KR20200085280A - 로봇의 제동 작동을 시뮬레이션하기 위한 방법 및 시스템 - Google Patents

로봇의 제동 작동을 시뮬레이션하기 위한 방법 및 시스템 Download PDF

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KR20200085280A
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올리버 클라펜바흐
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쿠카 도이칠란트 게엠베하
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Abstract

로봇의 동적 모델의 도움으로 상기 로봇 (1) 의 제동 작동을 시뮬레이션하기 위한 본 발명에 따른 방법에 따르면, 상기 로봇의 초기 상태를 위해, 상기 시뮬레이션된 제동 작동의 결과로서 다수의 가능한 최종 상태들을 갖는 최종 상태 범위가 검출된다.

Description

로봇의 제동 작동을 시뮬레이션하기 위한 방법 및 시스템
본 발명은 로봇의 제동 작동을 시뮬레이션하기 위한 방법 및 시스템, 그리고 상기 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것이다.
로봇의 미리 정해져 있는 운동경로 위의 몇몇 선택 가능한 점들 (points) 을 위해 각각 제동 거리 (braking distance) 가 계산되는 방법이 EP 1 906 281 B1 로부터 알려져 있으며, 상기 제동 거리는 이 점을 정지 상태점과 연결하고, 상기 제동 거리들을 고려하여 가상의 운동 범위가 계산되고, 상기 가상의 운동 범위는 상기 운동경로를 위해 로봇에 의해 최대로 도달 가능한 위치들을 포함한다.
본 발명의 목적은 로봇의 작동을 개선하는 것이다.
이 목적은 청구항 1 항의 특징들을 갖는 방법을 통해 달성된다. 청구항들 9 항과 10 항은 여기에 기술되는 방법을 실행하기 위한 시스템 또는 컴퓨터 프로그램 제품을 보호하에 둔다. 종속항들은 유리한 개선들에 관한 것이다.
본 발명의 실시에 따르면, 로봇의 (적어도) 하나의 초기 상태를 위해 상기 로봇의 동적 모델의 도움으로 상기 로봇의 제동 작동을 시뮬레이션하기 위한 방법에 있어서, 일 실시에 있어서 (각각) 상기 제동 작동의 단지 하나의 시뮬레이션을 이용해 또는 상기 제동 작동의 한 번의 시뮬레이션에 있어서, (각각) 상기 시뮬레이션 제동 작동의 결과로서 상기 로봇의 다수의 가능한 최종 상태들 (final states) 을 갖는 최종 상태 범위 (final state range) 가 검출된다.
이를 통해, 일 실시에 있어서 변화들, 특히 허용오차들이, 로봇의 파라미터들에서 함께 고려될 수 있고, 이렇게 상기 시뮬레이션의 그리고 이로써 특히 이것에 근거하는 로봇의 그리고/또는 상기 로봇의 주변의 설계의 신빙성 및/또는 신뢰성이 개선될 수 있다.
이렇게 예컨대 관절들의 그리고/또는 드라이브들의 마찰파라미터들 및, 특히 기계적, 로봇 브레이크들, 특히 홀딩 브레이크들 (holding brakes) 의, 제동 모멘트들이 비교적 많이 변화한다. 상응하여, 도입부에서 언급된 EP 1 906 281 B1 에서 단지 개별적인 정지 상태점들에 근거해서만 계산되는 가상의 운동 범위의 신빙성 또는 신뢰성은 제한되어 있다.
일 실시에 있어서 로봇은 적어도 3개의, 특히 적어도 6개의, 일 실시에 있어서 적어도 7개의 (운동)축 또는 관절들을 갖는 로봇암 (robot arm) 을 구비한다. 개선에 있어서 상기 로봇은 이 축들을 움직이기 위한, 특히 전기적, 드라이브들, 일 실시에 있어서 전동식, 드라이브들, 및/또는 이 축들을 제동시키기 위한, 특히 고정시키기 위한, 특히 기계적으로 (작용하는) 브레이크들, 특히 홀딩 브레이크들을 구비한다.
