KR102062056B1

KR102062056B1 - 로봇에 부착하기 위한 디바이스

Info

Publication number: KR102062056B1
Application number: KR1020187009014A
Authority: KR
Inventors: 데틀레프 게르하르트
Original assignee: 지멘스 악티엔게젤샤프트
Priority date: 2015-09-01
Filing date: 2016-07-29
Publication date: 2020-02-11
Also published as: US20180243926A1; KR20180048889A; WO2017036690A1; JP2018526234A; DE102015216659A1; EP3319763B2; EP3319763B1; EP3319763A1; CN107921648A; US10786908B2; JP6638060B2

Abstract

본 발명은, 오브젝트(4)가 그립퍼 모듈(2)에 의해 그립핑된 후에, 드라이브(9)를 이용하여, 챔버 내로 풀링되는 것을 가능하게 하는 어댑터(1)에 관한 것으로, 상기 챔버는 외측 셸(5)에 의해 형성된다. 외측 셸(5)은 오브젝트(4)를 적어도 부분적으로 커버하도록 설계되고, 오브젝트(4)를 차폐하기에 충분히 크다. 어댑터(1)는, 그립퍼 모듈(2)이 적응되는 그립퍼 베이스 시스템으로서 이해될 수 있다. 드라이브(9)는 오브젝트(4)를 포함한 전체 그립퍼 모듈(2)을 그립퍼 베이스 시스템 내로 풀링한다. 어댑터(1)는 안전한 인간/로봇 상호작용을 위한 오브젝트 하우징을 갖는 안전 그립퍼 시스템을 제공한다. 외측 셸(5)은 그립퍼 모듈(2)에 의해 그립핑되는 날카로운-에지가 있는 오브젝트(sharp-edged object)들로부터 사람들을 보호하는데, 그렇지 않으면, 이는 작업 영역에 있는 사람들의 부상을 초래할 수 있다. 따라서, 어댑터(1)에 의해, 날카로운-에지가 있는 또는 뾰족한 오브젝트들은 또한 로봇에 의해 안전하게 이송될 수 있다. 디바이스는 예컨대, 그립퍼 모듈들을 산업용 로봇들, 이를테면, 예컨대 델타 로봇들 또는 관절형 아암 로봇들에 부착하는 데 사용될 수 있다.

Description

로봇에 부착하기 위한 디바이스

VDI 가이드라인 2860(VDI Guideline 2860)에 따르면, 산업용 로봇(industrial robot)들은, 복수의 축들을 갖는, 보편적으로 이용가능한 이동 자동장치(movement automaton)들이며, 그 이동들은 자유롭게 프로그램가능하고(programmable) 그리고 선택적으로 센서(sensor)들에 의해 안내된다. 이러한 로봇들은 그립퍼(gripper)들을 구비할 수 있고, 핸들링(handling) 또는 제조상의 문제들을 수행할 수 있다.

http://www.schunk.de/schunk_files/attachments/GWS_064_DE.pdf로부터 2015년 7월 23일자로 인터넷(Internet)을 통해 입수가능한 "GWS Wechseln - Greiferwechselsystem"라는 문서는, 상이한 그립퍼 모듈(gripper module)들을 수용하도록 구성된 그립퍼 변경 시스템(gripper change system)을 개시하며, 그립퍼 모듈들 각각은 오브젝트(object)를 홀딩(hold)하도록 구성된다.

이러한 그립퍼 변경 시스템은 어댑터(adapter)로서 로봇 아암(robotic arm) 상에 어셈블링될(assembled) 수 있으며, 그 결과, 로봇 아암은 상이한 그립퍼 모듈들을 구비할 수 있다.

인간-로봇 협업의 범위 내에서 인간들이 로봇들과 함께 작업할 때, 인간들의 안전을 보장할 필요가 있다. 이를 위해, 로봇을, 예컨대, 고정된 로봇 셀(secured robot cell) 내에 하우징(house)하는 것이 알려져 있다.

본 발명은 종래 기술에 대한 대안을 제공하는, 로봇에 부착하기 위한 디바이스(device)를 개발하는 것을 의도한다.

본 발명에 따르면, 이 목적은, 그립퍼 모듈을 갖는 또는 그립퍼 모듈을 수용하도록 구성된 그립퍼 변경 시스템을 갖는 디바이스에 의해 달성되며, 그립퍼 모듈은 오브젝트를 홀딩하도록 구성된다. 디바이스는 디바이스를 로봇에 기계적으로 부착하도록 구성된 인터페이스(interface)를 갖는다.

