ITRM20100104A1 - Apparecchiatura per la gestione di un sistema di controllo di un macchinario dotato di una parte mobile provvista di almeno un sensore di prossimità e contatto - Google Patents

Apparecchiatura per la gestione di un sistema di controllo di un macchinario dotato di una parte mobile provvista di almeno un sensore di prossimità e contatto Download PDF

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ITRM20100104A1
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IT
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contact
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proximity
generation
control system
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Giuseppe Conte
Matteo Rosettani
David Scaradozzi
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Uni Politecnica Delle March E
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    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16Programme controls
    • B25J9/1674Programme controls characterised by safety, monitoring, diagnostic
    • B25J9/1676Avoiding collision or forbidden zones
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Description

DESCRIZIONE
"Apparecchiatura per la gestione di un sistema di controllo di un macchinario dotato di una parte mobile provvista di almeno un sensore di prossimità e contatto"
La presente invenzione ha per oggetto un’apparecchiatura per la gestione di un sistema di controllo di un macchinario dotato di una parte mobile provvista di almeno un sensore di prossimità e contatto. In particolare, essa riguarda un’apparecchiatura che à ̈ destinata ad essere impiegata su di un robot industriale di tipo antropomorfo ed à ̈ capace di acquisire informazioni su prossimità o contatto con persone e oggetti e di sintetizzare opportuni segnali di comando e controllo per il robot sul quale à ̈ installata.
La normativa sulla sicurezza del macchinario negli ultimi anni à ̈ stata profondamente rivista alla luce di nuove esigenze industriali che prevedono la possibilità di una maggiore integrazione dell’operatore umano in operazioni effettuate in modo automatico per mezzo di macchinari, ivi inclusi i robot industriali. In particolar modo le norme ISO 10218-1:2006 e ISO 10218-2:2009, ancora in fase di sviluppo, prevedono la possibilità di condivisione, con opportune modalità dello spazio di lavoro tra uomo e macchina, contrariamente a quanto imposto dagli standard precedenti (per la normativa italiana si faccia riferimento alla normativa UNI EN 775), i quali, di fatto, vietano la presenza dell’uomo all’interno dello spazio di lavoro di robot industriali e impediscono ogni forma di contatto durante le lavorazioni. L’eliminazione di questo vincolo e l’introduzione di specifiche precauzioni, apparati di sicurezza e sensori perfezionati tendono a favorire la cooperazione uomo/macchina e lo sviluppo di nuove metodologie di impiego dei robot industriali in diverse situazioni. Tra queste, ad esempio, si possono menzionare le operazioni svolte in modalità hand guiding, in cui attualmente robot antropomorfi vengono istruiti ad emulare i movimenti dell’arto umano attraverso istruzioni fornite a distanza mediante teach pendant o altre interfacce. Qualora sia possibile gestire un contatto diretto tra operatore e robot, la necessità di un’interfaccia di comunicazione viene meno, consentendo l’attivazione di procedure di hand guiding più semplici e facilmente eseguibili di quelle attuali.
Per implementare le modalità di lavoro che si possono definire sfruttando le possibilità offerte dalla nuova normativa, à ̈ necessario disporre di dispositivi sensoriali affidabili, accurati e di basso costo che, in ambiente industriale, possano fornire al macchinario informazioni sulla collocazione e i movimenti dell’operatore con il quale esso condivide lo spazio di lavoro, sia per evitare collisioni che per armonizzare e sincronizzare le rispettive azioni in un’ottica di cooperazione.