상기 동적 모델은 일 실시에 있어서 상기 로봇의 포즈들 (poses) 및/또는 상기 포즈들의 제 1 및/또는 보다 높은 시간 도함수들을 기술하고, 일 실시에 있어서 상기 동적 모델은 그것들을, 특히 구동력, 제동력, 무게력, 마찰력 및/또는 (로봇) 외부의 힘들과 결합시키고, 일 실시에 있어서, 특히 미분 방정식들의 형태로, 결합시키고, 보다 간략히 표현하기 위해 여기서 반대 방향으로 평행하는 힘쌍들 또는 토크들도 일반화하여 힘이라 불린다. 제동 작동의 상기 시뮬레이션은 상응하여 일 실시에 있어서 이 미분 방정식들의, 특히 숫자상의, 풀기 또는 상기 로봇의 포즈들의 그리고/또는 상기 포즈들의 제 1 및/또는 보다 높은 시간 도함수들의 시간 진행들의 계산을 포함한다. 로봇의 포즈는 일 실시에 있어서 상기 로봇의 하나 또는 다수의 축의 위치, 및/또는 상기 로봇의, 로봇에 고정된 기준 (reference), 특히 TCP 의, 포지션 및/또는 자세를 포함할 수 있고, 특히 그것일 수 있다.
일 실시에 있어서, 상기 최종 상태 범위는 로봇의 다수의 가능한 정지 상태 포즈들을 갖는 (하나의) 정지 상태 포즈 범위를 구비할 수 있고, 특히 그것일 수 있고, 이때 상기 로봇은 일 실시에 있어서 한 정지 상태 포즈에서 또는 정지 상태 포즈들에서 움직이고 않고 또는 정지해 있다. 정지 상태 포즈들은 로봇의 그리고/또는 상기 로봇의 주변, 특히 상기 로봇의 주변의 안전장치들의, 설계를 위해 특히 중요할 수 있다.
마찬가지로, 상기 최종 상태 범위는 일 실시에 있어서 로봇의 다수의 가능한 운동 포즈들을 갖는 하나의 운동 포즈 범위도 구비할 수 있고, 특히 그것일 수 있고, 이때 상기 로봇은 일 실시에 있어서 운동 포즈에서 (각각) 아직 움직이고 또는 정지해 있지 않다. 이렇게, 예컨대 일 실시에 있어서 미리 정해져 있는 (제동)시간을 위해 제동 작동이 시뮬레이션될 수 있고, 이렇게 로봇의 가능한 운동 상태들의 범위, 특히 (잔여)속도들이, 이 시간의 경과시 검출된다.
일 실시에 있어서, 상기 정지 상태 포즈 범위는 로봇이 아직 움직이는 상기 시뮬레이션된 제동 작동 동안의 상기 로봇의 운동 포즈에 근거하여, 그리고, 특히 함수, 특성곡선군, 미리 정해져 있는 편차들 또는 그와 같은 것의 형태로, 여러 가지의 운동 포즈들에, 특히 운동 포즈들과 속도들의 여러 가지 쌍들에, 각각 다수의 가능한 정지 상태 포즈들을 갖는 정지 상태 포즈 범위들을 할당하는, 미리 정해져 있는 맵핑 (mapping) 에 근거하여 예측되고, 특히 외삽된다 (extrapolated).
이미 설명한 바와 같이, 여기서 운동 포즈란 특히 로봇이 (아직) 움직이는 또는 (아직) 정지해 있지 않은 상기 로봇의 포즈를 말한다.
일 실시에 있어서, 로봇의, 특히 상기 로봇의 축들 중 하나 또는 다수의 그리고/또는 로봇에 고정된 기준의, 특히 상기 로봇의 TCP 의, 속도는 상기 정지 상태 포즈 범위가 예측되는 데에 근거가 되는 또는 상기 미리 정해져 있는 맵핑이 상기 정지 상태 포즈 범위를 할당하는 운동 포즈에서, 개선에 있어서 (상응하는) 최대 (가능한 또는 허용할 수 있는) 속도의 최대 10%, 특히 최대 1% 에 달하는 그리고/또는 적어도 초당 0.1°또는 초당 1mm 에 달하는, 미리 정해져 있는 범위에 있다.