디바이스는, 연장된 포지션(extended position)으로부터 수축된 포지션으로 그립퍼 모듈을 이동시키도록 구성된 드라이브(drive)를 특징으로 한다. 이는 또한, 외측 셸(outer shell)을 특징으로 하며, 외측 셸의 치수들은, 연장된 포지션에서 그립퍼 모듈을 이용하여 오브젝트를 그립핑(gripping)하도록 그리고 수축된 포지션에서 그립퍼 모듈 및 오브젝트를 적어도 부분적으로 커버(covering)하도록 설계된다.

제1 변형에서, 그립퍼 모듈은 디바이스에 설치되며, 드라이브는 연장가능하고 수축가능하다. 제2 변형에서, 그립퍼 변경 시스템은 디바이스에 설치되며, 드라이브는 연장가능하고 수축가능하며, 그립퍼 변경 시스템의 그립퍼 모듈은 유연하게 상호교환될 수 있다.

아래에서 명시되는 장점들은 반드시 독립 특허 청구항의 청구 대상에 의해 획득될 필요는 없다. 오히려, 이들은 또한, 개별적인 실시예들, 변형들 또는 개선예들에 의해서만 획득되는 장점들일 수 있다.

디바이스는, 오브젝트가 그립퍼 모듈에 의해 그립핑된(gripped) 후에, 오브젝트를 드라이브에 의해 챔버(chamber) 내로 풀링(pull)하는 것을 가능하게 하며, 상기 챔버는 외측 셸에 의해 형성된다. 여기서, 외측 셸은 오브젝트를 적어도 부분적으로 커버(cover)하도록 구성되고, 외측 셸은 오브젝트를 차폐하기에 충분히 크다. 디바이스는 그립퍼 모듈이 적응되는 메인 그립퍼 시스템(main gripper system)인 것으로 이해될 수 있다. 드라이브는 전체 그립퍼 모듈 및 오브젝트를 메인 그립퍼 시스템 내로 풀링한다.

어댑터는 디바이스에 의해 생성되며, 상기 어댑터는 안전한 인간-로봇 상호작용을 위한 오브젝트 하우징(object housing)을 갖는 안전 그립퍼 시스템을 제공한다. 외측 셸은 그립퍼 모듈에 의해 그립핑되는 날카로운-에지가 있는 오브젝트(sharp-edged object)들로부터 사람들을 보호하는데, 외측 셸이 없다면, 이 오브젝트는 작업공간에 있는 사람들의 부상을 초래할 수 있다. 따라서, 디바이스는 또한, 날카로운-에지가 있는 또는 날카로운 오브젝트들이 로봇에 의해 안전하게 이송되게 한다.

예로서, 디바이스는 그립퍼 모듈들을 산업용 로봇들, 예컨대 델타 로봇(delta robot)들 또는 관절형 로봇(articulated robot)들 상에 부착하기 위해 사용될 수 있다. 부가적으로, 디바이스는, 디바이스가 또한 어셈블리 문제(assembly problem)들에 사용될 수 있다는 점에서 유리하다.

일 실시예에 따르면, 외측 셸은 가요성(flexible)이고, 스트레인 센서(strain sensor)들, 특히 스트레인 게이지(strain gauge)들을 구비한다. 이는, 가요성 외측 셸의 변형을 초래하는, 인간에 의한 접촉이 스트레인 센서들에 의해 검출될 수 있다는 점에서 유리하다.

개선예에서, 외측 셸은 외측 셸의 표면 상에 용량성 센서 시스템(capacitive sensor system), 특히 촉각 스킨(tactile skin)을 구비한다. 외측 셸은 특히 가요성이거나, 연질성(soft)이거나 또는 충격흡수성(cushioned)이다.

이 개선예는, 인간에 의한 접촉이 검출될 수 있다는 점에서 마찬가지로 유리하다.

실시예에 따르면, 외측 셸은 실린더(cylinder) 또는 프리즘(prism)의 측면의 기하학적 형태를 갖는다.

개선예에서, 수축된 포지션에서, 그립퍼 모듈 및 그립핑된 오브젝트는 완전히, 외측 셸에 의해 형성되는 챔버 내에 위치된다.

실시예에 따르면, 외측 셸은 평면형 임바디먼트(planar embodiment)를 갖는 커버(cover), 또는 특히 금속 튜브(metal tube)들 또는 폴리머 튜브(polymer tube)들로 제조되는 그리드-형상 커버(grid-shaped cover)이다. 케이블(cable)들은 튜브들 내에 놓일 수 있다.