Una delle possibili opzioni per la realizzazione di dispositivi di questo tipo, che garantisce un funzionamento semplice, intuitivo ed affidabile, si basa sull’uso di sensori di prossimità e di contatto. In generale, per realizzare sensori di questo genere si possono utilizzare tecnologie tradizionali basate su ultrasuoni o infrarossi, ma le prestazioni ottenibili in ambito industriale, per le limitazioni intrinsecamente legate alle suddette tecnologie, non sono soddisfacenti. Inoltre, i sensori operanti mediante ultrasuoni o infrarossi sono di tipo puntuale e, per questa caratteristica, non si prestano facilmente alla realizzazione di dispositivi destinati a rendere sensibili alla prossimità o al contatto ampie superfici. Appare più efficace e promettente, a questo fine, la possibilità di utilizzare sensori di campo elettrico basati su misure capacitive. Il loro principio di funzionamento si basa sulla generazione di un campo elettrico nello spazio circostante l’elemento sensibile, che viene perturbato dalla presenza di corpi, aventi un dielettrico diverso da quello del mezzo che circonda l’elemento sensibile, che arrivino a distanza tale da interferire col campo stesso. Monitorando nel tempo il verificarsi di perturbazioni e misurando le variazioni apportate al campo, à ̈ possibile determinare la presenza di oggetti in prossimità o in contatto con l’elemento sensibile.
Sensori di prossimità del tipo sopra accennato sono già stati descritti. Si possono citare il brevetto europeo EP n. 0 518 836 depositato il 4 giugno 1992, la domanda di brevetto statunitense n. US 2008/0122458 depositata il 21 novembre 2007 e l'articolo "Capacitive sensors for detecting proximity and response" di Steven W. Badelt e Aaron P. Blaisdell (Behavior Research Methods, 2008, 40 (2), pp. 613-621.
Tra i vantaggi offerti dai sensori di campo elettrico, si possono evidenziare i seguenti:
− bassi costi, semplicità costruttiva, possibilità di realizzare elementi sensibili di qualsiasi forma e dimensione;
− capacità di rilevare sia il contatto con gli oggetti che la prossimità e la valutazione della distanza;
− omnidirezionalità, cioà ̈ capacità di rilevare oggetti prossimi al sensore situati in una qualunque direzione;
− insensibilità alle caratteristiche superficiali degli oggetti da rilevare;
− elevata sensibilità nei confronti di qualunque parte del corpo umano; − raggio di azione compreso tra 0 cm e 50 cm.
In generale, lo schema costitutivo di un dispositivo sensore che operi come descritto può essere illustrato facendo riferimento allo schema a blocchi della Figura 1.
In essa con il blocco 1 à ̈ indicato un apparato di generazione e gestione del segnale accoppiato, tramite un cavo conduttore 2, ad un elettrodo o piastra di rilevazione 3, di forma qualsiasi, realizzabile con materiale conduttore. L’apparato 1 di generazione e gestione del segnale, opportunamente alimentato, genera un segnale di eccitazione, che viene trasmesso alla piastra di rilevazione in modo da indurre un campo elettrico nello spazio ad essa circostante. Ovviamente, le piastre di rilevazione possono essere in un qualunque numero, in maniera da formare un rivestimento o pelle artificiale, per esempio intorno ad un componente mobile di un macchinario o al braccio di un robot antropomorfo. Tra le piastre di rilevazione e la superficie del macchinario o del braccio robotico à ̈ interposto un materiale isolante, quale, ad esempio, un foglio di plastica non conduttrice.
Inoltre, l’apparato 1 di generazione e gestione del segnale esegue, sul circuito che include la piastra di rilevazione 3, misure di grandezza relazionate al campo elettrico generato e, sulla base di tali misurazioni, individua eventuali variazioni del campo stesso, causate da oggetti che giungono in prossimità o in contatto con la piastra di rilevazione. In pratica, la piastra di rilevazione 3 si comporta come la faccia di un condensatore, la cui ulteriore faccia à ̈ rappresentata dalla superficie di un eventuale oggetto posto in prossimità e avente caratteristica dielettrica differente da quella del mezzo che riempie lo spazio interessato dal campo elettrico. L’avvicinamento di un oggetto alla piastra di rilevazione, fino a realizzare un contatto, altera il campo elettrico e l’apparato di generazione e gestione dei segnali esegue una misura della risultante capacità, indicata schematicamente in un'uscita del sensore contrassegnata con 4.
A titolo esemplificativo e non limitativo, come apparato di generazione e gestione dei segnali si può utilizzare il dispositivo Freescale<@>MC39490, che rappresenta un Commercial Off-the-Shelf Component (COTS) a basso costo, appositamente concepito per questo impiego. In alternativa, tale apparato può essere realizzato come in un dispositivo di tipo theremin, collegando gli elettrodi ad un circuito oscillante, opportunamente regolato. Variazioni di capacità, in questo caso, inducono variazioni della frequenza che possono essere rilevate tramite confronto con un circuito oscillante di riferimento. Ulteriori tecnologie costruttive, che permettano di rilevare variazioni di capacità, possono comunque essere utilizzate in sostituzione di quelle descritte.
