DE202015004398U1 - Mobile manipulator system with monitoring system - Google Patents

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Abstract

Mobiles Manipulatorsystem (1), umfassend: zumindest einen Manipulator (20), der von einer Steuereinrichtung (30) gesteuert wird; zumindest eine mobile Plattform (10), an welcher der Manipulator (20) angeordnet ist; ein Überwachungssystem (100; 200; 300), zum Erkennen einer Bewegung der mobilen Plattform (10), wobei das Überwachungssystem (100; 200; 300) umfasst: zumindest einen Sensor (140; 240; 340), der an der mobilen Plattform oder am Manipulator angeordnet ist, wobei der Sensor dazu eingerichtet ist eine Bewegung der mobilen Plattform (10) zu detektieren, zumindest eine Überwachungslogik (101; 202; 303), die dazu eingerichtet ist, ein Sensorsignal zu empfangen und ein Ausgabesignal zu erzeugen, welches angibt, dass eine Bewegung der mobilen Plattform (10) stattgefunden hat.A mobile manipulator system (1) comprising: at least one manipulator (20) controlled by a control device (30); at least one mobile platform (10) on which the manipulator (20) is arranged; a monitoring system (100; 200; 300) for detecting movement of the mobile platform (10), the monitoring system (100; 200; 300) comprising: at least one sensor (140; 240; 340) attached to the mobile platform or is arranged on the manipulator, wherein the sensor is adapted to detect a movement of the mobile platform (10), at least one monitoring logic (101; 202; 303) which is adapted to receive a sensor signal and to generate an output signal indicating in that a movement of the mobile platform (10) has taken place.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft mobile Manipulator-Systeme, welche zumindest einen Manipulator und eine mobile Plattform umfassen, wobei weiterhin ein Überwachungssystem bereitgestellt wird, welches dazu eingerichtet ist eine Bewegung der mobilen Plattform zu erkennen.The invention relates to mobile manipulator systems comprising at least one manipulator and a mobile platform, further providing a monitoring system configured to detect movement of the mobile platform.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Mobile Manipulator-Systeme umfassen typischerweise eine mobile Plattform und einen Manipulator. Beispielsweise kann ein mobiles Manipulator-System ein LBR iiwa Springer der KUKA AG sein. Ein Manipulator ist ein Gerät, welches die physikalische Interaktion mit der Umgebung ermöglicht. Insbesondere kann der Manipulator ein Industrieroboter sein, wobei ein Industrieroboter ein automatisch geführter, mit drei oder mehr frei programmierbaren Bewegungsachsen ausgerüsteter Mehrzweckmanipulator ist, der in industriellen Anwendungen eingesetzt wird. Typischerweise führen solche Manipulatoren Greifer, Werkzeuge oder Werkstücke. Um Greifer, Werkzeuge oder Werkstücke exakt führen zu können, muss die Position und Orientierung des Manipulators im Manipulatorsystem bekannt sein.Mobile manipulator systems typically include a mobile platform and a manipulator. For example, a mobile manipulator system may be a LBR iiwa Springer of KUKA AG. A manipulator is a device that enables physical interaction with the environment. In particular, the manipulator may be an industrial robot, wherein an industrial robot is an automatically guided multipurpose manipulator equipped with three or more freely programmable axes of motion used in industrial applications. Typically, such manipulators carry grippers, tools or workpieces. To be able to guide grippers, tools or workpieces exactly, the position and orientation of the manipulator in the manipulator system must be known.

Wird der Manipulator an einer mobilen Plattform angebracht, so kann dieser mobil in industriellen Anwendungen eingesetzt werden. Beispielsweise kann eine mobile Plattform eine Linearachse umfassen, und so eine Bewegung des Manipulators in zumindest einer Koordinatenrichtung ermöglichen. Ebenso kann eine mobile Plattform in zwei Richtungen bewegbar sein, indem beispielsweise zwei Linearachsen miteinander kombiniert werden. Weiterhin ist es möglich, dass die mobile Plattform frei auf einer Ebene bewegt werden kann. In diesem Fall ist die mobile Plattform typischerweise mit Rädern ausgestattet.If the manipulator is attached to a mobile platform, it can be used in mobile applications in industrial applications. For example, a mobile platform may comprise a linear axis, thus enabling movement of the manipulator in at least one coordinate direction. Likewise, a mobile platform can be moved in two directions, for example by combining two linear axes. Furthermore, it is possible that the mobile platform can be moved freely on one level. In this case, the mobile platform is typically equipped with wheels.

