KR102058809B1 - 가드 전위를 기준으로 하는 벽들 및 용량성 감지 수단이 구비된 로봇 - Google Patents

가드 전위를 기준으로 하는 벽들 및 용량성 감지 수단이 구비된 로봇 Download PDF

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KR102058809B1
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디디에 로지에르
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포걀 나노떼끄
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Abstract

"가드 전위를 기준으로 하는 벽들 및 용량성 감지 수단이 구비된 로봇"
본 발명은,
- 적어도 하나의 서브-파트(106, 108)에 있어서, 적어도 하나의 측정 전극,
- 제1 교류 전기적 전위에서 상기 적어도 하나의 측정 전극(118)을 분극시키기 위한 적어도 하나의 전기적 분극 수단을 포함하고,
상기 적어도 하나의 전기적 분극 수단은 또한 상기 작동 주파수에서, 상기 제1 전위와 동일하거나 또는 실질적으로 동일한, 가드 전위로 지칭되는, 교류 전기적 전위(VG)에서, 적어도 하나의 서브-파트(102-116)의 상기 외벽(1021-1161)의 적어도 하나의 전기적으로 전도성 있는 부분을 분극시키기 위해 배치되는 것을 특징으로 하는, 로봇(200)에 관한 것이다.

Description

가드 전위를 기준으로 하는 벽들 및 용량성 감지 수단이 구비된 로봇
본 발명은 용량성 감지 수단, 및 일반적인 접지 전위와 다른 가드 전위를 전기적으로 부분적으로 또는 전체적으로, 기준으로 하는 벽들 또는 케이싱들이 구비된 로봇에 관한 것이다.
본 발명의 기술분야는, 이에 한정되지는 않지만, 로봇 분야, 특히 산업용 로봇들 또는 예를 들어 의료용 또는 가정용의, 서비스 로봇들, 또는 협력적 로봇들, 소위 "코봇들"의 분야이다.
산업용 또는 가정용 로봇들, 특히 코봇들은, 일반적으로 도구 또는 도구-홀더의 형태로 존재하는, 기능적 헤드가 고정되는 몸체를 포함하고, 환경에서 하나 또는 그 이상의 작업들을 수행하는 것을 허용한다.
이 로봇들은 완전히 자동으로, 또는 사람 또는 조작자를 보조하여, 점점 더 많은 어플리케이션들에 관련된다. 이들에는 일반적으로, 로봇 및 근처의 물체들 및 사람들의 안전을 보장하는 측면에서, 그들의 환경에 위치되는 물체들 및 사람들을 감지하는 것을 허용하는 센서들이 구비되어 있다. 이 센서들은 용량성 감지 전극들을 이용해 제공될 수 있다.
하지만, 발명자들은 어떤 상황들에서, 로봇의 외벽에 구비되는 용량성 전극들은, 특히 로봇이 수 개의 관절로 연결된 세그먼트들을 포함하는 로봇화된 암일 때, 로봇 그 자체를 구성하는 부분들을 감지하는 것에 주목해 왔다. 이러한 감지는, 이하에서 "자체-감지"라고 지칭되는데, 로봇의 작동 범위를 제한한다. 사실상, 이 자체-감지는 로봇에 접근하는 물체 또는 사람의 존재를 차폐하고 또한 이 감지를 방지할 수 있는데, 이것은 안전의 측면에서 수용될 수 없다. 어떤 경우들에 있어서, 로봇은 안전 문제로 인해 불필요하게 멈추거나 또는 악화된 작동 모드로 들어갈 수 있다.
본 발명의 목적은 이러한 단점들을 극복하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 보다 더 효율적인 감지 기능이 구비된 로봇을 제안하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 자체-감지들을 방지하는 감지 기능이 구비된 로봇을 제안하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 로봇의 작동 범위를 제한하지 않고 또한 로봇의 작동에 악영향을 주지 않는, 감지 기능이 구비된 로봇을 제안하는 데 있다.
이 목적들 중 적어도 하나는, 적어도 하나의 서브-파트를 포함하는 로봇으로 달성되는데, 상기 로봇은 또한
- 소위 구비된, 적어도 하나의 서브-파트에 있어서, 특히 그 외벽이 전기적으로 전도성 있을 때 상기 외벽으로부터 전기적으로 절연되는, 상기 서브-파트의 외벽 내에 또는 그 위에 배치되는, 측정 전극으로 지칭되는, 적어도 하나의 용량성 감지 전극,
- 작동 주파수로 지칭되는 주파수에서, 일반적인 접지 전위와 다른, 제1 교류 전기적 전위(VG)에서 상기 적어도 하나의 측정 전극을 분극시키기 위한 적어도 하나의 전기적 분극 수단, 및
- 상기 적어도 하나의 측정 전극과 근처 물체 사이, 전극-물체 커패시턴스로 지칭되는, 커플링 커패시턴스와 관련된 신호를 측정하기 위한, 감지 유닛으로 지칭되는, 적어도 하나의 전자적 유닛을 포함하고,
상기 적어도 하나의 분극 수단은 또한 상기 작동 주파수에서, 상기 제1 전위와 동일하거나 또는 실질적으로 동일한 가드 전위로 지칭되는 교류 전기적 전위(VG)에서, 적어도 하나의 서브-파트의 상기 외벽의 적어도 하나의 전기적으로 전도성 있는 부분을 분극시키기 위해 배치되는 것을 특징으로 한다.
가드 전위에서 요소들을 분극시키는 사실은 가드 전위에서 용량성 감지 전극들과 이 요소들 사이에서 누설 또는 표류 커패시턴스들의 발생을 방지시키는 것을 가능하게 해준다. 이로써 이러한 가드 요소들의 존재는 이 용량성 감지의 범위를 최적화시키고 또한 그 환경에 둔감하게 해주는 것을 가능하게 해준다.
이로써, 본 발명은 이 외벽들이 전도성이 있을 때, 가드 전위에서 로봇의 서브-파트들의 외벽을 설정하는 것을 제안한다. 가드 전위에서 설정되는, 서브-파트의 전도성 있는 외벽은, 이 서브-파트 또는 다른 서브-파트에 구비되는 용량성 감지 전극들에, 보다 일반적으로는 로봇에, 전기적으로 보이지 않게 된다. 결과적으로, 그 외벽이 가드 전위에 있는 서브-파트는 근처 물체로서 측정 전극들에 의해 감지되지 않을 것이다. 본 발명에 따른 로봇에는 이로써 보다 더 효율적인 감지 기능이 구비되고, 이것은 로봇의 작동 범위를 제한하지 않는다.
본 출원에 있어서, 2 개의 교류 전위들은 이들 각각이 주어진 주파수에서 동일한 또는 유사한 교류 성분을 가질 때 이 주어진 주파수에서 동일하다. 그러므로, 이 주파수에서 2 개의 동일한 전위들 중 적어도 하나는 또한 직류 성분, 및/또는 이 주어진 주파수와 다른 주파수를 가지는 다른 교류 성분을 포함할 수 있다.
유사하게, 2 개의 교류 전위들은 작동 주파수에서 동일한 또는 유사한 교류 성분들을 가지지 않을 때 이 작동 주파수에서 다르다.
본 출원에 있어서, "접지 전위(ground potential)" 또는 "일반적인 접지 전위(general ground potential)"라는 용어는, 로봇 또는 그 환경의, 전자적 유닛의 기준 전위를 지시하는데, 이것은 예를 들어 전기적 어스(electrical earth) 또는 접지 전위(ground potential)일 수 있다. 이 접지 전위는 어스 전위(earth potential) 또는 어스 전위에 연결되거나 또는 연결되지 않은, 다른 전위에 대응할 수 있다.
나아가, 일반적으로, 특정 전기적 전위와 직접적인 전기 접촉을 하지 않는 물체들(전기적으로 부유하는 물체들)은, 이 물체들 사이 중첩하는 표면들과 환경(또는 전극들)의 중첩하는 표면들이 충분히 크다면, 예를 들어 어스 또는 전극들과 같은, 그들의 환경에 존재하는 다른 물체들의 전기적 전위에서 용량성 커플링에 의해 분극되는 경향이 있음에 유의해야 한다.
본 출원에 있어서, "물체(object)"는 로봇의 환경 내에 위치될 수 있는 물체 또는 사람을 지시한다.
서브-파트의 외벽은 하나 또는 그 이상의 절단 요소들에 의해 형성될 수 있다.
서브-파트의 외벽은 이 서브-파트의 견고하거나 또는 그렇지 않은, 케이싱일 수 있다.
본 출원에 있어서, 로봇의 서브-파트는 로봇을 구성할 수 있는 이하의 요소들:
- 상기 로봇의 세그먼트, 또는
- 적어도 2 개의 세그먼트들 사이에서, 관절로 연결되거나 그렇지 않은, 기계적 인터페이스, 또는
- 이 로봇의 말단에 일반적으로 배치되는, 도구, 또는 도구 헤드를 형성하는, 관절로 연결되거나 그렇지 않은, 기능적 헤드 중 하나일 수 있다.
이 기능적 헤드는,
- 그립퍼 또는 바이스와 같은, 물체를 잡기 위한 수단;
- 그라인더, 드릴, 페인트 건 등과 같은, 물체를 처리하기 위한 수단; 및/또는
- 카메라, 간섭계 헤드 등과 같은, 물체를 검사하기 위한 수단에 의해 형성될 수 있거나 또는 이를 포함할 수 있다.
한정하지 않는 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 로봇은 수 개의 세그먼트들을 포함할 수 있다.
적어도 하나의 세그먼트는 관절로 연결된 기계적 인터페이스에 의해 다른 세그먼트에 연결될 수 있다.
