用于將觸覺(jué)反饋提供到示教器的裝置及相關(guān)方法
【專(zhuān)利摘要】一種用于將觸覺(jué)反饋提供到示教器的裝置及相關(guān)方法，該裝置包括具有殼體以及布置在其中的處理器的示教器。處理器與機(jī)器人控制器信號(hào)通信并且構(gòu)造為監(jiān)視并且控制機(jī)器人。在示教器上布置至少一個(gè)觸覺(jué)裝置。觸覺(jué)裝置與處理器信號(hào)通信并且構(gòu)造為當(dāng)發(fā)生觸覺(jué)事件時(shí)通過(guò)示教器將觸覺(jué)反饋提供到用戶(hù)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于將觸覺(jué)反饋提供到示教器的裝置及相關(guān)方法
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求2012年9月6日提交的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)N0.61/697，600的優(yōu)先權(quán)，其整體內(nèi)容通過(guò)引用結(jié)合于此。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及用于機(jī)器人(或自動(dòng)裝置)的示教器。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種用于在示教器上提供觸覺(jué)反饋以警示操作者系統(tǒng)的某些狀態(tài)的裝置與方法。
【背景技術(shù)】
[0004]已知的是在外科手術(shù)與機(jī)器人遙控領(lǐng)域中利用作用力反饋形式的觸覺(jué)裝置。通常，觸覺(jué)裝置是由操作者握持以引導(dǎo)機(jī)械手運(yùn)動(dòng)的操縱桿或相似裝置形式。由于操作者所握持的控制裝置的物理位置直接與致動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)相關(guān)，因此操作者直接感覺(jué)到觸覺(jué)反饋。
[0005]美國(guó)專(zhuān)利N0.8，095，200描述了將觸覺(jué)裝置用于電腦輔助外科手術(shù)的系統(tǒng)與方法。該觸覺(jué)裝置用作輸入裝置，允許信息從用戶(hù)傳送到電腦輔助外科手術(shù)系統(tǒng)。其可以用于限定解剖參考幾何、操縱虛擬植入件的位置和/或定向、操縱外科手術(shù)接近軌跡的位置和/或定向、操縱骨切除術(shù)的位置和/或定向、以及任何其它解剖或外科手術(shù)特征的選擇或布置。觸覺(jué)裝置是利用諸如觸碰、作用力、速度、位置和/或轉(zhuǎn)矩的感覺(jué)信息與用戶(hù)互動(dòng)和通信的機(jī)械或機(jī)電裝置。
[0006]觸覺(jué)裝置通過(guò)觸碰為用戶(hù)提供信息并且已經(jīng)被結(jié)合到呼機(jī)中并且適用于現(xiàn)代智能手機(jī)。這些裝置通過(guò)不同強(qiáng)度、頻率、與模式的振動(dòng)安靜地通知用戶(hù)事件或其它發(fā)現(xiàn)。通過(guò)觸碰為用戶(hù)提供信息的其它現(xiàn)有技術(shù)的觸覺(jué)裝置包括觸覺(jué)轉(zhuǎn)矩扳手、作用力反饋觸覺(jué)教導(dǎo)裝置、振動(dòng)握持條形碼閱讀器、以及具有“雙震”的電子游戲控制器。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)不包括觸覺(jué)裝置在工業(yè)機(jī)械人環(huán)境中的使用并且通常不涉及通過(guò)按壓鍵以控制機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的示教器的操作?，F(xiàn)有技術(shù)不涉及機(jī)器人與設(shè)備接觸、或者命令機(jī)器人進(jìn)行過(guò)度過(guò)激移動(dòng)時(shí)、或者當(dāng)示教器作出進(jìn)入錯(cuò)誤時(shí)的通知?，F(xiàn)有技術(shù)不涉及接近干擾區(qū)、用于焊接的機(jī)器人的焊槍角、或者達(dá)到特定定向或位置的其它工具角的通知。