Eine mobile Plattform kann automatisiert betrieben oder manuell bewegt werden. Ist die mobile Plattform automatisiert betrieben, so kann sie beispielsweise über Elektromotoren, pneumatische Motoren, hydraulische Motoren oder dergleichen angetrieben werden. Ist die mobile Plattform manuell betrieben, so kann die mobile Plattform beispielsweise über Lenk- und Bockrollen an den Einsatzort geschoben werden. Ebenso kann die mobile Plattform weitere bekannte Rollen- und/oder Räderformen aufweisen.A mobile platform can be automated or moved manually. If the mobile platform is operated automatically, then it can be driven, for example, via electric motors, pneumatic motors, hydraulic motors or the like. If the mobile platform is operated manually, the mobile platform can be pushed to the place of use, for example, via castors and fixed castors. Likewise, the mobile platform may have other known roles and / or wheel shapes.

Um am Einsatzort ortsfest fixiert zu werden, verfügt die mobile Plattform typischerweise über zumindest eine Bremse, welche die Bewegung der mobilen Plattform blockieren kann. Eine derartige Bremse kann beispielsweise manuell betätigt werden oder über einen entsprechenden Steller, wie beispielsweise einen Elektromotor, einen Hubzylinder oder Gleichen betätigt werden. Eine entsprechende Bremse kann auf ein Rad der mobilen Plattform oder auf alle Räder der mobilen Plattform wirken. Vorzugsweise kann die mobile Plattform durch Betätigen eines Bremsschalters, Bremshebels oder dergleichen ortsfest fixiert werden.To be fixed in place at the job site, the mobile platform typically has at least one brake that can block the movement of the mobile platform. Such a brake can for example be operated manually or via a corresponding actuator, such as an electric motor, a lifting cylinder or the like are operated. A corresponding brake can act on a wheel of the mobile platform or on all wheels of the mobile platform. Preferably, the mobile platform can be fixed by pressing a brake switch, brake lever or the like.

Die ortsfeste Fixierung der mobilen Plattform am Einsatzort ist wichtig, da der Manipulator zur Bestimmung der Position und Orientierung des Manipulators im Manipulatorsystem referenziert werden muss. Sollen beispielsweise Werkstücke gegriffen und positioniert werden, so muss der Manipulator die Position der Werkstücke exakt anfahren können. Bewegt sich nun die mobile Plattform, auf welcher der Manipulator angeordnet ist, so verändert sich die Position des Manipulators, wodurch der Manipulator im Folgenden mit einem unbekannten Versatz operieren würde.The stationary fixation of the mobile platform at the site is important because the manipulator must be referenced to determine the position and orientation of the manipulator in the manipulator system. If, for example, workpieces are to be gripped and positioned, then the manipulator must be able to approach the position of the workpieces exactly. If the mobile platform on which the manipulator is located now moves, the position of the manipulator changes, with the result that the manipulator would subsequently operate with an unknown offset.

Aus dem Stand der Technik sind Lösungen bekannt, gemäß welchen mobile Plattformen mit anderen Strukturen starr verbunden werden, um deren Position konstant zu halten. Jedoch besteht weiterhin das Problem, dass eine dennoch stattfindende Bewegung der mobilen Plattform nicht erkannt wird. Bleibt eine solche Bewegung unerkannt, würde der Manipulator beispielsweise Werkstücke, die er greifen, positionieren und/oder orientieren soll nicht greifen, oder mit einem unbekannten Versatz positionieren und/oder orientieren. Dies führt möglicherweise zu einer Störung im Produktionsprozess oder sogar zu Schäden an Objekten und/oder Personen. Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die genannten Nachteile auszuräumen.From the prior art solutions are known according to which mobile platforms are rigidly connected to other structures in order to keep their position constant. However, there is still the problem that a still occurring movement of the mobile platform is not recognized. If such a movement remains unrecognized, the manipulator would, for example, not grasp or position workpieces which it grips, should position, or position with an unknown offset and / or orient. This may result in disruption to the production process or even damage to objects and / or people. It is therefore an object of the present invention to overcome the disadvantages mentioned.

Ausführliche Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention

Die Aufgabe wird gelöst durch ein mobiles Manipulator-System nach Anspruch 1.The object is achieved by a mobile manipulator system according to claim 1.