개선예에서, 드라이브는 적어도 하나의 공압 실린더(pneumatic cylinder), 전기 모터(electric motor) 또는 텔레스코픽 드라이브(telescopic drive)이다.

드라이브는 또한, 오브젝트들을 신속하게 수용하는 데 사용될 수 있는데, 이를 위해 전체 로봇 아암을 이동시킬 필요가 없다. 텔레스코픽 드라이브는 또한, 전기 모터와 함께 텔레스코픽 메커니즘(telescopic mechanism)으로서 실현될 수 있으며, 이는, 그립퍼 모듈이 적어도 텔레스코픽 메커니즘의 베이스 길이(base length)만큼 연장가능하다는 장점을 제공한다.

실시예에 따르면, 인터페이스는 데이터 인터페이스(data interface)를 가지며, 특히 데이터 인터페이스는, 특히 CAN 버스(CAN bus) 또는 프로피버스(PROFIBUS)를 위한 필드버스 인터페이스(fieldbus interface)로서, 직렬 인터페이스, 특히 파이어와이어(FireWire)로서, 이더넷(Ethernet) 또는 프로피넷 커넥터(PROFINET connector)로서, 그리고/또는 WLAN 어댑터로서 구성된다.

여기서, 필드버스 인터페이스로서의 데이터 인터페이스의 구성은, 이에 의해, 디바이스가 산업용 설비의 다른 필드 기기(field appliance)들, 센서들 및 액추에이터(actuator)들 외에도 자동화 기기들과 연결될 수 있다는 점에서, 유리하다.

개선예에서, 인터페이스는 추가로, 제어 신호들을 송신하기에 적절한 복수의 접촉들을 갖는 제어 인터페이스를 제공하는 제1 플러그-인 연결 컴포넌트(plug-in connection component)를 포함한다. 대안적으로, 또는 상보적인 방식으로, 인터페이스는 추가로, 로드 서플라이(load supply)에 부착하기 위한 전기 인터페이스를 제공하는 제2 플러그-인 연결 컴포넌트를 포함한다.

디바이스는 드라이브 및 그립퍼 모듈 둘 모두를 동작시키기 위해 제어 신호들 및 로드 서플라이를 사용할 수 있다.

실시예에 따르면, 인터페이스는 추가로, 가압된 공기를 공급 및 진공배기(evacuating)하기 위한, 커넥터들을 갖는 공압 인터페이스를 제공하는 제3 플러그-인 연결 컴포넌트를 포함한다.

디바이스는 드라이브 및 그립퍼 모듈 둘 모두를 동작시키기 위해 가압된 공기를 사용할 수 있다.

개선예에서, 디바이스는, 특히 인터페이스 반대쪽에 놓이는 외측 셸의 에지(edge)에 어셈블링되는(assembled) 적어도 하나의 제1 센서, 특히 이미지 센서(image sensor) 또는 적외선 포인트 센서(infrared point sensor)를 갖는다.

이는, 제1 센서의 시각적 범위가 오브젝트에 의해서도 외측 셸에 의해서도 제한되지 않는다는 점에서 유리하다. 종래의 센서 시스템들과는 대조적으로, 이 경우에서 주변환경(surrounding)들은 오브젝트에 의해 커버되지(covered) 않는다. 제1 센서가 이미지 센서인 한, 제1 센서는 또한, 적외선 이미지 센서일 수 있다. 게다가, 이미지 센서는 광학 유닛(optical unit)을 구비할 수 있으며, 그 결과, 제1 센서는 카메라(camera)로서 구현된다.

실시예에 따르면, 디바이스는, 특히, 인터페이스 반대쪽에 놓이는 외측 셸의 에지 상에서, 제1 센서 반대쪽에 놓이는 측 상에 어셈블링되는 제2 센서, 특히 이미지 센서 또는 적외선 포인트 센서를 포함한다.

제1 센서 및 제2 센서가 이미지 센서들인 한, 제1 센서 및 제2 센서는, 예컨대 CCD 센서들 또는 CMOS 센서들이도록 선택될 수 있다. 예로서, 온도 포인트 센서가 적외선 포인트 센서로서 적절하다.

개선예에서, 디바이스는 제3 센서를 포함하며, 제3 센서는 적외선 센서이고 그리고 제1 센서의 캡처 영역(capture region)보다 더 큰 캡처 영역을 모니터링(monitor)하도록 구성된다.