[0008]用于工業(yè)機(jī)器人的通知裝置包括音響報(bào)警，該音響報(bào)警在嘈雜工廠環(huán)境中很難聽(tīng)至IJ。此外，目視報(bào)警信號(hào)也用于工業(yè)機(jī)器人。然而，除非用戶(hù)直接觀察示教器，否則目視警報(bào)信號(hào)不被用戶(hù)所察覺(jué)。漏掉事件或環(huán)境的通知可能導(dǎo)致包括質(zhì)量降低、生產(chǎn)延遲增加、以及成本增加在內(nèi)的生產(chǎn)能力的降低。
[0009]因此，需要一種一種裝置和方法來(lái)提供用于工業(yè)機(jī)器人的觸覺(jué)反饋用以改進(jìn)用戶(hù)與它們的示教器之間的互動(dòng)以提高生產(chǎn)能力與質(zhì)量并且減小延遲與成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]根據(jù)當(dāng)前公開(kāi)，驚奇地揭示了在示教器上提供觸覺(jué)反饋的改進(jìn)的裝置與方法。[0011]在本發(fā)明的實(shí)施方式中，公開(kāi)了一種用于將觸覺(jué)反饋提供到示教器的裝置。該裝置包括:具有殼體與布置在其中的處理器的示教器，處理器與自動(dòng)裝置控制器信號(hào)通信(通過(guò)信號(hào)通信)，機(jī)器人控制器構(gòu)造為監(jiān)視并且控制機(jī)械人；布置在示教器上的至少一個(gè)觸覺(jué)裝置，該觸覺(jué)裝置與處理器信號(hào)通信并且構(gòu)造為當(dāng)發(fā)生觸覺(jué)事件時(shí)將觸覺(jué)反饋通過(guò)示教器提供到用戶(hù)；以及與所述觸覺(jué)裝置信號(hào)通信的觸覺(jué)軟件。
[0012]在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式中，用于將觸覺(jué)反饋提供到示教器的裝置包括:示教器，其具有殼體與布置在其中的處理器，處理器與機(jī)械人控制器信號(hào)通信，機(jī)械人控制器構(gòu)造為監(jiān)視并且控制機(jī)械人；布置在示教器上的至少一個(gè)觸覺(jué)裝置，觸覺(jué)裝置與處理器信號(hào)通信并且構(gòu)造為當(dāng)發(fā)生觸覺(jué)事件時(shí)將觸覺(jué)反饋提供到用戶(hù)；以及與所述觸覺(jué)裝置信號(hào)通信的觸覺(jué)軟件程序，所述觸覺(jué)軟件程序具有觸覺(jué)事件監(jiān)視器、觸覺(jué)事件處理器、以及觸覺(jué)效果發(fā)生器，其中觸覺(jué)事件處理器在發(fā)生觸覺(jué)事件時(shí)接收來(lái)自觸覺(jué)事件監(jiān)視器的信號(hào)并且將信號(hào)提供到觸覺(jué)效果發(fā)生器以將信號(hào)提供到至少一個(gè)觸覺(jué)裝置。
[0013]在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式中，公開(kāi)了一種用于在示教器上提供觸覺(jué)反饋的方法。該方法包括步驟:通過(guò)構(gòu)造為與機(jī)械人控制器通信的觸覺(jué)軟件程序檢測(cè)至少一個(gè)觸覺(jué)事件，機(jī)器人控制器構(gòu)造為控制并且監(jiān)視機(jī)器人；將信號(hào)發(fā)送到布置在示教器上的觸覺(jué)裝置，該信號(hào)與至少一個(gè)觸覺(jué)事件相對(duì)應(yīng)；以及通過(guò)觸覺(jué)裝置通過(guò)示教器產(chǎn)生觸覺(jué)反饋，觸覺(jué)反饋基于觸覺(jué)裝置接收到的信號(hào)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]當(dāng)根據(jù)附圖考慮時(shí)，通過(guò)下面優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描述，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的上述以及其它優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見(jiàn)。
