JP2020506813A - ロボット - Google Patents

Abstract

Description

本発明は、アクチュエータによって駆動される移動マニピュレータと、マニピュレータに作用する外力および／または外部トルクを決定するためのユニットと、を有するロボットに関し、アクチュエータの制御および調整は、マニピュレータに作用する決定された外力および／または外部トルクの関数に基づいて実行される。本発明はさらに、そのようなロボットを操作するための方法、ならびにコンピュータシステム、デジタル記憶媒体、コンピュータプログラム製品、およびコンピュータプログラムに関する。

本発明は、前述のロボットのマニピュレータの機能性を向上させることおよび／またはその機能を拡張することである。

本発明は主請求項の特徴から生じる。有利なさらなる実施形態および設計は従属請求項の主題である。本発明のさらなる特徴、用途の選択肢、および利点は、図面に表される以下の説明、および本発明の例示的な実施形態の説明からもたらされる。

サブスペースＴ１は、例えば、方向として一次元的に、平面として二次元的に定義されてもよい。例えば、サブスペースＴ１が方向として定義され、この方向に正確に沿ってマニピュレータに力が加えられた場合、マニピュレータはこの特定の方向に沿って並進的に柔軟に後退する。

本明細書における「柔軟な後退」という用語は、マニピュレータへの力の印加が失敗した後に、柔軟な後退によってマニピュレータが動かされた姿勢のままであることを有利に意味する。勿論、マニピュレータの作業空間ＡＲによる柔軟な後退には、この機能が作業空間内でしか実行できないように制限が設けられている。

ここでの「設定点制御コマンド」という用語は、広く定式化されていると理解される。そのようなイベント離散的設定点制御コマンドにより、例えばロボットおよび／またはアクチュエータを制御するプログラムコードが有利に変更および／または、マニピュレータの機械的および／または電気的および／または感覚的状態変化（ジャンプ／遷移）が作動する。有利には、ロボットの１つまたは複数のインターフェース（電気、デジタル、オーディオ、ビデオなど）および／またはアセンブリおよび／またはユニットは、イベント離散的設定点制御コマンドによって対応して作動される。イベント離散的設定点制御コマンドは、特に仕様に応じて、時間遅延、繰り返しなどを伴って実行されてもよい。有利には、ロボットに接続された装置（第２のロボット、第２のマニピュレータなど）は、イベント離散的設定点制御コマンドによって制御される。

有利には、第１ユニットは、マニピュレータに作用する外力を決定するためのセンサおよび／またはモニタおよび／または推定器を有する。有利には、アクチュエータ自体がセンサとして形成されている。有利には、マニピュレータは力および／またはトルクセンサを有する。

ここでの「モニタ」という用語は、モニタされたマニピュレータ基準システムの既知の入力変数（例えば補正変数または測定可能な外乱変数）および出力変数（測定変数）から測定不可能な変数（状態）を再構築するロボットのシステムを特徴付ける。この目的のために、モニタはモデルとしてモニタされたマニピュレータ基準システムをシミュレートし、測定可能な、したがって基準システムと比較可能な状態変数をコントローラで追跡する。

ここでの「推定器」という用語は、マニピュレータモデル、統計、およびモニタされた測定変数に基づいてマニピュレータに作用する外力およびトルクを推定するロボットのシステムを特徴付ける。

提案されたロボットは、ロボットに関連するマニピュレータによって駆動されるアクチュエータの機能性の有利な拡張を可能にする。

本発明のさらなる態様は、アクチュエータによって駆動される移動マニピュレータと、マニピュレータに作用する外力および／または外部トルクを決定するための第１ユニットとを有する、ロボットを操作する方法に関する。

