[发明专利]主动阻尼系统

说明书

本公开提供了一种用于在物理环境内执行交互的系统，该系统包括：(a)机器人底座；(b)相对于环境移动机器人底座的机器人底座致动器；(c)安装到机器人底座的机器人臂，该机器人臂包括安装在其上的末端执行器；(d)跟踪系统，该跟踪系统测量以下项中的至少一项：(i)机器人底座定位，其指示机器人底座相对于环境的定位；以及(ii)机器人底座移动，其指示机器人底座相对于环境的移动；(e)主动阻尼系统，其主动衰减机器人底座相对于环境的移动；以及(f)控制系统，其：(i)根据来自跟踪系统的信号确定移动校正；以及(ii)至少部分地根据移动校正来控制主动阻尼系统。

优先权文件

本申请要求于2018年7月16日提交的题为“ACTIVE DAMPING SYSTEM”的第2018902566号澳大利亚临时申请的优先权，其内容据此通过引用以其整体并入。

发明背景

本发明涉及用于在物理环境内执行交互的系统和方法，并且在一个特定示例中涉及结合主动阻尼使用安装在机器人底座上的机器人臂的系统和方法。

现有技术的描述

在本说明书中对任何现有出版物(或来源于其的信息)或对已知的任何事物的提及不被视为并且不应被视为对现有出版物(或来源于其的信息)或已知的事物形成本说明书所涉及的奋斗领域中的公知常识的一部分的承认或认可或任何形式的暗示。

已知提供了其中安装在移动机器人底座上的机器人臂用于在物理环境内执行交互的系统。例如，WO 2007/076581描述了一种用于由多个砖块建造建筑物的自动砌砖系统，其包括设置有砌砖和粘合剂施加头的机器人、测量系统和向机器人提供控制数据以在预定位置处铺设砖块的控制器。测量系统实时测量头部的定位，并为控制器产生定位数据。控制器基于定位数据和头部的预定或预编程定位之间的比较产生控制数据，以针对建造中的建筑物在预定定位处铺设砖块。控制器可以控制机器人以逐层(course by course)方式建造建筑物，其中砖块顺序地铺设在它们相应的预定定位处，并且其中在为下一层铺设砖块之前，为整个建筑物铺设完整一层的砖块。

WO 2007/076581中描述的布置在解决与长吊臂由于重力、风、末端执行器的移动和吊臂的移动而偏转相关联的问题方面取得了很大进展。然而，即使采用WO 2007/076581中描述的布置，特别是当与机器人的底座和末端执行器的距离增加时，末端执行器的定位误差仍然会发生。

本发明的概述

在一个宽泛的形式中，本发明的一个方面寻求提供一种用于在物理环境内执行交互的系统，该系统包括：机器人底座；机器人底座致动器，其相对于环境移动机器人底座；安装在机器人底座上的机器人臂，该机器人臂包括安装在其上的末端执行器；跟踪系统，其测量以下项中的至少一项：机器人底座定位，其指示机器人底座相对于环境的定位；以及机器人底座移动，其指示机器人底座相对于环境的移动；主动阻尼系统，其主动衰减机器人底座相对于环境的移动；以及控制系统：其根据来自跟踪系统的信号确定移动校正，并且至少部分地根据移动校正来控制主动阻尼系统。

在一个实施例中，控制系统使用以下项中的至少一项确定移动校正：基于机器人底座的移动与机器人底座路径的路径偏差；基于当前机器人底座定位和预期机器人底座定位的定位偏差；基于机器人底座定位变化的移动；基于机器人底座定位的变化率的加速度；基于机器人底座定位相对于预期机器人底座定位的变化的移动偏差；以及，基于机器人底座定位相对于预期机器人底座定位的变化率的加速度偏差。

在一个实施例中，主动阻尼系统耦合到以下项中的至少一项：机器人底座；和机器人底座致动器。

在一个实施例中，主动阻尼系统生成与以下项中的至少一项相反的原动力(motive force)：机器人底座的无意移动；以及机器人底座远离机器人底座路径的移动。