[0015]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的示例性示教器的主視圖；
[0016]圖2示出了結(jié)合有圖1的示教器的機(jī)器人系統(tǒng)的示意圖；
[0017]圖3a_圖3c示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的示例性機(jī)器人狀態(tài)的示意圖，其中具有觸覺(jué)裝置的示教器用于提供反饋；以及
[0018]圖4示出了用于提供觸覺(jué)反饋的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面的詳細(xì)描述與附圖描述并且示出了本發(fā)明的多個(gè)示例性實(shí)施方式。描述與附圖用于使本領(lǐng)域中的技術(shù)人員能夠制造并使用本發(fā)明，并且不旨在以任何方式限定本發(fā)明的范圍。關(guān)于公開(kāi)的方法，示出的步驟本質(zhì)上是示例性的，并且因此，步驟的順序不是必要的或嚴(yán)格的。
[0020]本發(fā)明涉及一種裝置和方法，當(dāng)發(fā)生某些情況時(shí)，該裝置和方法通過(guò)機(jī)器人示教器將觸覺(jué)反饋提供給程序員或用戶(hù)。在圖1和圖2中示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的示教器
10。示教器10是構(gòu)造為控制或給機(jī)器人30下指令以移動(dòng)的用戶(hù)界面并且包括能夠操作示教器10的處理器12。示教器10的處理器12連接到用于輸入數(shù)據(jù)的輸入裝置14、用于編程以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的存儲(chǔ)器16、以及將反饋提供到用戶(hù)的顯示器18。輸入裝置14可以是鍵盤(pán)。然而，應(yīng)該理解的是輸入裝置14可以是諸如觸摸屏的交互式顯示器，其允許用戶(hù)與示教器10或者為示教器10提供輸入的任何其它裝置進(jìn)行互動(dòng)。圖1中示出的示教器10是手持裝置。然而，應(yīng)該理解的是，示教器10可以是構(gòu)造為控制諸如便攜式或臺(tái)式電腦的機(jī)器人30的任何用戶(hù)界面裝置。
[0021]如圖2中所示，示教器10構(gòu)造為與機(jī)器人控制器32有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)通信。機(jī)器人控制器32包括處理器34以及存儲(chǔ)器36，用于編程與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。機(jī)器人控制器32連接到機(jī)器人30以主動(dòng)地控制并且監(jiān)視機(jī)器人活動(dòng)。在操作中，用戶(hù)可以將指令或數(shù)據(jù)輸入到示教器10的輸入裝置14中。該指令傳送到機(jī)器人控制器32，其然后根據(jù)輸入的指令控制機(jī)器人30。機(jī)器人控制器32與示教器10傳送機(jī)器人30的狀態(tài)與位置信息。此信息可以提供在不教器10的顯不器18上。
[0022]在圖1中示出的實(shí)施方式中，示教器10包括布置在其上的觸覺(jué)裝置22。觸覺(jué)裝置22是諸如致動(dòng)器的觸覺(jué)振動(dòng)裝置，其響應(yīng)于電刺激產(chǎn)生機(jī)械運(yùn)動(dòng)以將作用力或振動(dòng)施加到使用者可以感觸的裝置。觸覺(jué)裝置22結(jié)合到示教器10中并且構(gòu)造為提供示教器10所能傳送的足夠振動(dòng)。因此，盡管振動(dòng)源可能不位于用戶(hù)所握持的示教器10區(qū)域正下方，但是當(dāng)示教器10被致動(dòng)(或觸發(fā))以為用戶(hù)提供觸碰感覺(jué)時(shí)，該振動(dòng)通過(guò)示教器的殼體傳送。