그러므로, 일 실시에 있어서 상기 정지 상태 포즈 범위는 시뮬레이션된 정지 상태 포즈에 근거하여 검출되는 것이 아니라, 그 대신에, 상기 (시뮬레이션된) 제동 작동 동안 이 선행하는 시뮬레이션된 운동 포즈에 근거하여 검출되고, 상기 미리 정해져 있는 맵핑은 그 후 상기 운동 포즈에 상기 정지 상태 포즈 범위를 할당한다. 상기 시뮬레이션은 일 실시에 있어서 상기 (시뮬레이션된) 속도를 위해 미리 정해져 있는 최소 속도 또는 미리 정해져 있는 범위에 도달할시 중단될 수 있고, 다른 실시에 있어서는 시뮬레이션된 정지 상태 포즈까지 계속될 수도 있다.
이를 통해, 일 실시에 있어서 시뮬레이션 시간이 짧아질 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 이를 통해 일 실시에 있어서 신빙성 및/또는 신뢰성이 개선될 수 있는데, 왜냐하면 특히 숫자상의 오류들, 벗어나는 파라미터값들 및 그와 같은 것의 영향들이, 시뮬레이션된 정지 상태 포즈까지 많이 커질 수 있기 때문이다.
일 실시에 있어서 상기 시뮬레이션에 있어서 또는 시뮬레이션에서 또는 시뮬레이션을 위해 상기 동적 모델의 적어도 하나의 파라미터를 위해 변화 범위, 특히 허용오차 범위가 미리 정해지고 또는 미리 정해져 있고, 개선에 있어서 상기 동적 모델의 2개 또는 그보다 많은 파라미터를 위해 각각 하나의 변화 범위, 특히 허용오차 범위가 미리 정해지고 또는 미리 정해져 있다. 일 실시에 있어서 이러한 파라미터는, 특히 로봇의 관절의, 마찰파라미터, 및/또는 로봇의 브레이크의, 특히 최대의, 최소의 또는 중간의, 제동 모멘트를 구비할 수 있고, 특히 그것일 수 있다.
이를 통해, 일 실시에 있어서 변화들, 특히 허용오차들이, 로봇의 파라미터들에서 함께 고려될 수 있고, 이렇게 상기 시뮬레이션의 그리고 이로써 특히 이것에 근거하는 로봇의 그리고/또는 상기 로봇의 주변의 설계의 신빙성 및/또는 신뢰성이 개선될 수 있다.
일 실시에 있어서, 상기 제동 작동은 각각 상기 미리 정해져 있는 변화 범위(들)로부터의 여러 가지 값(들)을 갖고 또는 여러 가지 값(들)을 위해 시뮬레이션되고, 이렇게 최종 상태 범위 또는 정지 상태 포즈 범위가 검출될 수 있다.
일 실시에 있어서, 상기 제동 작동은 상기 동적 모델의 파라미터들 중 하나 또는 다수를 위한 구간 연산의 도움으로 시뮬레이션되고, 상기 파라미터를 위해 또는 상기 파라미터들을 위해 (각각) 변화 범위가 미리 정해지고 또는 미리 정해져 있다. 여기서, 구간 연산이란 특히 예컨대 R.E. Moore: Interval Analysis, Prentice-Hall, Englewood Cliff, NJ 1966, ISBN 0-13-476853-1 에 기술된, 그리고/또는 IEEE-Standard 1788-2015 에 따른 연산을 말하며, 즉 특히, 각각 변화 범위 [x1, x2 > x1] 또는 [y1, y2 > y1] 가 미리 정해져 있는 2개의 파라미터 x, y 의 덧셈이 [x1 + y1, x2 + y2] 를 통해 규정되어 있는 연산을 말한다.
