FR3070293B1

FR3070293B1 - ROBOT HAVING A FUNCTIONAL HEAD WITH A MULTI-DISTANCE DETECTION

Info

Publication number: FR3070293B1
Application number: FR1757916A
Authority: FR
Inventors: Didier Roziere; Alain Courteville
Original assignee: Fogale Nanotech SA
Current assignee: Fogale Sensors SAS
Priority date: 2017-08-28
Filing date: 2017-08-28
Publication date: 2019-08-30
Anticipated expiration: 2037-08-28
Also published as: WO2019042785A1; CN111032292A; FR3070293A1; EP3676061A1

Abstract

La présente invention concerne un robot (100) comprenant une tête fonctionnelle (104) et des moyens de détection capacitive comprenant : -au moins un isolant électrique (1061) pour isoler électriquement ladite tête fonctionnelle (104) ; -au moins un moyen de polarisation électrique de ladite tête fonctionnelle (104) à un potentiel électrique alternatif (V), dit potentiel de travail, différent d'un potentiel de masse, de sorte que ladite partie sensible est utilisée comme électrode de détection capacitive ; -au moins une garde électrique (108) ; ledit robot (100) comprenant en outre au moins un capteur (112), dit d'approche, non-capacitif et de portée de détection plus grande que ladite électrode de détection capacitive formée par ladite partie sensible de ladite tête fonctionnelle (104).The present invention relates to a robot (100) comprising a functional head (104) and capacitive sensing means comprising: at least one electrical insulator (1061) for electrically isolating said functional head (104); at least one means for electrically biasing said functional head (104) to an alternating electric potential (V), said working potential, different from a ground potential, such that said sensitive portion is used as a capacitive detection electrode ; at least one electrical guard (108); said robot (100) further comprising at least one sensor (112), said approach, non-capacitive and detection range larger than said capacitive sensing electrode formed by said sensitive portion of said functional head (104).

Description

« Robot doté d'une tête fonctionnelle avec une détection multi-distances »"Robot with functional head with multi-distance detection"

Domaine techniqueTechnical area

La présente invention concerne un robot doté d'une fonctionnalité de détection multi-distances d'objets environnants, permettant de réaliser à la fois une adaptation de trajectoire et une détection de contact.The present invention relates to a robot having a multi-distance detection feature of surrounding objects, for performing both a path adaptation and a contact detection.

Le domaine de l’invention est, de manière non limitative, celui du domaine de la robotique, en particulier le domaine de la robotique industrielle ou des robots de service, par exemple médical ou domestique, ou encore des robots collaboratifs, également appelés « cobots ».The field of the invention is, in a nonlimiting manner, that of the field of robotics, in particular the field of industrial robotics or service robots, for example medical or domestic, or collaborative robots, also called "cobots" ".

Etat de la techniqueState of the art

Les robots industriels ou domestiques, en particulier les cobots, comprennent généralement un corps sur lequel est fixée une tête fonctionnelle, se présentant sous la forme d'un outil ou d'un porte-outil, leur permettant d'accomplir une ou plusieurs tâches.Industrial or domestic robots, in particular cobots, generally comprise a body on which is fixed a functional head, in the form of a tool or a tool holder, allowing them to perform one or more tasks.

Pour pouvoir utiliser ou faire évoluer un robot ou co-bot, tel que par exemple un bras robotisé, dans un environnement comprenant des humains et/ou des objets, il est nécessaire de le doter d'une capacité de détection permettant d'une part d'éviter des collisions avec les objets/humains environnants et d'autre part de détecter les objets/humains suffisamment tôt pour pouvoir adapter sa trajectoire.In order to be able to use or develop a robot or a co-bot, such as for example a robotic arm, in an environment comprising humans and / or objects, it is necessary to provide it with a detection capability allowing on the one hand avoid collisions with surrounding objects / humans and secondly detect objects / humans early enough to adapt its trajectory.

Il est en particulier essentiel de doter le robot d'une capacité de détection de collision et d'adaptation de trajectoires permettant d'éviter des collisions entre objets/humains environnants et la tête fonctionnelle, qui peut être une pièce particulièrement dangereuse.In particular, it is essential to provide the robot with a collision detection and trajectory adaptation capability that makes it possible to avoid collisions between surrounding objects / humans and the functional head, which can be a particularly dangerous part.

On connaît une première catégorie de capteurs, de petites dimensions et de faible coût, tels que des capteurs capacitifs, pour équiper un robot. Ces capteurs présentent une portée courte et ne permettant pas une détection d'objets suffisamment tôt pour réaliser une adaptation de trajectoire.A first category of sensors, small and low-cost, such as capacitive sensors, are known for equipping a robot. These sensors have a short range and do not allow detection of objects early enough to achieve trajectory adaptation.

On connaît aussi une deuxième catégorie de capteurs plus volumineux et plus coûteux proposant une portée de détection plus grande, tels que des capteurs à temps de vol, des capteurs optiques, etc. Cependant, ces capteurs présentent une ouverture de détection relativement faible, de l'ordre de 60° maximum, laissant des zones aveugles. Pour diminuer ces zones aveugles, il faudrait multiplier le nombre de capteurs, ce qui n'est pas envisageable compte-tenu du coût et de l'encombrement de ces capteurs. En outre, ces capteurs ne permettent pas une détection d'objets à très courte distance ou en contact du fait de leur étendue de mesure. Ainsi, du fait de l'existence des zones aveugles et des limites de détection, ces capteurs ne sont pas bien adaptés pour des applications de sécurité anticollision.There is also a second category of larger and more expensive sensors offering a larger detection range, such as time-of-flight sensors, optical sensors, etc. However, these sensors have a relatively weak detection opening, of the order of 60 ° maximum, leaving blind areas. To reduce these blind areas, it would increase the number of sensors, which is not possible given the cost and size of these sensors. In addition, these sensors do not allow detection of objects at a very short distance or in contact because of their extent of measurement. Thus, due to the existence of blind zones and detection limits, these sensors are not well suited for collision avoidance applications.

Par conséquent, si on souhaite une fonctionnalité de détection complète permettant de réaliser à la fois une adaptation de trajectoire et une détection de contact, il faudrait équiper le robot d'une combinaison de capteurs de première catégorie et de deuxième catégorie, ce qui peut s'avérer coûteux, encombrant et complexe.Therefore, if a complete detection functionality is desired which makes it possible to perform both trajectory adaptation and contact detection, the robot should be equipped with a combination of first category and second category sensors, which can 'prove expensive, cumbersome and complex.

Un but de la présente invention est de proposer un robot doté d'une meilleure fonctionnalité de détection d'objets, tout en présentant un coût, un encombrement et une complexité acceptables.An object of the present invention is to provide a robot with better object detection functionality, while having an acceptable cost, size and complexity.

Un autre but de la présente invention est de proposer un robot doté d'une fonctionnalité de détection moins coûteuse, moins encombrante et moins complexe permettant de détecter à la fois des objets proches et lointains, avec moins, voire pas, de zones aveugles.Another object of the present invention is to provide a robot with less expensive, less cumbersome and less complex detection functionality to detect both near and far objects, with less or no blind areas.

Un autre but de la présente invention est de proposer un robot doté d'une fonctionnalité de détection d'objets moins coûteuse, moins volumineuse et moins complexe tout en permettant de réaliser une détection d'objets dans un voisinage du robot et en particulier dans un voisinage de la tête fonctionnelle avec une sûreté de détection suffisante pour pouvoir être utilisé comme dispositif de sécurité anticollision.Another object of the present invention is to propose a robot with a less expensive, less bulky and less complex object detection functionality while enabling objects to be detected in a vicinity of the robot and in particular in a robot. proximity of the functional head with sufficient detection reliability to be able to be used as an anti-collision safety device.

Encore un autre but de la présente invention est de proposer un robot doté d'une fonctionnalité de détection permettant à la fois une adaptation de trajectoire et une détection de contact, tout en étant moins coûteuse, moins encombrante et moins complexe.Yet another object of the present invention is to provide a robot with detection functionality that allows both trajectory adaptation and contact detection, while being less expensive, less cumbersome and less complex.

Exposé de l'inventionPresentation of the invention

Au moins un de ces buts est atteint avec un robot comprenant un corps sur lequel est montée, en particulier de manière amovible ou démontable ou encore interchangeable, une tête fonctionnelle formant un outil ou un porte-outil, ledit robot comprenant en outre des moyens de détection capacitive comprenant : -au moins un isolant électrique pour isoler électriquement au moins une partie, dite sensible, de ladite tête fonctionnelle du reste dudit robot ; -au moins un moyen de polarisation électrique de ladite partie sensible à un potentiel électrique alternatif, dit potentiel de travail, différent d'un potentiel de masse, de sorte que ladite partie sensible forme une électrode de détection capacitive ; et -au moins une garde électrique polarisée à un potentiel alternatif, dit potentiel de garde, identique ou sensiblement identique audit potentiel de travail à une fréquence, dite de travail, pour garder électriquement ladite partie sensible ; ledit robot comprenant en outre au moins un capteur, dit d'approche, mettant en œuvre une technologie de détection non-capacitive de portée de détection plus grande, au moins dans une direction, que ladite électrode de détection capacitive formée par ladite partie sensible de ladite tête fonctionnelle.At least one of these aims is achieved with a robot comprising a body on which is mounted, in particular removably or disassembly or interchangeable, a functional head forming a tool or a tool holder, said robot further comprising means for capacitive sensing comprising: at least one electrical insulator for electrically isolating at least a so-called sensitive portion of said functional head from the remainder of said robot; at least one means for electrically biasing said portion sensitive to an alternating electric potential, said working potential, different from a ground potential, such that said sensitive part forms a capacitive detection electrode; and at least one polarized electric guard at an alternative potential, said guard potential, identical or substantially identical to said so-called working frequency working potential, for electrically keeping said sensitive part; said robot further comprising at least one sensor, said approach, implementing a non-capacitive sensor detection range detection technology greater, at least in one direction, than said capacitive detection electrode formed by said sensitive portion of said functional head.

Le capteur d'approche peut notamment avoir une portée de détection plus grande, dans une direction correspondant à son axe de mesure, que l'électrode de détection capacitive.In particular, the approach sensor may have a larger detection range, in a direction corresponding to its measurement axis, than the capacitive detection electrode.

Les moyens de détection capacitive peuvent en outre comprendre au moins une électronique, dite de détection, pour mesurer un signal relatif à une capacité de couplage, dite capacité électrode-objet, entre ladite partie sensible et un objet environnant.The capacitive detection means may further comprise at least one so-called detection electronics for measuring a signal relating to a coupling capacitance, referred to as the electrode-object capacitance, between said sensitive part and a surrounding object.

Ainsi, le robot selon l'invention réalise une détection d'objets, en particulier au voisinage de la tête fonctionnelle, par une combinaison de deux types de capteurs proposant des portées différentes, à savoir, au moins un capteur d'approche non-capacitif et une électrode de détection capacitive formée par la partie sensible de la tête fonctionnelle. L'au moins un capteur d'approche, généralement coûteux et encombrant, réalise une détection d'objets à une plus grande distance, comparée à une électrode de détection capacitive, et permet une adaptation de trajectoire. L'électrode de détection capacitive (formée par la partie sensible de la tête fonctionnelle), de portée en général plus courte, permet d'une part de couvrir les zones aveugles non-couvertes par le ou les capteurs d'approche, à une plus petite distance, et d'autre part de réaliser une détection de contact de manière sûre et rapide pour, par exemple, déclencher un arrêt ou un évitement d'urgence, ou encore changer la compliance du robot ou effectuer une commande tactile.Thus, the robot according to the invention realizes a detection of objects, in particular in the vicinity of the functional head, by a combination of two types of sensors offering different ranges, namely, at least one non-capacitive approach sensor and a capacitive sensing electrode formed by the sensing portion of the functional head. The at least one approach sensor, generally expensive and bulky, performs object detection at a greater distance, compared to a capacitive detection electrode, and allows trajectory adaptation. The capacitive sensing electrode (formed by the sensitive part of the functional head), generally shorter in scope, allows on the one hand to cover the blind areas not covered by the approach sensor or sensors, to a more short distance, and secondly to achieve contact detection in a safe and fast way for, for example, trigger an emergency stop or avoidance, or change the robot compliance or perform a touch control.

La fonctionnalité de détection du robot selon l'invention est compatible avec les exigences de sûreté de détection requises pour pouvoir être utilisé comme dispositif de sécurité anticollision, en particulier vis-à-vis d'opérateurs humains évoluant à proximité du robot.The detection function of the robot according to the invention is compatible with the detection safety requirements required to be used as an anti-collision safety device, in particular vis-à-vis human operators operating near the robot.

Par ailleurs, l'électrode de détection capacitive, formée par tout ou partie de la tête fonctionnelle, ne permet en général pas de connaître la direction d'approche d'un objet ou d'un opérateur humain. Selon l'invention, cette information peut être fournie par l'au moins un capteur d'approche, qui détecte en général des objets uniquement dans un angle solide déterminé, et donc dans une ou des directions de l'espace déterminées. La connaissance de la direction d'approche permet ainsi une adaptation de trajectoire efficace.Moreover, the capacitive detection electrode, formed by all or part of the functional head, generally does not know the direction of approach of an object or a human operator. According to the invention, this information can be provided by the at least one approach sensor, which generally detects objects only in a determined solid angle, and thus in one or more directions of the determined space. The knowledge of the approach direction thus allows an efficient trajectory adaptation.