[0023]在示出的實(shí)施方式中，觸覺(jué)裝置22a可以布置在示教器10的條帶50中的示教器10上，以在發(fā)生事件時(shí)產(chǎn)生到用戶(hù)的觸碰感覺(jué)。條帶50連接到示教器10以方便其操作。此外，示教器10包括構(gòu)造為保持示教器10的內(nèi)部構(gòu)件(未示出)的殼體24。觸覺(jué)裝置22b可以布置在示教器10的殼體24內(nèi)。然而，應(yīng)該理解的是，觸覺(jué)裝置22可以設(shè)置在示教器10上任何位置處以便為用戶(hù)產(chǎn)生足夠的觸碰感覺(jué)。在非限制實(shí)例中，觸覺(jué)裝置22可以布置在示教器10殼體24的外部或者隨意地布置在示教器10上任何位置處。此外，示教器10還可以包括任何數(shù)量的觸覺(jué)裝置22。
[0024]觸覺(jué)裝置22構(gòu)造為警報(bào)器，其接收控制信號(hào)來(lái)觸發(fā)觸覺(jué)裝置22以將感受到的感覺(jué)提供給直接握持示教器10的用戶(hù)。在可能聽(tīng)不到音響警報(bào)但是通常能感受到振動(dòng)警報(bào)的嘈雜的環(huán)境中，示教器10的觸覺(jué)裝置22允許用戶(hù)注視機(jī)器人30。例如，觸覺(jué)裝置22可以是偏心旋轉(zhuǎn)質(zhì)量電機(jī)(ERM)、線(xiàn)性諧振器(LRA)、多功能致動(dòng)器(MFA)、或構(gòu)造為將振動(dòng)提供到用戶(hù)界面裝置的任何其它致動(dòng)器或電機(jī)。
[0025]如圖2中所示，機(jī)器人控制器32存儲(chǔ)構(gòu)造為監(jiān)控用戶(hù)特定條件的機(jī)器人30活動(dòng)并且將反饋提供到觸覺(jué)裝置22的觸覺(jué)軟件程序40。在本發(fā)明的實(shí)施方式中，觸覺(jué)軟件程序40可以包括觸覺(jué)事件監(jiān)視器42、觸覺(jué)事件處理器44、以及觸覺(jué)效果發(fā)生器46。在操作中，例如，示教器10將觸覺(jué)系統(tǒng)初始信號(hào)提供到觸覺(jué)軟件程序40以開(kāi)始監(jiān)視觸覺(jué)事件。觸覺(jué)事件監(jiān)視器42檢測(cè)觸覺(jué)事件的發(fā)生(其可以是機(jī)器人30的預(yù)定移動(dòng)或者用戶(hù)通過(guò)輸入裝置14輸入的特定數(shù)據(jù))，并且將信號(hào)提供到觸覺(jué)事件處理器44，該處理器將信號(hào)提供到觸覺(jué)效果發(fā)生器46。觸覺(jué)效果發(fā)生器46通過(guò)機(jī)器人控制器32提供信號(hào)，以觸發(fā)觸覺(jué)裝置22以便被握持示教器10的用戶(hù)感覺(jué)到。應(yīng)該理解的是，觸覺(jué)軟件程序40或者觸覺(jué)軟件程序40的一部分也能夠存儲(chǔ)在示教器10上。
[0026]圖3a-圖3c示出了實(shí)例性機(jī)器人狀況，其可以包括具有觸覺(jué)裝置22的觸覺(jué)示教器10。在微動(dòng)或程序化操作過(guò)程中，可以根據(jù)機(jī)器人速度與機(jī)器人定位安全監(jiān)視系統(tǒng)使用具有觸覺(jué)裝置22的示教器10。如圖3a中所示，具有觸覺(jué)裝置22的示教器10可以被用于具有機(jī)器手38的機(jī)器人30并且編程為在干擾區(qū)20內(nèi)操作。干擾區(qū)20是機(jī)器人30局限在其中進(jìn)行操作的編程區(qū)域，并且如果機(jī)器人30在干擾區(qū)20的外部操作，那么機(jī)器人30將減速或者切斷機(jī)器人30的電機(jī)電源。當(dāng)根據(jù)此操作使用時(shí)，當(dāng)機(jī)器人30在特定距離內(nèi)接近干擾區(qū)20的任何外部界限時(shí)，可以觸發(fā)示教器10的觸覺(jué)裝置22。例如，在干擾區(qū)20的任何外部界限內(nèi)如果機(jī)器手38達(dá)到2英尺的特定距離那么便可以觸發(fā)觸覺(jué)裝置22。然而，應(yīng)該理解的是，該特定的距離可以是大于或小于2英尺的任何距離。在示出的實(shí)施方式中，機(jī)械手38是用于焊接操作的手臂工具的端部。然而，例如，機(jī)械手38可以是用于諸如材料操作、機(jī)械加工、噴涂、夾板裝載、或任何工業(yè)機(jī)器人操作的任何機(jī)器人操作的任何工具。
