[发明专利]机器人机械手的端部执行器通过各种取向区域的触觉反馈

权利要求书

1.一种用于在由用户手动引导机器人机械手(1)期间驱动机器人机械手(1)的方法，其中，所述机器人机械手(1)具有通过关节彼此连接的大量连杆，并且端部执行器(3)通过另一关节与远端连杆连接，并且其中，在所有关节处布置有致动器(5)，所述方法具有以下步骤：

-通过控制单元(7)驱动(S1)所述致动器(5)以补偿作用在所述机器人机械手(1)上的重力，从而所述机器人机械手(1)在没有外力作用的情况下从静止姿势开始无加速地保持在静止姿势中，但可以被手动引导；

-在手动引导期间：通过位置角度检测单元(9)检测(S2)所述端部执行器(3)相对于所述远端连杆或相对于地固坐标系的取向；以及

-通过所述控制单元(7)驱动(S3)所述机器人机械手(1)的所述致动器(5)的至少一部分，从而当手动引导所述端部执行器(3)时，所述端部执行器(3)：

a)在第一端部执行器旋转的第一区域之内不克服对手动引导的阻力或克服对手动引导的依赖于速度的阻力，并且在所述第一区域之外克服对手动引导的依赖于旋转角度的阻力，其中，所述第一端部执行器旋转是所述端部执行器(3)围绕所述端部执行器(3)的纵向轴线的旋转；以及

b)在第二端部执行器旋转的第二区域之内不克服对手动引导的阻力或克服对手动引导的依赖于速度的阻力，并且在所述第二区域之外克服对手动引导的依赖于偏转的阻力，其中，所述第二端部执行器旋转是所述端部执行器(3)从其原始取向的纵向轴线或竖直轴线的旋转偏转。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二端部执行器旋转是所述端部执行器(3)在预定平面内从所述原始纵向轴线或竖直轴线的旋转偏转。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述预定平面是竖直平面，并且所述第二端部执行器旋转被限定围绕水平轴线，其中，即使当所述机器人机械手(1)围绕竖直轴线旋转时，所述水平轴线也保持其相对于所述机器人机械手(1)的地固环境的取向。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二端部执行器旋转是所述端部执行器(3)从所述原始纵向轴线或竖直轴线在具有公共旋转点的任何偏转方向上的旋转偏转。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，对所述机器人机械手(1)的所述致动器(5)的至少一部分的驱动如此进行，使得当手动引导所述端部执行器(3)时，所述端部执行器(3)在所述第一区域之外和/或在所述第二区域之外克服对手动引导的依赖于速度的阻力。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第二区域之外的所述依赖于偏转的阻力相对于偏转是非线性的，和/或所述第一区域之外的所述依赖于旋转角度的阻力相对于旋转角度是非线性的。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，在偏转和阻力之间和/或在旋转角度和阻力之间的相应非线性函数分别是以下之一：

-sigmoid函数，

-多项式函数，

-三角函数，

-指数函数，

-对数函数。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述依赖于偏转的阻力和/或所述依赖于旋转角度的阻力分别在预定上限处饱和。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，通过所述控制单元(7)对所述机器人机械手(1)的所述致动器(5)的至少一部分的驱动如此进行，使得当手动引导所述端部执行器(3)时，所述端部执行器(3)在所述第二端部执行器旋转的所述第二区域之内克服对手动引导的依赖于偏转的阻力，其中，针对每次偏转，所述第二区域之内的所述依赖于偏转的阻力小于所述第二区域之外的依赖于偏转的阻力的一半。

10.一种机器人机械手(1)，所述机器人机械手具有通过关节彼此连接的大量连杆，其中，端部执行器(3)通过另一关节与远端连杆连接，并且其中，在所有关节处布置有致动器(5)，所述机器人机械手(1)还具有控制单元(7)和位置角度检测单元(9)，其中，所述控制单元(7)实施成驱动所述致动器(5)以补偿作用在所述机器人机械手(1)上的重力，从而所述机器人机械手(1)在没有外力作用的情况下从静止姿势开始无加速地保持在静止姿势中，但可以被手动引导，并且其中，所述位置角度检测单元(9)实施成在手动引导期间检测所述端部执行器(3)相对于所述远端连杆或相对于地固坐标系的取向，并且其中，所述控制单元(7)实施成基于检测到的所述端部执行器(3)的取向驱动所述机器人机械手(1)的所述致动器(5)的至少一部分，从而当手动引导所述端部执行器(3)时，所述端部执行器(3)：

a)在第一端部执行器旋转的第一区域之内不克服对手动引导的阻力或克服对手动引导的依赖于速度的阻力，并且在所述第一区域之外克服对手动引导的依赖于旋转角度的阻力，其中，所述第一端部执行器旋转是所述端部执行器(3)围绕所述端部执行器(3)的纵向轴线的旋转；以及

b)在第二端部执行器旋转的第二区域之内不克服对手动引导的阻力或克服对手动引导的依赖于速度的阻力，并且在所述第二区域之外克服对手动引导的依赖于偏转的阻力，其中，所述第二端部执行器旋转是所述端部执行器(3)从其原始取向的纵向轴线或竖直轴线的旋转偏转。