적어도 하나의 세그먼트는 관절로 연결되지 않는 기계적 인터페이스에 의해 다른 세그먼트에 연결될 수 있다.
본 발명에 따른 로봇에 있어서, 이 로봇의 적어도 하나의 서브-파트는 측정 전극을 포함하지 않을 수 있다. 이 경우에 있어서, 이 서브-파트는 "구비되지 않은"이라고 지칭된다.
또는, 이 로봇의 각각의 서브-파트는 적어도 하나의 측정 전극을 포함할 수 있다. 이 경우에 있어서, 이 서브-파트는 "구비된(equipped) 서브-파트"로 지칭된다.
본 발명에 따른 로봇에 있어서, 적어도 하나의 서브-파트는 이 서브-파트 내에 배치되는 적어도 하나의 전기적 부품 및/또는 전기적인 기준 전위를 전기적으로 기준으로 하는 적어도 하나의 전기적 요소를 포함할 수 있다. 이 경우에 있어서, 이 서브-파트는 "장착된(fitted-out) 서브-파트"라고 지칭된다.
이러한 전기적 부품 또는 전기적 요소는 모터, 센서, 또는 엑츄에이터 등일 수 있다. 예를 들어, 서브-파트가 관절로 연결된 인터페이스일 때, 이 인터페이스는 모터를 포함할 수 있다. 서브-파트가 세그먼트일 때, 이 세그먼트는 전자적 모듈 또는 센서를 포함할 수 있다. 서브-파트가 기능적 헤드일 때, 이 기능적 헤드는 도구, 센서 등을 활성화시키는 모터를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 본 발명에 따른 로봇은 측정 전극을 포함하지 않는, 소위 구비되지 않은, 적어도 하나의 서브-파트를 포함할 수 있고, 그 외벽의 적어도 하나의 전기적으로 전도성 있는 부분은 가드 전위에서 분극된다.
이로써, 이 서브-파트가 용량성 감지 기능에 의해 이용되지 않는다면, 구비된 서브-파트들의 측정 전극들에 전기적으로 보이지 않기 때문에, 이 감지 기능을 방해하지 않을 것이다.
일 실시예에 있어서, 본 발명에 따른 로봇은 적어도 하나의 구비된 서브-파트를 포함할 수 있고, 그 외벽의 적어도 하나의 부분은 가드 전위에서 분극된다.
이로써, 이 서브-파트는 다른 서브-파트(들)에 구비되어 있는 용량성 감지 전극들에 보이지 않고, 근처 물체들을 감지하기 위해 감지 기능에 참여한다.
이에 더하여, 가드 전위에서 설정되는 외벽은 유리하게도 서브-파트에 구비되는 측정 전극들을 위한 가드 평면을 형성하고, 이로써 측정 전극들의 감지 효율성 및 범위는 증가되게 된다.
특히 유리한 실시예에 따르면, 분극 수단은 가드 전위에서 서브-파트들의 대부분, 또는 전부의 외벽을 분극시키기 위해 유리하게 배치될 수 있다.
이로써, 서브-파트들의 대부분 또는 전부는 측정 전극들에 보이지 않게 된다.
이 경우에 있어서, 본 발명에 따른 로봇은 이 로봇을 외부 지지부에 고정하기 위한 인터페이스, 및 이 고정 인터페이스에 전기적 절연체를 포함할 수 있다.
이로써, 전체 로봇의 외벽은 외부 지지부로부터 전기적으로 절연된다.
로봇이 고정될 수 있는 외부 지지부는 예를 들어 장비 또는 기계의 항목의 표면, 또는 지면일 수 있다.
이로써 로봇은 가드 전위에서 분극되는, 본 발명에 따른 로봇의 몸체의, 전부 또는 적어도 하나의 부분을 이용하여 제공되는 가드를 포함할 수 있다.
사실상, 가드 전위에서 로봇의 몸체의 상당 부분, 또는 모두를 분극시키는 것이 가능하다. 로봇이 로봇화된 암일 때, 가드 전위에서 암의 상당 부분, 또는 모두를 분극시키고 이를 가드로서 이용하는 것이 가능하다.
이 경우에 있어서, 컨버터 전자적 회로, 소위 인터페이스 회로는, 로봇의 이 가드-분극된 부분의 전기적 회로와 일반적인 접지를 기준으로 하는 로봇의 나머지의 전기적 회로 사이에서 인터페이스된다. 이 인터페이스 회로는 가드를 기준으로 하는 용량성 전자적 유닛의 여기를 생성하고, 로봇의 가드에서 분극되는 부분의 전자적 유닛과 로봇의 나머지의 접지(공급부, 통신 등)를 기준으로 하는 전자적 유닛 사이의 인터페이스를 제공한다. 이 인터페이스 회로는 로봇의 가드를 기준으로 하는 부분에서, 또는 로봇의 접지 전위를 기준으로 하는 부분의 레벨에서, 하우징될 수 있다.
로봇의 일 부분 또는 모두가 용량성 전극들로 덮여 있고, 또한 이 전극들을 지지하는 로봇의 부분이 가드 전위를 기준으로 할 때, 로봇과 이 용량성 전극들 사이에 추가적인 가드를 삽입할 필요가 없기 때문에, 이 부분의 레벨에서 로봇의 구조는 이로써 단순화될 수 있다. 이 전극들 및 기능적 헤드는 그후 간섭을 피하게 되는, 동일한 가드 전위를 기준으로 할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 본 발명에 따른 로봇은 그 외벽이 가드 전위에서 분극되지 않는 적어도 하나의 구비된 서브-파트를 포함할 수 있다.
이러한 서브-파트가 측정 전극들을 포함할 때, 이들을 표류 커플링으로부터 보호하기 위해, 외벽과 이 전극들 사이에 가드 평면을 삽입할 필요가 있다. 이 경우에 있어서, 이 가드 평면 및 전극들의 존재로 인해, 이 서브-파트는 다른 서브-파트들에 구비된 측정 전극들에 보이지 않게 된다. 이 경우에 있어서, 측정 전극들이 구비된 서브-파트의 외벽을 가드 전위에서 설정하지 않는 것을 예상할 수 있다.
적어도 2 개의 서브-파트들의 외벽들의 가드 전위에서의 분극은 이 서브-파트들 각각에 전용되는 독립적인 전선들 또는 연결들에 의해 수행될 수 있다.
대안적으로, 적어도 2 개의 서브-파트들의 외벽들의 가드 전위에서의 분극은 이 서브-파트들 사이의 전기적 연결 및 공통 전선에 의해 수행될 수 있다. 이 경우에 있어서, 서브-파트들 중 하나의 외벽은 공통 전선에 의해 가드 전위에서 설정된다. 가드 전위는 이 전기적 연결을 통해 다른 서브-파트의 벽으로 전파된다.
상기에서 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 로봇은 상기 서브-파트 내에 배치되는 적어도 하나의 전기적 부품을 포함하는, 소위 장착된, 적어도 하나의 서브-파트를 포함할 수 있다.
물론, 본 발명에 따른 로봇은 그 외벽이 적어도 부분적으로 전도성이 없을 수 있는, 적어도 하나의 서브-파트를 포함할 수 있다. 이러한 서브-파트는, 로봇의 세그먼트, 2 개의 세그먼트들 사이에 위치되는 기계적 인터페이스, 또는 기능적 헤드일 수 있다.
이러한 서브-파트가 전기적 부품을 포함하지 않을 때, 즉 서브-파트가 "장착되지 않은"으로 지칭될 때, 이것은 검출 기능을 방해하지 않는다.
하지만, 서브-파트가 장착되어 있을 때, 즉 전기적인 기준 전위를 전기적으로 기준으로 하는 적어도 하나의 전기적 부품 및/또는 적어도 하나의 요소를 포함할 때, 이때 후자는 용량성 검출 기능을 방해할 수 있다.
이로써, 실시예들에 따르면, 장착된 서브-파트는 또한, 적어도 하나의 전기적 부품에 대하여, 상기 적어도 하나의 항목 주위에 배치되고 상기 가드 전위에서 분극되는, 가드 볼륨(guard volume) 또는 벽들을 포함할 수 있다.
가드 전위에서 분극되는 이러한 가드 볼륨는 서브-파트의 요소(들)이 용량성 감지 기능에 있어서 보이지 않게 해주는 것을 가능하게 한다.
다른 실시예들에 따르면, 장착된 서브-파트는 가드 전위를 기준으로 하는, 또는 가드 전위에서 전기적으로 분극되는 적어도 하나의 항목을 포함할 수 있다.
이 실시예들은 특히 이 장착된 서브-파트가 적어도 부분적으로 전기적으로 전도성이 없는 외벽을 포함할 때 특히 유용하다.
본 발명에 따른 로봇은 또한, 이 장착된 서브-파트의 적어도 하나의 전기적 부품에 있어서,
- 이 적어도 하나의 전기적 부품을 위해 의도된, 공급 또는 제어 신호와 같이, 입력 신호로 지칭되는, 적어도 하나의 전기적 신호를 수신하고 이 입력 신호는 가드 전위를 기준으로 하고; 및/또는
- 이 적어도 하나의 전기적 부품에 의해 전달되는, 출력 신호로 지칭되는, 적어도 하나의 전기적 신호를 수신하고, 이 출력 신호는 이를 위해 의도된 컨트롤러의 전기적 접지 전위를 기준으로 하기 위해 배치되는 적어도 하나의 전기적 컨버터를 포함할 수 있다.
이로써, 장착된 서브-파트 내에 위치되는 전기적 부품은 가드 전위를 전역적으로 기준으로 하고 이로써 용량성 감지를 방해하지 않는다.
