ES2965040T3 - Tope duro móvil para un componente robótico - Google Patents

Abstract

Un sistema robótico incluye un brazo robótico y un tope rígido móvil dispuesto cerca del brazo robótico. El tope rígido móvil está separado del brazo robótico por al menos un espacio en una primera condición operativa. El tope rígido móvil hace contacto físico con el brazo robótico en una segunda condición operativa. El sistema robótico también incluye uno o más controladores configurados para controlar el movimiento del brazo robótico y el movimiento del tope rígido móvil de modo que se mantenga la primera condición operativa o de modo que, si ocurre la segunda condición operativa, el tope rígido bloquee el movimiento del brazo robótico. . (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Tope duro móvil para un componente robótico

Antecedentes

La presente descripción se refiere en general al campo de la robótica. Más específicamente, las modalidades de la presente descripción se refieren a un tope duro móvil para un componente robótico móvil (por ejemplo, un brazo robótico).

Los sistemas robóticos se emplean en varios campos técnicos, incluyendo la industria manufacturera, médica y del entretenimiento. Por ejemplo, los sistemas robóticos pueden emplear componentes robóticos móviles configurados para facilitar el ensamblaje de componentes o sistemas en una planta de fabricación. Los sistemas robóticos también pueden incluir dispositivos de control configurados para limitar el movimiento de los componentes robóticos móviles por diversas razones, incluida la protección del sistema robótico. Ahora se reconoce que las limitaciones de movimiento causadas o facilitadas por el dispositivo de control pueden limitar innecesariamente la operación o fluidez del componente robótico móvil. En consecuencia, el dispositivo de control puede limitar innecesariamente el rendimiento o la eficiencia del componente robótico móvil en sistemas tradicionales. Por lo tanto, se necesitan dispositivos de control mejorados para permitir un mejor rendimiento y eficiencia de los componentes robóticos móviles.

El documento JP2013111718 describe un robot que incluye una parte de accionamiento de brazo que acciona un brazo, una parte de control de brazo que controla la parte de accionamiento de brazo, una pluralidad de topes que tienen una función de limitación de rango móvil para limitar el rango móvil del brazo, una parte de cancelación de función de tope que tiene una función de cancelación de la función de limitación de rango móvil de cada tope, y una parte de control de rango móvil de brazo que controla la parte de cancelación de función de tope, y tiene datos de configuración de rango móvil que definen un rango móvil preestablecido de un brazo. La parte de control del rango de movimiento del brazo controla la parte de cancelación de la función de tope en base a los datos de configuración del rango de movimiento y a la información de posición del brazo y/o información de velocidad de movimiento del brazo. El documento JP2002331531 describe un mandril para sostener un producto moldeado acompañado por el movimiento de un cuerpo móvil a una posición predeterminada para expulsar el producto moldeado de una máquina de moldeo. Un medio de alteración de carrera altera la posición del tapón que entra en contacto con el cuerpo móvil, acompañado por el accionamiento del electromotor para hacer variable la carrera de movimiento del mandril. El cuerpo móvil está cargado con un medio de control de accionamiento para controlar el electromotor. El documento EP2853358 describe un método para proporcionar un robot y un sistema de robot con una mayor confiabilidad en un aspecto de seguridad. El robot está provisto de una base para ser fijada a una superficie de instalación, y una unidad de brazo que tiene una pluralidad de cuerpos de brazo acoplados secuencialmente y giratoriamente entre sí, con un extremo acoplado a la base a través de un eje. La unidad de brazo tiene un mecanismo de tope que tiene un miembro de tope duro móvil capaz de restringir un movimiento de giro de los cuerpos de brazo alrededor del eje a un rango de giro predeterminado. El miembro de tope duro móvil se proporciona a un eslabón de uno de los pares de eslabones acoplados a través del eje, mientras que el miembro de tope fijo, que está en contacto con el miembro de tope duro móvil, se proporciona a otro eslabón del uno de los pares de eslabones. El documento US4934504 describe regiones angulares para rotar un cuerpo de tronco de un robot industrial que pueden ser cambiadas de acuerdo con una operación del robot industrial mediante la configuración de topes duros móviles. El movimiento de giro puede detenerse mediante un medio eléctrico para proteger un motor de accionamiento y un mecanismo de accionamiento, justo antes de que un tope fijo en el cuerpo del tronco colisione con topes mecánicos. Un accidente basado en un error de operación de los topes duros móviles puede prevenirse mediante la disposición de detectores de proximidad. El documento JPS6219342 describe una mesa móvil que se desplaza primero de forma recíproca entre una posición cero y un bloque de tope. El documento WO 8700790 describe un aparato para limitar el rango de operación de un robot industrial, en donde se proporciona una porción de visualización para mostrar, por ejemplo, el ángulo de rotación, en un lado fijo de una porción giratoria de un eje que gira, y se dispone de manera móvil un miembro limitador de rango que tiene un perro y un tope en dicha porción de visualización. Cuando el robot industrial va a rotar en exceso de un rango de rotación especificado durante una operación, un miembro límite proporcionado en el lado móvil de la parte del eje entra en contacto con un perro en el lado fijo, mediante lo cual se detecta un recorrido excesivo y se produce una alarma para indicar que se ha excedido el rango de rotación especificado. Cuando el robot vaya a rotar aún más debido a la inercia u otros factores, un miembro parachoques se apoya contra un mecanismo de tope para evitar que el robot gire en exceso. El documento JPH0413285U describe un manipulador robótico con articulaciones rotativas, y describe en particular en la figura 6 un sistema de seguridad que utiliza dos topes duros 33 y 34 que pueden moverse manualmente a través de los piñones 35 y 36 alrededor del eje central de la articulación correspondiente.

Resumen

Algunas modalidades correspondientes en alcance con el objeto originalmente reivindicado se resumen a continuación. Estas modalidades no tienen la intención de limitar el alcance de la descripción, sino que más bien estas modalidades tienen la intención de proporcionar solo un resumen breve de ciertas modalidades descritas. De hecho, la presente descripción puede abarcar una variedad de formas que pueden ser similares o diferentes de las modalidades establecidas a continuación.

De acuerdo con una modalidad, un sistema robótico incluye un brazo robótico en el cual el brazo robótico está configurado para rotar alrededor de un eje de rotación y un tope duro móvil dispuesto cerca del brazo robótico. El tope duro móvil está configurado para rotar alrededor del eje de rotación y está separado del brazo robótico por al menos una holgura en una primera condición de funcionamiento. El tope duro móvil entra en contacto físico con el brazo robótico en una segunda condición de funcionamiento. El sistema robótico también incluye uno o más controladores configurados para controlar el movimiento del brazo robótico y el movimiento del tope duro móvil de manera que se mantenga la primera condición de funcionamiento o, si ocurre la segunda condición de funcionamiento, el tope bloquea el movimiento del brazo robótico.

De acuerdo con otra modalidad, un sistema de control para un sistema robótico incluye un controlador que tiene un procesador y una memoria, donde la memoria está configurada para almacenar instrucciones que, cuando son ejecutadas por el procesador, hacen que el controlador realice acciones. Los actos incluyen mapear una primera trayectoria de movimiento para un brazo robótico del sistema robótico, estando configurado el brazo robótico para rotar alrededor de un eje de rotación. Los actos también incluyen mapear una segunda trayectoria de movimiento para un tope duro móvil de un sistema robótico, estando configurado el tope duro móvil para rotar alrededor del eje de rotación. Los actos también incluyen ejecutar la primera trayectoria de movimiento y la segunda trayectoria de movimiento de manera que, durante una primera condición de funcionamiento, se mantiene una holgura entre un parachoques del brazo robótico y un punto de contacto del tope duro móvil y, durante una segunda condición de funcionamiento, no se mantiene la holgura entre el parachoques del brazo robótico y el punto de contacto del tope duro móvil, de manera que el parachoques y el punto de contacto se contactan físicamente entre sí durante la segunda condición de funcionamiento.

De acuerdo con otra modalidad, un sistema robótico incluye un miembro robótico configurado para rotar alrededor de un eje de rotación y que tiene un miembro de extensión de brazo centrado en un punto central del sistema robótico. El miembro de extensión del brazo también incluye un primer parachoques dispuesto en un primer lado de un reborde del miembro de extensión del brazo y un segundo parachoques dispuesto en un segundo lado del reborde del miembro de extensión del brazo, donde el reborde se extiende desde una porción central del miembro de extensión del brazo. El sistema robótico también incluye un tope duro móvil configurado para rotar alrededor del eje de rotación que tiene una cremallera centrado en, y dispuesto en una dirección anular alrededor, del punto central del sistema robótico, dispuesto alrededor de la porción central del miembro de extensión del brazo, y separado del primer tope del borde del miembro de extensión del brazo por una primera holgura y del segundo tope del borde del miembro de extensión del brazo por una segunda holgura; y un controlador configurado para mapear y ejecutar el movimiento del miembro robótico y el tope duro móvil, en donde el controlador, durante una primera condición de funcionamiento, está configurado para mantener la primera y segunda holguras, y en donde, durante una segunda condición de funcionamiento, la cremallera está configurado para entrar en contacto con el primer tope o el segundo tope.