이를 통해, 일 실시에 있어서 시뮬레이션 시간이 짧아질 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 이를 통해 일 실시에 있어서 신빙성 및/또는 신뢰성이 개선될 수 있다.
일 실시에 있어서, 상기 검출된 최종 상태 범위의 상기 가능한 최종 상태들 중 적어도 2개를 위해, 특히 검출된 최종 상태 범위의 1개 또는 2개의 극값의 최종 상태들을 위해, 각각 이것에 의존하는 설계변수, 특히 로봇의 운동 에너지 (kinetic energy) 및/또는 로봇의 주변의 안전장치의 파라미터가, 검출된다.
그러므로, 일 실시에 있어서 로봇 및/또는 상기 로봇의 주변, 특히 안전장치는, 일 실시에 있어서 안전 범위, 보호 펜스 (protective fence) 또는 그와 같은 것은, 상기 검출된 최종 상태 범위 및 이것을 위해 검출된 설계변수(들)에 근거하여 설계될 수 있다.
이렇게, 예컨대 미리 정해져 있는 제동 시간을 위해, 가능한 운동 상태들의, 특히 (잔여)속도들의, 그리고 로봇의 상응하는 운동 에너지들의 범위가 이 시간의 경과시 검출될 수 있고, 보호 펜스, 특히 상기 보호 펜스의 종류 및/또는 재료가, 상응하여 설계될 수 있다. 마찬가지로, 예컨대 적어도 하나의 초기 상태를 위해, 로봇의 가능한 정지 상태 포즈들의 정지 상태 포즈 범위가 제동 작동의 끝에 검출될 수 있고, 안전 범위, 특히 상기 안전 범위의 크기 및/또는 형태가, 상응하여 설계될 수 있다.
일 실시에 있어서, 로봇의 다수의 초기 상태들을 위해 각각, 여기에 기술된 방식으로, 시뮬레이션된 제동 작동의 결과로서 상기 로봇의 다수의 가능한 최종 상태들을 갖는 최종 상태 범위가 검출되고, 이 최종 상태들에 의존하는 설계변수, 특히 로봇의 운동 에너지 및/또는 로봇의 주변의 안전장치의 파라미터가, 검출된다.
그러므로, 일 실시에 있어서 로봇 및/또는 상기 로봇의 주변, 특히 안전장치는, 일 실시에 있어서 안전 범위, 보호 펜스 및 그와 같은 것은, 상기 검출된 최종 상태 범위들 및 이것을 위해 검출된 설계변수들에 근거하여 설계될 수 있다.
이렇게, 예컨대 여러 가지의 초기 포즈들 및/또는 초기 속도들을 위해 각각, 가능한 정지 상태 포즈들의 범위가 검출될 수 있고, 안전 범위, 특히 상기 안전 범위의 크기 및/또는 형태가, 상응하여 설계될 수 있다.
상응하여, 본 발명은 특히 또한 로봇의 주변의 (안전장치의), 특히 보호 펜스 및/또는 안전 범위의, 설계를 위한 방법 또는 시스템에 관한 것이다. 설계하기 또는 설계는 일 실시에 있어서, 존재하는 또는 계획된 로봇의 또는 상기 로봇의 존재하는 또는 계획된 주변 (상기 주변의 안전장치) 의 생성 및/또는 수정 및/또는 검사를 포함할 수 있고, 특히 그것일 수 있다.
일 실시에 있어서, 상기 (시뮬레이션된) 제동 작동에 있어서 로봇의 적어도, 일 실시에 있어서 정확히, 하나의 축이 (시뮬레이션되어) 제동된다. 추가적으로 또는 대안적으로, 일 실시에 있어서 상기 (시뮬레이션된) 제동 작동에 있어서, 특히 (이미) 초기 상태에 있어서 또는 초기 상태에서 또는 전체 제동 작동 동안, 로봇의 적어도 하나의, 일 실시에 있어서 모든 그 밖의, 축(들)이 정지해 있고, 일 실시에 있어서 (각각) 로봇의 운동 (초기)에너지를 극대화하는 위치에서 정지해 있다.