이 실시예는 가드 볼륨를 이용하는 것과 비교하여, 더 작은 공간을 필요로 하고, 더 저렴하고 더 쉽게 설치하는 장점을 가진다.
컨버터는 일반적인 접지 전위를 기준으로 하는 입력 신호들을 수신하고 또한 이들을 가드 전위를 기준으로 하는 신호들로 변환하도록 배치될 수 있고, 그 역도 마찬가지다.
특히 유리한 버전에 있어서, 본 발명에 따른 로봇은 말단 서브-파트에 의해 형성되는 기능적 헤드를 포함할 수 있다.
이러한 기능적 헤드는 일반적으로 로봇의 자유단에 위치된다.
상기에서 언급된 바와 같이, 기능적 헤드는
- 그립퍼 또는 바이스와 같은, 물체를 잡기 위한 수단;
- 그라인더, 드릴, 페인트 건 등과 같은, 물체를 처리하기 위한 수단; 및/또는
- 카메라, 간섭계 헤드 등과 같은, 물체를 검사하기 위한 수단에 의해 형성될 수 있거나 또는 이를 포함할 수 있다.
유리하게도, 서브-파트에 의해 형성되어 있거나, 또는 형성되는 기능적 헤드는, 서브-파트에 대해 상기에서 설명된 특성들 각각을 가질 수 있다.
이것은 특히 이 외벽이 전도성이 있을 때 이 기능적 헤드의 외벽으로부터 절연되는, 적어도 하나의 측정 전극을 포함하거나, 또는 포함하지 않을 수 있다.
이것은 기능적 헤드 내에 배치되는 적어도 하나의 전기적 부품을 포함하거나, 또는 포함하지 않을 수 있다.
본 발명에 따른 로봇의 버전에 따르면, 기능적 헤드의 외벽은, 전도성이 있을 때, 가드 전위에서 설정될 수 있다.
보다 일반적으로, 기능적 헤드 전체는 가드 전위에서 설정될 수 있다.
본 발명에 따른 로봇의 버전에 따르면, 이 기능적 헤드는 용량성 감지 전극을 형성하지 않는다. 다시 말하면, 기능적 헤드는 근처 물체의 존재 또는 부존재를 감지하기 위한 용량성 감지 전극으로서 사용되지 않는다.
다른 버전에 따르면, 기능적 헤드는 유리하게도 용량성 감지 전극을 형성하거나, 또는 이로서 사용될 수 있다. 이를 위해, 이 기능적 헤드는 로봇의 나머지로부터 절연될 수 있다. 적어도 하나의 분극 수단은 또한 제1 교류 전기적 전위에서 이 기능적 헤드를 분극시키기 위해 배치될 수 있고, 또한 적어도 하나의 전기적 감지 유닛은 이 기능적 헤드와 근처 물체 사이 커플링 커패시턴스에 관련된 신호를 측정하기 위해 배치될 수 있다.
이 버전에 있어서, 본 발명에 따른 로봇은 선택적으로
- 이 기능적 헤드를 이 로봇의 나머지로부터 전기적으로 절연시키기 위한 적어도 하나의 전기적 절연체, 및/또는
- 이 기능적 헤드와 이 로봇의 나머지 사이에 배치되고, 가드 전위에서 분극되는, 적어도 하나의 가드를 포함할 수 있다.
기능적 헤드가 그 위/내에 고정되는 서브-파트가 전도성 있는 외벽을 포함할 때.
이 버전에 있어서, 기능적 헤드는 근처 물체 또는 사람의 접근 또는 접촉의 용량성 감지를 수행하기 위해 용량성 전극으로서 사용된다. 기능적 헤드에 의해, 특히 본 발명에 따른 로봇의 도구 또는 도구-홀더에 의해 생성되고, 또한 전자적 감지 유닛에 의해 측정되는 이 커플링 커패시턴스는, 환경과 기능적 헤드 사이에서 생성되는 커패시턴스에 대응한다.
이 제안된 버전은 용량성 전극들을 가지는 기능적 헤드를 구비할 필요 없이, 로봇의 헤드에 접근 및 접촉의 용량성 감지의 기능을 제공하는 장점을 가진다. 이러한 해법은 단순하고, 비용이 많이 들지 않고, 시간 소모적이지 않고 강건하다. 이에 더하여, 이러한 해법은 적은 변형들을 가지고, 이러한 감지 기능을 가지도록 애초에 디자인되지 않았던 기존의 로봇에 적용될 수 있다.
게다가, 로봇에 교체가능한 기능적 헤드들을 이용하도록 준비되었을 때, 제안된 해법은 로봇의 나머지에서 작동 없이, 이 기능적 헤드들에서 독립적으로 작동하는 것을 가능하게 해준다.
나아가, 이 버전의 추가적인 장점은 전극으로서 사용되는 기능적 헤드의 확장부와 같이, 기능적 헤드의 온-보드 물체의 이용의 가능성에 있다. 사실상, 기능적 헤드와 이송되는 물체 사이의 근접 접촉은 이들 사이에 상당한 용량성 커플링을 생성한다. 기능적 헤드 및 이를 이송하는 물체는 당연히 유사한 전기적 전위에 있다. 용량성 감지에 관한 한 기능적 헤드의 확장부로서 행동하기 위해, 이송되는 물체는 좋은 전기적 전도체일 필요는 없다. 그 유전율이 예를 들어 3보다 큰, 플라스틱 또는 고분자 물질의 유전체는 기능적 헤드의 확장부가 되기에 충분하다. 이 이송되는 물체는 그후 민감한 기능적 헤드의 부분을 형성한다.
기능적 헤드는 분리된 별도의 용량성 전극들로서 사용되고, 전자적 감지 유닛에 의해 순차적으로 또는 동시에 폴링되는, 수 개의 분리된 별도의 민감한 부분들을 포함할 수 있다. 민감한 부분들이 동일한 제1 교류 전기적 전위에서 분극될 정도까지, 이들은 나머지들을 위한 가드 요소들 각각을 구성하고 이로써 상호 간섭을 야기하지 않는다. 이 분리된 별도의 민감한 부분들은 예를 들어 그립핑 도구의 손가락들일 수 있다.
이에 더하여, 본 발명에 따른 로봇은 센서, 엑츄에이터, 모터, 및/또는 연관된 전자적 유닛(컨디셔너, 드라이버)와 같은, 기능적 헤드 내에 배치되는 적어도 하나의 전기적 부품을 포함할 수 있다. 이 경우에 있어서, 형식직 헤드는 장착된 것으로 지칭된다.
이러한 전기적 부품은 이러한 전기적 부품으로/부터 신호들을 입력/출력을 수행하는 전기 배선들을 포함하거나, 또는 이와 결합될 수 있다.
예를 들어, 기능적 헤드는, 그립퍼를 이용하거나, 또는 구비되어 있을 수 있다. 그립퍼는 일반적으로 전원을 위한 2 개의 공급 배선들 및 제어 및 정보 회귀를 위한 2 개의 직렬 통신 배선들을 통해 로봇에 의해 관리된다.
이제, 디폴트로, 이러한 전기적 부품들은 일반적인 접지 전위를 기준으로 하고 이로써 위험이 용량성 전극으로서 사용되는 기능적 헤드의 민감한 파트에 의해 감지되게 된다.
일 실시예에 따르면, 특히 기능적 헤드가 용량성 감지 전극으로서 사용되는 경우에 있어서, 이 기능적 헤드 내에 배치되는 적어도 하나의 항목에 있어서, 이 기능적 헤드는 적어도 하나의 전기적 요소 주위에 배치되고 또한 작동 주파수에서, 가드 전위에서 분극되는, 가드 볼륨 또는 벽들을 포함할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 기능적 헤드가 용량성 감지 전극으로서 사용되는 경우에 있어서, 이것은 가드 전위에서 전기적으로 분극되거나, 또는 이를 기준으로 하는, 상기 기능적 헤드 내에 배치되는 적어도 하나의 전기적 부품을 포함할 수 있다.
이 경우에 있어서, 본 발명에 따른 로봇은 또한
- 상기 적어도 하나의 전기적 요소를 위해 의도된, 공급 또는 제어 신호와 같은, 입력 신호로 지칭되는, 적어도 하나의 전기적 신호를 수신하고, 또한 상기 입력 신호는 상기 가드 전위(VG)를 기준으로 하고; 및/또는
- 상기 적어도 하나의 전기적 부품에 의해 전송되는, 출력 신호로 지칭되는, 적어도 하나의 전기 신호를 수신하고, 또한 상기 출력 신호는 이를 위해 의도된 컨트롤러의 상기 전기적인 접지 전위를 기준으로 하기 위해 배치되는 적어도 하나의 전기적 컨버터를 포함할 수 있다.
그러므로, 기능적 헤드 내에 위치되는 전기적 요소는 전역적으로 가드 전위를 기준으로 하고 또한 이로써 용량성 감지를 방해하지 않는다.
이 실시예는 더 작은 공간을 필요로 하고, 더 싸고 더 쉽게 설치할 수 있는 장점을 가진다.
컨버터는 일반적인 접지 전위를 기준으로 하는 입력 신호들을 수신하고 또한 이들을 출력에서 가드 전위를 기준으로 하는 신호들로 변환하도록 배치될 수 있고, 그 역도 마찬가지다.
컨버터는 기능적 헤드에 전용일 수 있다.
대안적으로, 컨버터는 상기에서 설명된 바와 같이, 기준 전위 변환 기능이 요구되는 또는 필요한, 적어도 하나의 다른 장착된 서브-파트에 공통일 수 있다.