Figuras

Estas y otras características, aspectos y ventajas de la presente descripción se comprenderán mejor cuando se lea la siguiente descripción detallada con referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales los caracteres similares representan partes similares en todos los dibujos, en donde:

La Figura 1 es una vista lateral esquemática de una modalidad de planta de fabricación y sistema robótico que tiene un tope duro móvil, de acuerdo con un aspecto de la presente descripción;

La Figura 2 es una vista superior esquemática en sección transversal de una modalidad del sistema robótico de la Figura 1, tomada a lo largo de la línea 2-2 en la figura 1, de acuerdo con un aspecto de la presente descripción;

La Figura 3 es una vista lateral esquemática de una modalidad del tope duro móvil y un brazo robótico del sistema robótico de la Figura 1, tomada a lo largo de la línea 3-3 en la Figura 1, de acuerdo con un aspecto de la presente descripción;

La Figura 4 es una ilustración esquemática desglosada de una modalidad del brazo robótico y el tope duro móvil de la Figura 1, y un sistema de control para controlar el brazo robótico y el tope duro móvil, de acuerdo con un aspecto de la presente descripción;

La Figura 5 es un diagrama de flujo de proceso que ilustra un método de operación del brazo robótico, el tope duro móvil y el sistema de control de la Figura 4, de acuerdo con un aspecto de la presente descripción;

La Figura 6 es una ilustración de una modalidad de un gráfico de posición versus tiempo mapeado para el brazo robótico y el tope duro móvil de la Figura 1, incluyendo márgenes de error permitidos, de acuerdo con un aspecto de la presente descripción;

La Figura 7 es una vista lateral esquemática de una modalidad de topes duros móviles para un brazo robótico, de acuerdo con un aspecto de la presente descripción; y

La Figura 8 es una vista lateral esquemática de una modalidad de topes duros móviles para un brazo robótico, de acuerdo con un aspecto de la presente descripción.

Descripción detallada

La presente descripción se refiere a la robótica y, más específicamente, a un tope duro móvil para un componente robótico móvil (por ejemplo, un brazo robótico) de un sistema robótico. Por ejemplo, componentes robóticos móviles, como brazos robóticos, pueden ser controlados por un sistema de control. El sistema de control puede mapear una trayectoria del componente robótico móvil antes o mientras instruye al componente robótico móvil a moverse. El sistema de control puede mapear la trayectoria teniendo en cuenta el resultado previsto del movimiento del componente robótico móvil, y teniendo en cuenta el entorno que rodea al componente robótico móvil. Por ejemplo, el sistema de control puede mapear la trayectoria del componente robótico móvil de manera que el componente robótico interactúe con un objeto (por ejemplo, recoja, suelte, mueva, empuje, tire o levante el objeto) sin interferir con otros aspectos del entorno circundante (por ejemplo, sin entrar en contacto con las paredes del entorno).

De acuerdo con las modalidades de la presente descripción, el sistema robótico puede incluir un tope duro móvil dispuesto en proximidad a al menos una parte del componente robótico móvil. El tope duro móvil (o topes duros móviles) puede imitar la trayectoria del componente robótico móvil mapeado por el sistema de control. Por ejemplo, el sistema de control puede instruir al tope duro móvil a "seguir" la trayectoria del componente robótico móvil, o el sistema de control puede calcular y mapear una trayectoria separada para el tope duro móvil (o topes duros móviles) a seguir (por ejemplo, basado en la trayectoria del componente robótico móvil, basado en el resultado deseado del movimiento del componente robótico móvil y/o basado en el entorno circundante). Por lo tanto, si el componente robótico móvil se desvía de la trayectoria trazada para el componente robótico móvil por el controlador, el tope duro móvil puede bloquear el componente robótico móvil para evitar que interfiera con el entorno que rodea al robot. Así, el tope duro móvil (por ejemplo, en contraposición a un componente inmóvil o "rígido") es capaz de bloquear el movimiento no deseado (por ejemplo, descontrolado) del componente robótico móvil en diferentes posiciones, de manera variable y sin limitar innecesariamente el volumen de espacio navegable por el componente robótico móvil. En otras palabras, las modalidades de la presente descripción pueden incluir un tope duro móvil y sin tope duro fijo, de manera que el movimiento del brazo robótico no esté limitado innecesariamente (por ejemplo, por un tope duro fijo), pero aún pueda estar protegido por un tope duro (por ejemplo, por un tope duro móvil).

La Figura 1 es una vista lateral esquemática de una modalidad de una planta de fabricación 10 y un sistema robótico 12 dispuesto en la planta de fabricación 10. En la modalidad ilustrada, el sistema robótico 12 puede estar configurado para mover un objeto 14 desde una posición (por ejemplo, sistema de transporte 16) a otra posición (por ejemplo, sistema de transporte 18). Por ejemplo, el sistema robótico 12 puede incluir un brazo robótico 20 con un mecanismo de agarre 22 configurado para agarrar y mover el objeto 14. El brazo robótico 20 puede ser pivotante, a través de una primera articulación 21, en una primera dirección anular 19 (por ejemplo, extendiéndose anularmente alrededor de un primer eje 23). El brazo robótico 20 también puede ser pivotante, a través de una segunda articulación 24, en una segunda dirección anular 25 (por ejemplo, extendiéndose anularmente alrededor de un segundo eje 26). Además, el mecanismo de agarre 22 del brazo robótico 20 puede ser pivotante, a través de una tercera articulación 27, en una tercera dirección anular 28 (por ejemplo, extendiéndose anularmente alrededor del eje 29). En consecuencia, a través de las articulaciones primera, segunda y tercera 21, 24, 27, el brazo robótico 20 puede ser capaz de levantar el objeto 14 de la primera cinta transportadora 16, pivotar y colocar el objeto 14 en el segundo sistema de transporte 18. Debe tenerse en cuenta que la segunda articulación 24 y las características correspondientes se describirán en detalle a continuación, pero que las mismas o similares características y funcionalidades también pueden ser aplicables adicionalmente o alternativamente a las primeras y/o terceras articulaciones 21, 27. En otras modalidades, se pueden emplear articulaciones adicionales o menos.

Como se muestra en la modalidad ilustrada, la segunda articulación 24 puede incluir una cubierta 30 configurada para encerrar los componentes de la segunda articulación 24. Por ejemplo, la cubierta 30 puede estar dispuesta sobre un miembro de extensión del brazo 32 del brazo robótico 20, donde el miembro de extensión del brazo 32 está acoplado rígidamente al brazo robótico 20 y puede impartir movimiento al brazo robótico 20 al rotar alrededor de un eje longitudinal 17 que se extiende a través del miembro de extensión del brazo 32 (por ejemplo, paralelo a la dirección 26 en la modalidad ilustrada). Por ejemplo, el miembro de extensión del brazo 32 puede ser generalmente cilíndrico y puede rotar alrededor del eje longitudinal 17 (por ejemplo, en la dirección anular 25). Además, el brazo robótico 20 puede estar acoplado rígidamente con el miembro de extensión del brazo 32 y puede extenderse hacia afuera desde el miembro de extensión del brazo 32. En consecuencia, a medida que el miembro de extensión del brazo 32 gira en la dirección anular 25 alrededor del eje longitudinal 17 del miembro de extensión del brazo 32, el brazo robótico 20 que se extiende desde él también puede rotar alrededor del eje longitudinal 17 del miembro de extensión del brazo 32 (por ejemplo, en la dirección anular 25). Así, el miembro de agarre 22, posicionado en un extremo distal del brazo robótico 20, puede rotar alrededor del eje longitudinal 17, facilitando así el movimiento de cualquier objeto (por ejemplo, el objeto 14) agarrado por el miembro de agarre 22.