De plus, dans le robot selon l'invention, l'électrode de détection capacitive est formée par une partie ou la totalité de la tête fonctionnelle, elle-même, sans ajout d'électrodes capacitives additionnelles, diminuant ainsi le coût et la complexité liés à l'utilisation de telles électrodes capacitives additionnelles. En effet, dans le robot selon l'invention, la partie sensible forme une électrode de détection capacitive, également appelée électrode de mesure, dont la capacité de couplage correspond à la capacité créée entre ladite électrode de mesure et l'environnement. Dans ces conditions, il est possible de détecter facilement l'approche et le toucher d'un objet ou d'un humain avec l'outil.In addition, in the robot according to the invention, the capacitive detection electrode is formed by part or all of the functional head, itself, without adding additional capacitive electrodes, thus reducing the cost and complexity to the use of such additional capacitive electrodes. Indeed, in the robot according to the invention, the sensitive part forms a capacitive detection electrode, also called measuring electrode, whose coupling capacity corresponds to the capacitance created between said measuring electrode and the environment. Under these conditions, it is possible to easily detect the approach and touch of an object or a human with the tool.

Par ailleurs, un autre avantage de la présente invention est la possibilité d'utiliser un objet embarqué par la tête fonctionnelle, comme le prolongement de la tête fonctionnelle utilisée comme électrode. En effet, le contact intime entre la tête fonctionnelle et l'objet transporté crée un important couplage capacitif entre eux. La tête fonctionnelle et l'objet qu'elle transporte se retrouvent naturellement à un potentiel électrique similaire. L'objet transporté n'a pas besoin d'être un bon conducteur d'électricité pour se comporter comme le prolongement de la tête fonctionnelle sur le plan de la détection capacitive. Un diélectrique d'un matériau plastique ou polymère dont la permittivité diélectrique est par exemple supérieure à 3 suffit pour devenir le prolongement de la tête fonctionnelle. L'objet transporté fait alors partie de la tête fonctionnelle sensible.Furthermore, another advantage of the present invention is the possibility of using an object embedded by the functional head, such as the extension of the functional head used as an electrode. Indeed, the intimate contact between the functional head and the transported object creates an important capacitive coupling between them. The functional head and the object it transports naturally meet a similar electrical potential. The transported object does not need to be a good conductor of electricity to behave like the extension of the functional head in terms of capacitive detection. A dielectric of a plastic or polymer material whose dielectric permittivity is for example greater than 3 is sufficient to become the extension of the functional head. The transported object is then part of the sensitive functional head.

Dans la présente demande, « objet » désigne tout objet ou personne pouvant se trouver dans l'environnement du robot.In the present application, "object" refers to any object or person that may be in the environment of the robot.

Dans la présente demande, deux potentiels alternatifs sont identiques à une fréquence donnée lorsqu'ils comportent chacun une composante alternative identique à cette fréquence. Ainsi, l'un au moins des deux potentiels identiques à ladite fréquence peut comporter en outre une composante continue, et/ou une composante alternative de fréquence différente de ladite fréquence donnée.In the present application, two alternative potentials are identical at a given frequency when they each comprise an alternating component identical to this frequency. Thus, at least one of the two potentials identical to said frequency may further comprise a DC component, and / or an AC component with a frequency different from said given frequency.

De manière similaire, deux potentiels alternatifs sont différents à la fréquence de travail lorsqu'ils ne comportent pas de composante alternative identique à cette fréquence de travail.Similarly, two alternative potentials are different at the working frequency when they have no alternative component identical to this working frequency.

Dans la présente demande, pour éviter des lourdeurs rédactionnelles, le terme « potentiel de masse » ou « potentiel de masse générale » désigne un potentiel de référence de l'électronique ou du robot, qui peut être par exemple une masse électrique ou un potentiel de masse. Ce potentiel de masse peut correspondre à un potentiel de terre, ou à un autre potentiel relié ou non au potentiel de terre.In the present application, to avoid redaction, the term "mass potential" or "general mass potential" refers to a reference potential of the electronics or the robot, which can be for example an electrical mass or a potential of mass. This ground potential can correspond to an earth potential, or to another potential connected or not to the earth potential.

On rappelle par ailleurs que de manière générale, les objets qui ne sont pas en contact électrique direct avec un potentiel électrique particulier (objets électriquement flottants) tendent à se polariser par couplage capacitif au potentiel électrique d'autres objets présents dans leur environnement, tel que par exemple la terre ou des électrodes, si les surfaces de recouvrement entre ces objets et ceux de l'environnement sont suffisamment importantes.It is also recalled that, in general, objects which are not in direct electrical contact with a particular electrical potential (electrically floating objects) tend to be polarized by capacitive coupling to the electric potential of other objects present in their environment, such as for example earth or electrodes, if the overlapping surfaces between these objects and those of the environment are sufficiently important.

Avantageusement, au moins un, en particulier chaque capteur d'approche peut être disposé sur la tête fonctionnelle.Advantageously, at least one, in particular each approach sensor may be arranged on the functional head.

En particulier, au moins un capteur d'approche peut être disposé sur la partie sensible de la tête fonctionnelle.In particular, at least one approach sensor may be disposed on the sensitive part of the functional head.

Alternativement, ou en plus, au moins un capteur d'approche peut être disposé ailleurs que sur une partie sensible de la tête fonctionnelle.Alternatively, or in addition, at least one approach sensor may be disposed elsewhere than on a sensitive portion of the functional head.

Alternativement, ou en plus, au moins un capteur d'approche peut être disposé sur le corps du robot.Alternatively, or in addition, at least one approach sensor may be disposed on the body of the robot.

Alternativement, ou en plus, au moins un capteur d'approche peut être disposé sur une interface mécanique se trouvant entre le corps du robot et la tête fonctionnelle.Alternatively, or in addition, at least one approach sensor may be disposed on a mechanical interface between the robot body and the functional head.

En particulier, le robot selon l'invention peut comprendre plusieurs capteurs d'approche disposés de part et d'autre de la tête fonctionnelle.In particular, the robot according to the invention may comprise a plurality of approach sensors arranged on either side of the functional head.

Suivant un exemple de réalisation non limitatif, le robot peut comporter une couronne formée par plusieurs, en particulier de quatre à six, capteurs d'approche entourant la tête fonctionnelle.According to a non-limiting exemplary embodiment, the robot may comprise a crown formed by several, in particular from four to six, approach sensors surrounding the functional head.

Le robot peut notamment comprendre un ou plusieurs capteurs d'approche avec un axe ou une direction de mesure perpendiculaire, ou parallèle, ou oblique, par rapport à une direction d'élongation de la tête fonctionnelle, ou orientée vers l'extrémité de la tête fonctionnelle.The robot may in particular comprise one or more approach sensors with a perpendicular or parallel axis or direction of measurement, or oblique, with respect to a direction of elongation of the functional head, or oriented towards the end of the head functional.

La direction d'élongation de la tête fonctionnelle peut être définie comme la direction dans laquelle elle s'étend entre son interface de fixation avec le robot et son extrémité libre.The direction of elongation of the functional head can be defined as the direction in which it extends between its attachment interface with the robot and its free end.

Suivant une caractéristique avantageuse, au moins un capteur d'approche peut réaliser une détection d'un objet jusqu'à une distance au moins égale à 30cm, en particulier jusqu'à une distance au moins égale à 50cm.According to an advantageous characteristic, at least one approach sensor can realize a detection of an object up to a distance at least equal to 30 cm, in particular up to a distance of at least 50 cm.

Suivant les technologies mises en œuvre, un capteur d'approche peut par exemple réaliser une détection d'un objet à des distances comprises entre une distance minimale de quelques centimètres et une distance maximale de quelques dizaines de centimètres, ou quelques mètres. En général la détection d'un objet ou au moins la mesure de sa distance n'est pas possible en dessous de la distance minimale.Depending on the technologies used, an approach sensor may, for example, detect an object at distances ranging from a minimum distance of a few centimeters to a maximum distance of a few tens of centimeters, or a few meters. In general the detection of an object or at least the measurement of its distance is not possible below the minimum distance.

Ainsi, le capteur d'approche peut détecter un objet lorsqu'il est relativement loin du robot, ce qui laisse au robot le temps de modifier/ajuster sa trajectoire en vue d'éviter ledit objet, tout en continuant à assurer la tâche qu'il est en train d'effectuer, par exemple.Thus, the approach sensor can detect an object when it is relatively far from the robot, which gives the robot time to modify / adjust its trajectory to avoid said object, while continuing to ensure the task that he is doing, for example.

Suivant une autre caractéristique avantageuse, au moins un capteur d'approche peut réaliser une détection à une fréquence au moins égale à 10Hz. Idéalement, un capteur d'approche peut réaliser une détection jusqu'à une fréquence de 100Hz, ou plus.According to another advantageous characteristic, at least one approach sensor can perform detection at a frequency of at least 10 Hz. Ideally, an approach sensor can detect up to 100Hz or more.

Une telle fréquence de mesure pour détecter un objet, lorsque ce dernier est loin du robot, est suffisante pour ajuster/modifier la trajectoire du robot.Such a measurement frequency for detecting an object, when the latter is far from the robot, is sufficient to adjust / modify the trajectory of the robot.

Selon l'invention, au moins un capteur d'approche peut être formé par, ou comprendre, l'un quelconque des capteurs suivants : - un capteur à temps de vol ou un télémètre, optique ou acoustique, - une caméra à temps de vol (3D), - un dispositif optique stéréoscopique et/ou à projection de lumière structurée, ou - un dispositif d'imagerie optique.According to the invention, at least one approach sensor can be formed by, or include, any one of the following sensors: a time or telemeter sensor, optical or acoustic, a time-of-flight camera (3D), - a stereoscopic optical and / or structured light projection device, or - an optical imaging device.

Ainsi, à titre d'exemples non limitatifs, au moins un capteur d'approche peut être formé par, ou comprendre, au moins : - un capteur à temps de vol à ultrasons (SODAR). Un tel capteur a une résolution centimétrique et peut mesurer des distances à des objets présents dans un cône de détection dans l'axe du capteur (par exemple de 50 degrés d'angle), entre une distance minimale (par exemple 20cm) et une distance maximale (par exemple de lm ou plus) ; -un capteur optique à temps de vol (LIDAR). Ce capteur a également une résolution centimétrique et peut mesurer des distances à des objets présents dans un cône de détection dans l'axe du capteur (par exemple de quelques degrés à quelques dizaines de degrés d'angle), entre une distance minimale (par exemple 10cm) et une distance maximale (qui peut être de l'ordre de plusieurs mètres) ; - une caméra à temps de vol qui applique le même principe optique de détection par temps de vol avec un capteur d'imagerie. Ce capteur peut mesurer des distances à des objets présents dans un champ de vue dans l'axe du capteur (par exemple de quelques dizaines de degrés d'angle), entre une distance minimale (par exemple 50cm) et une distance maximale (qui peut être de l'ordre de plusieurs mètres) ; - un capteur optique qui utilise une projection de lumière structurée, ou un capteur basé sur la stéréovision. Ces deux principes de capteur ont en commun de permettre de mesurer une distance à un objet présent dans une zone d'intersection entre soit un faisceau d'illumination et un champ de vue, soit deux champs de vue. - un capteur d'imagerie, qui permet par segmentation d'images, d'identifier la présence d'un objet dans leur champ de vue.Thus, by way of nonlimiting examples, at least one approach sensor may be formed by, or include, at least: an ultrasonic flight time sensor (SODAR). Such a sensor has a centimeter resolution and can measure distances to objects present in a detection cone in the axis of the sensor (for example 50 degrees of angle), between a minimum distance (for example 20cm) and a distance maximum (eg 1m or more); a time-of-flight optical sensor (LIDAR). This sensor also has a centimeter resolution and can measure distances to objects present in a detection cone in the sensor axis (for example from a few degrees to a few tens of degrees of angle), between a minimum distance (for example 10cm) and a maximum distance (which can be of the order of several meters); a time-of-flight camera that applies the same optical time-of-flight detection principle with an imaging sensor. This sensor can measure distances to objects present in a field of view in the axis of the sensor (for example a few tens of degrees of angle), between a minimum distance (for example 50cm) and a maximum distance (which can be of the order of several meters); an optical sensor that uses a structured light projection, or a sensor based on stereovision. These two sensor principles have in common to measure a distance to an object present in an intersection zone between an illumination beam and a field of view, or two fields of view. an imaging sensor, which makes it possible, by segmentation of images, to identify the presence of an object in their field of view.

Les moyens de détection capacitive peuvent réaliser une détection d'un objet jusqu'à une distance au moins égale à 10cm, ou même 20cm ou 30cm. Ainsi, ils présentent une gamme de mesures de distances complémentaires, ainsi qu'un encombrement réduit et un coût réduit, comparé aux capteurs d'approche.The capacitive detection means can perform detection of an object up to a distance of at least 10 cm, or even 20 cm or 30 cm. Thus, they present a range of complementary distance measurements, as well as a small footprint and a reduced cost, compared to approach sensors.

De plus, les moyens de détection capacitive peuvent réaliser une détection à une fréquence au moins égale à 100Hz, ou idéalement au moins égale à 500 Hz ou 1000Hz.In addition, the capacitive detection means may perform detection at a frequency at least equal to 100 Hz, or ideally at least 500 Hz or 1000 Hz.

