CN108367437A - 识别机器人臂与物体相撞的方法和具有机器人臂的机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于识别机器人臂(2)与物体(13)相撞的方法和一种相应设计的机器人(1)。机器人臂(2)是机器人(1)的一部分，并包括多个依次设置的、关于轴(A1‑A6)安装的节肢(3‑8)和对应于各个轴(A1‑A6)的、用于确定两个相邻节肢(3‑8)相对于彼此的姿势的位置传感器(12)。机器人(1)包括与位置装置(12)连接的电子控制装置(10)和由电子控制装置(10)操控的、用于使机器人臂(2)的节肢(3‑8)相对于彼此自动地运动的驱动器。

Description

识别机器人臂与物体相撞的方法和具有机器人臂的机器人
技术领域
本发明涉及一种用于识别机器人臂与物体相撞的方法和一种相应构造的机器人，该机器人包括机器人臂和电子控制装置。
背景技术
机器人通常是执行机器，其装备有特定的工具，所谓的末端执行器，并为了自动执行工作任务而对多个运动轴，特别是关于方向、位置和工作流程是可编程的，以自动地处理对象。机器人具有包括多个依次设置的节肢的机器人臂和可编程的控制器(控制装置)，这些控制装置在机器人自动运行期间针对机器人臂的运动流程而控制或调节机器人的驱动器。为此，在控制装置上运行相应的计算机程序，亦即所谓的应用程序。
DE102004026185A1公开了一种具有机器人臂的机器人，在该机器人臂上固定有惯性传感器。该惯性传感器提供表征运动的测量值。在参考运行中监视性地驶过一轨迹区段，以便连续地确定表征运动的测量值，这些测量值作为参考值被存储。
EP0365681A1公开了一种通过分析被设计用于使机器人臂运动的电机的电流来识别机器人臂与物体相撞的方法。
发明内容
本发明的目的在于提出另一种用于识别机器人臂与物体相撞的方法。本发明的另一目的在于提出一种相应设计的机器人。
本发明的目的通过一种用于识别机器人臂与物体相撞的方法来实现，其中，机器人臂是机器人的一部分，并具有多个依次设置的且关于轴可转动安装的节肢和对应于各个轴的、用于确定任意两个相邻的节肢相对于彼此的姿势的位置传感器，特别是为机器人臂配属一工具中心点；并且，机器人还具有与位置装置连接的电子控制装置和由该电子控制装置操控的、用于使机器人臂的节肢相对于彼此自动地运动的驱动器，该方法具有如下方法步骤：
-节肢在电子控制装置的控制下自动地运动，使得机器人臂执行一实际运动，该实际运动对应于机器人臂的一目标运动，
-在机器人臂的实际运动期间，借助电子控制装置并基于源自位置传感器的信号来检查：基于节肢相对于彼此的实际姿势和/或该实际姿势的求导值，和/或基于工具中心点的实际位置和/或实际位置的至少一个求导值，是否满足适用于机器人臂的目标运动的至少一个不变量，
-如果该检查的结果是不满足该至少一个不变量，则判断机器人臂与物体相撞，并因此
-在电子控制装置的控制下开启机器人的安全功能。
本发明的另一目的通过一种机器人来实现，该机器人具有：机器人臂，其特别是对应一工具中心点，并且该机器人臂具有多个依次设置的并关于轴安装的节肢和对应于各个轴的、用于确定两个相邻节肢相对于彼此的姿势的位置传感器；与位置装置连接的电子控制装置；和由电子控制装置操控的、用于使机器人臂的节肢相对于彼此自动运动的驱动器，在此将电子控制装置设计为，使得机器人执行根据本发明的方法。
机器人包括电子控制装置和机器人臂。电子控制装置被设计为，操控机器人的驱动器，使得机器人臂并由此使得机器人臂的节肢执行相应的运动。由此使得机器人臂的工具中心点可能会沿着相应的目标轨迹运动。为此，在电子控制装置上运行例如相应的计算机程序。在自动地运动期间，工具中心点可能会自动地沿着实际轨迹运动。
优选地，驱动器是电驱动器，特别是被调节的电驱动器。特别是至少将电驱动器的电马达固定在机器人臂中或之上。
机器人臂包括多个依次设置的并关于轴安装的节肢以及位置传感器。优选地，节肢被关于轴可转动地安装。优选地，位置传感器是分解器(Resolver)。优选地，位置传感器以所谓的安全技术实现并与电子控制装置连接，使得电子控制装置能够分析源于位置传感器的信号。
