[发明专利]配备有多距离检测的功能头的机器人

说明书

本发明涉及一种包括功能头(104)和电容性检测装置的机器人(100)，该电容性检测装置包括：‑至少一个电绝缘体(106₁)，用于使所述功能头(104)电绝缘；‑至少一个电极化装置，用于使所述功能头(104)在不同于接地电势的被称为工作电势的交流电势(V)下电极化，使得所述敏感部分用作电容性检测电极；‑至少一个电气保护装置(108)；所述机器人(100)还包括称为接近传感器的至少一个传感器(112)，所述至少一个传感器是非电容性的，并且具有比由所述功能头(104)的敏感部分形成的电容性检测电极更大的检测范围。

技术领域

本发明涉及一种具有物体多距离检测周围物体的功能的机器人，其允许同时进行轨迹适应和接触检测。

本发明的领域是但不限于机器人技术领域，特别是工业机器人或服务机器人领域，例如医疗或家用机器人、甚至是协作的机器人，也称为“协作机器人”。

背景技术

工业或家用机器人、特别是协作机器人，通常包括在其上固定有功能头的主体，该功能头呈工具或工具保持器的形式以允许它们完成一个或更多个任务。

为了能够在包括人和/或物体的环境中使用或开发机器人或协作机器人、例如机器臂，需要为其配备检测能力，允许一方面避免与周围物体/人发生碰撞，另一方面尽早检测物体/人以适应其轨迹。

特别地，需要为机器人提供碰撞检测和轨迹适应的能力，以避免周围物体/人与功能头之间的碰撞，所述功能头可能是特别危险的部件。

已知小尺寸且低成本的第一类传感器，例如电容式传感器，用于配备机器人。这些传感器的范围很小，并且不允许足够早地进行物体检测以实现轨迹适应。

还已知更大和更昂贵的、提供更大的检测范围第二类传感器，例如飞行时间传感器、光学传感器等。然而，这些传感器具有相对较小的检测孔径，最大约为60°，从而留下了盲区。为了减少这些盲区，必须增加传感器的数量，考虑到这些传感器的成本和体积，这是不可能的。另外，由于传感器的测量范围，这些传感器不允许在非常短的距离或在接触时检测物体。因此，由于存在盲区和检测限制，这些传感器不适用于防撞安全应用。

因此，如果需要一个允许同时实现轨迹适应和接触检测的完整的检测功能，则机器人将需要配备第一类和第二类传感器的组合，可以是昂贵、体积大且复杂的。

本发明的目的是提出一种具有更好的物体检测功能、同时又具有可接受的成本、体积和复杂性的机器人。

本发明的另一个目的是提出一种具有更便宜、体积更小和更简单的检测功能的机器人，其允许在具有较少的盲区或甚至没有盲区的情况下同时检测近处和远处的物体。

本发明的另一个目的是提出一种具有更便宜、体积更小和更简单的物体检测功能的机器人，其同时允许在具有足够的检测安全性的情况下在机器人附近和特别是在功能头附近实现物体检测，以能够用作防撞安全装置。

本发明的又一个目的是提出一种具有检测功能的机器人，其同时允许轨迹适应和接触检测，同时更便宜、体积更小和更简单。

发明内容

这些目的中的至少一个目的是通过一种机器人实现的，该机器人包括主体，特别地以可移除或可拆除的方式或者甚至可互换的方式安装在该主体上安装有形成工具或工具保持器的功能头，所述机器人还包括电容性检测装置，所述电容性检测装置包括：

-至少一个电绝缘体，用于将所述功能头的称为敏感部分的至少一部分与所述机器人的其余部分电隔离；

-至少一个电极化装置，用于使所述敏感部分在与接地电势不同的、称为工作电势的交流电势下电极化，从而使所述敏感部分形成电容性检测电极；和

-至少一个电气保护装置，其在称为工作频率的频率下在与所述工作电势相同或基本相同的被称为保护电势的交流电势下极化，用于电气保护所述敏感部件；