[发明专利]包括提升/碰撞检测装置的机器人作业工具及用于机器人作业工具的方法

说明书

一种机器人作业工具，具有底盘、盖以及用于控制所述机器人作业工具的操作的控制器。所述机器人作业工具还具有连接到所述控制器以用于提供传感器输入的提升/碰撞检测装置，并且所述提升/碰撞检测装置(300)包括第一传感器元件(340)和第二传感器元件(345)，所述控制器(110)被配置为：接收指示所述第一传感器元件(340)与所述第二传感器元件(345)之间的距离的距离值的传感器输入；通过将所述距离值与提升检测阈值进行比较来确定是否已检测到提升，和/或，通过将所述距离值与碰撞检测阈值进行比较来确定是否已检测到碰撞，其中，所述碰撞检测阈值不同于所述提升检测阈值。

技术领域

本申请涉及机器人作业工具，特别是，涉及一种机器人作业工具及方法，用于执行将由诸如割草机的机器人作业工具来执行的改进的提升和碰撞检测。

背景技术

诸如机器人割草机之类的自动或机器人动力工具正变得越来越流行。在典型的应用中，诸如花园之类的工作区域，机器人作业工具可能不知道机器人作业工具可能碰撞的许多物体，静止的或可运动的物体。因此，碰撞检测是必要的，以便能够使机器人作业工具保持警觉，以在检测到碰撞时适应其操作，从而避免机器人作业工具通过试图推动通过物体而简单地停在物体前面。

同样，从安全的角度来看，重要的是检测机器人作业工具是否被提升，这样使得可关闭诸如机器人割草机的旋转刀之类的操作构件或工具，以防止伤害操作者的风险。

通常通过将机器人作业工具的盖布置为相对于机器人作业工具的底盘或主体是可运动的来实现提升和碰撞检测。这样的布置通常包括运动被监控的可运动或可滑动的构件，并且如果检测到在XY平面(与被作业的表面的平面相同)中的运动，则检测到碰撞。并且，如果检测到在Z方向(垂直于XY平面)上的运动，则检测到提升。

然而，在许多布置中，碰撞也引起在Z方向上的运动，由此可能会错误地检测到提升。

由于提升检测通常会转变机器人作业工具的任何工作中的构件或工具，因此，错误地检测到的提升将使机器人作业工具的操作受损，这当然是不希望的。

在公布为US2014/0373497A1的美国专利申请中提出一种避免错误确定的现有技术方案，其中，提供了机器人割草机中用于检测主体相对于机器人割草机的底盘的提升的提升检测布置。提升检测布置包括底盘与主体之间的连接件。该连接件包括操纵杆元件和提升元件，操纵杆元件被布置为允许主体在碰撞期间相对于底盘在碰撞平面中位移，提升元件被布置为在提升期间在提升方向上在底盘与主体之间提供柔性。提升检测布置还包括提升传感器，提升传感器被配置为通过检测两个传感器部件之间的间距变化来检测在提升期间超过提升元件的预定阈值的位移。公开了：两个传感器部件中的一个布置在提升元件上，并且两个传感器部件被布置为仅在提升方向上是可相对位移的。为了避免错误确定，两个传感器元件都定位在可枢转的操纵杆构件上，一个位于操纵杆上，一个位于提升元件上。因此，如果发生碰撞并且操纵杆仅枢转，则它们都将运动，避免任何错误确定。

然而，这具有以下缺点：为了允许在不登记错误确定的情况下能够检测到相当强烈的碰撞，需要配置可枢转的操纵杆，以使得其在枢转期间不伸长，此外，操纵杆布置有用于检测实际枢转(即，碰撞)的第二传感器布置。因此，现有技术的布置是昂贵的并且需要考虑与操作速度、重量等相关的许多因素来仔细设计，使得这种布置仅针对少数型号，这需要制造几种不同的操纵杆，使任何维修车间不得不在库存中持有几种型号的操纵杆，以向一定范围的型号提供足够的服务。

因此，需要改进的需要更少部件且可适于不同型号的用于机器人作业工具的提升碰撞检测。

发明内容

因此，本申请的教导的目的在于通过提供一种机器人作业工具来克服或至少减少那些问题和下面讨论的问题，所述机器人作业工具包括底盘、盖以及用于控制所述机器人作业工具的操作的控制器。所述机器人作业工具还可包括提升/碰撞检测装置，该提升/碰撞检测装置连接到所述控制器以用于提供传感器输入，并且所述提升/碰撞检测装置包括第一传感器元件和第二传感器元件。所述控制器可被配置为：