Utilizzando le tecnologie menzionate sopra, à ̈ possibile realizzare sensori che, installati su di un arto robotico o su parti mobili di un macchinario, formano un sistema sensoriale che riveste l'arto o la parte mobile come una pelle artificiale, costituita da vari segmenti indipendenti tra loro. Tale sistema sensoriale ha la capacità di rilevare, mediante l'impiego dei suddetti componenti, la prossimità o il contatto tra oggetti presenti nell'ambiente e le parti del macchinario su cui à ̈ installato.
Già nella sopra citata domanda di brevetto US 2008/0122458, à ̈ descritto un metodo di rilevazione di prossimità che comprende la raccolta di misurazioni correlate al campo capacitivo associato al dispositivo sensore e la valutazione di una o più misurazioni prese per innescare una predeterminata azione se la valutazione corrisponde ad un evento di innesco. La valutazione comprende la registrazione su di un buffer circolare delle misurazioni raccolte, il filtraggio di queste mediante il calcolo di almeno una componente discreta di trasformata di Fourier a partire dalle misurazioni raccolte nel buffer circolare, la valutazione di almeno un componente calcolato di trasformata di Fourier, l'innesco di una predeterminata azione se la valutazione corrisponde ad un evento di innesco e l'aggiornamento dinamico di almeno un parametro che modifica la valutazione rispetto all'evento di innesco per fornire modifiche ad almeno una condizione del sistema.
La presente invenzione prende spunto dalla domanda di brevetto US 2008/0122458 per fornire un’apparecchiatura caratterizzata come nell’allegata rivendicazione.
Essa sarà meglio compresa attraverso la descrizione di una sua forma di realizzazione, considerata unitamente ai disegni allegati, in cui:
la Figura 2 à ̈ uno schema a blocchi di un’apparecchiatura per la gestione di un sistema di controllo di un macchinario dotato di una parte mobile provvista di almeno un sensore di prossimità e contatto.
Nella Figura 2 sono impiegati gli stessi numeri di riferimento per indicare parti uguali a quelle della Figura 1, mentre con il blocco 5 à ̈ contrassegnata un’unità di acquisizione ed elaborazione dati che mediante mezzi di comunicazione di ingresso e uscita (I/O) 6 à ̈ collegata ad un sistema di controllo 7 del macchinario (non ulteriormente dettagliato).
In pratica, secondo la presente invenzione viene coniugato un sensore di prossimità e contatto del tipo descritto con riferimento alla tecnica nota con un’unità 5 di acquisizione ed elaborazione dati, basata su microprocessore od altro mezzo di calcolo con capacità di comunicazione I/O.
Viene, in particolare, caratterizzata nel seguito una modalità di impiego dell’apparecchiatura nel controllo di macchinari dotati di parti mobili, al fine di facilitare l’interazione e la cooperazione tra uomo e macchina in situazioni che prevedono la condivisione dello spazio di lavoro e lo svolgimento congiunto di operazioni e lavorazioni su uno o più oggetti o parti di oggetti. Durante il normale funzionamento, la parte sensibile, per esempio la piastra di rilevazione 3, del dispositivo sensore à ̈ montata su una parte mobile del macchinario su cui esso à ̈ installato e l’unità 5 di acquisizione ed elaborazione dati, che à ̈ internamente collegata al dispositivo sensore, viene collegata esternamente al sistema di controllo 7 del macchinario, in modo da poter ricevere informazioni sulla posizione e, se disponibili, sulla velocità della parte mobile (espresse, ad esempio in termini di variabili di giunto), e trasmettere al sistema stesso il risultato delle proprie elaborazioni.