提案された方法の有利な更なる実施形態は、マニピュレータに作用する外力の決定が、センサおよび／またはモニタおよび／または推定器によって行われることを特徴とする。

提案された方法の有利な更なる実施形態は、提案されたロボットに関しての前述の類似し対応する記述の転用から生じる。

本発明のさらなる態様は、データ処理装置を備えたコンピュータシステムに関し、データ処理装置は、前述の方法がデータ処理装置上で実行されるように設計されている。

本発明のさらなる態様は、電子的に読み取り可能な制御信号を有するデジタル記憶媒体に関し、制御信号は、前述の方法が実行されるようにプログラム可能なコンピュータシステムと相互作用することができる。

本発明のさらなる態様は、プログラムコードがデータ処理装置上で実施されるときに前述の方法を実行するための、機械可読キャリア上に記憶されたプログラムコードを有するコンピュータプログラム製品に関する。

本発明のさらなる態様は、プログラムがデータ処理装置上で実行されているときに前述の方法を実行するためのプログラムコードを有するコンピュータプログラムに関する。この目的のために、データ処理装置は、従来技術から知られている任意のコンピュータシステムとして設計することができる。

他の利点、特徴、および詳細は、任意選択で図面を参照した、少なくとも１つの例示的実施形態が詳細に説明されている以下の説明からもたらされる。同等、類似、および／または機能的に同等な部分には同じ参照番号を付した。

図１：本発明によるロボットの概略構成である。

図１は、本発明によるロボットの概略構成を示している。ロボットは、アクチュエータ１０１ａ―ｃによって駆動される移動マニピュレータ１０２と、マニピュレータ１０２に作用する外力および／または外部トルクを決定するための第１ユニット１０３と、マニピュレータ１０２に作用する決定された外力および／または外部トルクの関数に基づいて、アクチュエータ１０１ａ―ｃを制御および調整するための第２ユニット１０４とを有する。

本発明を好ましい実施例によって詳細に説明したが、本発明は開示された実施例によって限定されるものではなく、当業者によって本発明の保護範囲を超えることなく他の変形例が導き出され得る。したがって、複数の変形選択肢が存在することは明らかである。例示的な実施形態は実際には例を表しているに過ぎず、これらはいかなる意味でも、例えば保護範囲、使用オプション、または本発明の構成の限定として解釈されるべきではないことも同様に明らかである。むしろ、前述の説明および図面の説明は、当業者が例示的な実施形態を具体的に実施することを可能にするはずであり、例えば例示的な実施形態に挙げられた個々の要素の機能または配置に関して、特許請求の範囲およびその法的な均等物、例えば本明細書におけるより広範な説明などによって定義される保護の範囲を超えることなく、本発明の開示された概念の知識を有する当業者は様々な変更を行うことができる。

１０１ａ―ｃ：アクチュエータ
１０２：マニピュレータ
１０３：第１ユニット
１０４：第２ユニット

Claims (14)

1. 
2. 前記第１ユニット（１０３）は、前記マニピュレータ（１０２）に作用する外力および／またはトルクを決定する為のセンサおよび／またはモニタおよび／または推定器を有することを特徴とする、請求項１に記載のロボット。
3. 
4. 
5. 
6. 
7. 
8. 前記マニピュレータ（１０２）に作用する外力の決定が、センサおよび／またはモニタおよび／または推定器によって行われることを特徴とする、請求項６または請求項７に記載の方法。
9. 
10. 
11. データ処理装置は、請求項１〜請求項１０のいずれか一項に記載の方法が前記データ処理装置上で実行されるように設計されている、前記データ処理装置を備えたコンピュータシステム。
12. 制御信号は、請求項１〜請求項１１のいずれか一項に記載の方法が実行されるようにプログラム可能なコンピュータシステムと相互作用することができる、電子的に読み取り可能な前記制御信号を有するデジタル記憶媒体。
13. プログラムコードがデータ処理装置上で実施されるときに請求項１〜請求項１２のいずれか一項に記載の方法を実行するための、機械可読キャリア上に記憶された前記プログラムコードを有するコンピュータプログラム製品。
14. プログラムがデータ処理装置上で実行されているときに請求項１〜請求項１３のいずれか一項に記載の方法を実行するためのプログラムコードを有するコンピュータプログラム。
    

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