Como se muestra, la segunda articulación 24 también puede incluir una base estacionaria 33 que no está acoplada rígidamente al miembro de extensión del brazo 32 ni al brazo robótico 20. En otras palabras, a medida que el miembro de extensión del brazo 32 y el brazo robótico 20 acoplado rígidamente a él giran alrededor del eje longitudinal 17, la base estacionaria 33 permanece quieta. Por ejemplo, la base estacionaria 33 puede incluir una abertura 55, que se extiende en la dirección 26, a través de la cual se extiende el miembro de extensión del brazo 32 (o una parte del mismo). En consecuencia, el miembro de extensión del brazo 32 puede rotar dentro de la abertura 55 de la base estacionaria 33, sin chocar indeseablemente con la base estacionaria 33. En otras palabras, la base estacionaria 33 no puede entrar en contacto con el miembro de extensión del brazo 32 de manera que bloquee la rotación del miembro de extensión del brazo 32 en la dirección anular 25. Cabe destacar que la abertura 55 en la base estacionaria 33 está oculta (y se muestra con una línea discontinua) por el miembro de extensión del brazo ilustrado 32, pero se mostrará y describirá en detalle con referencia a las figuras posteriores. También debe tenerse en cuenta que, aunque el miembro de extensión del brazo 32 es generalmente cilíndrico en la modalidad ilustrada, el miembro de extensión del brazo 32 puede ser rectangular, cuadrado, triangular o cualquier otra forma adecuada. La abertura correspondiente 55 en la base estacionaria 33 (por ejemplo, a través de la cual se extiende el miembro de extensión del brazo 32) puede tener cualquier forma y/o tamaño que permita el movimiento de la extensión del brazo 32 con respecto a la base estacionaria 33 a través de la cual se extiende la abertura 55.

De acuerdo con las modalidades actuales, el sistema robótico 12 puede incluir características configuradas para bloquear el movimiento no deseado (por ejemplo, descontrolado) del brazo robótico 20. Por ejemplo, como se muestra, el miembro de extensión del brazo 32 incluye un reborde 35 que se extiende desde una porción central 37 del miembro de extensión del brazo 32. La porción central 37 puede ser generalmente cilíndrica y puede extenderse a través de la abertura 55 en la base estacionaria 33. El reborde 35 puede tener una forma arqueada que se extiende desde la porción central 37. Además, el reborde 35 puede estar posicionado en el miembro de extensión del brazo 32 hacia afuera desde la base estacionaria 33 (por ejemplo, en relación a la dirección 26) y, más específicamente, hacia afuera desde la abertura 55 en la base estacionaria 33 a través de la cual se extiende la porción central 37. En otras palabras, el reborde 35 puede incluir una primera porción circunferencial 41 que tiene un primer radio 47 que es mayor que un segundo radio 49 de una segunda porción circunferencial 43 de la porción central 37. La abertura 55 en la base estacionaria 33 a través de la cual se extiende la porción central 37 del miembro de extensión del brazo 32 puede tener un tamaño que solo permita acomodar la segunda porción circunferencial 43 de la porción central 37 (por ejemplo, el primer radio 47 de la primera porción circunferencial 41 del reborde 35 puede ser más grande que el radio de la abertura 55 en la base estacionaria 33). Así, el reborde 35, teniendo la primera porción circunferencial 41 con el primer radio 47 más grande que el segundo radio 49 de la segunda porción circunferencial 43 de la porción central 37, solo puede ser posicionado en el miembro de extensión del brazo 32 hacia afuera desde la base estacionaria 33 (por ejemplo, desde la abertura 55 en la base estacionaria 33), en relación a la dirección 26 (por ejemplo, fuera de la abertura 55 que se extiende a través de la base estacionaria 33).

Como se muestra, el reborde 35, que se extiende desde la porción central 37, puede incluir un primer parachoques 34 y un segundo parachoques 36 dispuestos sobre él. Por ejemplo, los primeros y segundos parachoques 34, 36 se extienden entre la primera porción circunferencial 41 del reborde 35 y la segunda porción circunferencial 43 de la parte central 37. En otras palabras, los primeros y segundos parachoques 34, 36 están dispuestos en lados opuestos del reborde 35. Sin embargo, en otra modalidad (por ejemplo, donde el miembro de extensión del brazo 32 tiene una forma diferente), el miembro de extensión del brazo 32 puede incluir solo un parachoques, en lugar de los primeros y segundos parachoques ilustrados 34, 36.

El sistema robótico 12 también incluye un tope duro móvil 38 que tiene una cremallera 40 que gira alrededor del eje longitudinal 17 (por ejemplo, en la dirección anular 25) con respecto a la base estacionaria 33 de la segunda articulación 24. Por ejemplo, en la modalidad ilustrada, el tope duro móvil 38 incluye la cremallera 40, un piñón 42 y un riel 44. El riel 44 se extiende en la dirección anular 25 (por ejemplo, alrededor del eje longitudinal 17 del miembro de extensión del brazo 32) y puede estar posicionado en (por ejemplo, acoplado rígidamente a) la base estacionaria 33, o puede estar incorporado de otra manera en el sistema robótico 12 de manera que el riel 44 permanezca estacionario durante la operación del sistema robótico 12. El soporte 40 está montado en el riel 44 y está configurado para moverse a lo largo del riel 44 (por ejemplo, en la dirección anular 25 y alrededor del eje longitudinal 17). El piñón 42 puede ser, por ejemplo, un elemento de tornillo que, al girar, transmite movimiento rotatorio a la cremallera 40 (por ejemplo, haciendo que la cremallera 40 se mueva a lo largo del riel 44 y en la dirección anular 25 alrededor del eje longitudinal 17). Por ejemplo, a medida que el piñón 42 gira en la tercera dirección anular 28, los dientes o roscas (por ejemplo, roscas helicoidales) del piñón 42 se enganchan con los dientes de la cremallera 40, haciendo que la cremallera 40 gire en la segunda dirección anular 25 (por ejemplo, alrededor del eje longitudinal 17 del miembro de extensión del brazo 32) y a lo largo del riel 44.

En general, como se describe en detalle a continuación, el tope duro móvil 38 puede ser controlado de manera que la cremallera 40 siga (por ejemplo, imite) el movimiento del miembro de extensión del brazo 32 durante condiciones normales de funcionamiento. Así, durante las condiciones normales de funcionamiento, el soporte 40 no entrará en contacto con ninguno de los topes 34, 36 dispuestos en el borde 35 del miembro de extensión del brazo 32. Sin embargo, el sistema robótico 12 puede hacer que el brazo robótico 20 actúe de manera indeseable, lo cual puede denominarse como condiciones de funcionamiento indeseables. Por ejemplo, los fallos de software en un controlador del sistema robótico 12 pueden hacer que el brazo robótico 20 siga una trayectoria no deseada. Durante condiciones de funcionamiento indeseables, cualquiera de los parachoques 34, 36 dispuestos en el reborde 35 del miembro de extensión del brazo 32 puede entrar en contacto con la cremallera 40 del tope duro móvil 38, y la cremallera 40 puede bloquear la rotación del miembro de extensión del brazo 32. En otras palabras, si el brazo robótico 20 y el miembro de extensión de brazo correspondiente 32 giran de manera indeseable (por ejemplo, en relación a una trayectoria deseada que incluye un período de movimiento), uno de los topes 34, 36 del miembro de extensión de brazo 32 puede entrar en contacto con el soporte 40 (por ejemplo, a lo largo de uno o más puntos de contacto 39 del soporte 40) del tope duro móvil 38, bloqueando el movimiento indeseable del miembro de extensión de brazo 32 y, por lo tanto, del brazo robótico 20 rígidamente acoplado a él. Sin embargo, cabe destacar que los parachoques 34, 36 (o un solo parachoques) pueden estar situados, posicionados o dispuestos en el sistema robótico 12 de una manera diferente a la mostrada en la modalidad ilustrada, y que el término "parachoques" utilizado aquí se refiere al punto en el brazo robótico 20 (o miembro de extensión de brazo correspondiente 32) que puede ser contactado por la cremallera 40 del tope duro móvil.

En la modalidad ilustrada, el tope duro móvil 38 puede bloquear forzosamente el movimiento del brazo robótico 20 si el tope duro móvil 38 entra en contacto con alguno de los parachoques 34, 36. En otra modalidad, los parachoques 34, 36 pueden incluir sensores dispuestos en su interior o sobre ellos, y los sensores pueden detectar una proximidad cercana (o contacto) entre uno de los parachoques 34, 36 y el tope duro móvil 38. Si se detecta una proximidad cercana o contacto, un sistema de control puede detener el movimiento del brazo robótico 20. El sistema de control también puede ser responsable de determinar y ejecutar el movimiento del brazo robótico 20, el tope duro móvil 38, o ambos.