通过位置传感器，电子控制装置可以确定当前的姿势，即各个节肢在实际运动期间相对于彼此的实际姿势。此外，电子控制装置还能够基于该实际姿势确定当前位置或者说地点，即，工具中心点在自动地运动期间的实际位置或者说实际地点。工具中心点的地点是其在空间中的位置和其在空间中的方向。
如果节肢被相对于轴可转动地安装，则节肢相对于彼此的姿势是相应的角度姿势。
此外，电子控制装置还能够确定实际位置的或实际姿势的求导值。
工具中心点的实际位置的求导值特别是实际位置关于时间的时间变化或者说导数，例如速度、加速度，或者是实际位置关于时间的更高阶导数。
实际姿势的求导值例如是实际角度姿势的时间变化或者说关于时间的导数，或者是实际角度姿势关于时间的更高阶导数。
根据本发明，在自动的实际运动期间，借助电子控制装置并且基于源自位置传感器的信号而检查：基于实际姿势和/或实际姿势的求导值和/或基于工具中心点的实际位置和/或实际位置的至少一个求导值，对于当前运动、也就是机器人臂的实际运动来说是否满足适用于机器人臂的目标运动的至少一个不变量。
正如由计算机科学已知的那样，不变量是对结束执行某些程序指令的一种陈述。亦即，不变量在这些程序指令之前、期间和之后为真。因此，不变量是不变的，也就是恒定的。也就是说，这意味着：对应于机器人臂的目标运动的不变量，即关于机器人臂的目标运动相应为真的陈述，被如下检查：其是否也通过对应于机器人臂的实际运动的当前运动被满足。
如果通过检查实际姿势和/或实际姿势的求导值和/或基于工具中心点的实际位置和/或实际位置的至少一个求导值识别出：该不变量未通过实际运动被满足，则可判断与物体相撞。由此，电子控制装置开启机器人的安全功能。该安全功能的一个示例是：例如在所谓“紧急停止”的框架内，立即停止机器人臂的运动。
因此，为了识别碰撞而使用位置传感器，其例如关于相应的驱动而在驱动侧和/或从动侧被紧固在机器人臂上。位置传感器优选以安全技术实现。在此附加地或替代地，特别是可以使用由位置传感器的信号导出的大小。这样的大小特别是速度、加速度和“急变”，也就是加速度的时间导数。
为了能够据此判断出碰撞，位置传感器的测量数据或者说信号在运动执行过程中特别是与关于不变量的假设结合使用。
在一种实施方式中，可以使用如下的假设作为不变量：运动例如通过电子控制装置被平稳地规划。这意味着：在正常的运动执行过程中，在速度信号中不应发生跃变。跃变意味着加速度的突然改变，也就是急变。现在，如果在所规划的平稳运动过程中却出现急变，则可判断出碰撞。如果使用以安全技术实现的位置传感器，则所有从中导出的信息(速度、加速度、急变)也是可安全使用的。
根据本发明方法的一种实施方式，不变量是指：目标运动的不变量是平稳的。据此，当工具中心点的实际位置关于时间的三阶导数或者工具中心点的实际加速度的时间变化超过预定值时，可判断机器人臂与物体相撞。替代地，当节肢相对于彼此的实际姿势关于时间的三阶导数或节肢相对于彼此的实际姿势的实际加速度的时间变化超过预定值时，也可判断机器人臂与物体相撞。根据本发明方法的另一种实施方式，可以从所测得的数值中减去所设定的数值(例如来自物理模型的目标速度、目标加速度)。可以通过与阈值、也就是预定值的比对来检查相减所得的结果。
通过位置传感器所测得的数值的走向也可以被记录下来。通过将当前的走向，即特别是实际运动的走向与所记录的大小，即特别是目标运动的走向进行对比，在可能存在偏差的情况下同样能够判断出碰撞。
附加地，也可以将用于机器人调节的当前调节参数用于识别碰撞。因此，例如偏差、特别是可识别的急变会随着所使用的调节器的刚性而改变。
根据本发明方法的一种实施方式，机器人臂通过导纳调节或力调节来运行，而不变量是指：对应于目标轨迹的运动是平稳的。在这种情况下可以设置为：如果工具中心点的实际位置关于时间的三阶导数或工具中心点的实际加速度的时间变化超过预定值，或者如果节肢相对于彼此的实际姿势关于时间的三阶导数或节肢相对于彼此的实际姿势的实际加速度的时间变化超过预定值，则判断机器人臂与物体相撞，在此，预定值取决于导纳调节或力调节的刚性。