[0027]觸覺(jué)裝置22還可以用于促進(jìn)檢測(cè)過(guò)度過(guò)激的機(jī)器動(dòng)作，諸如，如果機(jī)器人30超過(guò)特定速度范圍就被觸發(fā)。具體地說(shuō)，如果機(jī)器人的任何電機(jī)速度超過(guò)特定速度極限，那么將切斷機(jī)器人的電機(jī)電源?？梢愿鶕?jù)限定開(kāi)關(guān)、二維掃描機(jī)、光幕、接近傳感器、壓力墊、安全繼電器、以及其它速度與位置監(jiān)視裝置使用具有觸覺(jué)裝置22的示教器10，從而，當(dāng)機(jī)器人接近系統(tǒng)界限時(shí)觸發(fā)該示教器。
[0028]在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式中，當(dāng)機(jī)械手38在特定方向的公差范圍內(nèi)，可以觸發(fā)觸覺(jué)裝置22。在如圖3b中示出的非限定實(shí)例中，當(dāng)機(jī)械手38定位在世界坐標(biāo)或用戶(hù)框架軸X、Y、Z的特定方向內(nèi)時(shí)，諸如當(dāng)機(jī)械手38的接近矢量V平行于世界坐標(biāo)軸或用戶(hù)框架軸時(shí)，可以觸發(fā)觸覺(jué)裝置22。在另一個(gè)非限定實(shí)例中(未示出)，當(dāng)與焊接機(jī)械手結(jié)合使用時(shí)可以觸發(fā)觸覺(jué)裝置22，從而，當(dāng)焊接操作過(guò)程中定位焊接機(jī)械手以形成特定焊槍角時(shí)觸發(fā)觸覺(jué)裝置22。
[0029]可以根據(jù)任何機(jī)器速度與所期望的定位應(yīng)用來(lái)觸發(fā)觸覺(jué)裝置22。例如，在圖3c中示出的實(shí)施方式中，當(dāng)機(jī)器人30與部件48或設(shè)備之間發(fā)生接觸時(shí)可以觸發(fā)觸覺(jué)裝置22。在圖中示出的部件48是車(chē)體。然而，部件48可以是在任何制造過(guò)程、加工過(guò)程、包裝過(guò)程或利用機(jī)器人的任何其它過(guò)程中機(jī)器人可以進(jìn)行接觸的任何部件或設(shè)備。在其它非限定實(shí)例(未示出)中，當(dāng)工具中心點(diǎn)(TCP)在特定位置附近或在特定位置處時(shí)，或者機(jī)器人30完成單步運(yùn)動(dòng)(single-step motion)時(shí),或者機(jī)器人30處于運(yùn)動(dòng)中時(shí),能夠觸發(fā)觸覺(jué)裝置22。
[0030]觸覺(jué)裝置22還可以根據(jù)要求為用戶(hù)提供觸覺(jué)反饋的所期望的任何其它事件、狀況、或情形而被觸發(fā)。在其它實(shí)例中，當(dāng)用戶(hù)將不恰當(dāng)或不正確的示教器登陸(entry)到輸入裝置14中或根據(jù)用戶(hù)限定的警報(bào)發(fā)生時(shí)觸覺(jué)裝置22可以被觸發(fā)。
[0031]觸覺(jué)裝置22是可編程的以產(chǎn)生振動(dòng)或作用力模式的觸覺(jué)效果，以根據(jù)發(fā)生的一個(gè)或多個(gè)觸覺(jué)事件形成定制的觸覺(jué)感覺(jué)。該模式可以包括觸覺(jué)裝置22的諸如振幅、振動(dòng)持續(xù)時(shí)間以及振動(dòng)頻率等特征的不同輸出以及所期望的觸覺(jué)裝置22的任何其它輸出特征。觸覺(jué)軟件程序40允許每個(gè)觸覺(jué)事件分配定制的觸覺(jué)模式?？梢酝ㄟ^(guò)觸覺(jué)軟件程序40由機(jī)器人控制器32指示一個(gè)或多個(gè)觸覺(jué)裝置22，以提供定制的觸覺(jué)模式。在非限定實(shí)例中，根據(jù)過(guò)度激進(jìn)的機(jī)器人30運(yùn)動(dòng)，一個(gè)或多個(gè)觸覺(jué)裝置22可以輸出一個(gè)定制觸覺(jué)模式，然而根據(jù)機(jī)器人30接近干擾區(qū)20的外部界限，觸覺(jué)裝置22可以輸出不同的定制觸覺(jué)模式。然而，應(yīng)該理解的是，所期望的任模式都可以分配到任何觸覺(jué)事件。