Insbesondere wird die Aufgabe gelöst durch ein mobiles Manipulator-System umfassend: Zumindest einen Manipulator der von einer Steuereinrichtung gesteuert wird; zumindest eine mobile Plattform, an welcher der Manipulator angeordnet ist; ein Überwachungssystem, zum Erkennen einer Bewegung der mobilen Plattform, wobei das Überwachungssystem umfasst: Zumindest einen Sensor, der an der mobilen Plattform oder am Manipulator angeordnet ist, wobei der Sensor dazu eingerichtet ist eine Bewegung der mobilen Plattform zu detektieren; und zumindest eine Überwachungslogik, die dazu eingerichtet ist, ein Sensorsignal zu empfangen und ein Ausgabesignal zu erzeugen, welches angibt, dass eine Bewegung der mobilen Plattform stattgefunden hat.In particular, the object is achieved by a mobile manipulator system comprising: at least one manipulator which is controlled by a control device; at least one mobile platform on which the manipulator is arranged; a monitoring system for detecting movement of the mobile platform, the monitoring system comprising: at least one sensor disposed on the mobile platform or on the manipulator, the sensor configured to detect movement of the mobile platform; and at least one monitoring logic configured to receive a sensor signal and generate an output signal indicating that movement of the mobile platform has occurred.

Wird ein Überwachungssystem zum Erkennen einer Bewegung der mobilen Plattform bereitgestellt, so kann erkannt werden, ob eine Bewegung der mobilen Plattform stattgefunden hat. Somit können Fehler, die auf einer ungewollten Bewegung der mobilen Plattform beruhen vermieden werden. Der zumindest eine Sensor kann beispielsweise ein optischer Sensor, ein magnetischer Sensor oder ein Beschleunigungssensor sein. Grundsätzlich ist jeder Sensor geeignet, der eine Veränderung in der Position, eine Veränderung in der Geschwindigkeit und/oder eine Beschleunigung erfassen kann. If a monitoring system for detecting a movement of the mobile platform is provided, then it can be detected whether a movement of the mobile platform has taken place. Thus, errors that are due to an unwanted movement of the mobile platform can be avoided. The at least one sensor may be, for example, an optical sensor, a magnetic sensor or an acceleration sensor. In principle, any sensor capable of detecting a change in position, a change in speed and / or an acceleration is suitable.

Wird basierend auf einem Sensorsignal ein Ausgabesignal erzeugt, welches angibt, dass eine Bewegung der mobilen Plattform stattgefunden hat, so kann beispielsweise eine Steuereinrichtung des Manipulators sicherheitsrelevante Modi starten. Vorzugsweise wird das Überwachungssystem dann aktiviert, wenn die mobile Plattform an einem Zielort positioniert ist, an welchem der Manipulator eingesetzt werden soll. Das Überwachungssystem kann sowohl Hardware als auch Software umfassen. Am Zielort wird der Manipulator typischerweise referenziert. Das Erreichen des Zielortes kann beispielsweise durch das Feststellen einer Bremse der mobilen Plattform detektiert werden. Ebenso kann der Beginn der Referenzierung des Manipulators ein Erreichen des Zielortes indizieren. Weitere Eingaben, welche angeben dass der Zielort der mobilen Plattform erreicht wurde sind ebenso denkbar, so kann beispielsweise ein Bediener manuell bestätigen, dass der Zielort erreicht wurde.If an output signal is generated based on a sensor signal, which indicates that a movement of the mobile platform has taken place, a control device of the manipulator can start safety-relevant modes, for example. Preferably, the monitoring system is activated when the mobile platform is positioned at a destination where the manipulator is to be deployed. The monitoring system may include both hardware and software. At the destination, the manipulator is typically referenced. The reaching of the destination can be detected, for example, by detecting a brake of the mobile platform. Likewise, the beginning of the referencing of the manipulator can indicate that the destination has been reached. Other inputs indicating that the destination of the mobile platform has been reached are also conceivable, for example an operator may manually confirm that the destination has been reached.

Beispielhaft kann nach Erreichen des Zielortes ein Taster aktiviert werden, welcher indiziert, dass der Zielort erreicht wurde. Anschließend kann eine Bremse, welche beispielsweise auf ein Rad der mobilen Plattform wirkt, die mobile Plattform ortsfest fixieren.By way of example, after reaching the destination, a button can be activated which indicates that the destination has been reached. Subsequently, a brake which acts, for example, on a wheel of the mobile platform, fix the mobile platform stationary.