电子控制装置可以被设计为，其具有第一控制功能和第二控制功能。在此，第一控制功能负责安全控制的任务，第二控制功能负责余下的对机器人的控制。
第一控制功能或者说安全控制被设计用于实现与安全相关的功能，例如停止响应。为了实现安全控制，需要以安全技术产生的数据或信号。这可以通过使用传感器以安全技术实现。
但是其他的数据然可以基于非安全技术地获得。例如针对调节所使用或所产生的数据不满足安全数据的标准。这些数据例如用于机器人臂的当前运动。因此在安全控制中可以不对这些数据或信息进行分析，因为它们最初就是例如来自于非安全应用程序。但是在某些情况下，基于假设/模型的可用安全数据，仍然有可能以安全技术获得仅可用于非安全控制中的信息。下面提出一些举例。
在控制机器人时，可以使用例如“PTP”或“LIN”这样的内插法。“PTP”是“点到点”的缩写，“LIN”是“线性”的缩写。在这两种情况下都涉及到直的或线性的轨迹(PTP：所谓轴空间中的直线；LIN：笛卡尔空间中的直线)。
因此，根据本发明方法的一种变型，目标轨迹可以对应于工具中心点的一线性运动。
在这种情况下，如果实际位置和对应于目标轨迹的直线之间的距离大于阈值或预定值，则可以判断出碰撞。
根据本发明方法的一种实施方式，至少一个不变量对应于在目标运动期间工具中心点的目标位置。据此可以设置为：在工具中心点的实际运动期间检查工具中心点的实际位置，并且一旦工具中心点的至少一个实际位置偏离相应的目标位置一预定值，则该不变量不被满足。优选地，目标位置在安全控制内部基于不变量计算得到。
根据本发明方法的另一种实施方式，至少一个不变量对应于在目标运动期间节肢相对于彼此的目标姿势。据此可以设置为：在机器人臂的实际运动期间，检查节肢相对于彼此的实际姿势，并且如果至少一个实际姿势偏离相应的目标姿势一预定值，则该不变量不被满足。
这些事实可以特别是以多种方式被充分利用实现碰撞识别。
目标运动可以例如通过由电子控制装置所执行的轨迹规划来确定。该轨迹规划特别是通过第二控制功能来执行。
根据这种实施方式可以设置为：第二控制功能向第一控制功能、即安全控制传输关于所规划的线性目标运动即将发生的信息。该信息特别是包括关于工具中心点的目标开始点和目标结束点的说明，由此，第一控制功能获得该信息作为不变量，使得即将发生的目标运动的工具中心点的目标位置沿着由目标开始点和目标结束点所确定的直线移动。如果在机器人臂的实际运动期间至少一个实际位置偏离该直线一预定值，则第一控制功能判断出碰撞。该直线也可以通过另一种由数学中已知的描述来给出。
除了碰撞识别外，还有另外一种可能性，即，探测机器人臂运动的错误执行，也就是说，即使没有出现碰撞，但是机器人臂并没有像预期的那样运动。一个举例：当工具中心点应该沿着一线性轨迹运动时，工具中心点的至少一个实际位置太多地偏离相应的直线。
也可以设置为：电子控制装置、特别是其第一控制功能在运动开始时分析工具中心点的运动，以便通过对该运动的外推(Extrapolieren)来获得目标运动或者说对应于目标运动的不变量。
在这种情况下可以规定：在第一控制功能与第二控制功能之间不交换信息。在运动执行开始时，例如在加速阶段中，第一控制功能可以在优选的预定时间段内记录例如工具中心点的实际位置，并据此外推出机器人臂的未来的目标运动。该外推的基础可以是关于理论上可实现何种轨迹(例如线性轨迹或圆形轨迹)的信息。
这种外推应该优选在工具中心点的速度高到使潜在的碰撞变得危险之前结束。
根据本发明方法的另一种变型，至少一个不变量对应于工具中心点在其运动过程中恒定的目标速度。据此，在工具中心点沿着实际轨迹运动期间，可以确定工具中心点的实际速度和/或实际加速度作为工具中心点的实际位置的至少一个求导值并进行分析。如果工具中心点的实际速度偏离了一预定值和/或工具中心点的实际加速度的值超过一预定值，则该不变量不被满足。
根据本发明方法的另一种变型，至少一个不变量对应于工具中心点在其运动过程中恒定的目标加速度。在工具中心点沿着实际轨迹实际运动期间，可以确定工具中心点的实际加速度和/或实际加速度的时间变化作为工具中心点的实际位置的至少一个求导值并进行分析。如果工具中心点的实际加速度偏离一预定值和/或工具中心点的实际加速度的时间变化的值超过一预定值，则该不变量不被满足。