실시예들에 따르면, 서브-파트 및/또는 기능적 헤드를 위한 이러한 컨버터는, 이하의 요소들:
- 특히 상기 적어도 하나의 전기적 부품을 위한 공급 입력 신호를 생성하기 위한, DC/DC 컨버터와 같은, 갈바닉 절연을 가지는 적어도 하나의 공급부;
- 적어도 하나의 제어 입력 신호, 또는 적어도 하나의 출력 신호를 위한, 용량성 타입의 또는 옵토 커플러에 의한, 갈바닉 접촉 없는 적어도 하나의 전기적 인터페이스;
- 적어도 하나의 입력 신호 또는 적어도 하나의 출력 신호를 수신 및 전송하기 위한 하나 또는 그 이상의 고(高)-임피던스 인덕터들(high-impedance inductors);
- 적어도 하나의 커패시터 정류형 전하-전달 컨버터(capacitor commutated charge-transfer converter) 또는 적어도 하나의 커패시터 정류형 전하 펌프 컨버터(capacitor commutated charge pump converter);
- 다이오드 장치들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 로봇 내에 배치되는 모든 전기적 부품들은 하나의, 또는 수 개의, 컨버터(들)을 통해, 가드 전위(VG)를 전기적으로 기준으로 할 수 있다.
용량성 커플링의 감지가 작동 주파수에서 수행되는 정도까지, 로봇의 전기적 부품들에 관련된 입력/출력 전기적 신호들은 전자적 용량성 감지 유닛에 의해 거부 또는 필터링되기 때문에 커플링 커패시턴스의 측정을 방해하지 않는다는 것에 유의해야 한다. 이것은 전자적 감지 유닛에 의해 측정되는 신호의 동기화된 복조의 경우에 있어서, 훨씬 더 효율적이다.
일 실시예에 따르면, 적어도 하나의, 특히 각각의 서브-파트에 있어서, 이 서브-파트의 외벽은 예를 들어 전도성 있는 금속으로부터와 같이, 전기적으로 전도성 있는 물질로부터 적어도 부분적으로 생성될 수 있다.
대안적인 실시예에 따르면, 적어도 하나의, 특히 각각의 서브-파트의 외벽은, 전기적으로 전도성 있는 층을 포함하는 전기적으로 전도성이 없는 베이스 물질로부터 생성될 수 있다. 전기적으로 전도성 있는 층은 베이스 물질의 두께 내에 배치되거나, 또는 베이스 물질의 외부 표면 상에 증착될 수 있다.
이 베이스 물질은 예를 들어, 플라스틱, 목재 등일 수 있다.
전기적 분극 수단은 유리하게도 제1 교류 전기적 전위로서 사용되는 교류 여기 전압을 생성하는 오실레이터를 포함할 수 있다.
이 교류 여기 전압은 또한 가드 전위(VG)로서 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 로봇은 하나의 분극 수단을 포함할 수 있다.
대안적으로, 본 발명에 따른 로봇은, 세그먼트, 관절 또는 기능적 헤드에 전용되는 전자적 분극 수단을 포함할 수 있다.
전자적 감지 유닛은 유리하게도 전류 또는 전하 증폭기를 포함하는 회로를 포함할 수 있다. 이러한 증폭기는 연산 증폭기 및 카운터-반동 커패시터에 의해 생성될 수 있다.
바람직한 실시예들에 따르면, 전자적 감지 유닛, 특히 연산 증폭기는, 가드 전위를 기준으로 하는 전위에서 공급될 수 있다.
다른 실시예들에 따르면, 전자적 감지 유닛은 일반적인 접지 전위를 기준으로 하는 전위에서 공급될 수 있다.
전자적 감지 유닛은 또한 원하는 전극-물체 커패시턴스, 및/또는 물체의 존재 또는 접근을 나타내는 신호를 획득하는 것을 가능하게 해주는 컨디셔너 또는 컨디셔닝 수단을 포함할 수 있다.
이 컨디셔너는 예를 들어 작동 주파수에서, 캐리어에 대하여 신호를 복조하기 위한 동기화된 복조기를 포함할 수 있다.
컨디셔너는 또한 비동기화된 복조기 또는 진폭 감지기를 포함할 수 있다.
이 컨디셔너는 물론 아날로그 및/또는 디지털 형태(마이크로프로세서)로 생성할 수 있고, 또한 필터링, 변환, 프로세싱 등을 위해 필요한 모든 수단을 포함할 수 있다.
용량성 측정 신호들, 특히 적용가능하다면 컨디셔너로부터 발생하는 신호들은, 그후 소프트웨어 또는 관리 모듈에 의해 처리될 수 있는데, 이것은 접근 및 터치의 감지를 관리하고, 또한 특히 로봇의 사용의 컨텍스트(context)의 함수로서 이 정보 항목들을 활용하는 것을 가능하게 해준다.
이러한 소프트웨어, 또는 계산 모듈은 예를 들어 로봇의 컨트롤러 또는 계산기 내에 결합될 수 있다.
예를 들어, 본 발명에 따른 로봇은 10 cm 이상의 거리에서 사람 손을 쉽게 감지할 수 있다.
본 발명에 따른 로봇은 하나의 전자적 감지 유닛을 포함할 수 있다.
대안적으로, 본 발명에 따른 로봇은 세그먼트, 관절 또는 기능적 헤드와 같은, 서브-파트에 전용되는 전자적 감지 유닛을 포함할 수 있다.
전자적 감지 유닛 및/또는 분극 수단은 로봇의 몸체 내에 부분적으로 또는 온전히 배치될 수 있다.
대안적으로, 전자적 감지 유닛 및/또는 분극 수단은 로봇 외부에 배치될 수 있고 또한 하나 또는 그 이상의 전기적 연결들에 의해 상기 로봇에 연결될 수 있다.
한정하지 않는 실시예들에 따르면, 본 발명에 따른 로봇은 로봇화된 시스템이거나 또는 이를 포함할 수 있다. 특히 로봇화된 암의 형태를 가지거나 또는 이를 포함할 수 있다.
로봇은 또한 예를 들어, 이동가능한 로봇, 암 또는 핸들링 시스템이 구비된 지게차와 같은 바퀴들 또는 트랙들 상의 차량, 또는 부재들과 같은 이동 항목들이 선택적으로 마련된, 휴머노이드, 지노이드 또는 안드로이드 타입의 로봇이거나 또는 이를 포함할 수 있다.
다른 장점들 및 특징들은 첨부된 도면들로부터 또한 한정하지 않는 예들의 상세한 설명을 읽을 때 명백해질 것이다.
도 1은 용량성 감지 전극들이 구비된 종래 기술의 로봇의 예의 도시이다.
도 2 내지 도 5는 본 발명에 따른 로봇의 다른 실시예들의 도시들이다.
도 6 내지 도 11은 본 발명에 따른 로봇에 구비될 수 있는 기능적 헤드의 다른 예들의 부분 도시들이다.
도 12는 본 발명에 따른 로봇 내에 사용될 수 있는 전자적 감지 유닛의 일 실시예의 도시이다.
도 13은 본 발명에 따른 로봇 내에 사용될 수 있는 관절의 도시이다.
도 14는 본 발명에 따른 로봇 내에 사용될 수 있는 세그먼트의 도시이다.
이하에서 설명될 실시예들은 전혀 한정하는 것이 아님이 잘 이해될 것이다. 특히, 본 발명의 변형들은, 이 특징들의 선택이 종래 기술의 상태에 대하여 본 발명을 구별하거나 또는 기술적인 장점을 부여하기에 충분하다면, 설명되는 다른 특징들로부터 분리되어, 이하에서 설명되는 특징들의 선택만을 포함하는 것으로 예상될 수 있다. 이 선택은 적어도 하나의, 바람직하게 기능적인, 구조적인 상세사항들 없는, 또는 이 부분 단독으로 종래 기술의 상태에 대하여 본 발명을 구별하거나 또는 기술적인 장점을 부여하기에 충분하다면 구조적인 상세사항들의 일 부분만 가지는, 특성을 포함한다.
특히, 설명되는 모든 변형들 및 모든 실시예들은 기술적인 관점에서 이러한 결합에 이의가 없다면 함께 결합될 수 있다.
도면들에 있어서, 수 개의 도면들에 공통된 요소들은 동일한 참조번호를 유지한다.
도 1은 용량성 감지 전극들이 구비된 종래 기술의 로봇의 일 실시예의 도시이다.
로봇화된 암(100)은, 예를 들어, 조작자(OP)와 협력하여 또는, 그 감독 하에서 작동하는 산업용 협력 로봇, 또는 사람의 인체 상에의 수술의 경우에 있어서의 의료용 로봇, 또는 개인용 보조 로봇일 수 있다.
로봇(100)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 8 개의 서브-파트들(102-116), 즉
- 4 개의 세그먼트들를 이루는 서브-파트들(102, 104, 106 및 108);
- 기능적 헤드를 구성하는 서브-파트(110); 및
- 3 개의 기계적인 인터페이스들을 구성하는 서브-파트들(112, 114 및 116)을 포함하는 관절로 연결된 로봇화된 암의 형태로 나타난다.
참고로, 이하의 설명에서는 이해를 돕기 위해 서브-파트(110)과 동일 구성으로서의 기능적 헤드에 대해 동일부호(110)를 부여하고, 서브-파트들(112, 114 및 116)과 동일 구성인 3개의 기계적인 인터 페이스에 대해서도 동일 부호(112, 114 및 116)을 부여하며, 서브-파트들(102, 104, 106 및 108)과 동일 구성으로서의 4개의 세그먼트에 대해서도 동일 부호(102, 104, 106 및 108)를 부여한다.