다른 말로 하자면, 일 실시에 있어서 로봇의 적어도 하나의 정지 거리를 위해, 정지 상태 포즈 범위가 검출된다.
본 발명의 실시에 따르면, 시스템은, 특히 하드웨어 기술적으로 그리고/또는 소프트웨어 기술적으로, 특히 프로그램 기술적으로, 여기에 기술된 방법을 실행하도록 셋업되고 그리고/또는 로봇의 초기 상태를 위해 상기 시뮬레이션된 제동 작동의 결과로서 상기 로봇의 다수의 가능한 최종 상태들을 갖는 최종 상태 범위를 검출하기 위한 수단을 구비한다.
일 실시에 있어서, 상기 시스템은 또는 상기 시스템의 수단(들)은 구비한다:
로봇이 아직 움직이는 시뮬레이션된 제동 작동 동안의 상기 로봇의 운동 포즈에 근거하여, 그리고 여러 가지의 운동 포즈들에 각각, 다수의 가능한 정지 상태 포즈들을 갖는 정지 상태 포즈 범위들을 할당하는, 미리 정해져 있는 맵핑에 근거하여 정지 상태 포즈 범위를 예측하기 위한 수단; 및/또는
동적 모델의 적어도 하나의 파라미터를 위해 변화 범위를 미리 정하기 위한 수단; 및/또는
상기 동적 모델의 상기 적어도 하나의 파라미터를 위한 구간 연산의 도움으로 상기 제동 작동을 시뮬레이션하기 위한 수단; 및/또는
검출된 최종 상태 범위의 가능한 최종 상태들 중 적어도 2개를 위해 각각, 이것에 의존하는 설계변수, 특히 상기 로봇의 운동 에너지 및/또는 상기 로봇의 주변의 안전장치의 파라미터를 검출하기 위한 수단; 및/또는
로봇의 다수의 초기 상태들을 위해 각각, 시뮬레이션된 제동 작동의 결과로서 상기 로봇의 다수의 가능한 최종 상태들을 갖는 최종 상태 범위를 검출하기 위한 그리고 이 최종 상태들에 의존하는 설계변수, 특히 상기 로봇의 운동 에너지 및/또는 상기 로봇의 주변의 안전장치의 파라미터를 검출하기 위한 수단.
본 발명의 의미에서의 수단은 하드웨어 기술적으로 그리고/또는 소프트웨어 기술적으로 형성될 수 있고, 특히, 바람직하게는 저장 장치 시스템과 그리고/또는 버스 시스템과 데이터 연결된 또는 신호 연결된, 특히 디지털식의, 처리 유닛, 특히 마이크로 프로세서 유닛 (CPU) 및/또는 하나 또는 다수의 프로그램 또는 프로그램 모듈을 구비할 수 있다. 이를 위해 상기 CPU 는 저장 장치 시스템 안에 저장된 프로그램으로서 구현된 명령들을 처리하도록, 데이터 버스로부터의 입력신호들을 파악하도록 그리고/또는 데이터 버스에 출력신호들을 주도록 형성될 수 있다. 저장 장치 시스템은 하나 또는 다수의, 특히 여러 가지의, 저장 장치 매체, 특히 광학적, 자기적, 고체 매체 및/또는 다른 비휘발성 매체들을 구비할 수 있다. 상기 프로그램은 여기에 기술된 방법들을 구현하도록 또는 실행할 수 있도록 성질을 가질 수 있고, 따라서 상기 CPU 는 이러한 방법들의 단계들을 실행할 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 프로그램을 저장하기 위한 또는 그것에 저장된 프로그램을 갖는, 특히 비휘발성, 저장 장치 매체를 구비할 수 있고, 특히 그것일 수 있고, 이때 이 프로그램의 실행은 시스템, 특히 컴퓨터로 하여금, 여기에 기술된 방법을 또는 상기 방법의 단계들 중 하나 또는 다수를 실행하게 한다.