Une telle fréquence de mesure est particulièrement adaptée à la détection d'objets très proches du robot et de la tête fonctionnelle, tout en laissant suffisamment de temps pour que le robot se mette en arrêt avant d'entrer en collision.Such a measurement frequency is particularly suitable for the detection of objects very close to the robot and the functional head, while allowing sufficient time for the robot to stop before colliding.

Cette fréquence de mesure est suffisante pour assurer la sécurité anticollision pour un robot tout en utilisant des capteurs de coût et d'encombrement acceptables.This measurement frequency is sufficient to provide collision avoidance for a robot while using acceptable cost and size sensors.

Dans un mode de réalisation préféré, au moins un, en particulier chaque, capteur d'approche peut préférentiellement être référencé au potentiel de garde.In a preferred embodiment, at least one, in particular each, approach sensor may preferentially be referenced to the guard potential.

Ainsi, le ou chaque capteur d'approche n'est pas détecté par l'électrode de détection capacitive formée par la partie sensible de la tête fonctionnelle, et ne vient pas perturber la détection capacitive.Thus, the or each approach sensor is not detected by the capacitive detection electrode formed by the sensitive portion of the functional head, and does not disturb the capacitive detection.

Pour ce faire, il peut être prévu un convertisseur électrique agencé pour : - recevoir au moins un signal électrique, dit d'entrée, tel qu'un signal d'alimentation ou de commande référencé par exemple à un potentiel de masse et destiné à au moins un capteur d'approche, et référencer ledit signal d'entrée au potentiel de garde (VG) ; et/ou - recevoir au moins un signal électrique, dit de sortie, émis par ledit au moins un capteur d'approche, et référencer ledit signal de sortie au potentiel de masse électrique d'un contrôleur auquel il est destiné.To do this, it can be provided an electrical converter arranged to: - receive at least one electrical signal, said input, such as a power supply or control signal referenced for example to a ground potential and intended for at minus an approach sensor, and referencing said input signal to the guard potential (VG); and / or - receiving at least one electrical signal, said output signal, from said at least one approach sensor, and referencing said output signal to the electrical ground potential of a controller for which it is intended.

Ainsi, le capteur d'approche est alors globalement référencé au potentiel de garde et ne perturbe donc pas le capteur capacitif formé par la partie sensible de la tête fonctionnelle.Thus, the approach sensor is then generally referenced to the guard potential and therefore does not disturb the capacitive sensor formed by the sensitive portion of the functional head.

Suivant des exemples de réalisation, un tel convertisseur électrique peut comprendre au moins l'un des éléments suivants : - au moins une alimentation à isolation galvanique, telle qu'un convertisseur DC/DC, en particulier pour générer un signal d'entrée d'alimentation pour au moins un capteur d'approche ; - au moins une interface électrique sans contact galvanique, de type capacitive ou par opto-coupleur, pour au moins un signal d'entrée de commande, ou au moins un signal de sortie ; et/ou - une ou plusieurs inductances à impédance élevée pour recevoir et transmettre au moins un signal d'entrée ou au moins un signal de sortie.According to exemplary embodiments, such an electrical converter may comprise at least one of the following elements: at least one galvanically isolated power supply, such as a DC / DC converter, in particular for generating an input signal of feeding for at least one approach sensor; at least one electrical interface without galvanic contact, of capacitive type or optocoupler, for at least one control input signal, or at least one output signal; and / or - one or more high impedance inductors for receiving and transmitting at least one input signal or at least one output signal.

Ce convertisseur peut être disposé dans la tête fonctionnelle, ou dans le corps du robot, ou dans une interface se trouvant entre la tête fonctionnelle et le corps du robot, ou encore hors dudit robot.This converter may be disposed in the functional head, or in the body of the robot, or in an interface between the functional head and the robot body, or out of said robot.

De plus, au moins un capteur d'approche peut être positionné de sorte que sa zone de détection se chevauche, au moins partiellement, avec la zone de détection de l'électrode de détection capacitive formée par la partie sensible de la tête fonctionnelle.In addition, at least one approach sensor may be positioned so that its detection area overlaps, at least partially, with the detection area of the capacitive sensing electrode formed by the sensitive part of the functional head.

Dans ce mode de réalisation, il n'existe pas de zone aveugle entre un capteur d'approche et l'électrode de détection capacitive formée par la partie sensible de la tête fonctionnelle, ce qui améliore encore plus la détection d'objets.In this embodiment, there is no blind zone between an approach sensor and the capacitive detection electrode formed by the sensitive part of the functional head, which further improves the detection of objects.

Préférentiellement, le robot selon l'invention peut comporter plusieurs capteurs d'approche. Dans ce cas, au moins deux capteurs d'approche peuvent être positionnés de sorte que leurs zones de détection se chevauchent, au moins partiellement, entre-elles.Preferably, the robot according to the invention may comprise several approach sensors. In this case, at least two approach sensors can be positioned so that their detection zones overlap, at least partially, with each other.

Au moins deux capteurs d'approche peuvent également être positionnés de sorte que : - leurs zones de détection se chevauchent entre-elles, par exemple au-delà d'une distance de recouvrement, et - la partie commune de leurs zones de détection chevauche avec la zone de détection de l'électrode de détection capacitive formée par la partie sensible de la tête fonctionnelle ; et ce dans au moins une direction, en particulier dans la direction reliant lesdits deux capteurs d'approche.At least two approach sensors may also be positioned so that: their detection zones overlap each other, for example beyond a lap distance, and the common part of their detection zones overlaps with the sensing area of the capacitive sensing electrode formed by the sensing portion of the functional head; and in at least one direction, particularly in the direction connecting said two approach sensors.

Dans ce mode de réalisation, il n'existe aucune zone aveugle entre les capteurs d'approche, ou au moins aucune zone aveugle au-delà de la distance de recouvrement le cas échéant.In this embodiment, there is no blind zone between the approach sensors, or at least no blind zone beyond the overlap distance if any.

La tête fonctionnelle peut comprendre plusieurs parties sensibles distinctes utilisées comme électrodes capacitives distinctes, et interrogées séquentiellement ou en parallèle par l'électronique de détection.The functional head may comprise a plurality of distinct sensing portions used as distinct capacitive electrodes, and interrogated sequentially or in parallel by the sensing electronics.

Dans la mesure où ces parties sensibles sont polarisées à un même potentiel électrique alternatif (Vg) à une fréquence de travail, elles constituent respectivement des éléments de garde pour les autres et ne se perturbent donc pas. Ces parties sensibles distinctes peuvent être par exemple les doigts d'un outil de préhension.Insofar as these sensitive parts are polarized at the same alternating electric potential (Vg) at a working frequency, they respectively constitute guard elements for the others and therefore do not disturb. These distinct sensitive parts may be for example the fingers of a gripping tool.

Suivant un mode de réalisation, la tête fonctionnelle peut comprendre une unique partie sensible formée par la totalité de ladite tête fonctionnelle.According to one embodiment, the functional head may comprise a single sensitive portion formed by the entirety of said functional head.

Dans ce cas, lorsque la tête fonctionnelle est un porte-outil, respectivement un outil, c'est la totalité du porte-outil, respectivement la totalité de l'outil, qui est alors utilisée comme électrode capacitive de détection.In this case, when the functional head is a tool holder, respectively a tool, it is the entire tool holder, respectively the entire tool, which is then used as the capacitive sensor electrode.

Le robot selon l'invention peut comprendre une interface mécanique, articulée ou non, séparant la tête fonctionnelle du reste du robot. En particulier, l'interface mécanique peut être disposée entre la tête fonctionnelle et le corps du robot.The robot according to the invention may comprise a mechanical interface, articulated or not, separating the functional head from the rest of the robot. In particular, the mechanical interface can be arranged between the functional head and the body of the robot.

Suivant un mode de réalisation particulier, l'isolant électrique et/ou la garde électrique peu(ven)t être disposé(s) au niveau de ladite interface mécanique, en particulier intégré(s) dans ladite interface mécanique.According to a particular embodiment, the electrical insulator and / or the electrical guard may be arranged at said mechanical interface, in particular integrated in said mechanical interface.

Par exemple, lorsque la totalité de la tête fonctionnelle forme une partie sensible, l'isolant et la garde peuvent être disposés, et en particulier intégrés, dans l'interface mécanique séparant ladite tête fonctionnelle du reste du robot. L'isolant peut être disposé du côté de la tête fonctionnelle, ou du côté du corps du robot.For example, when the entire functional head forms a sensitive part, the insulator and the guard can be arranged, and in particular integrated, in the mechanical interface separating said functional head from the rest of the robot. The insulator may be disposed on the side of the functional head, or the side of the robot body.

La garde peut être disposée du côté de la tête fonctionnelle, ou du côté du corps du robot.The guard can be arranged on the side of the functional head, or the side of the body of the robot.

Suivant un mode de réalisation alternatif, seule une partie de la tête fonctionnelle peut être sensible. Dans ce cas, l'isolant et la garde peuvent être disposés dans ladite tête d'outil, à distance de l'interface mécanique.According to an alternative embodiment, only a part of the functional head can be sensitive. In this case, the insulator and the guard can be arranged in said tool head, away from the mechanical interface.

Suivant un mode de réalisation alternatif, la tête fonctionnelle peut comprendre plusieurs parties sensibles. Dans ce cas elle peut comprendre également des isolants ou des parties isolantes séparant ces parties sensibles.According to an alternative embodiment, the functional head may comprise several sensitive parts. In this case it may also include insulators or insulating parts separating these sensitive parts.

Dans des modes de réalisation, la partie sensible de la tête fonctionnelle, ou la tête fonctionnelle, peut comprendre au moins un organe électrique, tel qu'un capteur, un actuateur, un moteur, et/ou une électronique associée (conditionneur, driver), etc.In embodiments, the sensitive portion of the functional head, or the functional head, may comprise at least one electrical member, such as a sensor, an actuator, a motor, and / or an associated electronics (conditioner, driver) etc.

Un tel organe électrique peut comprendre, ou être associé à, des fils électriques qui transportent des signaux d'entrée/sortie vers/depuis ledit organe électrique.Such an electrical member may include, or be associated with, electrical wires which carry input / output signals to / from said electrical member.

Par exemple, la tête fonctionnelle peut utiliser, ou être équipée de, une pince. Celle-ci est généralement gérée par le robot via deux fils d'alimentation pour la puissance et deux fils de communication série pour les commandes et les retours d'information.For example, the functional head can use, or be equipped with, a clamp. This is usually handled by the robot via two power supply wires for power and two serial communication wires for commands and feedback.

Or, par défaut, ces organes électriques sont référencés au potentiel de masse général, et risquent donc d'être détectés par la partie sensible de la tête fonctionnelle utilisée comme électrode capacitive.However, by default, these electrical components are referenced to the general ground potential, and therefore may be detected by the sensitive portion of the functional head used as a capacitive electrode.

Pour éviter une telle perturbation, au moins un, en particulier chaque, organe électrique peut avantageusement être référencé au potentiel de garde.To avoid such a disturbance, at least one, in particular each, electrical member may advantageously be referenced to the guard potential.

Pour ce faire, suivant un mode de réalisation, le robot selon l'invention peut comprendre un volume, ou des parois, de garde, disposé(es) autour d'au moins un, en particulier de chaque, organe électrique, et polarisé(es) au potentiel de garde (VG), à la fréquence de travail.To do this, according to one embodiment, the robot according to the invention may comprise a volume, or walls, of guard, arranged (s) around at least one, in particular of each, electrical member, and polarized ( (e) guarding potential (VG), working frequency.

Suivant un autre mode de réalisation, le robot selon l'invention peut comprendre en outre au moins un convertisseur électrique agencé pour : - recevoir au moins un signal électrique, dit d'entrée, tel qu'un signal d'alimentation ou de commande, destiné audit organe électrique, et référencer ledit signal d'entrée au potentiel de garde ; et/ou - recevoir au moins un signal électrique, dit de sortie, émis par ledit organe électrique, et référencer ledit signal de sortie au potentiel de masse électrique d'un contrôleur auquel il est destiné.According to another embodiment, the robot according to the invention may further comprise at least one electrical converter arranged to: - receive at least one electrical signal, said input, such as a power supply or control signal, intended for said electrical organ, and referencing said input signal to the guard potential; and / or - receiving at least one electrical signal, said output, emitted by said electrical member, and reference said output signal to the electric potential of a controller for which it is intended.

Ainsi, l'organe électrique est globalement référencé au potentiel de garde et ne perturbe donc pas la détection capacitive.Thus, the electrical member is generally referenced to the guard potential and therefore does not disturb the capacitive detection.

Ce mode de réalisation présente l'avantage d'être moins encombrant, moins coûteux et plus facile à mettre en place, car il ne nécessite pas de modifier la tête fonctionnelle, ou de changer sa conception.This embodiment has the advantage of being less bulky, less expensive and easier to implement because it does not require modifying the functional head, or to change its design.

Le convertisseur peut être agencé pour recevoir donc les signaux d'entrée référencés au potentiel de masse général, ou au potentiel de masse d'un contrôleur, et les transformer en sortie en signaux référencés au potentiel de garde, et vice versa.The converter may be arranged to receive, therefore, the input signals referenced to the general ground potential, or to the ground potential of a controller, and transform them into output signals referenced to the guard potential, and vice versa.