根据本发明方法的另一种变型，没有关于整个目标轨迹的假设，而是仅有关于目标轨迹上的局部行为的假设。例如，可以假设工具中心点应沿其运动的轨迹的最大允许曲率或者说最大合理曲率。如果曲率在一区段中变大，则可能涉及碰撞。
基于机器人臂的目标运动，工具中心点应沿着目标轨迹运动。在机器人臂实际运动期间，工具中心点沿着一实际轨迹运动。
根据本发明方法的一种变型，目标轨迹是弯曲的轨迹。据此，不变量可以是指该弯曲轨迹的最大曲率，由此，如果通过分析位置传感器的信号得出：实际轨迹的曲率超过预定值，则判断机器人臂与物体相撞。
根据本发明方法的另一种实施方式，目标轨迹是工具中心点的具有预定曲率的圆形轨迹，而不变量则是指该预定曲率。据此，如果通过分析位置传感器的信号得出：实际轨迹的曲率偏离该预定曲率一预定值，则可判断机器人臂与物体相撞。
附加地，可以将局部曲率与速度关联在一起，使得只有当速度也超过某个值时才会发生由于较大曲率而开启安全功能。这意味着：只有在相对低速时才允许相对较大的曲率。
由此，根据本发明方法的另一种变型，可以附加地根据工具中心点在沿着实际轨迹运动期间的速度来判断机器人臂与物体相撞。
可以形象地看作是该轨迹要延伸通过一个又短又直的管道。当该轨迹到达一定的曲率时，其会卡在管道中。因此，可以通过管道的长度和直径来限定轨迹的最大允许曲率。
替代假设特定的曲率或其他的值地，电子控制装置可以取用预先配置的曲率值，这些预先配置的曲率值可以被定义为ESM(“事件驱动的安全监控”的缩写，即，用户定义的监视功能)的组成部分。
另一不变量可以是：实际轨迹不可倒退行驶。由此可以至少识别出平行于轨迹切线指向的碰撞，这些碰撞与运动方向相反地指向。
附图说明
本发明的实施例在附图中示例性地示出。其中：
图1为机器人的立体图，和
图2为表格。
具体实施方式
图1示出了机器人1，其具有机器人臂2和电子控制装置10。机器人臂2包括多个依次设置并通过关节连接的节肢。这些节肢特别是：固定的或可运动的机座3和相对于机座3围绕竖直延伸的轴A1可转动地安装的转台4。在本实施例的情况下，机器人臂2的其他节肢包括摇臂5、悬臂6和优选为多轴的机器人手7，机器人手具有例如被实施为法兰8的、用于固定末端执行器11的固定装置。
摇臂5在下端部上，例如在未详细示出的摇臂轴承头上，围绕优选水平的轴A2可枢转地安装在转台4上。在摇臂5的上端部上，围绕同样优选为水平的轴A3可枢转地安装有悬臂6。该悬臂在端部侧承载着优选具有三个轴A4、A5、A6的机器人手7。
为了使机器人1或其机器人臂2运动，机器人包括以公知的方式与电子控制装置10(机器人控制器)连接的驱动器。该驱动器特别是电驱动器，其包括电马达9。至少马达或电马达9被设置或固定在机器人臂2中或之上。在图1中仅示出了几个电马达9。这些驱动器优选是调节电驱动器。
电驱动器的功率电子器件例如设置在未详细示出的控制柜的壳体内部，例如电子控制装置10也设置在该控制柜中。在本实施例的情况下，电马达9是三相电动机，例如三相电流同步电机。功率电子器件也可以设置在机器人臂2中和/或之上。电子控制装置10包括例如未详细示出的处理器并且可以例如被设计为计算机。
在本实施例的情况下，将电子控制装置10设计为，其具有第一控制功能和第二控制功能。第一控制功能在此负责安全控制的任务，第二控制功能负责机器人1的其余控制。
在电子控制装置10上运行计算机程序，即所谓的应用程序，控制装置10借助于应用程序在工作任务框架内的自动运行中操控、也可能是调节驱动器，使得机器人臂2或机器人1的法兰8或对应于机器人臂2的工具中心点TCP执行预先给定的运动。这例如由第二控制功能来执行。
基于机器人臂的目标运动，工具中心点应沿着目标轨迹运动。在机器人臂的实际运动期间，工具中心点沿着实际轨迹运动。
也可以设置为：电子控制装置10在机器人1的按照规定的运行中也借助应用程序来操控被固定在法兰8上的末端执行器11。