일 실시에 있어서 상기 방법의 하나 또는 다수의, 특히 모든, 단계는 완전히 또는 부분적으로 자동화되어 실행되고, 특히 상기 시스템을 통해 또는 상기 시스템의 수단(들)을 통해 실행된다.
여기에 언급된 범위는 일 실시에 있어서 (각각) 일측이 열린 또는 양측이 닫힌 범위일 수 있고, 특히 폐쇄된 또는 일측이 열린 구간일 수 있고, 또는 상부 및/또는 하부 경계를 구비할 수 있고, 특히 이를 통해 미리 정해져 있을 수 있고 또는 미리 정해질 수 있다.
그 밖의 장점들과 특징들은 종속항들과 실시예들에 나타나 있다.
도 1 은 로봇과 본 발명의 실시에 따라 상기 로봇의 제동 작동을 시뮬레이션하기 위한 시스템을 부분적으로 도식화되어 나타내고;
도 2 는 본 발명의 실시에 따라 제동 작동을 시뮬레이션하기 위한 방법을 부분적으로 도식화되어 나타낸다.
도 1 은 6축 로봇 (1) 과, 본 발명의 실시에 따라 상기 로봇의 제동 작동을 시뮬레이션하기 위한 컴퓨터 (2) 형태의 시스템을 나타내며, 상기 컴퓨터 또는 상기 시스템은 본 발명의 실시에 따라 제동 작동을 시뮬레이션하기 위한 도 2 에 도시된 방법을 실행한다.
예시적으로 한 축의 제동이 고려되고, 상기 축의 위치는 도 1 에 상응하는 축좌표 q 를 통해 도시된다.
상기 축으로부터의 간격 l 을 두고 이격된 점에서 집중되어 받아들여지는 질량 m 을 갖는, 중력상수 g 를 갖는, 상기 축의 구동 토크 A 를 갖는, 부호 함수 sgn(x) = {1 ⇔ x > 0; ­1 ⇔ x < 0; 0 ⇔ x = 0} 를 통해 방향 의존적 제동 모멘트 B 를 갖는, 그리고 마찰계수 μ 및 제 1 또는 제 2 시간 도함수
Figure pct00001
를 갖는
방정식
Figure pct00002
은 간단히 로봇 (1) 의 동적 모델을 나타낸다.
단계 (S10) 에서, 제동 모멘트 B 와 마찰계수 μ 를 위해 각각 변화 범위 [B1, B2 > B1] 또는 [μ1, μ2 > μ1] 가 미리 정해진다.
그 후, 단계 (S20) 에서 로봇 (1) 의 제동 작동은 정지 상태에 이르기까지 상기 동적 모델의 도움으로 시뮬레이션되고, 보다 정확히 말하면 구간 연산의 도움으로 시뮬레이션되고, 따라서 예컨대 상기에서 제시된 미분 방정식의 숫자상의 시간 적분법에 있어서 덧셈 B + μ 는 구간 [B1 + μ1, B2 + μ2] 을 통해 결정된다.
상응하여, 이때 상기 로봇의 다수의 가능한 정지 상태 포즈들 qi 을 갖는 정지 상태 포즈 범위 [q1, q2 > q1] 가 발생한다. 이렇게 예컨대 변화 범위 [B1, B2] 로부터의 최소 제동모멘트 B1 와 관련하여 변화 범위 [μ1, μ2] 로부터의 최소 마찰계수 μ1 는 최대 정지 거리 q2 를 초래할 수 있고, 반대로 변화 범위 [B1, B2] 로부터의 최대 제동모멘트 B2 와 관련하여 변화 범위 [μ1, μ2] 로부터의 최대 마찰계수 μ2 는 최소 정지 거리 q1 를 초래할 수 있다.