Il est à noter que dans la mesure où la détection du couplage capacitif est réalisée à une fréquence de travail, les signaux électriques d'entrée/sortie concernant les organes électriques de la tête fonctionnelle (ou d'ailleurs comme expliqué précédemment ceux concernant un capteur d'approche référencé au potentiel de garde) ne perturbent pas la mesure de la capacité de couplage car ils sont rejetés ou filtrés par l'électronique de détection capacitive. Cela est d'autant plus efficace, dans le cas d'une démodulation synchrone du signal mesurée par l'électronique de détection.It should be noted that insofar as the detection of the capacitive coupling is carried out at a working frequency, the electrical input / output signals relating to the electrical components of the functional head (or, moreover, as explained above, those relating to a sensor approach approach to the guard potential) do not disturb the measurement of the coupling capacitance because they are rejected or filtered by the capacitive detection electronics. This is all the more effective in the case of synchronous demodulation of the signal measured by the detection electronics.

Pour les mêmes raisons, si le potentiel de la partie sensible de la tête fonctionnelle utilisée comme électrode diffère du potentiel de la garde par la présence de composantes continues ou de fréquences différentes de la fréquence de travail, cela ne crée pas de perturbations significatives dans les mesures.For the same reasons, if the potential of the sensitive part of the functional head used as the electrode differs from the potential of the guard by the presence of continuous components or frequencies different from the working frequency, this does not cause significant disturbances in the measures.

Un tel convertisseur électrique peut comprendre au moins l'un des éléments suivants : - au moins une alimentation à isolation galvanique, tel qu'un convertisseur DC/DC, en particulier pour générer un signal d'entrée d'alimentation pour au moins un organe électrique ; - au moins une interface électrique sans contact galvanique, de type capacitive ou par opto-coupleur, pour au moins un signal d'entrée de commande, ou au moins un signal de sortie ; - une ou plusieurs inductances à impédance élevée pour recevoir et transmettre au moins un signal d'entrée ou au moins un signal de sortie : par exemple, ces inductances peu(ven)t être bobinée(s) sur un noyau ferromagnétique commun pour augmenter encore leur impédance par effet de mutuelle inductance.Such an electrical converter may comprise at least one of the following elements: at least one electrically isolated power supply, such as a DC / DC converter, in particular for generating a power input signal for at least one device electric; at least one electrical interface without galvanic contact, of capacitive type or optocoupler, for at least one control input signal, or at least one output signal; one or more high impedance inductors for receiving and transmitting at least one input signal or at least one output signal: for example, these inductors may be wound on a common ferromagnetic core to increase further their impedance by mutual inductance effect.

Ce convertisseur électrique peut être disposé dans la tête fonctionnelle, ou dans le corps du robot, ou dans une interface se trouvant entre la tête fonctionnelle et le corps du robot, ou encore hors dudit robot.This electric converter can be disposed in the functional head, or in the body of the robot, or in an interface between the functional head and the body of the robot, or out of said robot.

Ce convertisseur électrique peut être le même que le convertisseur électrique utilisé pour référencer, au potentiel de garde, les capteurs d'approche.This electric converter can be the same as the electrical converter used to reference, at the guard potential, the approach sensors.

Suivant un mode de réalisation, le robot peut comprendre une garde réalisée par une couche de matériau conducteur, en particulier fine et souple, en particulier déposée sur une pièce dudit robot.According to one embodiment, the robot may comprise a guard made by a layer of conductive material, in particular thin and flexible, in particular deposited on a part of said robot.

Alternativement, ou en plus, le robot peut comprendre une garde réalisée par une partie métallique du robot, disposée entre le corps et une partie sensible de la tête fonctionnelle, électriquement isolée de part et d'autre, et polarisée au potentiel de garde.Alternatively, or in addition, the robot may comprise a guard made by a metal part of the robot, disposed between the body and a sensitive portion of the functional head, electrically isolated from both sides, and biased to the guard potential.

Ainsi, il n'est pas nécessaire d'ajouter d'élément additionnel au robot.Thus, it is not necessary to add additional element to the robot.

Alternativement, ou en plus, le robot peut comprendre une garde réalisée par au moins une partie, ou la totalité, du corps du robot selon l'invention, polarisée au potentiel de garde.Alternatively, or in addition, the robot may comprise a guard made by at least a part, or all, of the body of the robot according to the invention, biased to the guard potential.

En effet, il est possible de polariser une partie importante, ou la totalité du corps du robot au potentiel de garde. Lorsque le robot est un bras robotisé, il est possible de polariser une partie importante, voire la totalité, du bras au potentiel de garde et de l'utiliser comme garde.Indeed, it is possible to polarize a large part, or the entire body of the robot to the guard potential. When the robot is a robotic arm, it is possible to polarize a large part, or all, of the arm to the guard potential and use it as a guard.

Dans ce cas, un circuit électronique convertisseur, dit circuit d'interface, est interfacé entre le circuit électrique de cette partie polarisée à la garde du robot, et le circuit électrique du reste du robot référencé à la masse générale. Ce circuit d'interface génère l'excitation de l'électronique capacitive référencée à la garde, et assure l'interface entre l'électronique de la partie polarisée à la garde du robot, et l'électronique référencée à la masse (alimentation, communication, etc.) du reste du robot. Ce circuit d'interface peut être logé au niveau de la partie référencée à la garde du robot, ou au niveau de la partie référencée au potentiel de masse du robot.In this case, an electronic converter circuit, said interface circuit, is interfaced between the electrical circuit of this polarized portion to the guard of the robot, and the electrical circuit of the rest of the robot referenced to the general ground. This interface circuit generates the excitation of the capacitive electronics referenced to the guard, and provides the interface between the electronics of the polarized part in the guard of the robot, and the electronics referenced to the ground (power supply, communication , etc.) from the rest of the robot. This interface circuit may be housed at the part referenced to the guard of the robot, or at the part referenced to the ground potential of the robot.

Lorsqu'une partie, ou l'ensemble du robot, est recouvert(e) d'électrodes capacitives additionnelles, et que la partie du robot supportant ces électrodes est référencée au potentiel de la garde, la structure du robot au niveau de cette partie peut en être simplifiée car il n'est pas nécessaire d'intercaler une garde supplémentaire entre le robot et ces électrodes capacitives additionnelles. Ces électrodes additionnelles et la tête fonctionnelle peuvent alors être référencées au même potentiel de garde, ce qui évite toute interférence.When a part, or the whole robot, is covered with additional capacitive electrodes, and the part of the robot supporting these electrodes is referenced to the potential of the guard, the structure of the robot at this part can to be simplified because it is not necessary to insert an additional guard between the robot and these additional capacitive electrodes. These additional electrodes and the functional head can then be referenced to the same guard potential, which avoids any interference.

Suivant un mode de réalisation, le robot peut comprendre une garde recouvrant partiellement une partie sensible de la tête fonctionnelle. Cela permet de limiter la capacité de détection de cette partie sensible à ses surfaces découvertes.According to one embodiment, the robot may comprise a guard partially covering a sensitive part of the functional head. This limits the detection capacity of this sensitive portion to its exposed surfaces.

Suivant un autre mode de réalisation, le robot peut comprendre une garde formée par une pièce rapportée, ajoutée au robot.In another embodiment, the robot may comprise a guard formed by an insert added to the robot.

Avantageusement, une telle pièce peut être en forme de manchon s'étendant le long dudit robot sur une distance non nulle, en particulier dans une direction fuyant, ou opposée à, la partie sensible de la tête fonctionnelle.Advantageously, such a piece may be in the form of a sleeve extending along said robot over a non-zero distance, in particular in a direction fleeing or opposite to the sensitive part of the functional head.

Une telle forme permet de mieux garder la partie sensible de la tête fonctionnelle utilisée comme électrode capacitive, et ainsi d'améliorer la détection capacitive.Such a shape makes it possible to better keep the sensitive part of the functional head used as a capacitive electrode, and thus to improve the capacitive detection.

Suivant une caractéristique avantageuse, le robot selon l'invention peut comprendre au moins un capteur capacitif additionnel, disposé ailleurs que sur une partie sensible, ou ailleurs que sur la tête fonctionnelle.According to an advantageous characteristic, the robot according to the invention may comprise at least one additional capacitive sensor, arranged elsewhere than on a sensitive part, or elsewhere than on the functional head.

En particulier, le robot selon l'invention peut comprendre un ensemble de capteurs capacitifs additionnels, se présentant sous la forme d'une peau capacitive, ou d'un revêtement capacitif, intégré(e) dans, ou rapporté(e) sur, au moins une partie du robot selon l'invention, et en particulier sur le corps du robot.In particular, the robot according to the invention may comprise a set of additional capacitive sensors, in the form of a capacitive skin, or a capacitive coating, integrated in, or reported on, the least part of the robot according to the invention, and in particular on the body of the robot.

Le robot selon l'invention peut également comprendre au moins un capteur d'approche additionnel, disposé ailleurs que sur une partie sensible, ou ailleurs que sur la tête fonctionnelle.The robot according to the invention may also comprise at least one additional approach sensor, disposed elsewhere than on a sensitive part, or elsewhere than on the functional head.

Il peut notamment comprendre au moins un capteur d'approche additionnel disposé à proximité de, ou intégré à, une peau capacitive ou un revêtement capacitif, intégré(e) dans, ou rapporté(e) sur, au moins une partie du robot selon l'invention, et en particulier sur le corps du robot. Dans ce cas, ce ou ces capteurs d'approche additionnels peuvent être référencés au potentiel de garde de ces capteurs capacitifs additionnelles.It may in particular comprise at least one additional approach sensor disposed near or integrated with a capacitive skin or a capacitive coating, integrated in, or attached to, at least part of the robot according to the invention. invention, and in particular on the body of the robot. In this case, this or these additional approach sensors can be referenced to the guard potential of these additional capacitive sensors.

Dans ce cas, l'électronique de détection capacitive peut être au moins en partie, commune avec une électrique de détection capacitive dudit au moins un capteur capacitif additionnel, en particulier de la peau capacitive. De même, l'électronique de détection des capteurs d'approche peut être au moins en partie commune avec une électrique de détection des capteurs d'approche additionnels.In this case, the capacitive detection electronics may be at least partly common with an electrical capacitive sensing of said at least one additional capacitive sensor, in particular the capacitive skin. Likewise, the detection electronics of the approach sensors may be at least partly common with an electric sensor for detecting additional approach sensors.

De plus, l'au moins un capteur capacitif additionnel peut être polarisé à un potentiel alternatif identique au potentiel de travail, à la fréquence de travail.In addition, the at least one additional capacitive sensor can be biased to an alternating potential identical to the working potential, to the working frequency.

Une telle caractéristique permet d'éviter toute interférence entre la partie sensible de la tête fonctionnelle utilisée comme électrode capacitive et les capteurs additionnels, et aussi d'exploiter ces capteurs capacitifs comme une garde.Such a characteristic makes it possible to avoid any interference between the sensitive part of the functional head used as capacitive electrode and the additional sensors, and also to exploit these capacitive sensors as a guard.

Alternativement, les potentiels d'excitation utilisés pour la partie sensible de la tête fonctionnelle et les capteurs capacitifs additionnels peuvent être différents à la fréquence de travail, et en particulier correspondre à des fréquences de travail différentes. Dans ce cas, la partie sensible de la tête fonctionnelle peut détecter les autres électrodes capacitives comme un objet couplé au, ou à un potentiel proche du, potentiel de masse générale.Alternatively, the excitation potentials used for the sensitive part of the functional head and the additional capacitive sensors may be different at the working frequency, and in particular correspond to different working frequencies. In this case, the sensitive portion of the functional head can sense the other capacitive electrodes as an object coupled to, or at a potential close to, the general ground potential.

De la même manière, un robot peut comprendre plusieurs têtes fonctionnelles (montées par exemple sur des corps sous forme de bras distincts et solidaires d'une même base), ou plusieurs robots munis respectivement d'une ou plusieurs têtes fonctionnelles peuvent partager un même espace. Ainsi, ces différentes têtes fonctionnelles peuvent être utilisées de manière coordonnée pour effectuer des tâches.In the same way, a robot can comprise several functional heads (mounted for example on bodies in the form of separate arms and integral with the same base), or several robots respectively provided with one or more functional heads can share the same space . Thus, these different functional heads can be used in a coordinated manner to perform tasks.

Le ou les robots peuvent comprendre des têtes fonctionnelles avec des parties sensibles excitées à un même potentiel d'excitation à une fréquence de travail identique pour la détection capacitive de toutes ces parties sensibles. Dans ce cas les parties sensibles ne se détectent pas puisque chacune apparaît au potentiel de garde pour les autres.The robot or robots may comprise functional heads with sensitive portions excited at the same excitation potential at an identical working frequency for the capacitive detection of all these sensitive parts. In this case the sensitive parts do not detect each other since each appears at the guard potential for the others.

Le ou les robots peuvent également comprendre des têtes fonctionnelles avec des parties sensibles excitées à des potentiels d'excitation différents, pour des détections capacitives à des fréquences de travail différentes, ou en utilisant des potentiels d'excitation orthogonaux au sens du produit scalaire (donc à produit scalaire nul). Dans ce cas, les parties sensibles respectives détectent les autres comme tout autre élément à un potentiel de masse par exemple.The robot or robots may also comprise functional heads with sensitive portions excited at different excitation potentials, for capacitive detections at different working frequencies, or by using orthogonal excitation potentials in the sense of the dot product (thus to zero scalar product). In this case, the respective sensitive parts detect the others as any other element to a ground potential for example.