Por ejemplo, en la modalidad ilustrada, el sistema robótico 12 incluye un sistema de control 46 que tiene un controlador de brazo 48 y un controlador de tope duro 50. En otra modalidad, el controlador de brazo 48 y el controlador de tope duro 50 pueden estar incorporados en un único controlador del sistema de control 46. Como se muestra, el controlador de brazo 48 incluye un procesador 52 y una memoria 54, y el controlador de tope duro 50 también incluye un procesador 56 y una memoria 58. Cada memoria 54, 58 puede estar configurada para almacenar instrucciones ejecutables que, cuando son ejecutadas por el procesador correspondiente 52, 56, hacen que el controlador correspondiente 48, 50 realice ciertas acciones. Por ejemplo, la memoria 54 del controlador del brazo 48 puede incluir instrucciones que, cuando son ejecutadas por el procesador 52, hacen que el controlador del brazo 48 (o el procesador 52 del mismo) mapee una trayectoria del brazo robótico 20 (que, en algunas modalidades, incluye el movimiento del mecanismo de agarre 22). El procesador 52 puede mapear la trayectoria del brazo robótico 20 teniendo en cuenta varios factores. Por ejemplo, el procesador 52 puede mapear la trayectoria del brazo robótico 20 basándose en un resultado deseado de la trayectoria. El resultado previsto de la trayectoria trazada por el controlador de brazo 48, en la modalidad ilustrada, es permitir que el brazo robótico 20 recoja el objeto 14 del primer sistema transportador 16 y entregue el objeto 14 a y coloque el objeto 14 en el segundo sistema transportador 18.

Además, la memoria 58 del controlador de tope duro 50 puede incluir instrucciones que, cuando son ejecutadas por el procesador 56, hacen que el controlador de tope duro 50 (o el procesador 56 del mismo) mapee una trayectoria del tope duro móvil 38. Por ejemplo, la trayectoria del tope duro móvil 38 puede mapearse de manera que el tope duro móvil 38 gire de manera similar, o en conjunto con, la trayectoria prevista del miembro de extensión del brazo 32. Más específicamente, el controlador de tope duro 50 (o su procesador 56) puede mapear la trayectoria del tope duro móvil 38 basándose en la trayectoria prevista para el brazo robótico 20 (y el correspondiente miembro de extensión del brazo 32), y puede hacer que el piñón 42 gire a una velocidad y en una dirección particular (por ejemplo, en o en dirección opuesta a la segunda dirección anular 25) para hacer que el tope duro móvil 38 siga la trayectoria. En la modalidad ilustrada, el controlador de tope duro 50 y el controlador de brazo 48 están acoplados de forma comunicativa, como se muestra con la flecha 51. En consecuencia, el controlador del brazo 48 puede comunicar, al controlador del tope duro 50, la trayectoria o trayectoria prevista mapeada para el brazo robótico 20 (y, por lo tanto, el correspondiente miembro de extensión del brazo 32). El controlador de tope duro 50 puede recibir, del controlador de brazo 48, la trayectoria mapeada para el brazo robótico 20, y luego puede mapear la trayectoria para el tope duro móvil 38 basándose en la trayectoria mapeada para el brazo robótico 20. En algunas modalidades, el controlador del brazo 48 y el controlador del tope duro 50 pueden mapear las trayectorias del brazo robótico 20 y del tope duro móvil 38, respectivamente, de forma separada y basándose completamente en un resultado previsto de las trayectorias y en el entorno circundante de la planta de fabricación 10. En cualquiera de las modalidades, si el brazo robótico 20 (y el correspondiente miembro de extensión del brazo 32) se desvía de la trayectoria trazada por el controlador del brazo 48 (por ejemplo, debido a una falla de software, descontrol u otras causas), el tope duro móvil 38 puede bloquear el movimiento de los brazos robóticos 20 cuando uno de los parachoques 34, 36 del miembro de extensión del brazo 32 del brazo robótico 20 entra en contacto con el tope duro móvil 38. En otras palabras, el tope duro móvil 38 (por ejemplo, uno de los puntos de contacto 39 de la cremallera 40 del tope duro móvil 38) puede entrar en contacto físico con uno de los parachoques 34, 36 del miembro de extensión del brazo 32 del brazo robótico 20.

Para ilustrar aún más el brazo robótico 20, el miembro de extensión del brazo 32 y la base estacionaria 33 que tiene la abertura 55 a través de la cual se extiende el miembro de extensión del brazo 32, se muestra en la figura 2 una vista esquemática en sección transversal superior de una modalidad del sistema robótico 12, tomada a lo largo de la línea 2-2 en la figura 1. En la modalidad ilustrada, como se describió anteriormente, la base estacionaria 33 incluye la abertura 55 a través de la cual se extiende la porción central 37 del miembro de extensión del brazo 32. Por ejemplo, el segundo radio 49 de la segunda porción circunferencial 43 correspondiente con la porción central 37 del miembro de extensión del brazo 32 puede ser sustancialmente igual o menor que el radio de la abertura 55 a través de la base estacionaria 33. En consecuencia, la porción central 37 del miembro de extensión del brazo 32 puede rotar dentro de la abertura 55 en la base estacionaria 33 sin que las características de la base estacionaria 33 bloqueen el movimiento rotatorio (por ejemplo, alrededor del eje longitudinal 17 y en la dirección anular 25) del miembro de extensión del brazo 32 (y del brazo robótico 20 acoplado a él). Cabe destacar que la base estacionaria 33 también puede incluir una cavidad 57 que facilita el movimiento rotatorio del brazo robótico 20 alrededor del eje longitudinal 17 y en la dirección anular 25 también. La base estacionaria 33 puede incluir una porción inferior 59 sobre la cual se dispone la cavidad 57.

Como se muestra, la base estacionaria 33 puede incluir el riel 44 del tope duro móvil 38 acoplado a ella. Debe tenerse en cuenta que el riel 44 puede considerarse un componente del tope duro móvil 38 a pesar de que el riel 44 está fijo. Por ejemplo, como se describió anteriormente, el soporte 40 del tope duro móvil 38 puede estar acoplado de forma giratoria al riel 44, de manera que el riel 44 permanece estacionario y el soporte 40 gira, en la dirección anular 25, alrededor del riel 44 y alrededor del eje longitudinal 17. En consecuencia, el soporte 40 puede imitar el movimiento del miembro de extensión del brazo 32. Debido a la perspectiva ilustrada, el reborde 35 no es visible en la modalidad ilustrada (por ejemplo, el reborde 35 está dispuesto por encima de la sección transversal ilustrada). Sin embargo, el reborde 35 está representado por líneas punteadas y, como se muestra, se encuentra completamente fuera de la abertura 55 en la base estacionaria 33. En consecuencia, el reborde 35 no bloquea el movimiento del miembro de extensión del brazo 32 al entrar en contacto con la base estacionaria 33; en cambio, si el miembro de extensión del brazo 32 y el reborde correspondiente 35 giran a lo largo de una trayectoria no deseada, como se describió anteriormente, la cremallera 40 puede entrar en contacto con el reborde 35, bloqueando así el movimiento del reborde 35, el miembro de extensión del brazo correspondiente 32 y el brazo robótico correspondiente 20.

Volviendo ahora a la figura 3, se muestra una vista lateral esquemática de una modalidad del tope duro móvil 38 y la articulación 24 que tiene el miembro de extensión del brazo 32 del brazo robótico 20 de la figura 1, tomada a lo largo de la línea 3-3 en la figura 1. Como se describió anteriormente, el miembro de extensión del brazo 32 (o, más específicamente, la porción central 37 del miembro de extensión del brazo 32) se extiende a través de la base estacionaria 33 (por ejemplo, la abertura 55 de la base estacionaria 33, como se ilustra en la figura 2) de la segunda articulación 24 del sistema robótico 12. Además, el miembro de extensión del brazo 32 puede estar acoplado rígidamente o ser integral con el brazo robótico 20.

Como se describió anteriormente, el tope duro móvil 38 incluye el piñón 42 y la cremallera 40 (por ejemplo, con dientes 62) montados en el riel 44, donde el riel 44, por ejemplo, puede ser estacionario y montado en la base estacionaria 33 del sistema robótico 12. El piñón 42 en la modalidad ilustrada incluye un tornillo de rosca 60 montado en él (por ejemplo, que se extiende desde un motor 61 del piñón 42), donde el tornillo de rosca 60 se acopla con los dientes 62 de la cremallera 40. En otra modalidad, el piñón 42 puede incluir un tipo diferente de tornillo, dientes o cualquier otro mecanismo de enganche adecuado para enganchar los dientes 62 de la cremallera 40 y hacer rotar la cremallera 40 en (o en dirección opuesta a) la segunda dirección anular 25. El controlador de tope duro 50 del sistema de control 46 puede mapear una trayectoria del tope duro móvil 38, basado en una trayectoria del brazo robótico 20 (y el correspondiente miembro de extensión del brazo 32) mapeada para el brazo robótico 20 por el controlador de brazo 48. De hecho, en algunas modalidades, el controlador del brazo 48 puede comunicar la trayectoria mapeada para el brazo robótico 20 al controlador de tope duro 50, y el controlador de tope duro 50 puede mapear la trayectoria del tope duro móvil 38 basándose (o al menos en parte) en la trayectoria del brazo robótico 20. El controlador de tope duro 50 y el controlador de brazo 48 pueden entonces ejecutar las trayectorias mapeadas del tope duro móvil 38 y el brazo robótico 20 (y el correspondiente miembro de extensión del brazo 32), respectivamente.