L’unità di acquisizione ed elaborazione dati 5, tramite la conoscenza della velocità o il calcolo della stessa in base alla variazione di posizione nel tempo, à ̈ in grado di distinguere tra una condizione di moto e una condizione di stasi della parte mobile e di interpretare in relazione a tali due condizioni i segnali di prossimità o contatto che provengono dal sensore, assegnando ad essi un opportuno significato, come segue:
- un segnale di prossimità o contatto nella condizione di moto à ̈ interpretato come un indicatore di collisione e dà luogo alla generazione di un segnale di arresto, che può essere trasmesso al sistema di controllo del macchinario; - un segnale di contatto nella condizione di stasi à ̈ interpretato come un input proveniente da un operatore situato in prossimità del macchinario e, come tale, dà luogo alla generazione di un comando, che può essere trasmesso al sistema di controllo del macchinario per l’esecuzione di un compito specifico.
L’utilizzo dell’apparecchiatura consente all’operatore di gestire il funzionamento del macchinario in accordo con la nuova normativa ISO, comandando il moto della parte mobile attraverso il contatto con sezioni diverse del sistema sensoriale, garantendo al tempo stesso il mantenimento di una condizione di sicurezza nella condivisione dello spazio di lavoro attraverso l’arresto nel caso in cui si verifichi una condizione di prossimità (a meno di sotto di una distanza prefissata) o di contatto durante il movimento. In generale, dopo l’installazione, l’apparecchiatura necessita di una fase di taratura che può essere svolta come segue. Partendo da una situazione in cui nessun oggetto à ̈ presente in prossimità di un elettrodo o piastra di rilevazione, installata su una parte mobile del macchinario (come, ad esempio, il link di un manipolatore antropomorfo), si provvede ad alimentare adeguatamente il relativo apparato di generazione e gestione di segnale, mantenendo la parte mobile in condizione di stasi in una posizione C0scelta come iniziale. Riferendosi per comodità descrittiva ad una sola piastra, l'apparato di generazione e gestione di segnale emette un segnale di eccitazione che genera un campo elettrico nello spazio circostante e, contemporaneamente, ne misura l’intensità. L’acquisizione di tale misura rappresenta l’operazione di taratura a vuoto e il valore ottenuto V0viene assunto dall’unità di acquisizione ed elaborazione dati ad indicare la situazione nella quale non vi sono oggetti in prossimità della piastra di rilevazione o in contatto con essa quando la parte mobile à ̈ nella posizione iniziale C0. Successivamente, si può procedere in via sperimentale a individuare i valori di soglia di intensità del campo elettrico a seguito di perturbazioni causate dalla presenza di un oggetto scelto come campione di taratura in prossimità della piastra di rilevazione o a contatto con essa. Per ciascuna piastra, à ̈ possibile, in particolare, determinare vari valori di soglia S1, …, Sqassociabili a determinate distanze d1, …, dqe al contatto Sc, come pure un unico valore di soglia associato ad una distanza minima ammissibile come distanza di sicurezza Sd. È da notare che non à ̈ necessario che l’oggetto da rilevare sia collegato a terra.
L’operazione di taratura a vuoto sopra descritta viene ripetuta per diverse configurazioni statiche Cj, con j = 1,...,n, corrispondenti ad una discretizzazione dello spazio di lavoro della parte mobile, realizzata con passo scelto dall'utente, in modo da costruire una tabella che associ ad ogni configurazione statica Cjil valore V0,j, ad essa relativo, ottenuto come descritto in precedenza.
Terminata la taratura, il dispositivo sensore sarà in grado di individuare la presenza di oggetti in prossimità della piastra di rilevazione e di valutarne la distanza confrontando il valore di intensità del campo elettrico generato con le soglie di taratura.
Si consideri, a solo scopo illustrativo e non limitativo, la situazione nella quale il dispositivo sensore à ̈ installato su un braccio robotico antropomorfo a 6 gradi di libertà, le cui configurazioni sono descritte da un vettore di variabili di giunto v = (x1,x2,x3,x4,x5,x6), e si fissi un passo di discretizzazione Î ́iper ciascun giunto, con i = 1, …,6. A partire da una configurazione iniziale indicata convenzionalmente con vin= (0,0,0,0,0,0), ogni configurazione si rappresenta come vin+ va, con va= (a1Î ́1,a2Î ́2,a3Î ́3,a4Î ́4,a5Î ́5,a6Î ́6) e dove a = (a1,a2,a3,a4,a5,a6) à ̈ una sestupla di interi relativi. Supponendo che il robot sia rivestito da una pelle costituita da p segmenti o piastre di rilevazione, si ottiene la seguente Tabella 1.