Ces deux configurations peuvent être utilisées de manière statique ou dynamique (en changeant dans le temps les potentiels d'excitation de parties sensibles) en fonction des besoins de l'application.These two configurations can be used statically or dynamically (by changing the excitation potentials of sensitive parts over time) according to the needs of the application.

Le moyen de polarisation électrique peut avantageusement comprendre un oscillateur qui génère une tension alternative d'excitation pour polariser la partie sensible au premier potentiel électrique alternatif.The electrical biasing means may advantageously comprise an oscillator which generates an alternating excitation voltage for biasing the sensitive portion to the first alternating electric potential.

Cette tension alternative d'excitation peut être également utilisée comme potentiel de garde pour polariser l'au moins une garde.This alternating excitation voltage can also be used as a guard potential for polarizing the at least one guard.

Le moyen de polarisation peut être disposé dans la tête fonctionnelle, ou dans le corps du robot, ou dans une interface séparant la tête fonctionnelle du reste du robot, ou encore hors du robot.The polarization means may be disposed in the functional head, or in the body of the robot, or in an interface separating the functional head from the rest of the robot, or out of the robot.

Comme expliqué précédemment, le robot selon l'invention peut comprendre une électronique de détection capacitive. L'électronique de détection peut avantageusement comprendre un circuit comprenant un amplificateur de courant ou de charge. Un tel amplificateur peut être réalisé par un amplificateur opérationnel et une capacité de contre-réaction.As explained above, the robot according to the invention may comprise a capacitive detection electronics. The detection electronics may advantageously comprise a circuit comprising a current or charge amplifier. Such an amplifier can be realized by an operational amplifier and a feedback capability.

Suivant des modes de mise en œuvre préférentiels, l'électronique de détection, et en particulier l'amplificateur opérationnel, peuvent être alimentés à un potentiel référencé au potentiel de garde.According to preferred embodiments, the detection electronics, and in particular the operational amplifier, can be supplied with a potential referenced to the guard potential.

Suivant d'autres modes de mise en œuvre, l'électronique de détection peut être alimentée à un potentiel référencé au potentiel de masse générale. L'électronique de détection peut en outre comprendre un conditionneur ou des moyens de conditionnement permettant d'obtenir un signal représentatif de la capacité électrode-objet recherchée, et/ou de la présence ou de la proximité d'un objet.According to other modes of implementation, the detection electronics can be supplied with a potential referenced to the general ground potential. The detection electronics may further comprise a conditioner or conditioning means for obtaining a signal representative of the desired electrode-object capacitance, and / or the presence or proximity of an object.

Ce conditionneur peut comprendre par exemple un démodulateur synchrone pour démoduler le signal par rapport à une porteuse, à une fréquence de travail.This conditioner may comprise, for example, a synchronous demodulator for demodulating the signal with respect to a carrier, at a working frequency.

Le conditionneur peut également comprendre un démodulateur asynchrone ou un détecteur d'amplitude.The conditioner may also include an asynchronous demodulator or an amplitude detector.

Ce conditionneur peut bien entendu être réalisé sous une forme analogique et/ou numérique (microprocesseur) et comprendre tous moyens nécessaires de filtrage, conversion, traitement, etc. L'électronique de détection capacitive peut être disposée dans la tête fonctionnelle, ou dans le corps du robot, ou dans une interface séparant la tête fonctionnelle du reste du robot, ou encore hors du robot.This conditioner can of course be made in an analog and / or digital form (microprocessor) and include all necessary means of filtering, conversion, processing, etc. The capacitive detection electronics can be arranged in the functional head, or in the body of the robot, or in an interface separating the functional head from the rest of the robot, or out of the robot.

Les signaux de mesure capacitive, en particulier les signaux issus du conditionneur le cas échéant, et les signaux de mesure issus du ou des capteurs d'approche, peuvent ensuite être traités par un logiciel ou un module de gestion, qui permet de gérer la détection d'approche et de toucher, et en particulier d'exploiter ces informations en fonction du contexte d'utilisation du robot, par exemple pour générer des trajectoires adaptées.The capacitive measurement signals, in particular the signals coming from the conditioner if any, and the measurement signals coming from the approach sensor or sensors, can then be processed by a software or a management module, which makes it possible to manage the detection approach and touch, and in particular to exploit this information depending on the context of use of the robot, for example to generate adapted trajectories.

Un tel logiciel, ou module de calcul, peut par exemple être intégré à un calculateur ou contrôleur, du robot.Such software, or calculation module, may for example be integrated with a computer or controller, the robot.

Par exemple, lorsque la tête fonctionnelle est en train de saisir un objet sur une table, la détection capacitive peut être désactivée afin de ne pas déclencher intempestivement une détection de collision. Les capteurs d'approche peuvent par contre dans ce cas être utilisés, par exemple pour localiser un objet à saisir.For example, when the functional head is entering an object on a table, capacitive sensing may be disabled so as not to inadvertently trigger a collision detection. In this case, the approach sensors can be used, for example to locate an object to be grasped.

Par contre, lorsque le robot déplace l'objet pour l'amener d'un point A à un point B, la détection capacitive ainsi que la détection d'approche (avec les capteurs d'approche) peuvent être activées afin de pouvoir détecter un obstacle imprévu, et le contourner ou effectuer un arrêt d'urgence ou toute autre action appropriée. En particulier, les informations des capteurs d'approche peuvent être utilisées pour déterminer la direction d'approche d'un objet à éviter (qui n'est pas fournie par la détection capacitive), et calculer une trajectoire d'évitement en conséquence.On the other hand, when the robot moves the object from point A to point B, capacitive detection and approach detection (with approach sensors) can be activated in order to detect a unforeseen obstacle, and bypass or make an emergency stop or other appropriate action. In particular, the information of the approach sensors can be used to determine the approach direction of an object to be avoided (which is not provided by the capacitive detection), and calculate an avoidance trajectory accordingly.

Dans certaines applications, la tête fonctionnelle peut également être utilisée comme une commande d'interaction : le toucher de la tête fonctionnelle (ou la détection d'un objet dans une gamme de distances proches par un capteur d'approche) peut par exemple déclencher un ralentissement du robot.In some applications, the functional head can also be used as an interaction command: the touch of the functional head (or the detection of an object in a range of near distances by an approach sensor) can for example trigger a slowdown of the robot.

Le seuil de déclenchement pour la détection d'approche d'un objet ou du toucher peut être paramétrable en temps réel afin de prendre en compte l'environnement qui peut influer sur la capacité mesurée.The trigger threshold for approach detection of an object or touch can be parameterized in real time to take into account the environment that can affect the measured capacity.

La tête fonctionnelle peut comprendre, ou être formée par : - un moyen de préhension d'un objet, tel qu'une pince ou un étau ; - un moyen de traitement d'un objet, tel qu'une ponceuse, une perceuse, un pistolet de peinture, etc. ; et/ou - un moyen d'inspection d'un objet, tel qu'une caméra, une tête d'interférométrie, etc.The functional head may comprise, or be formed by: - a gripping means of an object, such as a clamp or vise; - A means of processing an object, such as a sander, a drill, a paint gun, etc. ; and / or a means for inspecting an object, such as a camera, an interferometry head, etc.

Les moyens de détection capacitifs, et en particulier le moyen de polarisation, et/ou l'isolant électrique, et/ou la garde et/ou l'électronique de détection, peuvent être disposés en partie ou en totalité dans la tête fonctionnelle, dans le corps du robot, dans une interface séparant la tête fonctionnelle du reste du robot, ou encore dans un boîtier indépendant.The capacitive detection means, and in particular the biasing means, and / or the electrical insulator, and / or the guard and / or the detection electronics, may be arranged partly or wholly in the functional head, in the body of the robot, in an interface separating the functional head from the rest of the robot, or in an independent housing.

Suivant un exemple de réalisation nullement limitatif, le robot selon l'invention peut être tout système robotisé, et en particulier un bras robotisé.According to a non-limiting exemplary embodiment, the robot according to the invention may be any robotic system, and in particular a robotic arm.

Le robot peut également être, ou comprendre, par exemple, un véhicule sur roues tel qu'un chariot muni d'un bras ou d'un système manipulateur, ou un robot de type humanoïde ou pourvu d'organes de déplacement tels que des membres.The robot may also be, or include, for example, a wheeled vehicle such as a carriage with an arm or a manipulator system, or a humanoid-type robot or provided with moving members such as limbs. .

Suivant un autre aspect de l'invention, il est proposé un dispositif se présentant sous la forme d'un outil, ou d'un porte-outil, prévu pour former une tête fonctionnelle d'un robot selon l'invention, et comprenant les moyens de détection capacitifs dudit robot et au moins un capteur d'approche.According to another aspect of the invention, there is provided a device in the form of a tool, or a tool holder, designed to form a functional head of a robot according to the invention, and comprising the capacitive sensing means of said robot and at least one approach sensor.

La tête fonctionnelle peut présenter une combinaison quelconque des caractéristiques décrites plus haut pour : - les moyens de détection capacitifs, et en particulier pour le moyen de polarisation, pour l'isolant électrique, pour la garde et pour l'électronique de détection ; et - les capteurs d'approche. et qui ne sont pas reprises ici par soucis de concision.The functional head may have any combination of the characteristics described above for: the capacitive detection means, and in particular for the polarization means, for the electrical insulator, for the guard and for the detection electronics; and - approach sensors. and which are not repeated here for the sake of brevity.

Suivant un autre aspect de l'invention, il est proposé une interface de connexion pour un robot selon l'invention, prévue pour relier la tête fonctionnelle et le reste du robot, en particulier être disposée entre la tête fonctionnelle et le corps dudit robot, ladite interface de connexion comprenant les moyens de détection capacitifs dudit robot et au moins un capteur d'approche.According to another aspect of the invention, there is provided a connection interface for a robot according to the invention, intended to connect the functional head and the rest of the robot, in particular be arranged between the functional head and the body of said robot, said connection interface comprising the capacitive sensing means of said robot and at least one approach sensor.

Une telle interface de connexion permet d'utiliser la fonctionnalité de détection sans avoir à modifier ladite tête fonctionnelle ou le corps du robot. Par conséquent, une telle interface de connexion permet de doter un robot existant, et/ou des têtes fonctionnelles ou des outils prévus pour un robot existant, d'une fonctionnalité de détection multi-distance, de manière simple, rapide et peu complexe.Such a connection interface makes it possible to use the detection functionality without having to modify said functional head or the body of the robot. Therefore, such a connection interface makes it possible to provide an existing robot, and / or functional heads or tools provided for an existing robot, with a multi-distance detection function, in a simple, fast and not very complex manner.

Une telle interface de connexion peut être articulée ou non.Such a connection interface can be articulated or not.

Une telle interface de connexion peut reprendre : - du côté de la tête fonctionnelle du robot : au moins un connecteur mécanique, et/ou une interface mécanique, et/ou au moins un connecteur électrique et/ou une interface électrique, similaires à ceux(celles) prévu(e)s sur le corps du robot ; et - du côté du corps du robot : au moins un connecteur mécanique, et/ou une interface mécanique, et/ou au moins un connecteur électrique, et/ou une interface électrique, similaires à ceux(celles) prévu(e)s sur la tête fonctionnelle du robot. L'interface de connexion selon l'invention peut présenter une combinaison quelconque des caractéristiques décrites plus haut pour : - les moyens de détection capacitifs, et en particulier pour le moyen de polarisation, pour l'isolant électrique, pour la garde et pour l'électronique de détection ; et - les capteurs d'approche. et qui ne sont pas reprises ici par soucis de concision.Such a connection interface can resume: on the side of the functional head of the robot: at least one mechanical connector, and / or a mechanical interface, and / or at least one electrical connector and / or an electrical interface, similar to those ( those) provided on the body of the robot; and - on the side of the robot body: at least one mechanical connector, and / or a mechanical interface, and / or at least one electrical connector, and / or an electrical interface, similar to those (s) provided on the functional head of the robot. The connection interface according to the invention may have any combination of the characteristics described above for: the capacitive detection means, and in particular for the biasing means, for the electrical insulator, for the guard and for the electronic detection; and - approach sensors. and which are not repeated here for the sake of brevity.

Suivant un autre aspect de la même invention, il est proposé un procédé de contrôle de trajectoire pour un robot selon l'invention, ledit procédé comprenant une étape de génération, ou de modification, d'une trajectoire d'au moins une partie dudit robot en fonction : - d'au moins un signal fourni par au moins un capteur d'approche, et - d'au moins un signal fourni par une électrode de détection capacitive formée par une partie sensible d'une tête fonctionnelle.According to another aspect of the same invention, there is provided a trajectory control method for a robot according to the invention, said method comprising a step of generating, or modifying, a trajectory of at least a part of said robot according to: - at least one signal provided by at least one approach sensor, and - at least one signal provided by a capacitive detection electrode formed by a sensitive part of a functional head.

Lorsque l'objet est détecté par un capteur d'approche sans être détecté par la détection capacitive, cela signifie que l'objet est suffisamment loin pour réaliser un évitement. Dans ce cas, la trajectoire du robot (ou de la tête fonctionnelle) est générée/modifiée globalement, et/ou de manière optimisée, pour éviter ledit objet.When the object is detected by an approach sensor without being detected by the capacitive detection, it means that the object is far enough to make an avoidance. In this case, the trajectory of the robot (or the functional head) is generated / modified globally, and / or optimally, to avoid said object.