Como se muestra, el soporte 40 del tope duro móvil 38 incluye una longitud arqueada 64 que se extiende en la dirección anular 25. El reborde 35 del miembro de extensión del brazo 32 también incluye una longitud arqueada 66 que se extiende en la dirección anular 25. Además, existen holguras 68, 70 (por ejemplo, que varían dentro de las tolerancias de las condiciones normales de funcionamiento) entre el soporte 40 y ambos topes 34, 36 del reborde 35 del miembro de extensión del brazo 32. En otras palabras, durante las condiciones normales de funcionamiento, existe una primera holgura 68 entre la cremallera 40 y el parachoques 34, y existe una segunda holgura 70 entre la cremallera 40 y el parachoques 36. Sin embargo, como se describió anteriormente, el brazo robótico 20 puede moverse, en ciertas condiciones de funcionamiento (por ejemplo, debido a problemas de software u otras causas), de manera que uno de los parachoques 34, 36 del miembro de extensión del brazo 32 entra en contacto con la cremallera 40. Así, en ciertas condiciones de funcionamiento, uno de las holguras 68, 70 puede reducirse a cero cuando el parachoques correspondiente 34, 36 entra en contacto con la cremallera 40. Debe tenerse en cuenta que, en algunas modalidades, la primera holgura 68 y la segunda holgura 70 pueden ser, o pueden ser referidos como, una única holgura para fines de discusión. También debe tenerse en cuenta que, durante el funcionamiento, el tamaño de cada holgura 68, 70 puede fluctuar a medida que el soporte 40 y el miembro de extensión del brazo 32 se mueven. En consecuencia, "holgura" no se refiere a una medida exacta, sino más bien a cualquier espacio entre la cremallera 40 y los parachoques 34, 36. La fluctuación en los tamaños de las holguras 68, 70 puede ser resultado de márgenes de error permitidos, como se discute en detalle a continuación con referencia a las figuras posteriores, las cuales corresponden a limitaciones físicas del sistema robótico 12. Por ejemplo, el soporte 40 y el miembro de extensión del brazo 32 pueden moverse en pasos incrementales que incluyen tamaños de paso no infinitesimales. Así, durante la operación del sistema robótico 12, los tamaños de las holguras 68, 70 pueden cambiar.

Continuando con la modalidad ilustrada, las holguras 68, 70 pueden tener un tamaño que incluya longitudes arqueadas (por ejemplo, que se extiendan en la dirección anular 25) basadas en márgenes de error permitidos asociados con las trayectorias mapeadas del miembro de extensión del brazo 32 y el tope duro móvil 38. Por ejemplo, los márgenes de error permitidos pueden corresponder a las limitaciones mecánicas del sistema robótico 12, de manera que la cremallera 40 y el tope duro móvil 38 solo puedan seguir las trayectorias correspondientes mapeadas de la cremallera 40 y el tope duro móvil 38 hasta cierto grado de precisión basado en las mencionadas limitaciones mecánicas (por ejemplo, limitaciones de tamaño de paso del movimiento impartido a la cremallera 40 y al miembro de extensión del brazo 32). Por ejemplo, las holguras 68, 70 pueden tener un tamaño lo suficientemente grande como para acomodar el movimiento del miembro de extensión del brazo 32, el tope duro móvil 38, o ambos dentro de los márgenes de error permitidos del miembro de extensión del brazo 32, el tope duro móvil 38, o ambos descritos anteriormente. Por lo tanto, el tope duro móvil 38 no bloqueará el movimiento del miembro de extensión del brazo 32 (y, por lo tanto, del brazo robótico 20) siempre y cuando el miembro de extensión del brazo 32 (y, por lo tanto, el brazo robótico 20) y/o la cremallera 40 del tope duro móvil 38 se muevan dentro del margen de error permitido del miembro de extensión del brazo 32 (y, por lo tanto, del brazo robótico 20).

Además, los tamaños anulares 64, 66 de la cremallera 40 y del miembro de extensión del brazo 32 (por ejemplo, que se extiende entre los parachoques 34, 36 del miembro de extensión del brazo) pueden tener un tamaño adecuado para acomodar un rango de movimiento deseado del brazo robótico 20 en la dirección anular 25. Por ejemplo, debido a que el tornillo de rosca 60 del piñón 42 solo gira y no se mueve lateralmente (por ejemplo, en las direcciones 23, 26 y 29), el tornillo de rosca 60 solo puede impartir rotación a la cremallera 40 si los dientes 62 de la cremallera 40 están en una posición para ser contactados por (y, por lo tanto, están en proximidad física a) el tornillo de rosca 60 del piñón 42. En otras palabras, el rango de movimiento de la cremallera 40 termina cuando la cremallera 40 ya no está posicionado sobre el tornillo de gato 60. En consecuencia, el rango de movimiento de la cremallera 40 del tope duro móvil 38 está limitado por la longitud arqueada 64 de la cremallera 40. Sin embargo, el soporte 40 también debe ser capaz de entrar en contacto con los topes 34, 36 del miembro de extensión del brazo 32; por lo tanto, debe haber al menos alguna distancia no despreciable 66 del miembro de extensión del brazo 32 entre los topes 34, 36. Para permitir un mayor rango de movimiento del tope duro móvil 38 (y, por lo tanto, un mayor rango de movimiento del brazo robótico 20 y del miembro de extensión del brazo correspondiente 32), la distancia anular 64 de la cremallera 40 puede aumentarse y la distancia anular 66 del reborde 35 del miembro de extensión del brazo 32 (por ejemplo, entre los parachoques 34, 36 del miembro de extensión del brazo 32) puede reducirse. Por ejemplo, la distancia anular 64 de la cremallera 40, en grados a lo largo del riel 44 ilustrado (por ejemplo, pista), puede estar entre 100 y 355 grados, 200 y 350 grados, o 300 y 345 grados. Por supuesto, la distancia 66 y las holguras 68, 70 representan los grados restantes, de los 360 grados, a lo largo del riel 44 (por ejemplo, pista).

La Figura 4 ilustra una representación esquemática del sistema robótico 12 y el sistema de control correspondiente 46. En la modalidad ilustrada, el sistema de control 46, como se describió anteriormente, incluye el controlador de brazo 48 configurado para controlar el movimiento del brazo robótico 20, y el controlador de tope duro 50 configurado para controlar el movimiento del tope duro móvil 38.

El controlador del brazo 48 incluye la memoria 54 y el procesador 52, donde la memoria 54 está configurada para almacenar instrucciones que, cuando son ejecutadas por el procesador 52, hacen que el controlador del brazo 48 lleve a cabo ciertos actos o pasos. Por ejemplo, las instrucciones almacenadas en la memoria 54 pueden, cuando son ejecutadas por el procesador 52, hacer que el controlador del brazo 48 (o el procesador 52) mapee (por ejemplo, calcule, derive, determine) una trayectoria deseada de movimiento para el brazo robótico 20. La trayectoria puede depender de un resultado previsto del movimiento y del entorno que rodea al sistema robótico 12. El resultado previsto del movimiento puede ser codificado en las instrucciones, o el resultado previsto puede ser ingresado al controlador 48. Por ejemplo, un operador puede ingresar al controlador 48 (o al sistema de control general 46) el resultado deseado del movimiento (por ejemplo, ingresando al controlador 48 [o al sistema de control 46] el deseo de mover un objeto de un lugar a otro). El procesador 52 puede entonces mapear la trayectoria del brazo robótico 20 para lograr el resultado deseado.

Además, el procesador 52 puede comunicarse con al menos un controlador de motor 100 para accionar el brazo robótico 20 en rotación (por ejemplo, a través de un motor intermedio), basado en la trayectoria mapeada por el controlador de brazo 48 (o el procesador 52 del mismo), para provocar el movimiento deseado del brazo robótico 20. En la modalidad ilustrada se muestra solo un motor de accionamiento 100, acoplado con la segunda articulación 24 del sistema robótico 12 (por ejemplo, a través de un motor intermedio que no se muestra en la modalidad ilustrada). Sin embargo, la trayectoria trazada para el brazo robótico 20 puede requerir el movimiento de la primera articulación 21, la segunda articulación 24, la tercera articulación 27, o cualquier combinación de ellas para lograr el movimiento deseado y el resultado previsto del movimiento deseado, donde cada articulación 21, 24, 27 puede incluir su propio motor de accionamiento independiente (y/o su propio motor independiente). Además, como se describió anteriormente, cada articulación 21, 24, 27 puede incluir además topes duros móviles similares 38 y características de control asociadas descritas con referencia a la articulación 24 arriba y abajo. Debe tenerse en cuenta que "resultado deseado" utilizado aquí puede referirse a un resultado deseado general (por ejemplo, mover un objeto de un lugar a otro) o a uno de varios resultados deseados discretos que conforman el resultado deseado general (por ejemplo, pasos incrementales del brazo robótico 20 para mover un objeto de un lugar a otro). Además, cabe destacar que el controlador del brazo 48 puede hacer que el brazo robótico 20 se mueva después de mapear la ruta, o mientras mapea la ruta, o después de que ciertas partes de la ruta estén mapeadas y otras partes de la ruta no estén mapeadas.