Nach der Aktivierung des Überwachungssystems überwacht der Sensor zyklisch, ob sich die mobile Plattform bewegt. Wird eine Bewegung festgestellt, so wird ein Signal, welches angibt dass eine Bewegung stattgefunden hat, erzeugt. Alternativ kann ein Freigabesignal bereitgestellt werden, wenn keine Bewegung der mobilen Plattform detektiert wurde. Ein Freigabesignal kann beispielsweise die Bewegung des Manipulators erlauben.After activating the monitoring system, the sensor cyclically monitors whether the mobile platform is moving. When a movement is detected, a signal indicating that movement has occurred is generated. Alternatively, a release signal may be provided if no movement of the mobile platform has been detected. For example, a release signal may allow movement of the manipulator.

Vorzugsweise ist die Steuereinrichtung dazu eingerichtet, den Manipulator zu stoppen falls das Ausgabesignal angibt, dass eine Bewegung der mobilen Plattform stattgefunden hat. Das Stoppen des Manipulators nach dem Detektieren einer Bewegung der mobilen Plattform verhindert mögliche Schäden im Produktionsprozess und/oder an den Werkstücken. Insbesondere können Schäden an Personen, welche sich in der Umgebung des Manipulators befinden vermieden werden. Insbesondere wenn ein Manipulator eines mobilen Manipulator-Systems ohne Schutzzaun betrieben wird, ist die Detektion einer Bewegung der mobilen Plattform wichtig. Typischerweise wird in diesen Anwendungsfällen der Arbeitsbereich des Roboters mit Sensoren überwacht. Verschiebt sich nun die mobile Plattform, so verschiebt sich auch der Arbeitsbereich des Roboters, so dass möglicherweise ein Teil des verschobenen Arbeitsbereichs nicht mehr überwacht wird. Hierdurch entstehen mögliche Gefährdungen für in der Umgebung befindliche Objekte und Personen. Daher ist das Stoppen des Manipulators nach Detektion einer Bewegung der mobilen Plattform vorteilhaft, um Schäden vorzubeugen.Preferably, the control means is arranged to stop the manipulator if the output signal indicates that movement of the mobile platform has taken place. Stopping the manipulator after detecting movement of the mobile platform prevents possible damage in the production process and / or on the workpieces. In particular, damage to persons located in the vicinity of the manipulator can be avoided. In particular, when a manipulator of a mobile manipulator system is operated without a safety fence, the detection of movement of the mobile platform is important. Typically, in these applications, the work area of the robot is monitored with sensors. As the mobile platform shifts, the robot's workspace also shifts so that part of the displaced workspace may no longer be monitored. This creates potential hazards to surrounding objects and people. Therefore, stopping the manipulator after detecting movement of the mobile platform is advantageous to prevent damage.

Vorzugsweise ist der zumindest eine Sensor ein optischer Sensor und besonders bevorzugt eine Kamera. Ein optischer Sensor ist vorteilhaft, da mit einem optischen Sensor vorhandene Objekte erkannt und ausgewertet werden können. Ist der optische Sensor eine Kamera, so kann beispielsweise die Auswertung der Bilddaten ergeben, dass eine Bewegung der mobilen Plattform stattgefunden hat. Vorzugsweise ist der optische Sensor auf ein Rad der mobilen Plattform gerichtet, wobei der optische Sensor weiterhin dazu eingerichtet ist zumindest einen Teil des Rades zyklisch zu erfassen.Preferably, the at least one sensor is an optical sensor and more preferably a camera. An optical sensor is advantageous since existing objects can be detected and evaluated with an optical sensor. If the optical sensor is a camera, for example, the evaluation of the image data can reveal that a movement of the mobile platform has taken place. Preferably, the optical sensor is directed to a wheel of the mobile platform, wherein the optical sensor is further configured to cyclically detect at least a portion of the wheel.