그 후, 단계 (S30) 에서 최소 정지 거리 q1 와 최대 정지 거리 q2 를 위해 각각 필요한 안전범위가 검출되고, 단계 (S40) 에서 로봇 (1) 의 한 안전범위가 이 안전범위들 중 보다 큰 것에 상응하여 설계된다.
변화에 있어서, 단계 (S10) 에서 맵핑 Q 이 미리 정해지고, 상기 맵핑은 로봇의 운동 포즈들 qk 과 속도들
Figure pct00003
의 여러 가지 쌍들에 각각, 다수의 가능한 정지 상태 포즈들
Figure pct00004
을 갖는 정지 상태 포즈 범위들
Figure pct00005
을 할당한다:
Figure pct00006
예컨대, 상수 α를 갖는
미리 정해져 있는 편차들의 형태로
Figure pct00007
그 후, 상기 변화의 단계 (S20) 에서 다시 로봇 (1) 의 제동 작동은 상기 동적 모델의 도움으로 시뮬레이션되고, 그러나 제동 모멘트 B 와 마찰계수 μ 를 위한 특이값들 (singular values) 을 가지고 시뮬레이션된다. 상기 시뮬레이션에서 상기 로봇의 속도들
Figure pct00008
이 정지 상태 전의 미리 정해져 있는 범위에 있자마자, 상기 시뮬레이션이 중단될 수 있고, 단계 (S20) 에서 정지 상태 포즈 범위 [q1, q2] 는 현재 (시뮬레이션된) 운동 포즈 및 상기 미리 정해져 있는 맵핑 Q 에 근거하여 예측될 수 있다.
이렇게, 예컨대 상기 로봇의 속도
Figure pct00009
가 처음으로 상기에서 언급된 범위에 있는 운동 포즈 qE 에서 시작하여, 정지 상태 포즈 범위 [q1, q2] 는
Figure pct00010
로의 상기에서 언급된 맵핑 Q 의 도움으로 발생한다.
그 후, 단계 (S30) 에서 최소 정지 거리 q1 와 최대 정지 거리 q2 를 위해 각각 필요한 안전범위가 검출되고, 단계 (S40) 에서 로봇 (1) 의 한 안전범위가 이 안전범위들 중 보다 큰 것에 상응하여 설계된다.
특히 이로부터 명백해지는 바와 같이, 본 발명의 일 실시에 있어서 일반적으로, 로봇의 운동 포즈에 근거하여, 그리고 다수의 가능한 정지 상태 포즈들을 갖는 정지 상태 포즈 범위들을 각각 여러 가지의 운동 포즈들에 할당하는, 미리 정해져 있는 맵핑에 근거하여 정지 상태 포즈 범위를 예측하는 양상과, 동적 모델의 적어도 하나의 파라미터를 위해 변화 범위가 미리 정해지는 또는 미리 정해져 있는 시뮬레이션의 양상은 일 실시에 있어서 조합되어 있을 수도 있고 또는 조합될 수도 있고, 실시예에서 가령, 로봇의 속도
Figure pct00011
가 상기 미리 정해져 있는 범위에 있을 때까지 단계 (S20) 에서 변화 범위들 [μ1, μ2], [B1, B2] 을 위한 구간 연산의 도움으로 시뮬레이션됨으로써 그리고 정지 상태 포즈 범위 [q1, q2] 가 이때 검출된 운동 포즈 범위로부터의 운동 포즈들에 근거하여 그리고 상기 미리 정해져 있는 맵핑 Q 에 근거하여 예측됨으로써 조합될 수 있다.
상기 설명에서 예시적인 실시들이 설명되었을지라도, 다수의 변화가 가능하다는 것에 주의하도록 한다. 또한, 상기 예시적인 실시들은 다만, 보호범위, 적용들 및 구성을 전혀 제한해서는 안 되는 예들이라는 것에 주의하도록 한다. 오히려, 상기 설명을 통해 적어도 하나의 예시적인 실시의 구현을 위한 실마리가 전문가에게 주어지고, 이때 청구항들로부터 그리고 이 등가적 특징조합들로부터 발생하는 보호범위에서 벗어나지 않으면서, 다양한 변경들이, 특히 상기 기술된 구성요소들의 기능 및 배열과 관련하여, 수행될 수 있다.