El controlador del brazo 48 puede comunicarse con el controlador de tope duro 50, como se ilustra con la flecha 52, la ruta o partes de la ruta mapeadas para el brazo robótico 20. El controlador de tope duro 50 incluye la memoria 58 y el procesador 56, donde la memoria 58 está configurada para almacenar instrucciones que, cuando son ejecutadas por el procesador 56, hacen que el controlador de tope duro 50 lleve a cabo ciertos actos o pasos. Por ejemplo, las instrucciones almacenadas en la memoria 58 pueden, cuando son ejecutadas por el procesador 56, hacer que el controlador de tope 50 (o el procesador 56) lea la ruta mapeada para el brazo robótico 20 y recibida del controlador de brazo 48. El controlador de tope duro 50 puede entonces mapear una trayectoria para el tope duro móvil 38 basado en su totalidad o en parte en la lectura de la trayectoria mapeada para el brazo robótico 20 por el controlador de brazo 48. Alternativamente, el controlador de tope duro 50 (o su procesador 56) puede mapear la trayectoria del tope duro móvil 38 sin haber recibido o leído nunca la trayectoria mapeada para el brazo robótico 20 por el controlador de brazo 48. Por ejemplo, el controlador de tope duro 50 puede mapear la trayectoria para el tope duro móvil 38 basándose completamente en el movimiento deseado del brazo robótico 20 (por ejemplo, el mismo [o un subconjunto del mismo] parámetro[s] utilizado[s] por el controlador de brazo 48 para mapear la trayectoria del brazo robótico 20).

El controlador de tope duro 50 puede luego comunicarse con un accionamiento de motor 102 acoplado con el tope duro 38 (por ejemplo, con el motor 61), para accionar el tornillo de rosca 60 del piñón 42 del tope duro móvil 38. El tornillo de rosca 60 (u otro mecanismo de enganche adecuado) se engancha en los dientes 62 del tope duro móvil 38, accionando el tope duro móvil a rotar en la segunda dirección anular 26 (o en dirección opuesta a la segunda dirección anular 26).

La Figura 5 es un diagrama de flujo de proceso que ilustra un método 110 de operar el brazo robótico 20, el tope duro móvil 38 y el sistema de control 46 de la Figura 4. En la modalidad ilustrada, el método 110 incluye mapear (bloque 112) una trayectoria de movimiento deseada para un brazo robótico. Por ejemplo, como se describió anteriormente, un controlador de brazo puede mapear la trayectoria del movimiento del brazo robótico para lograr una acción u objetivo particular. La acción u objetivo puede incluir cualquier acción u objetivo adecuado asociado con la robótica, como mover un objeto de un lugar a otro, ensamblar un objeto, acoplar un objeto con otro objeto, y así sucesivamente. La trayectoria también puede mapearse teniendo en cuenta el entorno que rodea al sistema robótico (o su brazo robótico). Por ejemplo, la trayectoria puede mapearse para permitir que el brazo robótico logre la acción o meta deseada sin entrar en contacto o interferir con el entorno circundante, a menos que el contacto o la interferencia con el entorno circundante sea parte de la acción o meta deseada. La acción u objetivo deseado puede ser programado en un componente de software del controlador, o la acción deseada puede ser ingresada (por ejemplo, introducida) por un operador que opera el controlador. De hecho, en la actualidad se contempla cualquier mecanismo adecuado para la entrada de la acción u objetivo deseado.

Como se describió anteriormente, el sistema robótico (o el brazo robótico del mismo) puede incluir cualquier número de articulaciones (por ejemplo, 1 articulación, 2 articulaciones, 3 articulaciones, 4 articulaciones, 5 articulaciones, 6 articulaciones o más articulaciones), cada articulación está comunicativamente acoplada al controlador del brazo (o a otro controlador del sistema robótico). Así, el controlador del brazo puede ser capaz de controlar el movimiento de una o más de las articulaciones del sistema robótico. Así, el controlador del brazo permite el movimiento del brazo robótico, de acuerdo con la trayectoria trazada por el controlador, para lograr la acción u objetivo deseado del brazo robótico.

El método 110 también incluye mapear (bloque 114) una trayectoria deseada de movimiento para un tope duro móvil. Como se describió anteriormente, el tope duro móvil puede ser un tope duro móvil para una articulación particular del sistema robótico. En algunas modalidades, el tope duro móvil puede ser capaz de funcionar como un tope duro móvil para más de una articulación del sistema robótico. Por ejemplo, el tope duro móvil puede moverse desde una primera articulación del sistema robótico hasta otra articulación del sistema robótico. Alternativamente, múltiples articulaciones del sistema robótico pueden estar dispuestas en proximidad cercana entre sí, en proximidad cercana con el tope duro móvil, o ambas, de manera que el tope duro móvil sea capaz de funcionar como un tope duro móvil para múltiples articulaciones del sistema robótico sin tener que ser desplazado de una articulación a otra articulación. Además, como se indicó anteriormente, cada articulación puede tener su propio tope duro móvil y características de control asociadas.

Para mapear la trayectoria del tope duro móvil, un controlador de tope puede recibir la trayectoria deseada de movimiento mapeada para el brazo robótico desde el controlador del brazo. Por ejemplo, el controlador del brazo y el controlador del tope duro pueden estar acoplados comunicativamente entre sí. En algunas modalidades, el controlador del brazo y el controlador del tope duro pueden ser un único controlador integrado. En la modalidad ilustrada, el controlador de tope duro recibe la trayectoria deseada de movimiento asignada para el brazo robótico por el controlador de brazo, y asigna una trayectoria deseada de movimiento del tope duro móvil teniendo en cuenta la trayectoria deseada de movimiento para el brazo robótico.

En otras modalidades, el controlador de tope duro puede mapear la trayectoria deseada de movimiento del tope duro móvil de forma independiente a la trayectoria deseada de movimiento mapeada para el brazo robótico. Por ejemplo, el controlador de tope duro puede recibir la misma entrada para el objetivo deseado del movimiento del brazo robótico que recibe el controlador del brazo. Basándose en la entrada para el objetivo deseado del movimiento del brazo robótico, el controlador de tope duro puede mapear la trayectoria deseada de movimiento del tope duro móvil de acuerdo con la descripción anterior. Como se describió anteriormente, el tope duro móvil puede ser capaz de funcionar como tope para más de una articulación del sistema robótico. En algunas modalidades, el tope duro móvil puede estar dispuesto sobre una pista que atraviesa entre dos articulaciones del sistema robótico. El controlador de tope duro, dependiendo de qué articulación requiera la operación (por ejemplo, protección mediante) del tope duro móvil, puede instruir al tope duro móvil a moverse a lo largo de la pista de una articulación a otra. Antes, durante o después del movimiento del tope duro móvil a lo largo de la pista de una articulación a la otra, el controlador del tope duro puede mapear la trayectoria deseada de movimiento del tope duro móvil teniendo en cuenta la trayectoria mapeada deseada, o la acción o meta deseada, de la articulación que está siendo operada por el controlador del brazo.

En la modalidad ilustrada, el método 110 también incluye ejecutar (bloque 116) la trayectoria deseada de movimiento del brazo robótico y la trayectoria deseada de movimiento del tope duro móvil de manera sustancialmente simultánea. Por ejemplo, como se describió anteriormente, el controlador del brazo puede ejecutar la trayectoria de movimiento deseada asignada al brazo robótico, y el controlador del tope duro puede ejecutar la trayectoria de movimiento deseada asignada al tope duro móvil. Así, el brazo robótico se mueve a lo largo de una trayectoria real de movimiento que corresponde con la trayectoria deseada de movimiento para el brazo robótico, y el tope duro móvil se mueve a lo largo de una trayectoria real de movimiento que corresponde con la trayectoria deseada de movimiento del tope duro móvil. En general, el bastidor del tope duro móvil se mueve en proximidad cercana con el brazo robótico (por ejemplo, con los parachoques del miembro de extensión del brazo robótico). El movimiento del soporte de la parada móvil en proximidad cercana con los parachoques del miembro de extensión del brazo del brazo robótico, como se describió anteriormente, permite que el brazo robótico se mueva con total libertad a lo largo de la trayectoria real de movimiento mapeada para el brazo robótico durante la operación normal. Sin embargo, la proximidad cercana entre la cremallera del tope duro móvil y los parachoques del miembro de extensión del brazo del brazo robótico también hace que la cremallera del tope duro móvil bloquee el movimiento del brazo robótico si el brazo robótico (y el correspondiente miembro de extensión del brazo) se mueve fuera de la trayectoria de movimiento deseada mapeada para el brazo robótico, o fuera de los márgenes de error permitidos.