Ist der optische Sensor beispielsweise auf ein Rad der mobilen Plattform gerichtet, so kann durch einen zyklischen Vergleich der Sensordaten festgestellt werden, ob sich ein Rad bewegt. Verändern sich die erfassten Bilddaten, so ist davon auszugehen, dass sich das Rad bewegt hat. Vorzugsweise ist ein typisches Muster auf das Rad aufgebracht, wie beispielsweise ein Profil. Ist der optische Sensor dazu eingerichtet das Muster zu erkennen, so kann aus einem Vergleich von zumindest zwei nacheinander aufgenommenen optischen Sensordaten ausgewertet werden, wie sich die mobile Plattform bewegt hat. Werden mehrere Räder der mobilen Plattform mit einem optischen Sensor überwacht, lassen sich Informationen über die Strecke der Bewegung der mobilen Plattform und über die Richtung der Bewegung der mobilen Plattform ermitteln. Dies erlaubt beispielsweise eine Anpassung der Referenzierung des Manipulators, welcher auf der mobilen Plattform angeordnet ist.If the optical sensor is directed, for example, to a wheel of the mobile platform, it can be determined by a cyclic comparison of the sensor data whether a wheel is moving. If the recorded image data changes, it can be assumed that the wheel has moved. Preferably, a typical pattern is applied to the wheel, such as a profile. If the optical sensor is configured to recognize the pattern, then it can be evaluated from a comparison of at least two consecutively recorded optical sensor data as the mobile platform has moved. When multiple wheels of the mobile platform are monitored with an optical sensor, information about the distance of the movement of the mobile platform and the direction of movement of the mobile platform can be obtained. This allows, for example, an adaptation of the referencing of the manipulator, which is arranged on the mobile platform.

Vorzugsweise ist der optische Sensor auf ein Objekt in der Umgebung der mobilen Plattform gerichtet, wobei das Objekt vorzugsweise der Boden ist und wobei der optische Sensor weiterhin dazu eingerichtet ist, zumindest einen Teil der Umgebung zyklisch zu erfassen. Ist der optische Sensor auf die Umgebung gerichtet, so kann durch einen Vergleich der optischen Sensordaten eine Bewegung der mobilen Plattform detektiert werden. Ein Vergleich von optischen Sensordaten, die mit Bezug auf die Umgebung erfasst werden, ist beispielsweise vorteilhaft, wenn die mobile Plattform in staubiger Umgebung eingesetzt werden soll. In einem solchen Anwendungsszenario kann durch die Räder Staub aufgewirbelt werden und so eine zuverlässige Erfassung und/oder Auswertung der Sensordaten erschwert werden, wenn der Sensor auf eines der Räder gerichtet ist. Ist der optische Sensor auf ein Objekt in der Umgebung gerichtet, so kann der Sensor besser vor etwaigen Verschmutzungen, wie etwa Staub, geschützt werden.Preferably, the optical sensor is directed to an object in the vicinity of the mobile platform, wherein the object is preferably the ground, and wherein the optical sensor is further configured to cyclically detect at least a portion of the environment. If the optical sensor is directed towards the surroundings, a movement of the mobile platform can be detected by a comparison of the optical sensor data. A comparison of optical sensor data, with reference to the For example, it is advantageous if the mobile platform is to be used in a dusty environment. In such an application scenario, dust can be whirled up by the wheels and thus a reliable detection and / or evaluation of the sensor data can be made more difficult if the sensor is aimed at one of the wheels. If the optical sensor is aimed at an object in the environment, the sensor can be better protected against possible dirt, such as dust.

Vorzugsweise ist der zumindest ein Sensor ein Beschleunigungssensor, wobei der Beschleunigungssensor dazu eingerichtet ist, Beschleunigungen der mobilen Plattform in zumindest einer horizontalen Ebene zu erfassen. Überschreiten die erfassten Beschleunigungen einen definierten Schwellwert, so kann davon ausgegangen werden, dass die mobile Plattform bewegt wurde. Insbesondere sind Beschleunigungssensoren vorteilhaft, da diese vollständig von einem Gehäuse umgeben werden können und somit vor umgebungsbedingten Störungen wie Schmutz, Staub, Feuchte und dergleichen geschützt werden können.Preferably, the at least one sensor is an acceleration sensor, wherein the acceleration sensor is adapted to detect accelerations of the mobile platform in at least one horizontal plane. If the detected accelerations exceed a defined threshold, it can be assumed that the mobile platform has been moved. In particular, acceleration sensors are advantageous because they can be completely surrounded by a housing and thus protected from environmental disturbances such as dirt, dust, moisture and the like.