Lorsque l'objet est détecté par la détection capacitive, cela signifie que l'objet est très proche du robot et qu'il y a plus de temps pour réaliser un évitement. Dans ce cas, la trajectoire du robot est modifiée pour provoquer un arrêt du robot, ou un évitement à courte distance. Si l'objet est également détecté par un capteur d'approche, cette information peut être utilisée pour calculer une trajectoire d'évitement. Par contre, si l'objet est détecté par aucun capteur d'approche, il est plus sûr dans ce cas d'arrêter le robot.When the object is detected by the capacitive detection, it means that the object is very close to the robot and that there is more time to make an avoidance. In this case, the trajectory of the robot is modified to cause a stoppage of the robot, or a short distance avoidance. If the object is also detected by an approach sensor, this information can be used to calculate an avoidance path. On the other hand, if the object is detected by any approach sensor, it is safer in this case to stop the robot.

Description des figures et modes de réalisation D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à l'examen de la description détaillée d'exemples nullement limitatifs, et des dessins annexés sur lesquels : - les FIGURES la et lb sont une représentation schématique partielle d'un exemple de réalisation d'un robot selon l'invention ; - la FIGURE 2 est une représentation schématique d'un exemple de de réalisation d'une électronique pouvant être utilisée avec le robot des FIGURES la et lb ; - la FIGURE 3 est une représentation schématique partielle d'un autre exemple de réalisation d'un robot selon l'invention ; - la FIGURE 4 est une représentation schématique d'un exemple de de réalisation d'une électronique pouvant être utilisée avec le robot de la FIGURE 3 ; et - les FIGURES 5 et 6 sont des représentations schématiques partielle d'autres exemples de réalisation d'un robot selon l'invention.DESCRIPTION OF THE FIGURES AND EMBODIMENTS Other advantages and characteristics will appear on examining the detailed description of non-limitative examples, and the appended drawings in which: FIGURES 1a and 1b are a partial schematic representation of an example embodiment of a robot according to the invention; FIGURE 2 is a schematic representation of an exemplary embodiment of an electronics that can be used with the robot of FIGURES 1a and 1b; FIG. 3 is a partial schematic representation of another embodiment of a robot according to the invention; FIGURE 4 is a schematic representation of an exemplary embodiment of an electronics that can be used with the robot of FIGURE 3; and FIGURES 5 and 6 are partial schematic representations of other embodiments of a robot according to the invention.

Il est bien entendu que les modes de réalisation qui seront décrits dans la suite ne sont nullement limitatifs. On pourra notamment imaginer des variantes de l'invention ne comprenant qu'une sélection de caractéristiques décrites par la suite isolées des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieur. Cette sélection comprend au moins une caractéristique de préférence fonctionnelle sans détails structurels, ou avec seulement une partie des détails structurels si cette partie uniquement est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieur.It is understood that the embodiments which will be described in the following are in no way limiting. It will be possible, in particular, to imagine variants of the invention comprising only a selection of characteristics described subsequently isolated from the other characteristics described, if this selection of characteristics is sufficient to confer a technical advantage or to differentiate the invention with respect to the state of the art. This selection comprises at least one feature preferably functional without structural details, or with only a part of the structural details if this part alone is sufficient to confer a technical advantage or to differentiate the invention from the state of the prior art.

En particulier toutes les variantes et tous les modes de réalisation décrits sont combinables entre eux si rien ne s'oppose à cette combinaison sur le plan technique.In particular, all the variants and all the embodiments described are combinable with each other if nothing stands in the way of this combination at the technical level.

Sur les figures, les éléments communs à plusieurs figures conservent la même référence.In the figures, the elements common to several figures retain the same reference.

Les FIGURES la et lb sont des représentations schématiques partielles d'un exemple de réalisation non limitatif d'un robot selon l'invention.FIGURES la and lb are partial schematic representations of a non-limiting embodiment of a robot according to the invention.

Le robot 100 est représenté sur la FIGURE la selon une vue de profil et sur la FIGURE lb selon une vue de face.The robot 100 is shown in FIGURE 1a in a side view and in FIGURE 1b in a front view.

Le robot 100 comprend un corps 102 et une tête fonctionnelle 104.The robot 100 comprises a body 102 and a functional head 104.

Le corps 102 du robot est représenté de manière incomplète de sorte que sur la FIGURE la, seulement la partie distale du corps du robot est visible.The body 102 of the robot is incompletely represented so that in FIGURE 1a, only the distal portion of the robot body is visible.

La tête fonctionnelle 104 se présente sous la forme d'une pince électrique, comprenant deux doigts 104i et 1042, utilisés pour saisir ou manipuler des objets.The functional head 104 is in the form of an electric clamp, comprising two fingers 104i and 1042, used to grip or manipulate objects.

La tête fonctionnelle 104 est séparée du corps 102 du robot 100 par un premier isolant électrique 106i et un deuxième isolant électrique 1062, entre lesquels est disposée une garde électrique 108, par exemple formée par une plaque conductrice d'électricité. Dans l'exemple représenté sur la FIGURE 1, les isolants 106i et 1062, et la garde électrique 108 sont disposés dans une interface mécanique 110 agencée entre la tête fonctionnelle 104 et le corps 102. L'isolant électrique 106i isole électriquement la tête fonctionnelle 104 de la garde électrique 108, et l'isolant électrique 1062 isole électriquement la garde électrique 108 du corps 102 du robot 100.The functional head 104 is separated from the body 102 of the robot 100 by a first electrical insulator 106i and a second electrical insulator 1062, between which is disposed an electrical guard 108, for example formed by an electrically conductive plate. In the example shown in FIG. 1, the insulators 106i and 1062 and the electrical guard 108 are arranged in a mechanical interface 110 arranged between the functional head 104 and the body 102. The electrical insulator 106i electrically isolates the functional head 104 of the electrical guard 108, and the electrical insulator 1062 electrically isolates the electrical guard 108 from the body 102 of the robot 100.

En utilisation, la tête fonctionnelle 104 est polarisée à un potentiel électrique alternatif V, dit potentiel de travail, différent d'un potentiel de masse générale. La garde électrique 108, elle, est polarisée à un potentiel électrique alternatif VG, dit potentiel de garde, identique, ou sensiblement identique, au potentiel de travail V, au moins à une fréquence de travail. En particulier V=VG.In use, the functional head 104 is biased to an alternating electric potential V, said working potential, different from a general ground potential. The electrical guard 108 is biased to an alternating electric potential VG, said guard potential, identical to, or substantially identical to, the working potential V, at least at a working frequency. In particular V = VG.

Dans ces conditions, la tête fonctionnelle 104 se comporte comme une électrode capacitive, ou une électrode de mesure. Par conséquent, la tête fonctionnelle 104 peut être utilisée comme capteur de proximité. La détection d'un objet est réalisée en mesurant un signal relatif à la capacité, dite électrode-objet, vue par la tête fonctionnelle 104. Ce principe de détection est bien connu et ne sera donc pas détaillé ici.Under these conditions, the functional head 104 behaves as a capacitive electrode, or a measuring electrode. Therefore, the functional head 104 can be used as a proximity sensor. The detection of an object is carried out by measuring a signal relating to the capacitance, referred to as the object-electrode, seen by the functional head 104. This detection principle is well known and will therefore not be detailed here.

De plus, pour éviter des capacités de fuite ou des capacités parasites pouvant constituer une perturbation, la tête fonctionnelle 104 est gardée par la garde électrique 108, formant un plan de garde pour la tête fonctionnelle 104.In addition, to avoid leakage capacitances or parasitic capacitances that may constitute a disturbance, the functional head 104 is guarded by the electrical guard 108, forming a guard plane for the functional head 104.

La tête fonctionnelle 104, utilisée comme électrode de détection capacitive ou capteur de proximité, réalise par exemple une détection d'un objet jusqu'à une distance maximale de l'ordre de 25-30 cm. La fréquence de détection de la tête fonctionnelle 104 est de l'ordre de 1000Hz.The functional head 104, used as a capacitive sensing electrode or proximity sensor, for example makes a detection of an object up to a maximum distance of the order of 25-30 cm. The detection frequency of the functional head 104 is of the order of 1000 Hz.

De plus, le robot 100 comporte un ou plusieurs capteurs d'approche 112, non-capacitifs. Les capteurs d'approche 112 peuvent être fixés à la tête fonctionnelle 104 ou à l'interface mécanique 110, ou encore au corps 104 du robot.In addition, the robot 100 comprises one or more approach sensors 112, non-capacitive. The approach sensors 112 may be attached to the functional head 104 or to the mechanical interface 110, or to the body 104 of the robot.

Les capteurs d'approche 112 sont disposés de part et d'autre de la tête fonctionnelle 104. En particulier, le robot 100 peut comporter une couronne formée par plusieurs, en particulier quatre, capteurs d'approche 112 entourant la tête fonctionnelle 104, tels que représentés sur la FIGURE lb.The approach sensors 112 are arranged on either side of the functional head 104. In particular, the robot 100 may comprise a ring formed by several, in particular four, approach sensors 112 surrounding the functional head 104, such as as shown in FIGURE 1b.

Les capteurs d'approche 102 présentent une portée en détection plus grande comparée à celle de l'électrode de détection capacitive formée par la tête fonctionnelle 104.The approach sensors 102 have a larger sensing range compared to that of the capacitive sensing electrode formed by the functional head 104.

Chaque capteur d'approche 112 peut être sélectionné parmi les capteurs suivants : - un capteur à temps de vol ou un télémètre, optique ou acoustique, - une caméra à temps de vol (3D), - un dispositif optique stéréoscopique et/ou à projection de lumière structurée, ou - un dispositif d'imagerie optique.Each approach sensor 112 may be selected from the following sensors: a time or flight sensor or an optical or acoustic rangefinder, a time-of-flight (3D) camera, a stereoscopic and / or projection optical device of structured light, or - an optical imaging device.

Bien entendu, il est possible d'utiliser une combinaison quelconque des capteurs listés ci-dessus de sorte que les capteurs d'approche 112 sont une combinaison quelconque de ces capteurs.Of course, it is possible to use any combination of the sensors listed above so that the approach sensors 112 are any combination of these sensors.

Suivant un mode de réalisation préférentiel, les capteurs d'approche 112 peuvent être des capteurs à temps de vol (ponctuels) optiques.According to a preferred embodiment, the approach sensors 112 may be optical time (spot) sensors.

Les capteurs d'approche 112 réalisent une détection d'un objet jusqu'à une distance d'au moins 50cm, voire plus, jusqu'à quelques mètres. La fréquence de détection de ces capteurs est typiquement de l'ordre d'une centaine d'Hertz.The approach sensors 112 perform detection of an object up to a distance of at least 50 cm or more, up to a few meters. The detection frequency of these sensors is typically of the order of a hundred Hertz.

Dans l'exemple représenté sur les FIGURES la et lb, chaque capteur d'approche 112 a une zone de détection en forme de cône dont le sommet se trouve au niveau du capteur d'approche 112. L'angle d'ouverture du cône de chaque capteur d'approche 112 est de l'ordre de plusieurs dizaines de degrés, et en particulier de l'ordre de 50° ou 60°. Dans la mesure où ces capteurs d'approche ne peuvent pas détecter d'objets à une distance inférieure à une distance minimale (par exemple 10cm), leur zone de détection a plutôt la forme d'un cône tronqué.In the example shown in FIGURES 1a and 1b, each approach sensor 112 has a cone-shaped detection zone whose apex is at the approach sensor 112. The opening angle of the cone of each approach sensor 112 is of the order of several tens of degrees, and in particular of the order of 50 ° or 60 °. Since these approach sensors can not detect objects at a distance less than a minimum distance (for example 10cm), their detection zone is rather in the form of a truncated cone.

Sur la FIGURE la, la tête fonctionnelle 104 présente une zone de détection référencée 114 et chaque capteur d'approche 112 présente une zone de détection référencé 116. A partir d'une certaine distance, les zones de détection 116 d'au moins deux capteurs d'approche 112 se chevauchent. Cependant, il existe également entre les capteurs d'approche 112, une zone 118 non couverte par les capteurs d'approches 112. Si un objet se trouve dans cette zone non-couverte 118, il n'est détecté par aucun capteur d'approche 112.In FIGURE 1a, the functional head 104 has a detection zone referenced 114 and each approach sensor 112 has a detection zone referenced 116. From a certain distance, the detection zones 116 of at least two sensors approach 112 overlap. However, there is also between the approach sensors 112, an area 118 not covered by the approach sensors 112. If an object is in this non-covered area 118, it is not detected by any approach sensor 112.

La tête fonctionnelle 104 étant positionnée entre les capteurs d'approche 112, sa zone de détection 114 se chevauche avec la zone de détection 116 de chaque capteur d'approche 112. La tête fonctionnelle 104 détecte donc la présence d'un objet dans la zone 118, qui n'est pas couverte par les capteurs d'approches 112.Since the functional head 104 is positioned between the approach sensors 112, its detection zone 114 overlaps with the detection zone 116 of each approach sensor 112. The functional head 104 thus detects the presence of an object in the zone 118, which is not covered by approach sensors 112.