机器人1或其机器人臂2还包括多个优选被设计为分解器的位置传感器12。在本实施例的情况下，这些位置传感器12被安全技术地实现并被设计为，确定任意两个相邻的节肢3-8相对于彼此的实际角度姿势。
位置传感器12与电子控制装置10连接，使得电子控制装置能够分析源于位置传感器12的信号。这在本实施例的情况下通过第一控制功能来完成。
特别是每一个轴A1-A6均分别对应一个位置传感器12，使得电子控制装置10在机器人1的按照规定的运行中能够基于源自位置传感器12的信号来获得关于机器人臂2的每个节肢3-8相对于其相邻的节肢3-8的实际角度姿势的信息。由此，电子控制装置10特别是还能够确定工具中心点TCP在空间中的实际位置，并在必要时确定工具中心点TCP在空间中的实际方向。
例如，通过对所确定的工具中心点TCP的实际位置和/或所确定的各个实际角度姿势进行微分或多次微分或者关于时间求导或关于时间多次求导，电子控制装置10还可以确定工具中心点TCP的和/或各个节肢3-8的当前速度、当前加速度和/或当前加速度的变化。
在本实施例的情况下，机器人1或其电子控制装置10被设计为，在机器人臂2的实际运动期间，特别是在工具中心点TCP沿着实际轨迹运动期间，基于源自位置传感器12的信号来检查：基于实际角度姿势和/或实际角度姿势的求导值和/或基于工具中心点的实际位置和/或实际位置的至少一个求导值，对于机器人臂的实际运动或者对于工具中心点TCP沿着实际轨迹的运动来说，是否满足适用于机器人臂的对应于该实际运动的目标运动的至少一个不变量或者满足适用于工具中心点TCP沿着目标轨迹运动的至少一个不变量。如果该不变量对于实际运动而言没有被满足，则电子控制装置10判断机器人臂2与物体13相撞并开启安全功能。
在本实施例的情况下可以规定：不变量是指目标运动是平稳的。据此，如果工具中心点TCP的实际位置关于时间的三阶导数或工具中心点TCP的实际加速度的时间变化超过预定值，则电子控制装置10判断机器人臂2与物体13相撞。替代地，如果实际角度姿势关于时间的三阶导数或实际角度姿势的实际加速度的时间变化超过预定值，则判断机器人臂2与物体13相撞。
在本实施例的情况下可以设计为，电子控制装置10通过导纳调节或力调节来操控机器人臂2。据此，预定值可以取决于导纳调节或力调节的刚性。
电子控制装置10可以基于非安全技术获得数据。这些数据通过第二控制功能加以处理。例如，针对调节所使用的或所产生的数据不满足安全数据的标准。这些数据例如用于机器人臂2的当前运动。因此，通常可以不通过第一控制功能对这些数据或信息进行分析，因为它们原本就是例如来自于非安全应用程序。但是在某些情况下，基于假设/模型的可用安全数据，仍然有可能以安全技术获得仅可用于非安全控制中的信息。
根据另一种实施方式，工具中心点TCP的线性运动对应于机器人臂2的目标运动。
在本实施例的情况下可以设计为：通过由电子控制装置10执行的轨迹规划来实现机器人臂2的目标运动。该轨迹规划特别是通过第二控制功能来执行。
根据该实施方式可以规定：第二控制功能向第一控制功能传输如下信息：所规划的工具中心点TCP的线性运动即将发生。该信息特别是包括关于工具中心点TCP的目标开始点和目标结束点的说明，由此，第一控制功能获得该信息作为不变量，使得即将发生的目标运动的工具中心点TCP的目标位置沿着由目标开始点和目标结束点所确定的直线。如果在该运动偏离该直线期间有至少一个实际位置偏离相应的目标位置一预定的值，则第一控制功能将判断出碰撞。
除了碰撞识别外，还有另外一种可能性：即，探测轨迹的错误执行，也就是说，即使没有出现碰撞，但机器人臂也没有如预期的那样运动。这在图2所示的表格中示出。
如果两个控制功能之间的信息传输没有错误，则能够可靠地识别碰撞，或者如果没有识别出碰撞，则不开启安全功能。
与此相反，如果两个控制功能之间的信息传输有误，则即使没有出现碰撞，电子控制装置10也会判断出现碰撞。如果附加地还存在有碰撞，则会产生两个错误。
由此将确保：只有在两个控制功能之间的传输没有错误并且没有判断出现碰撞的情况下，才不开启安全功能。