Ausführliche Beschreibung der FigurenDetailed description of the figures

Im Folgenden ist die Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren beispielhaft beschrieben. Dabei zeigt:The invention is described below by way of example with reference to the figures. Showing:

1 ein mobiles Manipulator-System; 1 a mobile manipulator system;

2 ein Überwachungssystem umfassend einen optischen Sensor; 2 a monitoring system comprising an optical sensor;

3 ein Überwachungssystem umfassend einen weiteren optischen Sensor; und 3 a monitoring system comprising a further optical sensor; and

4 ein Überwachungssystem umfassend einen Beschleunigungssensor. 4 a monitoring system comprising an acceleration sensor.

Insbesondere zeigt 1 ein mobiles Manipulator-System 1 umfassend eine mobile Plattform 10, einen Manipulator 20 und eine Steuerungseinrichtung 30 des Manipulators 20. Der mobile Manipulator 20 kann beispielsweise dazu eingerichtet sein, in der Umgebung befindliche Werkstücke oder Objekte zu greifen und zu positionieren. Dazu ist der mobile Manipulator 20 auf der mobilen Plattform 10 angeordnet. Die mobile Plattform 10 verfügt über zumindest zwei Räder 11, 12 und kann beispielsweise manuell an einen Zielort geschoben werden. An diesem Zielort können die Bremsen (nicht dargestellt) die Räder 11, 12 blockieren und so eine Bewegung der mobilen Plattform 10 verhindern. Um eine mögliche Bewegung der mobilen Plattform 10 detektieren zu können, können die Sensorsysteme, wie sie in den 2, 3 und 4 dargestellt sind, verwendet werden.In particular shows 1 a mobile manipulator system 1 comprising a mobile platform 10 , a manipulator 20 and a controller 30 of the manipulator 20 , The mobile manipulator 20 For example, it may be configured to grip and position workpieces or objects in the environment. This is the mobile manipulator 20 on the mobile platform 10 arranged. The mobile platform 10 has at least two wheels 11 . 12 and can be manually pushed to a destination, for example. At this destination, the brakes (not shown) may be the wheels 11 . 12 block and so a movement of the mobile platform 10 prevent. To a possible movement of the mobile platform 10 To be able to detect, the sensor systems, as in the 2 . 3 and 4 are shown used.

2 zeigt ein Überwachungssystem 100 zum Erkennen einer Bewegung der mobilen Plattform 10. Weiterhin zeigt 2 ein kugelförmiges Rad bzw. Rolle 111 einer mobilen Plattform, welches mittels einer Bremse 104, die über einen Motor 103 betätigt werden kann, festgestellt werden kann. Zur Detektion einer Bewegung der mobilen Plattform wird beispielsweise über die Lichtquelle 120, welche beispielsweise eine Laserdiode sein kann Licht auf die Oberfläche 130 des Rades 111 gestrahlt, welches ein optischer Sensor 140 zyklisch aufnimmt. Die Überwachungslogik 101, welche Hardware und/oder Software umfassen kann, empfängt das Sensorsignal des Sensors 140 und erzeugt ein Ausgabesignal, welches angibt, ob eine Bewegung der mobilen Plattform stattgefunden hat. Dieses Ausgabesignal kann beispielsweise an eine Steuereinrichtung 102 des Manipulators gesendet werden. Die Steuereinrichtung 102 umfasst vorzugsweise eine Sicherheitssteuerung, welche die Bewegung des Manipulators stoppt, wenn eine Bewegung der mobilen Plattform erkannt wurde. 2 shows a monitoring system 100 to detect a movement of the mobile platform 10 , Further shows 2 a spherical wheel or roller 111 a mobile platform, which by means of a brake 104 that have a motor 103 can be operated, can be determined. For detecting a movement of the mobile platform, for example, via the light source 120 which, for example, a laser diode can be light on the surface 130 of the wheel 111 blasted, which is an optical sensor 140 cyclically absorbs. The monitoring logic 101 , which may include hardware and / or software, receives the sensor signal of the sensor 140 and generates an output signal indicating whether movement of the mobile platform has taken place. This output signal can, for example, to a control device 102 be sent to the manipulator. The control device 102 preferably includes a safety controller that stops movement of the manipulator when movement of the mobile platform has been detected.