De préférence, dans au moins une direction la distance entre deux capteurs d'approche 112 est choisie telle que la zone de détection 116 de la tête fonctionnelle 104 couvre la majorité, et préférentiellement la totalité, de la zone 118, non-couverte par les capteurs d'approche 112. Dans l'exemple représenté sur la FIGURE la, il existe une zone 120 au niveau de laquelle se chevauchent : - les zones de détection 116 des capteurs d'approche 112, et - la zone de détection 114 de la tête fonctionnelle 104.Preferably, in at least one direction, the distance between two approach sensors 112 is chosen such that the detection zone 116 of the functional head 104 covers the majority, and preferably all, of the zone 118, which is not covered by the approach sensors 112. In the example shown in FIGURE 1a, there is a zone 120 at which overlap: the detection zones 116 of the approach sensors 112, and the detection zone 114 of the functional head 104.

Ainsi, il n'existe aucune zone aveugle dans laquelle un objet se trouvant à proximité de la tête fonctionnelle 104 n'est pas détecté.Thus, there is no blind zone in which an object near the functional head 104 is not detected.

Ainsi, le robot 100 est dotée d'une fonction de détection d'objets multi-distances.Thus, the robot 100 is equipped with a multi-distance object detection function.

Les capteurs d'approche 112 réalisent une détection d'un objet lorsque celui se trouve éloigné de la tête fonctionnelle 102, et la tête fonctionnelle 104 réalise une détection capacitive d'un objet lorsque celui-ci trouve près de la tête fonctionnelle 104, et en particulier, dans une zone non-couverte par les capteurs d'approche 112.The approach sensors 112 perform a detection of an object when the object is remote from the functional head 102, and the functional head 104 performs a capacitive detection of an object when it is near the functional head 104, and in particular, in an area not covered by the approach sensors 112.

Les capteurs d'approche 112 sont particulièrement utiles avec une tête fonctionnelle 104 utilisée comme électrode capacitive car ils apportent une information de la direction dans laquelle un objet arrive, qui n'est pas fournie par l'électrode capacitive formée par la tête fonctionnelle 104. Ainsi, si l'objet est détecté par un capteur d'approche 112, une trajectoire d'évitement peut être effectuée. Par contre, si l'objet approche dans une zone qui n'est pas couverte par les capteurs d'approche 112, il est quand même détecté par l'électrode capacitive formée par la tête fonctionnelle à temps pour arrêter le robot 100 et éviter une collision.The approach sensors 112 are particularly useful with a functional head 104 used as a capacitive electrode because they provide information of the direction in which an object arrives, which is not provided by the capacitive electrode formed by the functional head 104. Thus, if the object is detected by an approach sensor 112, an avoidance path can be made. On the other hand, if the object approaches in an area that is not covered by the approach sensors 112, it is nevertheless detected by the capacitive electrode formed by the functional head in time to stop the robot 100 and avoid a collision.

La FIGURE 2 est une représentation schématique d'un exemple d'électronique pouvant être mise en œuvre dans/avec un robot selon l'invention, tel que par exemple le robot 100 des FIGURES la et lb.FIG. 2 is a schematic representation of an example of electronics that can be implemented in / with a robot according to the invention, such as for example the robot 100 of FIGURES 1a and 1b.

Dans l'exemple représenté sur la FIGURE 2, l'électronique 200 comprend un oscillateur 202, référencé à une masse générale 204, qui génère une tension alternative d'excitation, notée VG, utilisée pour polariser la tête fonctionne 104, faisant fonction d'électrode de détection capacitive, et également utilisée comme potentiel de garde pour polariser la garde électrique 108. L'électronique 200 comporte une électronique de détection 206 composée d'un amplificateur de courant, ou de charge, représenté par un amplificateur opérationnel 208 et une capacité de contre-réaction 210. Dans le mode de réalisation présenté, cet amplificateur de charge fournit en sortie une tension proportionnelle à la capacité de couplage, notée Ceo, entre l'électrode de mesure formée par la tête fonctionnelle 104 et un objet à proximité. L'électronique de détection 206 comprend en outre un conditionneur 212 permettant d'obtenir un signal représentatif de la capacité de couplage Ceo recherchée, et/ou de la présence ou de la proximité d'un objet d'un corps. Ce conditionneur 212 peut comprendre par exemple un démodulateur synchrone pour démoduler le signal par rapport à une porteuse, à une fréquence de travail. Le conditionneur 212 peut également comprendre un démodulateur asynchrone ou un détecteur d'amplitude. Ce conditionneur 212 peut bien entendu être réalisé sous une forme analogique et/ou numérique (microprocesseur) et comprendre tous moyens nécessaires de filtrage, de conversion, de traitement, etc.In the example shown in FIG. 2, the electronics 200 comprises an oscillator 202, referenced to a general mass 204, which generates an excitation alternating voltage, denoted VG, used to bias the operating head 104, acting as the capacitive detection electrode, and also used as a guard potential for biasing the electrical guard 108. The electronics 200 comprises a detection electronics 206 composed of a current amplifier, or a load amplifier, represented by an operational amplifier 208 and a capacitor In the embodiment shown, this charge amplifier outputs a voltage proportional to the coupling capacitance, denoted Ceo, between the measurement electrode formed by the functional head 104 and an object in the vicinity. The detection electronics 206 further comprises a conditioner 212 for obtaining a signal representative of the desired Ceo coupling capacitance, and / or the presence or proximity of an object of a body. This conditioner 212 may comprise, for example, a synchronous demodulator for demodulating the signal with respect to a carrier, at a working frequency. The conditioner 212 may also include an asynchronous demodulator or an amplitude detector. This conditioner 212 can of course be made in analog and / or digital form (microprocessor) and include all necessary means of filtering, conversion, treatment, etc.

Dans la configuration représentée sur la FIGURE 2, la tête fonctionnelle 104 est polarisée par l'intermédiaire de l'amplificateur opérationnel 208. En particulier, l'oscillateur 202 est relié à l'entrée positive de l'amplificateur opérationnel 208 et la tête fonctionnelle 104, formant électrode de détection capacitive, est reliée à l'entrée négative de l'amplificateur opérationnel 208.In the configuration shown in FIG. 2, the functional head 104 is biased through the operational amplifier 208. In particular, the oscillator 202 is connected to the positive input of the operational amplifier 208 and the functional head 104, forming a capacitive sensing electrode, is connected to the negative input of the operational amplifier 208.

La garde électrique 108 est reliée à l'entrée négative de l'amplificateur opérationnel 208. L'électronique de détection 200, ou au moins sa partie sensible avec l'amplificateur de charge 206 peut être référencée (ou alimentée par des alimentations électriques référencées) au potentiel de garde VG, pour minimiser les capacités parasites. L'électronique de détection 200 peut également être référencée, de manière plus classique, au potentiel de masse 204.The electrical guard 108 is connected to the negative input of the operational amplifier 208. The detection electronics 200, or at least its sensitive part with the charge amplifier 206 can be referenced (or powered by referenced power supplies) VG gate potential, to minimize parasitic capacitance. The detection electronics 200 can also be referenced, more conventionally, to the ground potential 204.

Les capteurs d'approche 112 sont alimentés/commandés par un contrôleur 214. Ce contrôleur 214 peut être un contrôleur dédié aux capteurs 112, ou un contrôleur dédié à la détection d'objet ou encore un contrôleur du robot.The approach sensors 112 are powered / controlled by a controller 214. This controller 214 may be a controller dedicated to the sensors 112, or a controller dedicated to object detection or a controller of the robot.

Ce contrôleur 214 délivre des signaux (d'alimentation ou de commande) référencés au potentiel de masse générale 204, différent du potentiel de garde VG. Sans précautions, de tels signaux, et par conséquent les capteurs d'approche 112 pourrait déclencher une détection intempestive de la part de la tête fonctionnelle 104 utilisée comme électrode de détection capacitive, du fait de la présence du potentiel de masse 204.This controller 214 delivers signals (power or control) referenced to the general ground potential 204, different from the guard potential VG. Without precautions, such signals, and therefore the approach sensors 112 could trigger an inadvertent detection by the functional head 104 used as a capacitive sensing electrode, due to the presence of the ground potential 204.

Pour éviter cela, l'électronique 200 comprend un convertisseur 216 disposé entre le contrôleur 214 et chaque capteur d'approche 112 et ayant pour fonction de : - recevoir au moins un signal électrique, dit d'entrée, tel qu'un signal d'alimentation ou de commande, émis par le contrôleur 214 et destiné au capteur d'approche 112, et référencer ledit signal d'entrée au potentiel de garde VG ; et - recevoir au moins un signal électrique, dit de sortie, émis par ledit capteur d'approche 112 et destiné au contrôleur 214, et référencer ledit signal de sortie au potentiel de masse électrique 204 dudit contrôleur 214.To avoid this, the electronics 200 comprises a converter 216 disposed between the controller 214 and each approach sensor 112 and having the function of: - receiving at least one electrical signal, said input, such as a signal of power supply or control, issued by the controller 214 and for the approach sensor 112, and reference said input signal to the guard potential VG; and - receiving at least one electrical output signal, emitted by said approach sensor 112 and intended for the controller 214, and referencing said output signal to the electrical ground potential 204 of said controller 214.

Ainsi, chaque capteur d'approche 112, ainsi que les connecteurs et l'électronique qui lui sont associés sont alimentés par des signaux référencés au potentiel de garde VG et ne perturbent pas l'électrode de détection capacitive que forme la tête fonctionnelle 104.Thus, each approach sensor 112, as well as the connectors and the electronics associated therewith, are powered by signals referenced to the gate potential VG and do not disturb the capacitive detection electrode formed by the functional head 104.

La FIGURE 3 est une représentation schématique partielle d'un autre exemple de réalisation d'un robot selon l'invention.FIG. 3 is a partial schematic representation of another embodiment of a robot according to the invention.

Le robot 300 de la FIGURE 3 comprend tous les éléments du robot 100 des FIGURES la et lb.The robot 300 of FIGURE 3 includes all the elements of the robot 100 of FIGURES 1a and 1b.

Dans le robot 300 de la FIGURE 3, la tête fonctionnelle 104 comprend en plus un moteur électrique 302 pour bouger les doigts 104i et 1042 de la pince électrique.In the robot 300 of FIGURE 3, the functional head 104 further includes an electric motor 302 for moving the fingers 104i and 1042 of the electric gripper.

Ce moteur électrique 302 est alimenté et commandé par un contrôleur, qui peut être le contrôleur dédié ou non audit moteur 302, et référencé au potentiel de masse du robot, ou d'une électronique du robot, différent du potentiel de garde VG.This electric motor 302 is powered and controlled by a controller, which may be the controller dedicated or not to said engine 302, and referenced to the ground potential of the robot, or robot electronics, different from the gate potential VG.

Sans précautions, un tel moteur électrique 302 pourrait déclencher une détection intempestive de la part de la tête fonctionnelle 104 utilisée comme électrode de détection capacitive, du fait de la présence d'un potentiel de masse.Without precautions, such an electric motor 302 could trigger an inadvertent detection on the part of the functional head 104 used as a capacitive detection electrode, due to the presence of a ground potential.

Pour éviter cela, le moteur électrique 302 peut être référencé au potentiel de garde VG.To avoid this, the electric motor 302 can be referenced to the guard potential VG.

La FIGURE 4 est une représentation schématique d'un exemple d'électronique pouvant être mise en œuvre dans/avec le robot 300 de la FIGURE 3. L'électronique 400 de la FIGURE 4 comprend tous les éléments de l'électronique 200 de la FIGURE 2.FIGURE 4 is a diagrammatic representation of an example of electronics that can be implemented in / with the robot 300 of FIGURE 3. The electronics 400 of FIGURE 4 includes all the elements of the electronics 200 of FIG. 2.

En plus, l'électronique 400 comprend, entre le moteur 302 et un contrôleur 402 contrôlant ledit moteur 302, un convertisseur 404 ayant pour fonction de : - recevoir au moins un signal électrique, dit d'entrée, tel qu'un signal d'alimentation ou de commande, émis par le contrôleur 402 et destiné au moteur 302, et référencer ledit signal d'entrée au potentiel de garde VG ; et - recevoir au moins un signal électrique, dit de sortie, émis par ledit moteur 302 et destiné au contrôleur 402, et référencer ledit signal de sortie au potentiel de masse électrique du contrôleur.In addition, the electronics 400 comprises, between the motor 302 and a controller 402 controlling said motor 302, a converter 404 having the function of: - receiving at least one electrical signal, said input, such as a signal of power supply or control, issued by the controller 402 and intended for the motor 302, and reference said input signal to the guard potential VG; and - receiving at least one electrical output signal, emitted by said motor 302 and intended for the controller 402, and referencing said output signal to the electric ground potential of the controller.

Ainsi le moteur 302, ainsi que les connecteurs et l'électronique qui lui sont associés sont alimentés par des signaux référencés au potentiel de garde VG et ne perturbent pas l'électrode de détection capacitive que constitue la tête fonctionnelle 104.Thus the motor 302, as well as the connectors and the electronics associated therewith, are powered by signals referenced to the guard potential VG and do not disturb the capacitive detection electrode constituted by the functional head 104.

Bien entendu, un même convertisseur électrique peut être utilisé à la fois pour : - le moteur électrique 302, et plus généralement pour tout organe électrique référencé au potentiel de garde VG ; et - les capteurs d'approche 112.Of course, the same electrical converter can be used both for: the electric motor 302, and more generally for any electrical member referenced to the guard potential VG; and - the approach sensors 112.