Por ejemplo, la figura 6 es una ilustración de una modalidad de un gráfico 120 de posición 122 versus tiempo 124. Como se muestra en una clave 126 del gráfico 120, el gráfico 120 incluye una representación de una trayectoria deseada mapeada de movimiento 132 del miembro de extensión del brazo 32 y la cremallera 40 (por ejemplo, del tope duro móvil 38). Cabe destacar que, aunque el miembro de extensión del brazo 32 y la cremallera 40 pueden estar en posiciones diferentes, el movimiento mapeado de la cremallera 40 tiene la intención de corresponder con (por ejemplo, imitar) el movimiento mapeado del miembro de extensión del brazo 32. Por lo tanto, la posición del miembro de extensión del brazo 32 puede estar desfasada para corresponder con la posición de la cremallera 40, o viceversa. Más específicamente, la posición del miembro de extensión del brazo 32 en cualquier momento dado puede corresponder con una posición de un vector 133 (por ejemplo, centrado entre los parachoques 34, 36 del miembro de extensión del brazo 32), la posición de la cremallera 40 en cualquier momento dado puede corresponder con la posición de un vector 135 (por ejemplo, centrado entre los puntos de contacto 39 de la cremallera 40), y el vector 133 del miembro de extensión del brazo 32 puede estar desfasado en fase (por ejemplo, 180 grados) para alinearse con el vector 135 de la cremallera 40. En general, la trayectoria deseada mapeada del movimiento 132 para los vectores 133, 135, después del desplazamiento de fase, puede ser sustancialmente la misma. Debe tenerse en cuenta que los vectores 133, 135 utilizados para ilustrar la trayectoria deseada de movimiento 132 en el gráfico ilustrado 120 pueden intersectar cualquier punto del correspondiente miembro de extensión del brazo 32 y de la cremallera 40, respectivamente, y pueden estar desfasados en consecuencia. En otras palabras, la posición del vector 133 ilustrado como centrado entre los parachoques 34, 36, y la posición del vector 135 ilustrado como intersectando el centro de la cremallera 40, son ejemplares y no limitantes.

Como se muestra en la figura ilustrada 120, también se pueden incluir en la figura 120 un margen de error permitido 128 del miembro de extensión del brazo 32 y un margen de error permitido 130 de la cremallera 40. Los márgenes de error permitidos 128, 130 pueden corresponder a limitaciones mecánicas del sistema robótico. Por ejemplo, el miembro de extensión del brazo 32 y la cremallera 40 pueden rotar mediante pasos discretos no infinitesimales. En consecuencia, el miembro de extensión del brazo 32 y la cremallera 40 pueden ser capaces de seguir la trayectoria deseada mapeada 132, durante condiciones normales de funcionamiento, dentro de los márgenes de error permitidos correspondientes 128, 130, respectivamente. Además, las holguras 68, 70 entre los parachoques 34, 36 del miembro de extensión del brazo 32 y los puntos de contacto 39 de la cremallera 40 están dimensionados para permitir el movimiento libre del miembro de extensión del brazo 32 y la cremallera 40 dentro de un margen de error combinado permitido 131 (por ejemplo, el margen de error permitido 128 del miembro de extensión del brazo 32 y el margen de error permitido 130 de la cremallera 40 del tope duro móvil 38). Sin embargo, las holguras 68, 70 pueden tener un tamaño lo suficientemente grande como para acomodar únicamente el margen de error permitido combinado 131. En otras palabras, si el miembro de extensión del brazo 32 y/o la cremallera 40 se mueven hacia un área 140 fuera del margen de error permitido combinado 131, uno de los parachoques 34, 36 puede entrar en contacto con uno de los puntos de contacto 39, lo que hace que el tope duro móvil 38 bloquee el movimiento del miembro de extensión del brazo 32 (y, como se describió anteriormente, el brazo robótico [por ejemplo, brazo robótico 20 de las figuras 1-3] acoplado rígidamente con el miembro de extensión del brazo 32).

Volviendo ahora a las figuras 7 y 8, se muestran modalidades adicionales del sistema robótico 12. Por ejemplo, en la figura 7, el sistema robótico 12 incluye dos topes duros móviles 38, cada tope duro móvil 38 está dispuesto cerca de uno de los parachoques 34, 36 del miembro de extensión del brazo 32 del brazo robótico 20 (por ejemplo, extendiéndose a través de la base estacionaria 33 de la articulación 24). En consecuencia, ambos topes duros móviles 38 pueden moverse a medida que el miembro de extensión del brazo 32 del brazo robótico 20 se mueve. Por ejemplo, los topes duros móviles 38 pueden moverse para mantener sustancialmente las separaciones 68, 70, entre los topes duros móviles 38 y el primer y segundo parachoques 34, 36, respectivamente. El sistema de control 46 puede controlar el movimiento de los topes duros móviles 38, el brazo robótico 20, o una combinación de ambos, como se describió anteriormente.

En la figura 8, el sistema robótico 12 también incluye dos topes duros móviles 38. Sin embargo, en la figura 7, cada uno de los topes duros móviles 38 está centrado en un punto central 148 de la articulación 24 del brazo robótico 20, e incluye un brazo correspondiente 150 que se extiende desde el punto central 148. En la modalidad ilustrada, los parachoques 34, 36 están dispuestos en los brazos 150 de los topes duros móviles 38 mismos, en lugar de estar dispuestos en un componente del brazo robótico 20. A medida que el brazo robótico 20 se mueve, también lo hacen los topes duros móviles 38 y los parachoques correspondientes 34, 36. Por ejemplo, como se describió anteriormente, las trayectorias de movimiento deseados del brazo robótico 20 y los topes duros móviles 38 pueden mapearse y ejecutados por el sistema de control 46. Una trayectoria real de movimiento de los topes duros móviles 38 (correspondiente con la trayectoria de movimiento deseado determinado y mapeado por el sistema de control 46) puede hacer que los parachoques 34, 36 mantengan las holguras ilustradas 68, 70. Si el brazo robótico 20 se mueve fuera de la trayectoria deseada del brazo robótico 20 (o, más específicamente, fuera de un margen de error permitido de la trayectoria deseada), el brazo robótico 20 puede entraren contacto con uno de los parachoques 34, 36. Además o alternativamente, los parachoques 34, 36 pueden incluir sensores dispuestos en su interior o sobre ellos, que detectan el contacto o la proximidad indeseable del brazo robótico 20. Los sensores pueden comunicar el contacto o la proximidad no deseada al sistema de control 46, que detiene el movimiento del brazo robótico 20.

De acuerdo con las modalidades de la presente descripción, un sistema robótico incluye un brazo robótico, al menos un tope duro móvil y al menos un controlador. El controlador puede mapear una trayectoria deseada de movimiento para el brazo robótico y una trayectoria deseada de movimiento para al menos un tope duro móvil, teniendo en cuenta una acción, objetivo o resultado deseado de la trayectoria deseada de movimiento del brazo robótico, teniendo en cuenta un entorno que rodea al brazo robótico, o ambos. El controlador puede mapear la trayectoria deseada de movimiento del al menos un tope duro móvil de forma completamente independiente del mapeo de la trayectoria deseada de movimiento del brazo robótico, o basado al menos en parte en el mapeo de la trayectoria deseada de movimiento del brazo robótico. Debido a que el tope duro móvil es móvil para rastrear, imitar o seguir la trayectoria deseada de movimiento del brazo robótico, el tope duro móvil permite protección en caso de que el brazo robótico se desvíe demasiado de la trayectoria mapeada de movimiento del brazo robótico (por ejemplo, fuera de los márgenes de error permitidos), pero sin limitar innecesariamente la capacidad o el movimiento del brazo robótico. En otras palabras, el tope duro móvil puede bloquear el movimiento del brazo robótico fuera de la trayectoria mapeada del brazo robótico, pero el tope duro móvil no limita un volumen navegable de espacio disponible para mapear la trayectoria del brazo robótico. Por lo tanto, la trayectoria del brazo robótico no está limitada en absoluto por el tope duro móvil.