세그먼트(102)는, 지면일 수 있는, 지지부(S)에 고정되는 베이스 세그먼트이다. 세그먼트(108)는 로봇(100)의 자유단의 측면 상에 위치된 세그먼트이다. 각각의 세그먼트(102-108)는, 예를 들어 플라스틱 물질(고분자) 또는 금속(들)로부터 만들어지는, 하나 또는 그 이상의 커버 요소들에 의해, 또는 세그먼트의 구조의 일 요소의 표면에 의해 생성되는, 외벽 각각(1021-1081)에 의해, 제한된다. 일반적으로, 각각의 세그먼트(102-108)는 속이 비어 있고 또한 전기적 또는 전자적 항목들이 이 세그먼트 내에 배치되는 것을 가능하게 한다.
기능적 헤드(110)는 세그먼트(108)의 측면 상에 위치되고, 또한 도구 또는 도구-홀더를 형성하는데, 이것은 도시된 예에 있어서는 그립퍼이다.
세그먼트들(102-108)은 이하에서는 "관절들"로 지칭되는, 관절로 연결된 기계적 인터페이스들(112-116)을 이용해 연결되어 있다. 관절(112)은 세그먼트들(102 및 104) 사이에 위치되고, 관절(114)은 세그먼트들(104 및 106) 사이에 위치되고, 관절(116)은 세그먼트들(106 및 108) 사이에 위치된다. 각각의 세그먼트(112-116)는 예를 들어 플라스틱 물질(고분자) 또는 금속(들)로부터 만들어지는, 하나 또는 그 이상의 커버 요소들로부터 생성되는, 외벽 또는 케이싱 각각 (1121-1161)을 포함한다.
관절들(112-116) 각각은 축 주위를 회전하는 관절이다. 대안적으로, 적어도 하나의 관절(112-116)은, 추가적으로 또는 대신하여, 병진운동 관절, 및/또는 수 개의 축들을 가지고 회전하는 관절일 수 있다.
관절로 연결된 세그먼트들(106 및 108)에는 측정 전극(118)으로 지칭되는, 하나 또는 그 이상의 용량성 감지 전극이 구비되어 있다. 세그먼트(106, 개별적으로 세그먼트(108))에 구비되어 있는, 각각의 측정 전극(118)은, 이 세그먼트의 외벽(1061, 개별적으로 1081)으로부터 전기적으로 절연되어 있다.
전자적 모듈(120)은 로봇(100)과 연관되어 있다. 이 전자적 모듈(120)은
- 0가 아닌 작동 주파수에서, 일반적인 접지 전위(MG)와 다른, 제1 교류 전위에서 각각의 측정 전극(118)을 분극시키는 전자적 분극 유닛; 및
- 측정 전극(118)과 근처 물체 사이의 거리를 나타내고, 접지 전위(MG)에서 또는 적어도 제1 교류 전위와 다른 전위에서 전기적으로 분극되는 그 근방의 물체와 측정 전극 사이에서 용량성 커플링으로부터 귀인하는, 전극-물체 커패시턴스로 지칭되는, 커패시턴스를 이로부터 추론하기 위해 측정 전극들(118) 각각에 대하여, 전기적 신호, 특히 전기적 전류를 측정하기 위한 전자적 측정 유닛을 포함한다.
각각의 측정 전극(118)은 또한 바람직하게 세그먼트의 벽과 측정 전극(118) 사이에 배치되고, 또한 작동 주파수에서 제1 전위와 동일하거나 또는 실질적으로 동일한, VG로 지시되는, 교류 가드 전위에 의해 분극되는 가드 전극(미도시)으로 지칭되는, 전극에 의해 보호된다.
이로써, 로봇(100)은 측정 전극들(118)을 이용해 그 환경 내에 위치되는 물체를 감지할 수 있다.
하지만, 어떤 구성들에 있어서, 측정 전극들(118)은 또한 그 세그먼트들(102-108) 자체, 또는 기능성 헤드(110)를 감지한다. 예를 들어, 구비된 세그먼트들 중 하나(106 또는 108)가 세그먼트(102) 또는 세그먼트(104) 또는 기능성 헤드(110)에 근접할 때, 그때 이 세그먼트에 구비된 측정 전극들(118)은 이 경우가 아닐 때, 근처 물체로서 이를 감지한다. 구비된 세그먼트들(106-108) 중 하나의 측정 전극들(118)은 이로써 구비된 세그먼트들(106-108) 중 다른 하나를, 이 다른 세그먼트에 적은 수의 측정 전극들(108)이 구비되어 있을 때, 근처 물체로서 감지할 수 있다.
이 자체-감지들은 로봇(100)의 작동 범위를 감소시키고 그 기능성을 손상시킨다.
본 발명은 이 단점을 극복하는 것을 가능하게 해준다.
도 2는 본 발명에 따른 로봇의 한정되지 않는 실시예의 도시이다.
도 2에 도시된, 로봇(200)은, 도 1의 로봇(100)의 모든 요소들을 포함한다.
도 1의 로봇(100)을 위해 설명된 것에 더하여, 도 2의 로봇(200)에 있어서, 베이스 세그먼트(102)는 절연 개스킷(202)에 의해 지지부(S)로부터 전기적으로 절연된다.
이에 더하여, 세그먼트들(102 및 104)의 외벽들(1021 및 1041)은 전기적으로 전도성 있는 물질로부터 만들어지고 작동 주파수에서 제1 전위와 동일하거나 또는 실질적으로 동일한, VG로 지시되는, 가드 전위에서 분극된다.
이로써, 측정 전극들이 구비되지 않은, 세그먼트들(102 및 104)의 외벽들(1021 및 1041)은 가드 전위(VG)에서 설정된다. 이 가드 전위(VG)는 작동 주파수에서 제1 전위와 동일하기 때문에, 이 전극들과 커플링 커패시턴스들을 생성하지 않아, 구비되지 않은 세그먼트들(102 및 104)은 세그먼트들(106 및 108)에 구비된 측정 전극들(118)에 전기적으로 보이지 않게 된다. 이 구성에 있어서, 이로써 측정 전극들(118)이 세그먼트들(102 및 104)을 감지할 위험은 없다.
도 3은 본 발명에 따른 로봇의 한정하지 않는 다른 실시예의 도시이다.
도 3에 도시된, 로봇(300)은, 도 2의 로봇(200)의 모든 요소들을 포함한다.
도 2의 로봇(200)을 위해 설명된 것에 더하여, 도 3의 로봇(300)에 있어서, 세그먼트들(106 및 108)의 외벽들(1061 및 1081) 또한 전기적으로 전도성 있는 물질로부터 만들어지고 또한 가드 전위(VG)에서 분극된다.
이로써, 구비되지 않은 세그먼트들(102 및 104)과 같이, 구비된 세그먼트들(106 및 108)은 세그먼트들(106 및 108)에 구비된 측정 전극들(118)에 전기적으로 보이지 않게 된다. 이 구성에 있어서, 이로써 측정 전극들(118)이 세그먼트들(102-108)을 감지할 위험은 없다. 이 구성에 있어서, 측정 전극들(118)과 이들을 지지하는 세그먼트들의 벽 사이에 가드를 삽입할 필요가 없고, 이것은 이들의 배치를 단순화시킨다.
도 4는 본 발명에 따른 로봇의 한정하지 않는 다른 실시예의 도시이다.
도 4에 도시된, 로봇(400)은, 도 3의 로봇(300)의 모든 요소들을 포함한다.
도 3의 로봇(300)을 위해 설명된 것에 더하여, 도 4의 로봇(400)에 있어서, 세그먼트들(112-116)의 외벽들(1121, 1141 및 1161) 또한 전기적으로 전도성 있는 물질로부터 만들어지고 또한 가드 전위(VG)에서 분극된다.
이로써, 세그먼트들(102-108)과 같이, 관절들(112-116) 또한 세그먼트들(106 및 108)에 구비된 측정 전극들(118)에 전기적으로 보이지 않게 된다. 이 구성에 있어서, 이로써 측정 전극들(118)이 세그먼트들(102-108), 또는 관절들(112-116)을 감지할 위험은 없다.
도 5는 본 발명에 따른 로봇의 한정하지 않는 다른 실시예의 도시이다.
도 5에 도시된, 로봇(500)은, 도 2의 로봇(200)의 모든 요소들을 포함한다.
도 2의 로봇(200)을 위해 설명된 것에 더하여, 도 5의 로봇(500)에 있어서, 세그먼트들(112-116)의 외벽들(1121, 1141 및 1161) 또한 전기적으로 전도성 있는 물질로부터 만들어지고 또한 가드 전위(VG)에서 분극된다.
이로써, 구비되지 않은 세그먼트들(102 및 104)과 같이, 관절들(112-116)은 세그먼트들(106 및 108)에 구비된 측정 전극들(118)에 전기적으로 보이지 않게 된다. 이 구성에 있어서, 이로써 측정 전극들(118)이 세그먼트들(102-104), 또는 관절들(112-116)을 감지할 위험은 없다.
설명된 예들에 있어서, 세그먼트들(106 및 108)에만 측정 전극들(118)이 구비되어 있다.
물론, 다른 실시예들에 있어서, 적어도 하나의, 특히 로봇의 세그먼트 각각에 측정 전극들이 구비되어 있을 수 있다.
대안적으로 또는 이에 더하여, 로봇의 기능적 헤드에 또한 측정 전극들이 구비되어 있을 수 있다.
대안적으로 또는 이에 더하여, 관절들(112-116)에 또한 측정 전극들이 구비되어 있을 수 있다.
특히 상기에서 설명된 로봇들(200, 300, 400 및 500) 중 하나와 결합되어, 본 발명에 따른 로봇에 이용될 수 있는 기능적 헤드의 예들은, 이제 설명될 것이다.