제3 센서는 더 큰 주변환경들 또는 더 먼 거리들을 모니터링하도록 서빙(serve)한다.

실시예에 따르면, 디바이스는 제1 센서의 신호들을 평가하도록 구성된 컴퓨팅 유닛(computing unit)을 포함하며, 특히, 제2 센서 및/또는 제3 센서의 신호들이 또한 프로세싱된다(processed). 컴퓨팅 유닛은 추가로, 신호 평가에 기반하여 오브젝트를 검출하도록 구성된다.

컴퓨팅 유닛의 대응하는 셋업(setup)은 예컨대, 적절한 프로그래밍(programming)에 있다.

개선예에서, 컴퓨팅 유닛은 데이터 인터페이스를 통해 신호 평가의 결과들을 출력하도록 구성된다. 이는, 센서들로부터의 정보 아이템(information item)들이 디바이스에서 미리-프로세싱되어(pre-processed), 압축된 형태로 상위 제어기(superordinate controller)에 포워딩될(forwarded) 수 있다는 점에서 유리하다.

실시예에 따르면, 제1 센서 및 제2 센서는 이미지 센서들이다. 컴퓨팅 유닛은 제1 센서 및 제2 센서로부터의 신호들을 평가하도록 ― 컴퓨팅 유닛은 센서들로부터의 2-D 이미지 정보 아이템(2-D image information item)들로부터 3-D 이미지 정보 아이템을 계산하도록 프로그래밍됨(programmed) ―, 그리고 특히 벡터(vector)들의 형태로 압축되는 방식으로, 3-D 이미지 정보 아이템을 데이터 인터페이스를 통해 출력하도록 구성된다.

로봇 아암은 디바이스를 구비한다. 로봇은 마찬가지로 디바이스를 구비한다.

개선예에서, 로봇은 외측 셸의 센서들로부터의 신호들에 기반하여 접촉을 검출하도록 그리고 로봇을 보호 모드(protection mode)로 두도록 구성된 제어기를 갖고, 보호 모드에서의 로봇의 이동은 특히, 정지되거나, 감속되거나, 또는 감소된 힘으로 수행된다.

실시예에 따르면, 로봇은, 외측 셸의 센서들로부터의 신호들에 기반하여 접촉을 검출하도록 그리고 접촉에 기반하여 이동 시퀀스(movement sequence)를 학습하도록 구성된 제어기를 갖는다.

아래에서, 본 발명의 예시적인 실시예들은 도면들에 기반하여 더 상세하게 설명된다. 달리 언급되지 않는 한, 등가의 또는 기능적으로 등가의 엘리먼트(element)들에는 도면들에서 동일한 참조 부호가 제공된다. 도면들에서:
도 1은 그립퍼 모듈을 로봇에 부착하기 위한 어댑터를 도시하고, 그립퍼 모듈은 오브젝트를 그립핑(gripping)하기 위한 연장된 포지션에 있고,
도 2는 도 1의 어댑터를 도시하고, 그립퍼 모듈은 수축된 포지션에 있고, 그 결과, 그립퍼 모듈 및 그립핑된 오브젝트는 외측 셸에 의해 보호 및 차폐되고, 그리고
도 3은 로봇 아암 상에 설치된, 도 2로부터의 어댑터를 도시한다.

도 1은 그립퍼 모듈(2)을 로봇에 부착하기 위한 어댑터(1)를 도시한다. 그립핑 조(gripping jaw)들(3)에 의해, 그립퍼 모듈(2)은 작업대(worktop)(6) 상에 배치된 오브젝트(4)를 그립핑(grip)한다. 이를 위해, 그립퍼 모듈(2)은 드라이브(9) ― 이 경우에서는 텔레스코픽 드라이브 ― 에 의해 연장되었으며, 그 결과, 그립퍼 모듈(2)은 외측 셸(5)에 의해 형성된 챔버를 벗어난다. 대안적으로, 그립핑 조들(3)은 또한, 그립퍼 핑거(gripper finger)들일 수 있다.

제1 변형에서, 그립퍼 모듈은 드라이브(9)에 단단히 연결된다. 제2 변형에서, 그립퍼 변경 시스템은 드라이브(9)의 연장부 내에 어셈블링되며, 상이한 그립퍼 모듈들(2)을 상기 그립퍼 변경 시스템에 삽입하는 것이 가능하다.