Tabella 1
Configurazione Variabili di giunto Piastra 1 …… Piastra p (0,0,0,0,0,0) vinV10… Vp0
… … … … …
a = (a1,a2,a3,a4,a5,a6) vin+ vaV1a… Vpa
Facendo riferimento ad una tabella del tipo descritto sopra, mediante una semplice tecnica di table look-up, l’unità di acquisizione ed elaborazione dati dell’apparecchiatura secondo l’invenzione, à ̈ in grado di rilevare l’eventuale presenza di oggetti in prossimità o a contatto con uno o più componenti del braccio robotico stesso durante ogni fase di lavorazione. Per fare ciò, l’unità determina la configurazione più vicina (ad esempio in norma euclidea nello spazio dei giunti) tra quelle fissate in fase di taratura e quella assunta attualmente dal robot, che conosce grazie all’informazione trasmessagli dal sistema di controllo 7 del macchinario. Ciò permette di individuare uno specifico insieme di valori a vuoto per ciascuna piastra e, in caso di scostamento del valore misurato del campo elettrico dal valore a vuoto, si ha un’indicazione di prossimità (e di distanza) o di contatto con un eventuale oggetto. L’unità di acquisizione ed elaborazione dati, durante il funzionamento dell’apparecchiatura secondo l’invenzione, compara l’intensità dello scostamento con i valori di soglia fissati in precedenza e, in relazione alla condizione di stasi o di moto del robot, genera un segnale di uscita ogniqualvolta una soglia viene superata.
Mediante l’uso dell’apparecchiatura secondo l’invenzione, la possibilità di rilevare la prossimità o il contatto in diverse parti della struttura del braccio robotico in oggetto viene utilizzata in due modalità differenti e complementari per sviluppare una prassi operativa di cooperazione e condivisione dello spazio di lavoro tra uomo e robot.
In pratica, nello svolgimento di operazioni in cooperazione, come ad esempio la manipolazione di un pezzo da lavorare, si può utilizzare l’apparecchiatura secondo l’invenzione montata su un robot per:
- causare l’arresto del braccio robotico se la rilevazione della prossimità o del contatto con un oggetto avviene durante un movimento programmato; - indurre un’azione programmata se la rilevazione della prossimità o del contatto con un oggetto avviene mentre il braccio robotico à ̈ in una condizione di quiete e in attesa di input dall’operatore.
Nel primo caso si ottiene un’azione volta ad evitare collisioni o, comunque, a ridurne gli effetti sia sul braccio robotico che sull’oggetto manipolato e sull’operatore. Nel secondo caso si attua una forma di comunicazione a basso livello che l’operatore può impiegare per sincronizzare l’attività del braccio robotico con la propria e/o trasferire istruzioni e informazione.
Inoltre, l’utilizzo del dispositivo descritto consente di implementare modalità di tipo learn by doing per far apprendere alla macchina operazioni che consistono in sequenze di azioni primitive, guidando la stessa manualmente, in sicurezza e senza dover utilizzare interfacce per la comunicazione da remoto che, in genere, utilizzano un linguaggio artificiale.
A scopo illustrativo e non limitativo, per esemplificare l’utilizzo descritto sopra si consideri una situazione che prevede
• la manipolazione e lavorazione di un pezzo da parte di un braccio robotico,
• l’ispezione del pezzo lavorato da parte di un operatore,
• l’instradamento del pezzo ad una fase successiva o la ripetizione della lavorazione a seconda degli esiti dell’ispezione.
Interagendo, tramite il contatto in diverse parti, con gli organi di manipolazione quando questi non sono in movimento, l’operatore può - istruire il braccio robotico a presentare il pezzo per l’ispezione secondo un’opportuna modalità, ad esempio, per garantire una serie di viste da varie angolature,
- comandare, durante l’operazione, la ripetizione di parte o tutta la sequenza dei movimenti finalizzati a esporre il pezzo all’ispezione, modificare alcuni parametri che specificano i movimenti stessi, ad esempio, accrescere o diminuire la distanza o variare l’angolo di una specifica vista,
- segnalare la fine dell’ispezione e trasmettere il comando di instradamento o di ripetizione della lavorazione.