도 6은 특히 도 2 내지 도 5의 로봇들 중 하나에서, 본 발명에 따른 로봇에 이용될 수 있는 기능적 헤드의 일 예의 도시이다.
도 6에 도시된 예에 있어서, 기능적 헤드(110)가 고정되는 세그먼트(108)의 외벽은 가드 전위(VG)에서 분극된다.
이에 더하여, 기능적 헤드, 또는 기능적 헤드(110)의 외벽(1101) 또한 가드 전위(VG)에서 설정된다.
이로써, 기능적 헤드(110)는 세그먼트들(106 및 108)에 구비되어 있는 측정 전극들(118)에 전기적으로 보이지 않는다. 이 구성에 있어서, 이로써 측정 전극들(118)이 기능적 헤드를 감지할 위험은 없다.
도 7은 특히 도 2 내지 도 5의 로봇들 중 하나에서, 본 발명에 따른 로봇에 이용될 수 있는 기능적 헤드의 다른 예의 도시이다.
도 7에 도시된 예에 있어서, 기능적 헤드(110)가 고정되는 세그먼트(108)의 외벽(1081)은 가드 전위(VG)에서 분극된다.
동시에, 기능적 헤드, 또는 기능적 헤드(110)의 외벽(1101)은 가드 전위(VG)에서 분극된다. 이에 더하여, 전기적 절연체(702)가 세그먼트(108)와 기능적 헤드(110) 사이에 삽입되어 기능적 헤드(110)는 세그먼트(108)로부터 전기적으로 절연되어 있다.
이러한 조건들 하에서, 기능적 헤드(110)는 세그먼트들(106 및 108)에 구비되어 있는 측정 전극들(118)에 전기적으로 보이지 않는다. 이 구성에 있어서, 이로써 측정 전극들(118)이 기능적 헤드를 감지할 위험은 없다.
도 8은 특히 도 2 내지 도 5의 로봇들 중 하나에서, 본 발명에 따른 로봇에 이용될 수 있는 기능적 헤드의 다른 예의 도시이다.
도 8에 도시된 예에 있어서, 기능적 헤드(110)가 고정되는 세그먼트(108)의 외벽(1081)은 가드 전위(VG)에서 분극된다.
기능적 헤드(110)는 전기적 절연체(702)에 의해 세그먼트(108)로부터 전기적으로 절연되어 있다.
이에 더하여, 기능적 헤드(110)는 측정 전극들(118)과 같이, 제1 교류 전위에서 분극되어, 용량성 감지 전극을 형성하게 된다. 세그먼트(108)의 벽(1081)은 가드 전위(VG)에 있기 때문에, 기능적 헤드(110)에 의해 형성되는 감지 전극은 세그먼트(108)의 이 외벽(1081)에 의해 전기적으로 보호된다.
이 조건들 하에서, 기능적 헤드(110)는 기능적 헤드(110) 주위의 감지 영역 내에 존재하는 물체들 또는 사람(102)을 감지하기 위한 용량성 감지 전극으로서 사용된다.
모듈(120)은 기능적 헤드(110)와 그 환경 사이에서, Ceo로 지시되는, 전극-물체 커패시턴스로 지칭되는, 커플링 커패시턴스와 관련되는, 전기적 신호, 특히 전기적 전류를 측정하는 것을 가능하게 해준다.
도 9는 특히 도 2 내지 도 5의 로봇들 중 하나에서, 본 발명에 따른 로봇에 이용될 수 있는 기능적 헤드의 다른 예의 도시이다.
도 9에 도시된 예에 있어서, 기능적 헤드(110)가 고정되는 세그먼트(108)의 외벽(1081)은 가드 전위(VG)에서 분극되어 있지 않다.
기능적 헤드(110)는 측정 전극들(118)과 같이, 제1 교류 전위에서 분극된다.
이에 더하여, 가드 전위(VG)에서 분극되는, 가드 요소(902)는 기능적 헤드(110)와 세그먼트(108) 사이에 배치된다. 이 가드 요소(902)는 용량성 감지 전극으로서 사용되는 기능적 헤드(110)를 전기적으로 보호하는 것을 가능하게 해준다.
가드 요소(902)는 전기적 절연체(902)에 의해 기능적 헤드로부터 및 전기적 절연체(904)에 의해 세그먼트(108)로부터 전기적으로 절연된다.
이 조건들 하에서, 기능적 헤드(110)는 기능적 헤드(110) 주위의 감지 영역 내에 존재하는 물체들 또는 사람(102)을 감지하기 위한, 가드 요소(902)에 의해 보호되는 용량성 감지 전극으로서 사용된다.
가드 요소(902)는 예를 들어 시트 금속(sheet metal)과 같은, 전기적으로 전도성 있는 요소로부터 생성될 수 있다. 가드 요소(902)는 평면일 수 있거나, 또는 기능적 헤드(110) 또는 세그먼트(108)의 일 부분을 덮는 슬리브의 형태를 가질 수 있다.
도 8 및 도 9의 예들에 있어서, 기능적 헤드는 제1 전기적 전위에서 분극되고 또한 용량성 감지 전극으로서 사용된다.
하지만, 어떠한 구성들에 있어서, 기능적 헤드는 입력 신호를 수신하거나 및/또는 출력 신호를 전송하는, 모터, 센서 등과 같은, 전기적 부품을 포함할 수 있다. 이 구성에 있어서, 이러한 전기적 부품은 기능적 헤드에 의해 수행되는 용량성 감지를 방해하지 않는다.
이 단점을 극복하는 것을 허용하는 예들이 이제 설명될 것이다.
도 10은 특히 도 2 내지 도 5의 로봇들 중 하나에서, 본 발명에 따른 로봇에 이용될 수 있는 기능적 헤드의 다른 예의 도시이다.
도 10에 도시된 예에 있어서, 기능적 헤드(110)는 도 8의 기능적 헤드의 모든 요소들을 포함한다.
이에 더하여, 기능적 헤드(110)는 전기적 부품을 포함하는데, 이것은 본 예에 있어서는 기능적 헤드(110)의 그립퍼들을 이동시키는 것을 가능하게 해주는 모터(Mo)와 같은 전기적 요소이다.
전기적 요소인 전기적 모터(Mo)는 로봇 컨트롤러일 수 있는 컨트롤러(1002)로부터 공급 신호를 수신하고, 또한 선택적으로 그립퍼들의 위치를 결정하는 것을 가능하게 해주는 출력 신호를 이로 전송한다. 일반적으로, 이 입력/출력 신호들은 전기적 접지 전위(MG)를 기준으로 한다. 이제, 기능적 헤드(110)가 용량성 감지 전극으로서 사용될 때, 이때 전기적 모터(Mo) 뿐만 아니라 일반적인 접지 전위(MG)를 기준으로 하는, 입력/출력 신호들을 전도시키는 전선들은 기능적 헤드(110)에 의해 수행되는 감지를 방해하지 않는다.
이 간섭을 방지하기 위해, 전기적 모터(Mo)와 이와 연관되는 커넥터들 및 전자적 유닛은, 가드 전위(VG)에서 분극되는 가드 볼륨(1006) 내에 배치된다. 이로써, 전기적 모터(Mo) 및 이와 연관되는 커넥터들 및 전자적 유닛은 기능적 헤드(110)에게 보이지 않고 또한 이 기능적 헤드(110)에 의해 수행되는 용량성 감지를 방해하지 않는다.
물론, 이러한 가드 볼륨는 또한 도 9의 실시예와 결합되어 사용될 수 있다.
도 11은 특히 도 2 내지 도 5의 로봇들 중 하나에서, 본 발명에 따른 로봇에 이용될 수 있는 기능적 헤드의 다른 예의 도시이다.
도 11에 도시된 예에 있어서, 기능적 헤드(110)는, 가드 볼륨(1006)를 제외하고, 도 10의 기능적 헤드의 모든 요소들을 포함한다.
가드 볼륨 대신, 전위 컨버터(1102)가 사용된다. 이 컨버터(1102)는 컨트롤러(1002)와 전기적 모터(Mo) 사이에 배치된다. 이 컨버터(1102)의 기능은
- 이 전기적 모터(Mo)를 위해 의도되고 컨트롤러(1002)에 의해 전송되는, 공급 또는 제어 신호와 같은, 입력 신호로 지칭되는, 적어도 하나의 전기적 신호를 수신하고, 이 입력 신호가 가드 전위(VG)를 기준으로 하고; 및
- 이 컨트롤러(1002)를 위해 의도되고 이 전기적 모터(Mo)에 의해 전송되는 출력 신호로 지칭되는, 적어도 하나의 전기적 신호를 수신하고, 또한 이 출력 신호는 컨트롤러(1002)의 일반적인 접지 전위(MG)를 기준으로 하는 것이다.
이로써 전기적 모터(Mo)는, 이와 연관되는 커넥터들 및 전자적 유닛 뿐만 아니라, 가드 전위(VG)를 기준으로 하는 신호들에 의해 공급되고 기능적 헤드(110)를 구성하는 용량성 감지 전극을 방해하지 않는다.
물론, 이러한 가드 볼륨는 또한 도 9의 실시예와 결합되어 사용될 수 있다.
도 12는 특히 도 2 내지 도 5의 로봇들 중 하나에서, 본 발명에 따른 로봇에 이용될 수 있는 전자적 감지 유닛의 도시이다.
도 12에 도시된, 전자적 모듈(1200)은, 도 2 내지 도 5의 전자적 모듈(120)일 수 있다.
전자적 모듈(1200)은 가드 전위로 사용되는, VG로 지시되는, 교류 여기 전압을 생성하는 오실레이터(1202)를 포함한다.