어댑터(1)는 메인 그립퍼 시스템을 제공하며, 메인 그립퍼 시스템에 의해, 상이한 그립퍼 모듈들이 적응될 수 있다. 그립퍼 모듈(2)의 반대쪽 측 상에, 어댑터(1)는 어댑터(1)를 로봇에 기계적으로 부착하도록 구성된 인터페이스(8)를 갖는다. 예로서, 인터페이스(8)는 로봇 아암의 단부의 플랜지(flange)에 대한 어셈블리를 위해 구성된다.

본 예시적인 실시예의 가능한 변형에서, 외측 셸(5)은 가요성이고, 스트레인 센서들, 특히 스트레인 게이지들을 구비한다. 예로서, 외측 셸(5)은 폴리머로 제조된다. 어댑터(1)가 로봇에 의해 이동되어 인간과 접촉하는 경우, 외측 셸(5)의 변형이 존재하며, 외측 셸(5)의 변형은 스트레인 게이지들에 의해 검출된다. 이는 로봇의 제어기에 시그널링될(signaled) 수 있으며, 그 결과, 로봇은 보호 모드가 된다. 보호 모드에서, 로봇의 이동은, 정지되거나, 감속되거나, 또는 감소된 힘으로 수행된다.

본 예시적인 실시예의 다른 변형에서, 외측 셸(5)은 외측 셸(5)의 표면 상에 용량성 센서 시스템, 특히 촉각 스킨을 구비한다. 여기서, 외측 셸(5)은 강성(rigid) 또는 가요성이거나, 연질성이거나 또는 충격흡수성일 수 있다.

적합한 기술들은, http://www.iff.fraunhofer.de/de/geschaeftsbereiche/robotersysteme/kapazitive-sensorik.html로부터 2015년 7월 28일자로 인터넷을 통해 입수가능한 문서 "Industrieroboter mit Annaeherungsdetektion fuer sichere Mensch-Roboter-Kollaboration", 및 http://www.iff.fraunhofer.de/content/dam/iff/de/dokumente/robotersysteme/themenflyer/2013-03-taktile-sensorsysteme.pdf로부터 2015년 7월 27일자로 인터넷을 통해 입수가능한 문서 "Taktile Sensorsysteme"으로부터 알려져 있다.

외측 셸의 형상은 실린더 또는 프리즘의 측면에 대응하며, 그 결과, 실린더 또는 프리즘-형상 챔버가 형성되고, 드라이브(9)는 오브젝트(4)를 가진 그립퍼 모듈(2)을 그 챔버 내로 완전히 후퇴시킬 수 있다.

외측 셸(5)은 평면형 임바디먼트를 갖거나 또는 외측 셸(5)은 단지 그리드-형상 커버이며, 그리드-형 커버는 특히, 금속 튜브들 또는 폴리머 튜브들로 제조되어, 그 내부에서 센서들의 케이블들을 안내하는 것이 유리하게 가능하다.

예로서, 드라이브(9)는 공압 실린더, 전기 모터 또는 텔레스코픽 드라이브, 예컨대 텔레스코프 스핀들 드라이브(telescope spindle drive)이다.

예로서, 외측 셸(5)의 직경은 50 mm 내지 100 mm이다. 그러나, 이 직경에 대한 완전히 상이한 값들, 예컨대 10 mm 또는 20 cm 내지 50 cm가 또한 가능하다.

컴퓨팅 유닛(7)의 정보 아이템들을 전달하는 목적들을 위해, 인터페이스(8)는 데이터 인터페이스를 가지며, 예컨대 데이터 인터페이스는, 예컨대 CAN 버스 또는 프로피버스를 위한 필드버스 인터페이스, 직렬 인터페이스, 예컨대 파이어와이어, 이더넷 또는 프로피넷 커넥터, 및/또는 WLAN 어댑터이다.

변형에서, 인터페이스는 추가로, 중앙 제어기로부터의 제어 신호들을 송신하기에 적절한 복수의 접촉들을 갖는 제어 인터페이스를 제공하는 제1 플러그-인 연결 컴포넌트를 포함한다. 여기서, 이는 예컨대, 25-핀 플러그-인 커넥터(25-pin plug-in connector)이다. 더욱이, 인터페이스(8)는, 로드 서플라이에 부착하기 위한 전기 인터페이스를 제공하는 제2 플러그-인 연결 컴포넌트를 가질 수 있다. 예로서, 로드 서플라이는 24 볼트(volts) 로드 서플라이, 230 볼트 로드 서플라이 또는 400 볼트 로드 서플라이이다. 추가의 변형에서, 인터페이스는, 가압된 공기를 공급 및 진공배기하기 위한, 커넥터들을 갖는 공압 인터페이스를 제공하는 제3 플러그-인 연결 컴포넌트를 갖는다.