Poiché l’esecuzione delle operazioni esemplificate sopra richiede la condivisione dello spazio di lavoro, il braccio robotico à ̈ programmato ad arrestarsi se, durante il movimento, si verificano condizioni di prossimità oltre una soglia prefissata o di contatto con l’operatore.

Claims (2)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Macchinario dotato di una parte mobile provvista di almeno un sensore di prossimità e contatto, includente un relativo sistema di controllo, un'unità di acquisizione ed elaborazione dati (5), un'unità di generazione e gestione di segnale (1) accoppiata ad un circuito includente almeno una piastra di rilevazione (3) per la generazione di un campo elettrico, l'unità di generazione e gestione di segnale (1) essendo atta a individuare variazioni del campo elettrico stesso causate da oggetti che giungono in prossimità della piastra di rilevazione (3) o in contatto con essa, e l'unità di acquisizione ed elaborazione dati (5) essendo in grado di ricevere informazioni sulla posizione e sulla velocità della parte mobile e di trasmettere al sistema di controllo (7) del macchinario il risultato delle proprie elaborazioni, caratterizzato dal fatto che: l'unità di acquisizione ed elaborazione dati (5) à ̈ in grado di distinguere tra una condizione di moto ed una condizione di stasi della parte mobile e di interpretare un segnale di prossimità o contatto nella condizione di moto della parte mobile come indicatore di collisione e dare luogo alla generazione di un segnale di arresto che viene trasmesso al sistema di controllo (7) del macchinario, ed anche di interpretare un segnale di contatto nella condizione di stasi come un input proveniente da un operatore situato in prossimità del macchinario per la generazione di un comando che viene trasmesso al sistema di controllo del macchinario (7) per l'esecuzione di un compito specifico.
  2. 2. Metodo di gestione di un sistema di controllo (7) di un macchinario dotato di una parte mobile provvista di almeno un sensore di prossimità e contatto, il sistema di controllo (7) essendo collegato ad un'unità di acquisizione ed elaborazione dati (5) accoppiata ad un'unità di generazione e gestione di segnale (1) accoppiata a sua volta ad un circuito includente almeno una piastra di rilevazione (3) per la generazione di un campo elettrico, il metodo includendo l'individuazione di variazioni del suddetto campo elettrico causate da oggetti che giungono in prossimità della piastra di rilevazione (3) o in contatto con detta piastra, la ricezione di informazioni sulla posizione e sulla velocità della parte mobile e la trasmissione al sistema di controllo (7) del risultato delle proprie elaborazioni, caratterizzato dal fatto di includere inoltre una fase di discernimento tra una condizione di moto ed una condizione di stasi della parte mobile, e successive fasi dipendenti da detta fase di discernimento consistenti, in condizione di moto della parte mobile, nell'interpretazione di un segnale di prossimità o contatto come indicatore di collisione e nella generazione di un segnale di arresto che viene trasmesso al sistema di controllo (7) del macchinario e, in condizione di stasi, nell'interpretazione di un segnale di contatto come un input di un operatore situato in prossimità del macchinario e nella generazione di un comando che viene trasmesso al sistema di controllo (7) del macchinario per l'esecuzione di un compito specifico. Una relazione degli stessi inventori alla Conferenza del Mediterraneo su Controllo e Automazione nel giugno del 2009 ("An application of E-fìeld sensors in industriai robotics") investiga la possibilità di fabbricare sistemi di sensori di contatto e di prossimità per robot industriali per mezzo di sensori di campo elettrico a basso costo, anche con lo scopo di ridurre il rischio di pericolose collisioni fra persone e robot in uno spazio condiviso. In questa relazione à ̈ già presente un'unità di generazione e gestione di segnale accoppiata ad un circuito includente almeno una piastra di rilevazione su di