在本实施例的情况下也可以设计为：电子控制装置10、特别是其第一控制功能在运动开始时分析工具中心点TCP的运动，以便通过该运动的推到获得目标轨迹。
在这种情况下特别是设计为：在第一控制功能与第二控制功能之间没有信息交换。在运动执行开始时，例如在加速阶段中，第一控制功能可以在优选的预定时间段内记录工具中心点TCP或节肢3-8在机器人臂2的实际运动开始时的运动，并据此外推出机器人臂2的未来的目标运动。该外推的基础可以是关于理论上可实现何种轨迹(例如线性轨迹或圆形轨迹)的信息。
这种外推应该优选在工具中心点TCP的或机器人臂2的速度高到使潜在的碰撞变得危险之前结束。
在该实施例的情况下，可以规定：目标轨迹是弯曲的轨迹。不变量则是指例如弯曲轨迹的最大曲率，由此，如果通过分析位置传感器12的信号得出：实际轨迹的曲率超过预定值，则判断机器人臂2与物体13相撞。
也可以规定：工具中心点TCP的目标轨迹是工具中心点TCP的具有预定曲率的圆形轨迹，而不变量则是指该预定曲率。据此，如果通过分析位置传感器的信号得出：实际轨迹的曲率偏离该预定曲率一预定值，则可判断机器人臂与物体相撞。
附加地，可以使局部曲率与速度相关联，使得只有当速度也超过某个值时才会发生由于较大的曲率而开启安全功能。这意味着：只在相对低速时才允许相对较大的曲率。
另一不变量可以是：实际轨迹不可倒退行驶。由此可以至少识别出平行于轨迹切线指向的碰撞，这些碰撞与运动方向相反地指向。

Claims (12)

1.一种用于识别机器人臂(2)与物体(13)相撞的方法，其中，所述机器人臂(2)是机器人(1)的一部分，并具有多个依次设置的、关于轴(A1-A6)安装的节肢(3-8)和对应于各个轴的、用于确定每两个相邻的节肢(3-8)相对于彼此的姿势的位置传感器(12)，特别是为所述机器人臂(2)配属一工具中心点(TCP)，并且所述机器人(1)还具有与位置装置(12)连接的电子控制装置(10)和由所述电子控制装置(10)操控的、用于使所述机器人臂(2)的节肢(3-8)相对于彼此自动运动的驱动器，该方法具有如下方法步骤：
-所述节肢(3-8)在所述电子控制装置(10)的控制下自动地运动，使得所述机器人臂(2)执行一实际运动，该实际运动对应于所述机器人臂(2)的一目标运动，
-在所述机器人臂(2)的实际运动期间，借助所述电子控制装置(10)并基于源自所述位置传感器(12)的信号而检查：基于所述节肢(3-8)相对于彼此的实际姿势和/或所述实际姿势的求导值，和/或基于所述工具中心点(TCP)的实际位置和/或所述实际位置的至少一个求导值，对于所述机器人臂(2)的实际运动来说是否满足适用于所述机器人臂(2)的目标运动的至少一个不变量，
-如果该检查的结果是不满足所述至少一个不变量，则判断所述机器人臂(2)与所述物体(13)相撞，并且因此
-在所述电子控制装置(10)的控制下开启所述机器人(1)的安全功能。
2.根据权利要求1所述的方法，包括：通过由所述电子控制装置(10)执行的轨迹规划来确定所述目标运动，或者通过所述电子控制装置(10)在所述机器人臂(2)的实际运动开始时分析所述工具中心点(TCP)的或所述节肢(3-4)的运动并对该运动进行外推，以便获得所述机器人臂(2)的目标运动。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述不变量是指所述目标运动是平稳的，并且
-如果所述工具中心点(TCP)的实际位置关于时间的三阶导数或所述工具中心点(TCP)的实际加速度的时间变化超过一预定值，则判断所述机器人臂(2)与所述物体(13)相撞，或者
-如果所述节肢(3-8)相对于彼此的实际姿势关于时间的三阶导数或所述节肢(3-8)相对于彼此的实际姿势的实际加速度的时间变化超过一预定值，则判断所述机器人臂(2)与所述物体(13)相撞。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述机器人臂(2)通过导纳调节或力调节来运行，并且预定值取决于所述导纳调节或力调节的刚性。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，
