[发明专利]用于仿真机器人的制动过程的方法和系统

说明书

根据本发明的一种用于借助机器人的动态模型来仿真机器人(1)的制动过程的方法，针对机器人的初始状态确定由所仿真的制动过程引起的最终状态范围，该最终状态范围包括机器人的多个可能的最终状态。

技术领域

本发明涉及用于仿真机器人的制动过程的一种方法和一种系统，以及一种用于执行该方法的计算机程序产品。

背景技术

由专利文献EP1906281B1已知一种方法，在该方法中，针对机器人的预定运动轨迹上的多个可选点，分别计算连接该点与停止点的制动距离，并且在考虑该制动距离的情况下计算虚拟的运动范围，该运动范围包括机器人针对运动轨迹最远可到达的位置。

发明内容

本发明的目的在于改善机器人的运行。

本发明的目的通过一种具有权利要求1所述特征的方法来实现。权利要求9、10请求保护一种用于执行在此所述方法的系统或计算机程序产品。优选的扩展方案由从属权利要求给出。

根据本发明的一种实施方式，在一种针对机器人的(至少一种)初始状态而利用机器人的动态模型仿真机器人的制动过程的方法中，在一种实施方式中是(分别)通过对制动过程的仅一次仿真或者说对制动过程的单次仿真，(分别)确定由于所仿真的制动过程而引起的机器人的最终状态范围，该最终状态范围包括机器人的多个可能的最终状态。

由此，在一种实施方式中，可以同时考虑机器人的参数、特别是公差的变化，并由此改善仿真的有效性和/或可靠性，并因此特别是改善基于此对机器人和/或其周围环境的设计。

因此，例如关节和/或驱动器的摩擦参数以及特别是机械式的机器人制动器、特别是停机制动器的制动力矩相对强烈地变化。因此，在开头提到的专利文献EP1906281B1中仅基于单个的停止点计算得到的虚拟运动范围的有效性或可靠性将受到限制。

在一种实施方式中，机器人具有机器人臂，该机器人臂具有至少三个、特别是至少六个、在一种实施方式中为至少七个(运动)轴或者关节。在一种扩展方案中，机器人具有特别是电动的、在一种实施方式中为电动马达式的驱动器，用于移动这些轴，和/或具有特别是机械(作用)的制动器、特别是停机制动器，用于制动、特别是锁定这些轴。

在一种实施方式中，动态模型描述了机器人的姿势和/或其一阶和/或更高阶的时间导数，在一种实施方式中，动态模型将该姿势与特别是驱动力、制动力、重力、摩擦力和/或(机器人)外力关联起来，在一种实施方式中是借助于微分方程、特别以微分方程的形式将它们关联起来，其中，为了更紧凑地表示，在本发明中也将反向平行的力偶或转矩概括地称为力。在一种实施方式中，对制动过程的仿真相应地包括求解、特别是数值地求解这些微分方程或计算机器人的姿势的时间变化和/或其一阶和/或更高阶的时间导数。在一种实施方式中，机器人的姿势可以包括机器人的一个或多个轴的姿态(Stellung)和/或机器人的特定于机器人的参照物、特别是TCP的位置和/或位姿(Lage)，特别可以是机器人的一个或多个轴的姿态和/或机器人的特定于机器人的参照物、特别是TCP的位置和/或位姿。

在一种实施方式中，最终状态范围可以包括带有机器人的多个可能的停止姿势的停止姿势范围，特别可以是带有机器人的多个可能的停止姿势的停止姿势范围，其中，在一种实施方式中，机器人在一个或多个停止姿势下不运动或停止。停止姿势对于机器人和/或其环境、特别是其环境的安全装置的设计是特别重要的。

同样地，在一种实施方式中，最终状态范围还可以包括带有机器人的多个可能的运动姿势的运动姿势范围，特别可以是带有机器人的多个可能的运动姿势的运动姿势范围，其中，在一种实施方式中，机器人在运动姿势下(分别)仍然运动或不停止。因此，例如在一种实施方式中，可以在预定的(制动)时间内仿真制动过程，并且在该时间结束时确定机器人的可能的运动状态、特别是(剩余)速度的范围。