어댑터(1)는 유리하게, 그립퍼 모듈(2)을 위한 제어 신호들, 전기 로드 서플라이 및 가압된 공기를 제공한다. 또한, 가압된 공기 또는 전기 에너지(electrical energy)가 드라이브(9)를 위해 사용될 수 있다.

제1 카메라(51)는 외측 셸(5)의 하부 에지 상에 어셈블링되고, 상기 제1 카메라는 예컨대, 광학 유닛 및 CCD 또는 CMOS 이미지 센서로 이루어진다. 제2 카메라(61)는 외측 셸(5)의 하부 에지의 반대쪽 측 상에 어셈블링된다. 2개의 카메라들(51, 61)의 이미지들은 그립핑 조들(3)에 의한 오브젝트(4)의 그립핑을 보조하는 데 사용될 수 있다. 이를 위해, 카메라 이미지들의 이미지 평가가, 예컨대, 컴퓨팅 유닛(7)에서 실시된다. 그립핑 조들(3)의 작동은 컴퓨팅 유닛(7) 또는 중앙 제어기에 의해 실시된다. 중앙 제어기에 의해 실시되는 경우, 컴퓨팅 유닛(7)은 카메라 이미지들 또는 카메라 이미지들의 압축된 평가를 데이터 인터페이스를 통해 중앙 제어기에 송신한다. 게다가, 컴퓨팅 유닛(7)은, 알려진 이미지 프로세싱 알고리즘(image processing algorithm)들, 예컨대, 에지 및 오브젝트 인식 알고리즘들에 의해, 카메라들(51, 61)의 2개의 카메라 이미지들로부터 3-차원 이미지 정보 아이템을 계산할 수 있다. 여기서, 컴퓨팅 유닛(7)은 3-차원 이미지 정보를 벡터들로 감소시킬 수 있으며, 벡터들은 인터페이스(8)를 통해 중앙 제어기에 송신된다.

예로서, 컴퓨팅 유닛(7)은 적절한 방식으로 프로그래밍된(programmed) ARM 프로세서(ARM processor) 또는 DSP 프로세서이다. 카메라들(51, 61)은 인간들에게 가시적인 광 스펙트럼(light spectrum)을 프로세싱(process)할 수 있지만, 카메라들(51, 61)은 또한, 적외선 카메라들이도록 선택될 수 있다. 게다가, 이들은 또한, 각각의 경우에서, 간단한 적외선 포인트 센서, 예컨대 온도 포인트 센서일 수 있다.

어댑터(1)는 추가의 센서를 가질 수 있으며, 그 추가의 센서는 적외선 센서이고 카메라들(51, 61)의 캡처 영역들보다 상당히 더 큰 캡처 영역을 모니터링한다.

그립핑 조들(3)이 오브젝트(4)를 그립핑한 후에, 그립퍼 모듈(2)은 드라이브(9)에 의해, 외측 셸(5)에 의해 형성된 챔버 내로 후퇴된다.

도 2는, 그립퍼 모듈(2)이 오브젝트(4)와 함께 챔버 내로 완전히 후퇴한 이후의 어댑터(1)를 도시한다. 그립퍼 모듈(2) 및 오브젝트(4)는 외측 셸(5)에 의해, 적어도 측면들에 대해 커버되고 차폐된다.

도 3은 로봇(10)의 조인트(joint)(11) 상에 어셈블링되는, 도 1 및 도 2로부터의 어댑터(1)를 도시한다. 로봇(10)은, 조인트들(11)을 통해 서로 연결되고 그리고 베이스(base)(13) 상에 어셈블링되는 2개의 아암 부재들(12)을 갖는다. 오브젝트를 가진 그립퍼 모듈이 도 3에서 외측 셸의 챔버 내로 완전히 후퇴하였기 때문에, 로봇(10)은, 가능하게는 날카로운-에지가 있는 오브젝트(4)로 사람들에게 부상을 입히지 않으면서, 그 아암 부재들(12)을 고속으로 변위시킬 수 있다.

게다가, 조작자는 어댑터(1)에 터치(touch)하여, 예컨대 스위치(switch)를 작동시켜 로봇(10)의 학습 모드를 활성화시킬 수 있다. 학습 모드에서, 로봇(10)은, 조작자가, 예컨대 원하는 이동 시퀀스에 따라 어댑터(1)를 이동시키기 위해, 조작자에 의한 터치(touch)들에 기반하여 이동 시퀀스를 학습할 수 있다.