3 zeigt das Überwachungssystem 200. Das Überwachungssystem 200 umfasst ein kugelförmiges Rad 211 der mobilen Plattform 10, welches Rad 211 mittels einer Bremse 204, die über einen Motor 203 betätigt werden kann, festgestellt werden kann. Um eine mögliche Bewegung der mobilen Plattform zu erfassen, strahlt eine Lichtquelle 220, wie beispielsweise eine Laserleuchtdiode auf ein Objekt in der Umgebung. Das Licht wird von dem Objekt in der Umgebung reflektiert und von dem optischen Sensor 240 detektiert. Durch einen zyklischen Vergleich der aufgenommenen Sensordaten kann eine Bewegung der mobilen Plattform detektiert werden. Das Sensorsignal wird von der Überwachungslogik 202, welche sowohl Software als auch Hardware umfassen kann in ein Ausgabesignal gewandelt, welches angibt, ob eine Bewegung der mobilen Plattform stattgefunden hat. Hat eine mobile Plattform stattgefunden, kann beispielsweise die Steuereinrichtung 202 die Bewegung des Manipulators stoppen. 3 shows the monitoring system 200 , The monitoring system 200 includes a spherical wheel 211 the mobile platform 10 which wheel 211 by means of a brake 204 that have a motor 203 can be operated, can be determined. In order to detect a possible movement of the mobile platform, a light source emits light 220 , such as a laser diode on an object in the environment. The light is reflected by the object in the environment and by the optical sensor 240 detected. By a cyclic comparison of the recorded sensor data, a movement of the mobile platform can be detected. The sensor signal is from the monitoring logic 202 , which may include both software and hardware, converted to an output signal indicating whether movement of the mobile platform has taken place. If a mobile platform has taken place, for example, the control device 202 stop the movement of the manipulator.

4 zeigt ein Überwachungssystem 300 zum Erkennen einer Bewegung einer mobilen Plattform, wobei die mobile Plattform ein kugelförmiges Rad 311 umfasst, welches über eine Bremse 304, welche von einem Motor 303 betätigt werden kann, festgestellt werden kann. Weiterhin umfasst das Überwachungssystem 300 einen Beschleunigungssensor 340, welcher an der mobilen Plattform 10 angebracht ist. Detektiert der Beschleunigungssensor 340 eine Beschleunigung, welche einen Schwellwert überschreitet, so kann davon ausgegangen werden, dass eine Bewegung der mobilen Plattform stattgefunden hat. Wird eine Bewegung der mobilen Plattform detektiert, erzeugt die Überwachungslogik 301, welche sowohl Software als auch Hardware umfassen kann, ein Ausgabesignal. Das Ausgabesignal wird beispielsweise an eine Steuereinrichtung 302 weitergegeben, welche den Manipulator steuert. Wird eine Bewegung der mobilen Plattform detektiert, so kann der Manipulator beispielsweise gestoppt werden. 4 shows a monitoring system 300 for detecting a movement of a mobile platform, wherein the mobile platform is a spherical wheel 311 includes, which via a brake 304 that of a motor 303 can be operated, can be determined. Furthermore, the monitoring system includes 300 an acceleration sensor 340 which is on the mobile platform 10 is appropriate. Detects the acceleration sensor 340 an acceleration that exceeds a threshold, it can be assumed that a movement of the mobile platform has taken place. When movement of the mobile platform is detected, the monitoring logic is generated 301 , which may include both software and hardware, an output signal. The output signal is sent, for example, to a control device 302 passed, which controls the manipulator. If a movement of the mobile platform detected, so the manipulator can be stopped, for example.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Mobiles Manipulator-SystemMobile manipulator system
1010
Mobile PlattformMobile platform
11, 1211, 12
Räderbikes
2020
Manipulatormanipulator
3030
Steuereinrichtungcontrol device
100, 200, 300100, 200, 300
Überwachungssystemmonitoring system
101, 201, 301101, 201, 301
Überwachungslogikmonitoring logic
102, 202, 303102, 202, 303
Steuereinrichtungcontrol device
103, 203, 303103, 203, 303
Motorengine
104, 204, 304104, 204, 304
Bremsebrake
111, 211, 311111, 211, 311
kugelförmiges Radspherical wheel
120, 220120, 220
Lichtquellelight source
140, 240140, 240
Optischer SensorOptical sensor
340340
Beschleunigungssensoraccelerometer

Claims (6)

