的自动化装置，其中，由弹性屈服材料形成的缓冲层（60）与所述载荷承载结构（40）的外部侧相关联，所述缓冲层预先布置用于在所述模块自身上以低于所述预定安全阈值的动能发生碰撞的情形中吸收动能。

11.根据权利要求1或2所述的自动化装置，其中，多个主动层（61－63，66，68）和多个被动层（60，64，65，67）与传感器化覆盖物模块（24）的所述载荷承载结构（40）相关联。

12.根据权利要求11所述的自动化装置，其中，所述主动层包括至少一个：

－压阻层（62），设置在下导电层（61）和上导电层（63）之间，所述压阻层（62）、所述下导电层（61）和所述上导电层（63）形成压阻接触传感器；

－一个第一导电层（66）和一个第二导电层（68），电绝缘材料的中间层（67）设置在第一导电层（66）和一个第二导电层（68）之间，所述第一导电层（66）、所述第二导电层（68）和所述电绝缘材料的中间层（67）形成电容性接近传感器。

13.根据权利要求11所述的自动化装置，其中，所述主动层（61－63，66，68）具有表面区域，对应于对应的传感器化覆盖物模块（23，24，28，29）或者其普遍部分的外部面的区域。

14.根据权利要求1或2所述的自动化装置，其中，所述载荷承载结构（40）被设计形状类似圆形或凹入的壳，用于在其内侧面与所述自动化装置的可移动结构的下方部分之间限定自由间隙。

15.根据权利要求1所述的自动化装置，其中，所述自动化装置（1，15；100；200；300）是如下各项中的一者：

- 机器人，

- 机器人工具或末端执行器，

- 自动引导车辆。

16.根据权利要求15所述的自动化装置，其中，所述机器人工具或末端执行器是如下各项中的一者：

夹持器工具，或

研磨工具，或

抛光工具，或

包括提供用于与人类操作者协作的手动引导装置的工具。

17.一种传感器化覆盖物（20；120；220；320），预先布置用于覆盖自动化装置（1，15；100；200；300）的可移动结构（4－8；103；203；301）的至少一部分，

其中，所述传感器化覆盖物（20；120；220；320）集成了包括接触传感器机构（C）和接近传感器机构（P）的至少一个的传感器机构（C，P），

其中，所述传感器化覆盖物（20；120；220；320）包括多个覆盖物模块（21－39；110－113；210、211；321－328），以可分离方式相互可联接，每个具有预定形状的各自载荷承载结构（40），至少一层弹性屈服材料（60，64，65，67）与所述载荷承载结构（40）相关联，

其中，所述至少一层弹性屈服材料（60，64，65，67）形成与预定形状的所述载荷承载结构（40）的外部侧相关联的缓冲层（60），

其中，预定形状的所述载荷承载结构（40）是预先布置的结构，用于在对应的覆盖物模块上以高于预定安全阈值的动能发生的碰撞之后坍塌或破裂，

其中，所述缓冲层（60）预先布置用于在所述对应的覆盖物模块上以低于所述预定安全阈值的动能发生碰撞的情形中吸收动能，

其中，所述多个覆盖物模块（21－39；110－113；210、211；321－328）的彼此相邻的至少两个不同的覆盖物模块的预定形状的所述载荷承载结构（40）已经关联至电气连接器机构（46，47），或者关联至所述电气连接器机构（46，47）和机械连接器机构（45，45’）两者，所述电气连接器机构（46，47）用于能够实现以可分离方式电互连所述两个不同的覆盖物模块（23，24，28，29），所述机械连接器机构（45，45’）用于能够实现以可分离方式机械地互连所述两个不同的覆盖物模块，

其中，所述两个不同的覆盖物模块中的一者的预定形状的所述载荷承载结构（40）具有第一外围表面或壁（42，43），所述第一外围表面或壁（42，43）设计为面对所述两个不同的覆盖物模块中的另一者的预定形状的所述载荷承载结构（40）的第二外围表面或壁（42，43），并且

其中，所述电气连接器机构（46，47）中的第一电气连接器（46）或者所述机械连接器机构（45，45’）中的第一机械连接器（45）关联到所述第一外围表面或壁（42，43），并且所述电气连接器机构（46，47）中的第二电气连接器（47）或者所述机械连接器机构（45，45’）中的第二机械连接器（45’）分别关联到所述第二外围表面或壁（42，43），所述第一电气连接器（46）或者所述第一机械连接器（45）分别与所述第二电气连接器（47）或者所述第二机械连接器（45’）互补。

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