적합한 기술들은 http://www.produktion.de/automatisierung/robotik-und-handhabung/roboter-lernen-heute-leichter/로부터 2015년 7월 28일자로 인터넷을 통해 입수가능한 문서 "Roboter lernen heute leichter" 및 http://www.kuka-robotics.com/res/sps/a737ee03-5832-4c95-9d91-84e0de80c664_LBR_iiwa_Produkt_Broschuere_DE.pdf로부터 2015년 7월 27일자로 인터넷을 통해 입수가능한 문서 "ii feel you"로부터 알려져 있다.

본 발명이 예시적인 실시예들에 의해 상세하게 예시되고 설명되었지만, 본 발명은 개시된 예들에 의해 제한되지 않는다. 본 발명의 보호 범위를 벗어남이 없이, 당업자에 의해 다른 변형들이 본 발명으로부터 유도될 수 있다. 설명된 예시적인 실시예들, 변형들, 실시예들 및 개선예들은 또한, 서로 자유롭게 조합될 수 있다.

Claims

로봇(robot)에 부착하기 위한 디바이스(device)로서,
그립퍼 모듈(gripper module)(2) 또는 상기 그립퍼 모듈(2)이 수용된 그립퍼 변경 시스템(gripper change system) ― 상기 그립퍼 모듈(2)은 오브젝트(object)(4)를 홀딩(hold)하도록 구성됨 ― 을 갖고, 그리고
상기 디바이스를 로봇에 기계적으로 부착하도록 구성된 인터페이스(interface)(8)를 갖고,
연장된 포지션(extended position)으로부터 수축된 포지션으로 상기 그립퍼 모듈(2)을 이동시키도록 구성된 드라이브(drive)(9), 및
외측 셸(outer shell)(5)을 가지며,
상기 외측 셸(5)의 치수들은,
상기 연장된 포지션에서 상기 그립퍼 모듈(2)을 이용하여 오브젝트(4)를 그립핑(gripping)하도록, 그리고
상기 수축된 포지션에서 상기 그립퍼 모듈(2) 및 상기 오브젝트(4)를 적어도 부분적으로 커버(covering)하도록, 설계되는,
로봇에 부착하기 위한 디바이스.
제1 항에 있어서,
상기 외측 셸(5)은 가요성(flexible)이고, 그리고 스트레인 게이지(strain gauge)들을 구비하는,
로봇에 부착하기 위한 디바이스.
제1 항에 있어서,
상기 외측 셸(5)은 상기 외측 셸(5)의 표면 상에 용량성 센서 시스템(capacitive sensor system)을 구비하고, 그리고
상기 외측 셸(5)은, 가요성이거나, 연질성(soft)이거나 또는 충격흡수성(cushioned)인,
로봇에 부착하기 위한 디바이스.
제1 항에 있어서,
상기 외측 셸(5)은 실린더(cylinder) 또는 프리즘(prism)의 측면의 기하학적 형태를 갖는,
로봇에 부착하기 위한 디바이스.
제1 항에 있어서,
상기 수축된 포지션에서 상기 그립퍼 모듈(2) 및 그립핑된(gripped) 오브젝트(4)는 완전히, 상기 외측 셸(5)에 의해 형성되는 챔버(chamber) 내에 위치되는,
로봇에 부착하기 위한 디바이스.
제1 항에 있어서,
상기 외측 셸(5)은,
평면형 임바디먼트(planar embodiment)를 갖는 커버(cover)이거나, 또는
금속 튜브(metal tube)들 또는 폴리머 튜브(polymer tube)들로 제조되는 그리드-형상 커버(grid-shaped cover)인,
로봇에 부착하기 위한 디바이스.
제1 항에 있어서,
상기 드라이브(9)는 적어도 하나의 공압 실린더(pneumatic cylinder), 전기 모터(electric motor) 또는 텔레스코픽 드라이브(telescopic drive)인,
로봇에 부착하기 위한 디바이스.
제1 항에 있어서,
상기 인터페이스(8)는 데이터 인터페이스(data interface)를 가지며,
상기 데이터 인터페이스는,
필드버스 인터페이스(fieldbus interface),
직렬 인터페이스,