1 : 로봇
2 : 컴퓨터 (시스템)
q : 관절각도 (포즈)

Claims (10)

  1. 로봇의 동적 모델의 도움으로 상기 로봇 (1) 의 제동 작동을 시뮬레이션하기 위한 방법으로서,
    상기 로봇의 초기 상태를 위해, 시뮬레이션된 제동 작동의 결과로서 상기 로봇의 다수의 가능한 최종 상태들을 갖는 최종 상태 범위가 검출되는, 로봇의 제동 작동을 시뮬레이션하기 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 최종 상태 범위는 상기 로봇의 다수의 가능한 정지 상태 포즈들을 갖는 정지 상태 포즈 범위를 구비하는 것을 특징으로 하는, 로봇의 제동 작동을 시뮬레이션하기 위한 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 정지 상태 포즈 범위는 상기 로봇이 아직 움직이는 상기 시뮬레이션된 제동 작동 동안의 상기 로봇의 운동 포즈에 근거하여, 그리고 여러 가지의 운동 포즈들에 각각, 다수의 가능한 정지 상태 포즈들을 갖는 정지 상태 포즈 범위들을 할당하는, 미리 정해져 있는 맵핑 (mapping) 에 근거하여 예측되는 것을 특징으로 하는, 로봇의 제동 작동을 시뮬레이션하기 위한 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시뮬레이션에 있어서 상기 동적 모델의 적어도 하나의 파라미터를 위해 변화 범위가 미리 정해지는 것을 특징으로 하는, 로봇의 제동 작동을 시뮬레이션하기 위한 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제동 작동은 상기 동적 모델의 적어도 하나의 파라미터를 위한 구간 연산의 도움으로 시뮬레이션되는 것을 특징으로 하는, 로봇의 제동 작동을 시뮬레이션하기 위한 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    검출된 최종 상태 범위의 가능한 최종 상태들 중 적어도 2개를 위해 각각, 이것에 의존하는 설계변수, 특히 상기 로봇의 운동 에너지 (kinetic energy) 및/또는 상기 로봇의 주변의 안전장치의 파라미터가 검출되는 것을 특징으로 하는, 로봇의 제동 작동을 시뮬레이션하기 위한 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 로봇의 다수의 초기 상태들을 위해 각각, 시뮬레이션된 제동 작동의 결과로서 상기 로봇의 다수의 가능한 최종 상태들을 갖는 최종 상태 범위가 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따라 검출되고, 상기 최종 상태들에 의존하는 설계변수, 특히 상기 로봇의 운동 에너지 및/또는 상기 로봇의 주변의 안전장치의 파라미터가 검출되는 것을 특징으로 하는, 로봇의 제동 작동을 시뮬레이션하기 위한 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제동 작동에 있어서 상기 로봇의 적어도 하나의 축이 제동되고 그리고/또는 상기 로봇의 적어도 하나의 축이 정지해 있는 것을 특징으로 하는, 로봇의 제동 작동을 시뮬레이션하기 위한 방법.
  9. 로봇의 동적 모델의 도움으로 상기 로봇 (1) 의 제동 작동을 시뮬레이션하기 위한 시스템 (2) 으로서,
    상기 시스템은 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실행하도록 셋업되고 그리고/또는 상기 로봇의 초기 상태를 위해 상기 시뮬레이션된 제동 작동의 결과로서 상기 로봇의 다수의 가능한 최종 상태들을 갖는 최종 상태 범위를 검출하기 위한 수단을 구비하는, 로봇의 제동 작동을 시뮬레이션하기 위한 시스템.
  10. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실행하기 위한, 컴퓨터에 의해 판독될 수 있는 매체 상에 저장된 프로그램 코드를 갖는, 컴퓨터 프로그램 제품.
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