전자적 모듈(1200)은 또한 연산 증폭기(1206) 및 카운터-반동 커패시터(1208)에 의해 표현되는, 전류 또는 전하 증폭기로 구성되는 전자적 감지 유닛(1204)을 포함한다.
전자적 감지 유닛(1204)은 또한 원하는 커플링 커패시턴스(Ceo), 및/또는 물체, 인체의 접근 또는 존재를 나타내는 신호를 획득하는 것을 가능하게 해주는 컨디셔너(1210)를 포함한다. 이 컨디셔너(1210)는 예를 들어 작동 주파수에서, 캐리어에 대하여 신호를 복조하기 위한 동기화된 복조기를 포함할 수 있다. 컨디셔너(1210)는 또한 비동기화된 복조기 또는 진폭 감지기를 포함할 수 있다. 이 컨디셔너(1210)는 물론 아날로그 및/또는 디지털 형태(마이크로프로세서)로 생성될 수 있고, 또한 필터링, 변환, 프로세싱 등을 위해 필요한 모든 수단을 포함할 수 있다.
전자적 모듈(1200)은 감지 전극들(118) 및 기능적 헤드(110) 각각에 전용되는 전자적 감지 유닛(1204)을 포함할 수 있다.
대안적으로, 도 12에 도시된 바와 같이, 전자적 모듈(1200)은 하나의 전자적 감지 유닛(1204) 및 이 전자적 감지 유닛(1204)을 차례로 각각의 측정 전극(118)에 그리고 기능적 헤드(110)에 연결하여, 개별적으로 이 측정 전극들 및 기능적 헤드(110) 각각을 폴링시키는, 폴링 수단(1210)을 포함할 수 있다.
물론, 전자적 모듈(1200)은 설명된 것 외에 다른 요소들도 포함할 수 있다.
이에 더하여, 전자적 모듈(1200)은 로봇의 전자적 유닛에, 또는 로봇의 몸체에, 또는 기능적 헤드에, 또는 기능적 헤드와 로봇의 몸체 사이에 위치되는, 기존의 또는 추가적인 인터페이스에 적어도 부분적으로 결합될 수 있다.
전자적 모듈(1200)은 또한 로봇의 몸체 외부에 있는 하우징 또는 모듈의 형태로 나타날 수 있다. 이 경우에 있어서, 설명된 전기적 연결들의 일부 또는 전부는, 케이블들로 다른 요소들에 연결되는, 전자적 모듈(1200) 내에 위치될 수 있다.
설명된 예들에 있어서, 로봇의 서브-파트들의 일 부분 또는 모두의 케이싱들/외벽들, 즉, 세그먼트들(102-108) 및/또는 기능적 헤드(110) 및/또는 관절들(112-116)의 케이싱들/외벽들은, 가드 전위(VG)에서 설정된다. 이것은 이 서브-파트들의 케이싱들/외벽들이 적어도 부분적으로 전기적으로 전도성 있을 것을 필요로 한다.
하지만, 예를 들어 관절, 세그먼트 또는 기능적 헤드와 같은, 로봇의 서브-파트가 전기적으로 전도성 없는 케이싱/외벽을 포함하는 경우일 수 있다.
이러한 서브-파트가 구비된 때, 즉 적어도 하나의 전기적 부품을 포함할 때, 이때 후자는 가드 전위와 다른, 또는 제1 전위와 다른 전기적 전위를 기준으로 한다면 용량성 감지를 방해할 수 있다.
이러한 간섭을 방지하기 위해, 서브-파트의 전기적 부품은 기능적 헤드를 위한 도 10에 도시된 바와 같이, 가드 볼륨 내에 배치될 수 있다.
대안적으로 또는 이에 더하여, 서브-파트의 항목으로/으로부터 입력/출력 신호들의 전기적 기준을 변환시키기 위해, 기능적 헤드를 위한 도 11에 도시된 바와 같이, 전위 컨버터가, 이용될 수 있다.
도 13은 본 발명에 따른 로봇에 이용될 있는 관절의 도시이다.
특히, 도 13에 도시된 관절(1302)은 도 1 내지 도 11의 로봇들 중 하나에 이용될 수 있고 또한 로봇(100)의 관절들(112-116) 중 하나일 수 있다.
도시된 예에 있어서, 관절(1302)의 케이싱/외벽(13021)은 전도성이 없고, 그러므로 가드 전위(VG)에서 설정될 수 없다.
동시에, 관절(1302)은 전기적 요소를 포함하는데, 이것은 해당 예에 있어서 모터(1304)이다. 관절(1302) 내에 배치되는 모터(1304)가 로봇 내에서 용량성 감지를 방해하지 않음을 보장하기 위해, 예를 들어 컨버터(1102)와 같은, 전위 컨버터가 사용된다. 이 컨버터(1102)의 기능은
- 이 모터(1304)를 위해 의도되고 예를 들어 컨트롤러(1002)에 의해 전송되는, 공급 또는 제어 신호와 같은, 입력 신호로 지칭되는, 적어도 하나의 전기적 신호를 수신하고, 이 입력 신호가 가드 전위(VG)를 기준으로 하고; 및
- 이 컨트롤러(1002)를 위해 의도되고 이 모터(1304)에 의해 전송되는 출력 신호로 지칭되는, 적어도 하나의 전기적 신호를 수신하고, 또한 이 출력 신호는 컨트롤러(1002)의 일반적인 접지 전위(MG)를 기준으로 하는 것이다.
이로써, 관절 뿐만 아니라 이와 연관되는 커넥터들 및 전자적 유닛 내에 위치되는, 모터(1304)는, 가드 전위(VG)를 기준으로 하는 신호들에 의해 공급되고 또한 용량성 감지를 방해하지 않는다.
대안적으로, 컨버터는 도 10을 참조하여 설명된 바와 같이, 가드 볼륨에 의해 대체될 수 있다.
도 14는 본 발명에 따른 로봇에 이용될 있는 세그먼트의 도시이다.
특히, 도 14에 도시된 세그먼트(1402)은 로봇(100)의 세그먼트들(102-108) 중 하나일 수 있다.
도시된 예에 있어서, 외부 케이싱(14021)은 전도성이 없고, 그러므로 가드 전위(VG)에서 설정될 수 없다.
동시에, 세그먼트(1402)은 전기적 부품을 포함하는데, 이것은 해당 예에 있어서 전기적 모듈(1404)이다. 전기적 모듈(1404)이 로봇 내에서 용량성 감지를 방해하지 않음을 보장하기 위해, 예를 들어 컨버터(1102)와 같은, 전위 컨버터가 사용된다. 이 컨버터의 기능은
- 이 모듈(1404)을 위해 의도되고 예를 들어 컨트롤러(1002)에 의해 전송되는, 공급 또는 제어 신호와 같은, 입력 신호로 지칭되는, 적어도 하나의 전기적 신호를 수신하고, 이 입력 신호가 가드 전위(VG)를 기준으로 하고; 및
- 이 컨트롤러(1002)를 위해 의도되고 이 모듈(1404)에 의해 전송되는 출력 신호로 지칭되는, 적어도 하나의 전기적 신호를 수신하고, 또한 이 출력 신호는 컨트롤러(1002)의 일반적인 접지 전위(MG)를 기준으로 하는 것이다.
이로써, 관절 뿐만 아니라 이와 연관되는 커넥터들 및 전자적 유닛 내에 위치되는, 모듈은, 가드 전위(VG)를 기준으로 하는 신호들에 의해 공급되고 또한 용량성 감지를 방해하지 않는다.
대안적으로, 컨버터는 도 10을 참조하여 설명된 바와 같이, 가드 볼륨에 의해 대체될 수 있다.
사용되는 컨버터는 로봇에 구비되는 항목들 모두에 공통일 수 있다. 대안적으로, 컨버터는 항목, 또는 항목들의 그룹에 전용일 수 있다.
물론, 세그먼트 또는 관절과 같은, 서브-파트의 전기적 부품은, 서브-파트의 케이싱 또는 외벽이 부분적으로 또는 전부가 전기적으로 전도성이 있다면, 또한 특히 가드 전위(VG)에서 분극된다면, 가드 볼륨 내에 배치되거나 또는 도 13 또는 도 14와 관련하여 설명된 바와 같이 전위 컨버터에 의해 가드 전위를 기준으로 할 수 있다.
이 경우에 있어서, 서브-파트 모두는 가드 전위(VG)를 기준으로 할 수 있다.
관절 또는 세그먼트와 같은 서브-파트는 물론 전도성이 없는 케이싱/외벽의 일 부분에 배치되는 측정 전극들(118)을 포함할 수 있다.
가드 전위(VG)를 기준으로 하거나 또는 가드 전위에서 분극되는, 전도성 있는 내부 요소들 또는 전기적 부품들을 포함하는지에 따라서, 측정 전극들이 그들의 외부 표면에 근접한 물체들의 존재에만 민감함을 보장하기 위해, 서브-파트 내부를 향하는 전극들의 표면에 대하여 가드 평면을 삽입하는 것은 바람직할 수 있다. 이 가드 평면은 예를 들어 서브-파트의 벽의 내부 표면 상 또는 외벽과 측정 전극들 사이에 배치될 수 있다.
물론, 본 발명은 설명된 예들에 한정되지 않고 다수의 조정들이 본 발명의 범위를 넘지 않으면서 이 예들에 수행될 수 있다.