Claims (14)

1. REIVINDICACIONES

   i.Un sistema robótico (12), que comprende:

   un brazo robótico (20), en donde el brazo robótico (20) está configurado para rotar alrededor de un eje de rotación (17);

   un tope duro móvil (38) dispuesto cerca del brazo robótico (20), en donde:

   el tope duro móvil (38) está configurado para rotar alrededor del eje de rotación (17);

   el tope duro móvil (38) está separado del brazo robótico (20) por al menos una holgura durante una primera condición de funcionamiento, y

   en donde el tope duro móvil (38) entra en contacto físico con el brazo robótico (20) durante una segunda condición de funcionamiento;

   caracterizado porque comprende

   uno o más controladores (48, 50) configurados para controlar el movimiento del brazo robótico (20) y el movimiento del tope duro móvil (38) de manera que se mantenga la primera condición de funcionamiento o, si ocurre la segunda condición de funcionamiento, el tope duro móvil (38) bloquea el movimiento del brazo robótico (20).
2. 2. El sistema robótico (12) de la reivindicación 1, en donde el tope duro móvil (38) comprende:

   un motor (102) acoplado directa o indirectamente en comunicación con uno o más controladores (48, 50), de manera que el uno o más controladores (50) controlen el movimiento del tope duro móvil (38) al controlar el movimiento del motor (102);

   un piñón (42) accionado por el motor (102); y

   una cremallera (40) accionada por el piñón (42), en donde la cremallera (40) está separada del brazo robótico (20) por al menos una holgura durante la primera condición de funcionamiento, y en donde la cremallera (40) entra en contacto físico con el brazo robótico (20) durante la segunda condición de funcionamiento.
3. 3. El sistema robótico (12) de la reivindicación 2, en donde el sistema robótico (12) comprende un riel (44) en el cual se monta la cremallera (40) y alrededor del cual la cremallera (40) se mueve por el piñón (42).
4. 4. El sistema robótico (12) de la reivindicación 1, en donde el brazo robótico (20) comprende un miembro de extensión del brazo (32) centrado alrededor de un punto central y que tiene un primer parachoques (34) y un segundo parachoques (36), en donde el tope duro móvil (38) comprende una cremallera (40) centrada alrededor del punto central, en donde la cremallera (40) está separada del primer parachoques (34) del miembro de extensión del brazo (32) por una primera holgura y del segundo parachoques (36) del miembro de extensión del brazo (32) por una segunda holgura durante la primera condición de funcionamiento, y en donde la cremallera (40) comprende un primer punto de contacto (39) que contacta físicamente con el primer parachoques (34) o un segundo punto de contacto (39) que contacta físicamente con el segundo parachoques (36) durante la segunda condición de funcionamiento.
5. 5. El sistema robótico (12) de la reivindicación 4, en donde el miembro de extensión del brazo (32) comprende un reborde (35) que se extiende desde una porción central (37), en donde el reborde (35) comprende una primera porción circunferencial (41) que tiene un primer radio mayor que un segundo radio de una segunda porción circunferencial (43) de la porción central (37), en donde el primer parachoques (34) y el segundo parachoques (36) están dispuestos en lados opuestos del reborde (35), y en donde la cremallera (40) está dispuesta de forma anular alrededor de la porción central (37) del miembro de extensión del brazo (32) de manera que, durante la segunda condición de funcionamiento, el primer punto de contacto (39) de la cremallera (40) contacta físicamente con el primer parachoques (34) o el segundo punto de contacto (39) de la cremallera (40) contacta físicamente con el segundo parachoques (36).
6. 6. El sistema robótico (12) de la reivindicación 1, en donde el brazo robótico (20) y el tope duro móvil (38) están separados entre sí durante la primera condición de funcionamiento por una primera holgura y por una segunda holgura, y en donde el brazo robótico (20) y el tope duro móvil (38) solo están separados entre sí durante la segunda condición de funcionamiento ya sea por la primera holgura o por la segunda holgura.
7. 7. El sistema robótico (12) de la reivindicación 1, en donde el uno o más controladores (48, 50) comprenden un controlador de brazo robótico (48) y un controlador de tope duro móvil (50), en donde el controlador de brazo robótico (48) está configurado para mapear una trayectoria deseada de movimiento del brazo robótico (20), y en donde el controlador de tope duro móvil (50) está configurado para mapear una trayectoria deseada de movimiento del tope duro móvil (38) basado en la trayectoria deseada de movimiento del brazo robótico (20) mapeada por el controlador de brazo (48).
8. 8. Un sistema de control (46) para un sistema robótico (12), que comprende:

   un controlador que tiene un procesador y una memoria, en donde la memoria está configurada para almacenar instrucciones que, cuando son ejecutadas por el procesador, hacen que el controlador realice acciones, las acciones que comprenden:

   mapear una primera trayectoria de movimiento para un brazo robótico (20) del sistema robótico (12), estando el brazo robótico configurado para rotar alrededor de un eje de rotación (17);

   mapear una segunda trayectoria de movimiento para un tope duro móvil (38) del sistema robótico (12), estando configurado el tope duro móvil para rotar alrededor del eje de rotación (17); y

   ejecutar la primera trayectoria de movimiento y la segunda trayectoria de movimiento de manera que, durante una primera condición de funcionamiento, se mantiene una holgura entre un parachoques del brazo robótico (20) y un punto de contacto (39) del tope duro móvil (38) y, durante una segunda condición de funcionamiento, no se mantiene la holgura entre el parachoques del brazo robótico (20) y el punto de contacto del tope duro móvil (38), de manera que el parachoques y el punto de contacto (39) se contactan físicamente entre sí durante la segunda condición de funcionamiento.
9. 9. El sistema de control (46) de la reivindicación 8, en donde el controlador comprende un controlador de brazo (48) que está configurado para mapear y ejecutar la primera trayectoria de movimiento para el brazo robótico (20) del sistema de brazo robótico (12), en donde el controlador comprende un controlador de tope duro móvil (50) que está configurado para mapear y ejecutar la segunda trayectoria de movimiento para el sistema de brazo robótico (12), y en donde el controlador de brazo (48) y el controlador de tope duro móvil (50) están acoplados de manera comunicativa entre sí.
10. 10. El sistema de control (46) de la reivindicación 9, en donde el controlador de brazo (48) está configurado para comunicar la primera trayectoria de movimiento mapeada para el brazo robótico (20) al controlador de tope duro móvil (50) mientras, o antes de que, el segundo controlador esté configurado para mapear la segunda trayectoria de movimiento del tope duro móvil (38).
11. 11. Un sistema robótico (12), que comprende:

    un miembro robótico configurado para rotar alrededor de un eje de rotación (17) y que comprende un miembro de extensión de brazo (32) centrado en un punto central del sistema robótico (12), en donde el miembro de extensión de brazo (32) comprende un primer parachoques (34) dispuesto en un primer lado de un reborde (35) del miembro de extensión de brazo (32) y un segundo parachoques (36) dispuesto en un segundo lado del reborde (35) del miembro de extensión de brazo (32), y en donde el reborde (35) se extiende desde una porción central (37) del miembro de extensión de brazo (32);

    un tope duro móvil (38) configurado para rotar alrededor del eje de rotación (17) y que tiene una cremallera (40) centrada en, y que se extiende en una dirección anular alrededor, del punto central del sistema robótico (12), dispuesto alrededor de la porción central (37) del miembro de extensión del brazo (32), y separado en la dirección anular del primer parachoques (34) del reborde (35) del miembro de extensión del brazo (32) por una primera holgura y del segundo parachoques (36) del reborde (35) del miembro de extensión del brazo (32) por una segunda holgura;

    caracterizado porque comprende

    un controlador configurado para mapear y ejecutar el movimiento del miembro robótico y el tope duro móvil (38), en donde el controlador, durante una primera condición de funcionamiento, está configurado para mantener la primera y segunda holguras, y en donde, durante una segunda condición de funcionamiento, la cremallera (40) está configurada para entrar en contacto con el primer parachoques (34) o el segundo parachoques (36).
12. 12. El sistema robótico (12) de la reivindicación 11, en donde el tope duro móvil (38) comprende:

    un motor (102) acoplado directa o indirectamente de manera comunicativa con el controlador; y un piñón (42) engranado con la cremallera (40), en donde el controlador acciona el motor (102), en donde el motor (102) acciona el piñón (42), y en donde el piñón (42) acciona la cremallera (40).
13. 13. El sistema robótico (12) de la reivindicación 12, en donde el sistema robótico (12) comprende un riel (44) en el cual se monta la cremallera (40) y alrededor del cual la cremallera (40) se mueve por el piñón (42).
14. 14. El sistema robótico (12) de la reivindicación 11, en donde el controlador comprende un controlador de miembro robótico y un controlador de tope duro móvil (50), en donde el controlador de miembro robótico está configurado para mapear y ejecutar el movimiento del miembro robótico, y en donde el controlador de tope duro móvil (50) está configurado para mapear y ejecutar el movimiento del tope duro móvil (38) basado al menos en parte en el movimiento mapeado por el controlador de miembro robótico para el miembro robótico.