Mobiles Manipulatorsystem (1), umfassend: zumindest einen Manipulator (20), der von einer Steuereinrichtung (30) gesteuert wird; zumindest eine mobile Plattform (10), an welcher der Manipulator (20) angeordnet ist; ein Überwachungssystem (100; 200; 300), zum Erkennen einer Bewegung der mobilen Plattform (10), wobei das Überwachungssystem (100; 200; 300) umfasst: zumindest einen Sensor (140; 240; 340), der an der mobilen Plattform oder am Manipulator angeordnet ist, wobei der Sensor dazu eingerichtet ist eine Bewegung der mobilen Plattform (10) zu detektieren, zumindest eine Überwachungslogik (101; 202; 303), die dazu eingerichtet ist, ein Sensorsignal zu empfangen und ein Ausgabesignal zu erzeugen, welches angibt, dass eine Bewegung der mobilen Plattform (10) stattgefunden hat.Mobile manipulator system ( 1 ), comprising: at least one manipulator ( 20 ), which is controlled by a control device ( 30 ) is controlled; at least one mobile platform ( 10 ) on which the manipulator ( 20 ) is arranged; a surveillance system ( 100 ; 200 ; 300 ), to detect movement of the mobile platform ( 10 ), the monitoring system ( 100 ; 200 ; 300 ) comprises: at least one sensor ( 140 ; 240 ; 340 ), which is arranged on the mobile platform or on the manipulator, wherein the sensor is adapted to a movement of the mobile platform (FIG. 10 ), at least one monitoring logic ( 101 ; 202 ; 303 ) adapted to receive a sensor signal and to generate an output signal indicating that movement of the mobile platform ( 10 ) has taken place. Mobiles Manipulatorsystem (1) nach Anspruch 1, wobei die Steuereinrichtung (30) dazu eingerichtet ist, den Manipulator (20) zu stoppen, falls das Ausgabesignal angibt, dass eine Bewegung der mobilen Plattform (10) stattgefunden hat.Mobile manipulator system ( 1 ) according to claim 1, wherein the control device ( 30 ) is adapted to the manipulator ( 20 ) if the output signal indicates that movement of the mobile platform ( 10 ) has taken place. Mobiles Manipulatorsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zumindest eine Sensor (100; 240) ein optischer Sensor und vorzugsweise eine Kamera ist.Mobile manipulator system ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the at least one sensor ( 100 ; 240 ) is an optical sensor and preferably a camera. Mobiles Manipulatorsystem (1) nach Anspruch 3, wobei der optische Sensor auf ein Rad (11, 111, 211) der mobilen Plattform (10) gerichtet ist, und wobei der optische Sensor weiterhin dazu eingerichtet ist, zumindest einen Teil (130) des Rades (11; 12; 111) zyklisch zu erfassen.Mobile manipulator system ( 1 ) according to claim 3, wherein the optical sensor is mounted on a wheel ( 11 . 111 . 211 ) of the mobile platform ( 10 ), and wherein the optical sensor is further adapted to at least a part ( 130 ) of the wheel ( 11 ; 12 ; 111 ) cyclically. Mobiles Manipulatorsystem (1) nach Anspruch 3, wobei der optische Sensor auf ein Objekt in der Umgebung der mobilen Plattform (10) gerichtet ist, wobei das Objekt vorzugsweise der Boden ist, und wobei der optische Sensor weiterhin dazu eingerichtet ist, zumindest einen Teil (230) der Umgebung zyklisch zu erfassen.Mobile manipulator system ( 1 ) according to claim 3, wherein the optical sensor is incident on an object in the environment of the mobile platform ( 10 ), wherein the object is preferably the bottom, and wherein the optical sensor is further adapted to at least a part ( 230 ) cyclically detect the environment. Mobiles Manipulatorsystem (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der zumindest eine Sensor (340) ein Beschleunigungssensor ist, und wobei der Beschleunigungssensor dazu eingerichtet ist, Beschleunigungen der mobilen Plattform (10) in zumindest einer horizontalen Ebene zu erfassen.Mobile manipulator system ( 1 ) according to one of claims 1 or 2, wherein the at least one sensor ( 340 ) is an acceleration sensor, and wherein the acceleration sensor is adapted to accelerate the mobile platform ( 10 ) in at least one horizontal plane.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN106625571A (en) * 2017-03-12 2017-05-10 周佰利 Multifunctional nut demounting robot
CN113119058A (en) * 2020-01-15 2021-07-16 精工爱普生株式会社 Robot control method and robot system

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