un robot per la generazione di un campo elettrico, l'unità di generazione e gestione di segnale individuando variazioni del campo elettrico stesso causate da oggetti che giungono in prossimità della piastra di rilevazione o in contatto con essa. Tuttavia, non vi si trova alcuna indicazione che un'unità di acquisizione ed elaborazione dati sia in grado di distinguere tra una condizione di moto ed una condizione di stasi del robot. La domanda di brevetto tedesca DE 10 2008 041602 Al a nome DEUTSCH ZENTR LUFT & RAUMFAHRT e KUKA ROBOTER GMBH descrive un metodo per guidare un robot manualmente da un operatore per mezzo di un cosiddetto teach-pendant o direttamente tirando o spingendo. Nella stessa domanda si fa osservare esplicitamente come tale procedura possa portare a contaminazione mediante contatto tra il braccio del robot e l'operatore e come tale contaminazione da contatto sia particolarmente indesiderata quando il robot lavora in ambiente medico. Per guidare un robot senza esercitare contatto viene fornito un metodo in due passi. In un primo passo si individua, mediante un sensore indicato molto genericamente come un sensore di distanza senza contatto posto sul robot, il moto di un oggetto o la sua distanza e la sua velocità; in un secondo passo si genera un comando di movimento sulla base del moto dell'oggetto, o della sua distanza e della sua variazione nel corso del tempo, così come individuato dal sensore.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3643454A1 (en) * 2018-10-22 2020-04-29 New Era Al Robotic Inc. Anti-collision method for robot

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0518836A1 (en) * 1991-06-06 1992-12-16 GOVERNMENT OF THE UNITED STATES OF AMERICA as represented by THE ADMINISTRATOR OF THE NATIONAL AERONAUTICS AND SPACE ADM. Driven shielding capacitive proximity sensor
US20020165642A1 (en) * 1999-08-04 2002-11-07 Masaya Sakaue User-machine interface system for enhanced interaction
US20080122458A1 (en) * 2006-11-28 2008-05-29 Process Equipment Co. Of Tipp City Proximity detection system
DE102007062245A1 (de) * 2007-12-21 2009-06-25 Robert Bosch Gmbh Kollisionsdetektionsvorrichtung sowie Handhabungsgerät
US20090171505A1 (en) * 2006-07-04 2009-07-02 Yasunao Okazaki Device and method for controlling robot arm, robot, and robot arm control program
WO2009155947A1 (en) * 2008-06-26 2009-12-30 Abb Ag Control system and method for control
DE102008041602A1 (de) * 2008-08-27 2010-03-04 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Roboter und Verfahren zum Steuern eines Roboters

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0518836A1 (en) * 1991-06-06 1992-12-16 GOVERNMENT OF THE UNITED STATES OF AMERICA as represented by THE ADMINISTRATOR OF THE NATIONAL AERONAUTICS AND SPACE ADM. Driven shielding capacitive proximity sensor
US20020165642A1 (en) * 1999-08-04 2002-11-07 Masaya Sakaue User-machine interface system for enhanced interaction
US20090171505A1 (en) * 2006-07-04 2009-07-02 Yasunao Okazaki Device and method for controlling robot arm, robot, and robot arm control program
US20080122458A1 (en) * 2006-11-28 2008-05-29 Process Equipment Co. Of Tipp City Proximity detection system
DE102007062245A1 (de) * 2007-12-21 2009-06-25 Robert Bosch Gmbh Kollisionsdetektionsvorrichtung sowie Handhabungsgerät
WO2009155947A1 (en) * 2008-06-26 2009-12-30 Abb Ag Control system and method for control
DE102008041602A1 (de) * 2008-08-27 2010-03-04 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Roboter und Verfahren zum Steuern eines Roboters

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CONTE G ET AL: "An application of E-field sensors in industrial robotics", CONTROL AND AUTOMATION, 2009. MED '09. 17TH MEDITERRANEAN CONFERENCE ON, IEEE, PISCATAWAY, NJ, USA, 24 June 2009 (2009-06-24), pages 760 - 765, XP031490190, ISBN: 978-1-4244-4684-1 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3643454A1 (en) * 2018-10-22 2020-04-29 New Era Al Robotic Inc. Anti-collision method for robot

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