-所述至少一个不变量对应于在所述目标运动期间所述工具中心点(TCP)的目标位置，在所述机器人臂(2)实际运动期间检查所述工具中心点(TCP)的实际位置，并且，如果所述工具中心点(TCP)的至少一个所述实际位置偏离相应的目标位置一预定值，则该不变量不满足，或者
-所述至少一个不变量对应于在所述目标运动期间所述节肢(3-8)相对于彼此的目标姿势，在所述机器人臂(2)实际运动期间检查所述节肢(3-8)相对于彼此的实际姿势，并且，如果至少一个所述实际姿势偏离相应的目标姿势一预定值，则该不变量不满足。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，
-所述至少一个不变量对应于所述工具中心点(TCP)在其运动期间的恒定的目标速度，在所述机器人臂(2)实际运动期间，确定所述工具中心点(TCP)的实际速度和/或实际加速度为所述工具中心点(TCP)的实际位置的至少一个求导值并进行分析，如果所述工具中心点(TCP)的实际速度偏离了一预定值和/或所述工具中心点(TCP)的实际加速度的值超过一预定值，则该不变量不满足，或
-所述至少一个不变量对应于所述工具中心点(TCP)在其运动期间的恒定的目标加速度，在所述机器人臂(2)实际运动期间，确定所述工具中心点(TCP)的实际加速度和/或实际加速度的时间变化为所述工具中心点(TCP)的实际位置的至少一个求导值，如果所述工具中心点(TCP)的实际加速度偏离了一预定值和/或所述工具中心点(TCP)的实际加速度的时间变化的值超过一预定值，则该不变量不满足。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，所述机器人臂(2)的目标运动对应所述工具中心点(TCP)的一线性运动，或者其中，基于所述机器人臂(2)的目标运动，使所述机器人臂(2)的节肢(3-8)线性运动。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，基于所述机器人臂(2)的目标运动，所述工具中心点(TCP)应沿着目标轨迹运动，并且所述工具中心点(TCP)在所述机器人臂(2)实际运动期间沿着实际轨迹运动。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述目标轨迹是所述工具中心点(TCP)的一弯曲的轨迹，并且所述不变量是指该弯曲的轨迹的最大曲率，如果通过分析所述位置传感器(12)的信号得出：所述实际轨迹的曲率超过一预定值，则判断所述机器人臂(2)与所述物体(13)相撞。
10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述目标轨迹是所述工具中心点(TCP)的一具有预定的曲率的圆形轨迹，并且所述不变量是指该预定的曲率，如果通过分析所述位置传感器(12)的信号得出：所述实际轨迹的曲率偏离所述预定的曲率一预定值，则判断所述机器人臂(2)与所述物体(13)相撞。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其中，还根据所述工具中心点(TCP)在沿着所述实际轨迹运动期间的速度，判断所述机器人臂(2)与所述物体(13)相撞。
12.一种机器人，具有机器人臂(2)，该机器人臂对应一工具中心点(TCP)，并且该机器人臂具有多个依次设置的、关于轴(A1-A6)安装的节肢(3-8)和对应于各个所述轴(A1-A6)的、用于确定每两个相邻的节肢(3-8)相对于彼此的角度姿势的位置传感器(12)，所述机器人具有与位置装置(12)连接的电子控制装置(10)和由所述电子控制装置(10)操控的、用于使所述机器人臂(2)的节肢(3-8)相对于彼此自动地运动的驱动器，其特征在于，所述电子控制装置(10)被设计为，使得所述机器人(1)执行根据权利要求1至11中任一项所述的方法。
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