Dans les exemples décrits, chaque électronique 200 et 400 est représentée séparément pour plus de clarté. Chaque électronique 200 et 400 peut être partiellement ou totalement intégrée dans la tête fonctionnelle, ou dans le corps du robot, ou dans l'interface séparant la tête du reste du robot, ou encore dans un boîtier indépendant.In the examples described, each electronics 200 and 400 are shown separately for clarity. Each electronics 200 and 400 may be partially or totally integrated in the functional head, or in the body of the robot, or in the interface separating the head from the rest of the robot, or in an independent housing.

Chaque électronique 200 et 400 peut être partiellement, ou totalement, réalisée de manière analogique ou numérique, ou encore par une combinaison d'éléments analogiques et d'éléments numériques.Each electronics 200 and 400 may be partially or totally analog or digital, or a combination of analog elements and digital elements.

La FIGURE 5 est une représentation schématique partielle d'un autre exemple de réalisation non limitatif d'un robot selon l'invention.FIGURE 5 is a partial schematic representation of another non-limiting exemplary embodiment of a robot according to the invention.

Le robot 500, représenté sur la FIGURE 5 de manière partielle, comprend tous les éléments du robot 300 de la FIGURE 3. A la différence du robot 300, le robot 500 comprend une garde 502 se présentant sous la forme d'un manchon disposé sur le corps 102 et se prolongeant sur le corps 102 à l'opposé de la tête fonctionnelle 104. Ainsi, la tête fonctionnelle 104 est électriquement mieux gardée par rapport au corps 102 du robot 500.The robot 500, shown in FIG. 5 in a partial manner, comprises all the elements of the robot 300 of FIG. 3. Unlike the robot 300, the robot 500 comprises a guard 502 in the form of a sleeve disposed on the body 102 and extending on the body 102 opposite the functional head 104. Thus, the functional head 104 is electrically better kept relative to the body 102 of the robot 500.

Le robot 500 comprend un deuxième isolant électrique 504 entre la garde 502 et le corps 102, également en forme de manchon disposé entre la garde 502 et le corps 102, et se prolongeant sur le corps 102 à l'opposé de la tête fonctionnelle 104.The robot 500 comprises a second electrical insulator 504 between the guard 502 and the sleeve-like body 102 disposed between the guard 502 and the body 102, and extending on the body 102 opposite the functional head 104.

Quel que soit l'exemple de réalisation, le robot selon l'invention peut comprendre des électrodes capacitives additionnelles, en plus de la tête fonctionnelle 104 utilisée comme électrode de détection capacitive. Le robot 500 de la FIGURE 5 comporte par exemple de telles électrodes capacitives, référencées 506 et disposées sur la garde 502 avec une couche d'isolant intercalée.Whatever the exemplary embodiment, the robot according to the invention may comprise additional capacitive electrodes, in addition to the functional head 104 used as a capacitive detection electrode. The robot 500 of FIGURE 5 comprises for example such capacitive electrodes, referenced 506 and arranged on the guard 502 with an interlayer insulating layer.

Préférentiellement, ces électrodes capacitives additionnelles peuvent être gérées par la même électronique que celle utilisée pour la tête capacitive 104 et/ou utiliser le même potentiel alternatif, à la fréquence de travail. Alternativement, ces électrodes capacitives additionnelles peuvent être gérées par une électronique distincte, et/ou utiliser un potentiel alternatif différent.Preferably, these additional capacitive electrodes can be managed by the same electronics as used for the capacitive head 104 and / or use the same AC potential at the working frequency. Alternatively, these additional capacitive electrodes can be managed by a separate electronics, and / or use a different AC potential.

Ces électrodes capacitives additionnelles peuvent se présenter sous la forme d'une peau capacitive disposée sur le corps 102 du robot de manière amovible ou démontable, ou intégrée dans la couche externe du corps 102 du robot.These additional capacitive electrodes may be in the form of a capacitive skin disposed on the body 102 of the robot removably or removably, or integrated into the outer layer of the body 102 of the robot.

Quel que soit l'exemple de réalisation, le robot selon l'invention peut également comprendre des capteurs d'approche additionnels sur le corps du robot.Whatever the exemplary embodiment, the robot according to the invention may also include additional approach sensors on the body of the robot.

Le robot 500 de la FIGURE 5 comporte par exemple de tels capteurs d'approche additionnels, référencées 512, et disposées sur le corps du robot 102 (ou dans l'exemple présenté sur la garde 502 placée sur le corps 102 du robot).The robot 500 of FIGURE 5 comprises for example such additional approach sensors, referenced 512, and arranged on the body of the robot 102 (or in the example shown on the guard 502 placed on the body 102 of the robot).

Ces capteurs d'approche additionnels 512 peuvent être placés à proximité d'électrodes capacitives additionnelles 506 comme illustré à la FIGURE 5. Dans ce cas, comme expliqué précédemment ce ou ces capteurs d'approche additionnels 512 peuvent être référencés au potentiel de garde de ces électrodes capacitives additionnelles 506 pour ne pas les perturber.These additional approach sensors 512 can be placed near additional capacitive electrodes 506 as shown in FIG. 5. In this case, as previously explained, this or these additional approach sensors 512 can be referenced to the holding potential of these sensors. additional capacitive electrodes 506 so as not to disturb them.

La FIGURE 6 est une représentation schématique partielle d'un autre exemple de réalisation non limitatif d'un robot selon l'invention.FIGURE 6 is a partial schematic representation of another non-limiting example embodiment of a robot according to the invention.

Le robot 600, représenté sur la FIGURE 6 de manière partielle, comprend tous les éléments du robot 300 de la FIGURE 3, sauf l'élément de garde 108 et le deuxième élément isolant 1062.The robot 600, shown in FIGURE 6 in a partial manner, comprises all the elements of the robot 300 of FIGURE 3, except the guard element 108 and the second insulating element 1062.

En effet, à la différence du robot 300, dans le robot 600, la garde est réalisée par une partie ou la totalité du corps 102 du robot 600. Cette partie, ou la totalité, du corps 102 réalisant la garde est polarisée au potentiel de garde VG.Indeed, unlike the robot 300, in the robot 600, the guard is made by a part or the whole body 102 of the robot 600. This part, or all, of the body 102 carrying the guard is biased to the potential of VG guard.

Dans cas, et pour éviter toute perturbation entre le corps 102 (ou la partie du corps 102) polarisé(e) au potentiel de garde VG et l'électronique du robot 600 référencé au potentiel de masse général, un convertisseur de potentiel est utilisé, tel que par exemple le convertisseur de potentiel 216 ou 404. Ce convertisseur de potentiel a pour rôle de référencer les signaux allant vers des organes électriques disposés dans le corps 102 au potentiel de garde VG, et les signaux provenant de ces organes électriques, au potentiel de masse général.In case, and to avoid any disturbance between the body 102 (or part of the body 102) biased to the guard potential VG and the robot electronics 600 referenced to the general ground potential, a potential converter is used, as for example the potential converter 216 or 404. This potential converter has the role of referencing the signals going to electrical organs arranged in the body 102 to the guard potential VG, and the signals from these electrical organs, to the potential of general mass.

Comme précédemment, le robot peut comprendre des électrodes capacitives additionnelles, disposée sur le corps 102. Ces électrodes capacitives additionnelles peuvent se présenter sous la forme d'une peau capacitive disposée sur le corps 102 du bras robotisé de manière amovible ou démontable, ou intégrée dans la couche externe du corps 102 du robot. Dans ce mode de réalisation, il n'est pas nécessaire d'intercaler une garde entre le corps 102 du robot et ces électrodes capacitives additionnelles.As before, the robot may comprise additional capacitive electrodes disposed on the body 102. These additional capacitive electrodes may be in the form of a capacitive skin disposed on the body 102 of the robotic arm in a removable or dismountable manner, or integrated in the outer layer of the body 102 of the robot. In this embodiment, it is not necessary to insert a guard between the body 102 of the robot and these additional capacitive electrodes.

De même, comme précédemment, le robot peut également comprendre des capteurs d'approche additionnels, disposés sur le corps 102. Comme expliqué précédemment, ces capteurs d'approche additionnels peuvent être référencés au potentiel de garde VG.Similarly, as before, the robot may also include additional approach sensors, disposed on the body 102. As explained above, these additional approach sensors may be referenced to the guard potential VG.

Dans tous les exemples décrits, l'interface 110 peut faire partie intégrante de la tête fonctionnelle 104 ou du corps du robot 102. Elle peut aussi être réalisée sous la forme d'un élément distinct démontable ou amovible. Dans ce dernier cas, l'interface 110 reprend : - du côté de la tête fonctionnelle, la ou les interfaces de connexion mécaniques et/ou électriques se trouvant sur le corps du robot ; et - du côté du corps du robot, la ou les interfaces de connexion mécaniques et/ou électriques se trouvant sur la tête fonctionnelle.In all the examples described, the interface 110 may be an integral part of the functional head 104 or of the body of the robot 102. It may also be in the form of a separate removable or removable element. In the latter case, the interface 110 resumes: on the functional head side, the mechanical and / or electrical connection interface or interfaces on the body of the robot; and - on the robot body side, the mechanical and / or electrical connection interface or interfaces on the functional head.

Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention.Of course, the invention is not limited to the examples that have just been described and many adjustments can be made to these examples without departing from the scope of the invention.

Claims

Robot (100; 300; 500; 600) comprising a body (102) on which a functional head (104) forming a tool or a tool holder is mounted, in particular in a removable or removable or interchangeable manner, robot (100; 300; 500; 600) further comprising capacitive sensing means comprising: at least one electrical insulator (106i) for electrically isolating at least a so-called sensitive portion of said functional head (104) from the remainder of said robot (100; 300; 500; 600); at least one means (202) of electrical polarization of said portion responsive to an alternating electric potential (V), said working potential, different from a ground potential (204), so that said sensitive portion forms an electrode of capacitive sensing; and at least one electrical guard (108; 502) biased at an alternating potential (VG), said guarding potential, identical or substantially identical to said working potential (V) at a so-called working frequency, for electrically keeping said part sensitive; said robot (100; 300; 500; 600) further comprising at least one approach sensor (112) implementing a non-capacitive detection technology of greater detection range, at least in one direction, said capacitive sensing electrode formed by said sensitive portion of said functional head (104).

2. Robot (100; 300; 500; 600) according to claim 1, characterized in that at least one approach sensor (112) is disposed on the functional head (104). Robot (100; 300; 500; 600) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one approach sensor (112) detects an object up to a distance of at least equal to 30cm, especially up to a distance of at least 50cm. Robot (100; 300; 500; 600) according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one approach sensor (112) is formed by, or comprises: - a time-of-flight sensor or a telemeter, optical or acoustic, - a time-of-flight (3D) camera, - a stereoscopic optical and / or structured light projection device, or - an optical imaging device.

5. Robot (100; 300; 500; 600) according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one, in particular each approach sensor (112) is referenced to the guard potential (VG). . 6. Robot (100; 300; 500; 600) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one approach sensor (112) is positioned so that its detection zone (116) overlaps at least partially with the sensing area (114) of the capacitive sensing electrode formed by the sensing portion of the functional head (104). 7. Robot (100; 300; 500; 600) according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises a plurality of approach sensors (112), at least two of said approach sensors (112) being positioned so that their detection zones (116) overlap, at least partially, with each other. 8. Robot (100; 300; 500; 600) according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises a mechanical interface (110), articulated or not, separating the functional head (104) from the rest of the robot. (100; 300; 500; 600), the electrical insulator (106i) and / or the electrical guard (108) being disposed at said interface (110). 9. Robot (300; 500; 600) according to any one of the preceding claims, characterized in that the functional head (104) comprises at least one electrical member (302) referenced to the guard potential (VG). 10. Robot (100; 300; 500; 600) according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises a guard (108; 502) made by: a layer of conductive material, in particular a thin and flexible material , in particular deposited on a part of said robot; or - a metal part of said robot, disposed between the body (102) and a sensitive portion of the functional head (104), electrically isolated from both sides, and biased to the guard potential (VG); or at least a part, or all, of the body (102) of said robot (600) biased to the guard potential (VG).

11. Robot (100; 300; 500; 600) according to any one of the preceding claims, characterized in that the functional head (104) comprises, or is formed by: - a gripping means of an object; - means for processing an object; and / or - a means of inspecting an object.

12. Robot (100; 300; 500; 600) according to any one of the preceding claims, characterized in that it is in the form of a robotic arm. A device (104) in the form of a tool or tool holder, adapted to form a functional head of a robot (100; 300; 500; 600) according to any one of the preceding claims. , and comprising the capacitive sensing means of said robot and at least one approach sensor (112).

14.Interface (110) connection for a robot (100; 300; 500; 600) according to any one of claims 1 to 12, arranged to be arranged between the functional head (104) and the body (102) of said robot (100; 300; 500; 600), said connection interface (110) comprising the capacitive sensing means of said robot (100; 300; 500; 600) and at least one approach sensor (112).

A trajectory control method for a robot (100; 300; 500; 600) according to any one of claims 1 to 12, comprising a step of generating, or modifying, a trajectory of at least a portion said robot according to: at least one signal provided by at least one approach sensor (112), and at least one signal provided by a capacitive sensing electrode formed by a sensitive portion of a functional head (104).