이더넷(Ethernet) 또는 프로피넷 커넥터(PROFINET connector), 그리고
WLAN 어댑터(WLAN adapter)
중 하나 이상으로 구성되는,
로봇에 부착하기 위한 디바이스.
제1 항에 있어서,
상기 인터페이스(8)는 추가로,
제어 신호들을 송신할 수 있는 복수의 접촉들을 갖는 제어 인터페이스를 제공하는 제1 플러그-인 연결 컴포넌트(plug-in connection component)를 갖거나,
로드 서플라이(load supply)에 부착하기 위한 전기 인터페이스를 제공하는 제2 플러그-인 연결 컴포넌트를 갖거나, 또는
제어 신호들을 송신할 수 있는 복수의 접촉들을 갖는 제어 인터페이스를 제공하는 제1 플러그-인 연결 컴포넌트를 가지며, 로드 서플라이에 부착하기 위한 전기 인터페이스를 제공하는 제2 플러그-인 연결 컴포넌트를 갖는,
로봇에 부착하기 위한 디바이스.
제1 항에 있어서,
상기 인터페이스(8)는 추가로, 가압된 공기를 공급 및 진공배기(evacuating)하기 위한, 커넥터들을 갖는 공압 인터페이스를 제공하는 제3 플러그-인 연결 컴포넌트를 갖는,
로봇에 부착하기 위한 디바이스.
제1 항에 있어서,
상기 인터페이스(8) 반대쪽에 놓이는 상기 외측 셸(5)의 에지(edge)에 어셈블링되는(assembled) 적어도 하나의 제1 센서(51)를 갖는,
로봇에 부착하기 위한 디바이스.
제11 항에 있어서,
상기 인터페이스(8) 반대쪽에 놓이는 상기 외측 셸(5)의 에지 상에서, 상기 제1 센서(51) 반대쪽에 놓이는 측 상에 어셈블링되는 제2 센서(61)를 갖는,
로봇에 부착하기 위한 디바이스.
제11 항에 있어서,
적외선 센서이고 그리고 상기 제1 센서의 캡처 영역(capture region)보다 더 큰 캡처 영역을 모니터링(monitor)하도록 구성되는 제3 센서를 갖는,
로봇에 부착하기 위한 디바이스.
제11 항에 있어서,
컴퓨팅 유닛(computing unit)(7)을 가지며,
상기 컴퓨팅 유닛(7)은,
상기 제1 센서(51)의 신호들을 평가하도록 ― 제2 센서 및 제3 센서 중 하나 이상의 신호들이 또한 프로세싱됨(processed) ―, 그리고
신호 평가에 기반하여 상기 오브젝트(4)를 검출하도록 구성되는,
로봇에 부착하기 위한 디바이스.
제14 항에 있어서,
상기 컴퓨팅 유닛(7)은 데이터 인터페이스를 통해 상기 신호 평가의 결과들을 출력하도록 구성되는,
로봇에 부착하기 위한 디바이스.
제15 항에 있어서,
상기 제1 센서(51) 및 상기 제2 센서(61)는 이미지 센서들이고, 그리고
상기 컴퓨팅 유닛(7)은,
상기 제1 센서(51) 및 상기 제2 센서(61)로부터의 신호들을 평가하도록 ― 상기 컴퓨팅 유닛(7)은 센서들(51, 61)로부터의 2-D 이미지 정보 아이템(2-D image information item)들로부터 3-D 이미지 정보 아이템을 계산하도록 프로그래밍됨(programmed) ―, 그리고
벡터(vector)들의 형태로 압축되는 방식으로, 상기 3-D 이미지 정보 아이템을 상기 데이터 인터페이스를 통해 출력하도록 구성되는,
로봇에 부착하기 위한 디바이스.
제1 항 내지 제16 항 중 어느 한 항에 청구된 디바이스를 구비하는 로봇 아암(robotic arm).
제1 항 내지 제16 항 중 어느 한 항에 청구된 디바이스를 구비하는 로봇.
제18 항에 있어서,
제어기를 갖고,
상기 제어기는,
외측 셸(5)의 센서들로부터의 신호들에 기반하여 접촉을 검출하도록, 그리고
상기 로봇을 보호 모드(protection mode)로 두도록 구성되며,
상기 보호 모드에서의 상기 로봇의 이동은 정지되거나, 감속되거나, 또는 감소된 힘으로 수행되는,
로봇.
제18 항에 있어서,
제어기를 갖고,
상기 제어기는,
상기 외측 셸(5)의 센서들로부터의 신호들에 기반하여 접촉을 검출하도록, 그리고
상기 접촉에 기반하여 이동 시퀀스(movement sequence)를 학습하도록 구성되는,
로봇.