Claims (19)

  1. 세그먼트, 기계적 인터페이스 및 기능적 헤드 중에서 적어도 어느 하나로서 기능하는 하나 또는 그 이상의 서브-파트들(102-116, 1302, 1402)을 포함하는 로봇으로서,
    - 상기 서브-파트(102-116, 1302, 1402) 중 적어도 하나의 서브-파트(106, 108)의 외벽(1061, 1081) 내에 또는 그 위에 배치되는 용량성 감지를 위한 적어도 하나의 측정 전극(118),
    - 작동 주파수에서, 일반적인 접지 전위(MG)와 다른 제1 교류 전기 전위에서 상기 적어도 하나의 측정 전극(118)을 분극시키기 위한 적어도 하나의 전기적 분극 수단, 및
    - 상기 적어도 하나의 측정 전극(118)과 근처 물체(OP) 사이의 커플링 커패시턴스에 대한 신호를 측정하기 위한 적어도 하나의 전자적 감지 유닛(1204)을 포함하며,
    상기 적어도 하나의 전기적 분극 수단은 상기 작동 주파수에서 상기 제1 교류 전기 전위와 동일하거나 실질적으로 동일한 가드 전위(VG)라 불리는 교류전위로, 상기 서브-파트(102-116, 1302, 1402) 중 적어도 하나의 서브-파트(102-116)의 외벽(1021-1161)의 적어도 하나의 전기적으로 전도성 있는 부분을 분극시킬 수 있도록 배치되는 것을 특징으로 하는, 로봇.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 로봇의 적어도 하나의 서브-파트는
    - 상기 로봇의 세그먼트를 이루는 서브-파트(102-108, 1402)이거나,
    - 상기 로봇의 적어도 2 개의 세그먼트들(102-108) 사이에서, 관절식 또는 비관절식의 기계적 인터페이스를 이루는 서브-파트(112-116, 1302)이거나,
    - 도구, 또는 도구 헤드를 형성하며, 관절식 또는 비관절식의 기능적 헤드를 이루는 서브-파트(110)인 것을 특징으로 하는, 로봇.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 서브-파트(102-116, 1302, 1402)는 측정 전극이 구비되지 않은 적어도 하나의 서브-파트(102, 104)를 구비하고,
    상기 서브-파트(102, 104)의 외벽(1021, 1041)의 적어도 하나의 전기적으로 전도성 있는 부분은 가드 전위(VG)에서 분극되는 것을 특징으로 하는, 로봇.
  4. 제 1 항에 있어서,
    측정 전극이 구비된 적어도 하나의 서브-파트(106, 108)를 구비하고, 상기 서브-파트(106, 108)의 외벽(1061, 1081)의 적어도 하나의 부분은 가드 전위에서 분극되는 것을 특징으로 하는, 로봇.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 서브-파트(102-116, 1302, 1402) 중 적어도 하나의 서브-파트(106, 108)에는 측정 전극이 구비되고,
    상기 서브-파트(106, 108)의 외벽(1061, 1081)의 적어도 하나의 부분은 가드 전위(VG)에서 분극되지 않는 것을 특징으로 하는, 로봇.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 서브-파트(102-116, 1302, 1402) 중에서 적어도 하나의 서브-파트(110, 1302, 1402)의 내에는 적어도 하나의 전기적 요소(Mo, 1304, 1404)가 장착되는 것을 특징으로 하는, 로봇.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 서브-파트(102-116, 1302, 1402) 중에서 적어도 하나의 서브-파트(1302, 1402)는,
    적어도 하나의 전기적 요소(1304, 1404) 주위에 배치되고 상기 가드 전위(VG)에서 분극되는 가드 볼륨 또는 벽들을 포함하는 것을 특징으로 하는, 로봇.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 서브-파트(102-116, 1302, 1402) 중에서 적어도 하나의 서브-파트(1302, 1402)는,
    상기 가드 전위(VG)를 기준으로 하거나, 또는 가드 전위(VG)에서 전기적으로 분극되는 적어도 하나의 전기적 부품을 포함하는 것을 특징으로 하는, 로봇.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 서브-파트(102-116, 1302, 1402) 중 하나의 서브-파트(110)는 기능적 헤드를 형성하고,
    상기 기능적 헤드는 용량성 감지 전극을 형성하고,
    상기 적어도 하나의 전기적 분극 수단은 또한 상기 기능적 헤드를 상기 제1 교류 전기적 전위에서 분극시키기 위해 배치되고,
    상기 기능적 헤드와 근처 물체(OP) 사이의 커플링 커패시턴스에 관련된 신호를 측정하기 위해 전자적 감지 유닛(1204)이 배치되는 것을 특징으로 하는, 로봇.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 기능적 헤드를 형성하는 서브-파트(110) 내에 배치되는 적어도 하나의 전기적 요소(Mo)을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 전기적 요소(Mo) 주위에는 가드 전위(VG)에서 분극되는 가드 볼륨 또는 벽이 배치되는 것을 특징으로 하는, 로봇.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 기능적 헤드를 형성하는 서브-파트(110) 내에 배치되고, 또한 상기 가드 전위(VG)를 기준으로 하거나, 또는 가드 전위(VG)에서 전기적으로 분극되는 적어도 하나의 전기적 요소(Mo)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 로봇.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 가드 전위(VG)를 기준으로 하거나 또는 가드 전위(VG)에서 전기적으로 분극되는 적어도 하나의 전기적 요소(Mo)에 있어서, 적어도 하나의 전기적 컨버터(1102)는,
    - 상기 적어도 하나의 전기적 요소(Mo)를 위한 공급 또는 제어 신호 중 적어도 하나의 입력 신호를 수신하고, 상기 입력 신호는 상기 가드 전위(VG)를 기준으로 하고; 및
    - 상기 적어도 하나의 전기적 요소(Mo)에 의해 전송되는 적어도 하나의 출력 신호를 수신하고, 상기 출력 신호는 컨트롤러(1002)의 전기적 접지 전위(MG)를 기준으로 하기 위해 배치되는 것을 특징으로 하는, 로봇.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 가드 전위(VG)를 기준으로 하거나 또는 가드 전위(VG)에서 전기적으로 분극되는 적어도 하나의 전기적 요소(Mo)에 있어서, 적어도 하나의 전기적 컨버터(1102)는,
    - 상기 적어도 하나의 전기적 요소(Mo)를 위한 공급 또는 제어 신호 중 적어도 하나의 입력 신호를 수신하고, 상기 입력 신호는 상기 가드 전위(VG)를 기준으로 하거나; 또는
    - 상기 적어도 하나의 전기적 요소(Mo)에 의해 전송되는 적어도 하나의 출력 신호를 수신하고, 상기 출력 신호는 전기적 요소(Mo)를 위한 컨트롤러(1002)의 전기적 접지 전위(MG)를 기준으로 하기 위해 배치되는 것을 특징으로 하는, 로봇.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 전기적 컨버터(1102)는,
    - 상기 적어도 하나의 전기적 요소(Mo)을 위한 공급 입력 신호를 생성하기 위한 DC/DC 컨버터인 갈바닉 절연을 가지는 적어도 하나의 공급부;
    - 적어도 하나의 제어 입력 신호, 또는 적어도 하나의 출력 신호를 위한, 용량성 타입의 또는 옵토 커플러에 의한, 갈바닉 접촉 없는 적어도 하나의 전기적 인터페이스;
    - 적어도 하나의 입력 신호 또는 적어도 하나의 출력 신호를 수신 및 전송하기 위한 하나 또는 그 이상의 고-임피던스 인덕터들; 및
    - 적어도 하나의 커패시터 정류형 전하-전달 컨버터 또는 적어도 하나의 커패시터 정류형 전하 펌프 컨버터를 포함하는 것을 특징으로 하는, 로봇.
  15. 제 12 항에 있어서, 상기 전기적 컨버터(1102)는,
    - 상기 적어도 하나의 전기적 요소(Mo)을 위한 공급 입력 신호를 생성하기 위한 DC/DC 컨버터인 갈바닉 절연을 가지는 적어도 하나의 공급부;
    - 적어도 하나의 제어 입력 신호, 또는 적어도 하나의 출력 신호를 위한, 용량성 타입의 또는 옵토 커플러에 의한, 갈바닉 접촉 없는 적어도 하나의 전기적 인터페이스;
    - 적어도 하나의 입력 신호 또는 적어도 하나의 출력 신호를 수신 및 전송하기 위한 적어도 하나의 고-임피던스 인덕터들; 또는
    - 적어도 하나의 커패시터 정류형 전하-전달 컨버터 또는 적어도 하나의 커패시터 정류형 전하 펌프 컨버터를 포함하는 것을 특징으로 하는, 로봇.
  16. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 로봇의 상기 서브-파트들(102-108) 모두의 외벽(1021-1081)은 상기 가드 전위에서 분극되고, 상기 로봇은 외부 지지부에 상기 로봇을 고정하기 위한 인터페이스, 및 상기 고정 인터페이스에 전기적 절연체(202)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 로봇.
  17. 제 1 항 또는 제2 항에 있어서, 적어도 하나의 서브-파트(102-108)에 있어서, 상기 서브-파트(102-108)의 상기 외벽(1021-1081)은 적어도 부분적으로
    - 전기적으로 전도성 있는 물질로부터, 또는
    - 전기적으로 전도성 있는 층을 포함하는 전기적으로 전도성이 없는 물질로부터 생성되는 것을 특징으로 하는, 로봇.
  18. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 로봇 내에 배치되는 전기적 부품들 모두는 상기 가드 전위(VG)를 전기적 기준으로 하는 것을 특징으로 하는, 로봇.
  19. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 로봇은,
    로봇화된 암, 이동가능한 로봇, 바퀴 또는 트랙의 차량, 휴머노이드 로봇, 또는 지노이드 또는 안드로이드 타입 로봇 중 하나의 형태를 가지는 것을 특징으로 하는, 로봇.
KR1020187019142A 2017-07-26 2017-07-26 가드 전위를 기준으로 하는 벽들 및 용량성 감지 수단이 구비된 로봇 KR102058809B1 (ko)

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