[0032]如圖4中所示，提供了根據(jù)實(shí)施方式提供觸覺(jué)反饋的方法。如步驟100中示出的，用戶(hù)對(duì)觸覺(jué)裝置22進(jìn)行編程以通過(guò)將觸覺(jué)反饋模式分配到觸覺(jué)事件通過(guò)示教器10來(lái)提供反饋。通過(guò)觸覺(jué)軟件程序40提供觸覺(jué)反饋模式到觸覺(jué)事件的分配。觸覺(jué)事件是可選定事件、位置或狀況中的任一個(gè)，諸如機(jī)械手接近干擾區(qū)或機(jī)器人界限、過(guò)度激進(jìn)的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的檢測(cè)、在特定方向公差內(nèi)的機(jī)械手的定向探測(cè)、接近特定位置的工具中心點(diǎn)的檢測(cè)、機(jī)器人與部件或設(shè)備之間的接觸、機(jī)器人單步運(yùn)動(dòng)的完成、任何機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的發(fā)生、機(jī)器人在可接受程序范圍外的操作的檢測(cè)、不恰當(dāng)或不正確的示教器輸入、發(fā)生用戶(hù)限定警報(bào)的指示，或者是可能要求觸覺(jué)反饋的任何其它事件、位置、或狀況。
[0033]如在步驟110中示出的，觸覺(jué)軟件程序40的觸覺(jué)事件監(jiān)視器42用于監(jiān)視選定觸覺(jué)事件的發(fā)生。當(dāng)如在步驟112所示發(fā)生觸覺(jué)事件時(shí)，觸覺(jué)事件監(jiān)視器42檢測(cè)觸覺(jué)事件并且與觸覺(jué)事件處理器44通信以處理分配到觸覺(jué)事件監(jiān)視器42所檢測(cè)的相應(yīng)觸覺(jué)事件的觸覺(jué)反饋模式。在步驟114中，觸覺(jué)事件處理器44與觸覺(jué)效果發(fā)生器46通信以通過(guò)機(jī)器人控制器32將信號(hào)發(fā)送到觸覺(jué)裝置22以產(chǎn)生通過(guò)示教器10到用戶(hù)的觸覺(jué)反饋。觸覺(jué)效果發(fā)生器46根據(jù)與觸覺(jué)事件相應(yīng)的所分配的觸覺(jué)反饋模式產(chǎn)生觸覺(jué)反饋，因此用戶(hù)能夠感覺(jué)到振動(dòng)并且識(shí)別已經(jīng)發(fā)生的觸覺(jué)事件。
[0034]在本發(fā)明的實(shí)施方式中，觸覺(jué)反饋的發(fā)生可以包括附加信號(hào)，諸如所期望的聽(tīng)覺(jué)信號(hào)與視覺(jué)信號(hào)或者任何其它類(lèi)型的感覺(jué)信號(hào)，以將反饋提供到用戶(hù)。信號(hào)可以結(jié)合到示教器10中。例如，視覺(jué)信號(hào)可以顯示在示教器10的顯示器18上并且從示教器10產(chǎn)生聽(tīng)覺(jué)信號(hào)。應(yīng)該理解的是信號(hào)可以是顯示或產(chǎn)生在任何地方的任何感覺(jué)信號(hào)(諸如警報(bào)、光、在電腦上的顯示)或者是將反饋提供到用戶(hù)的所期望的任何其它感覺(jué)信號(hào)。
[0035]根據(jù)專(zhuān)利法的規(guī)定，已經(jīng)在被認(rèn)為代表本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述。然而，應(yīng)該指出的是在不偏離本發(fā)明的精神與范圍的情況下，除了具體示出與描述的以外，可以另外實(shí)施本發(fā)明。
【權(quán)利要求】
1.一種用于將觸覺(jué)反饋提供到示教器的裝置，包括: 示教器，具有殼體和布置在所述殼體中的處理器，所述處理器與機(jī)器人控制器信號(hào)通信，所述機(jī)器人控制器構(gòu)造為監(jiān)視并控制機(jī)器人； 布置在所述示教器上的至少一個(gè)觸覺(jué)裝置，所述至少一個(gè)觸覺(jué)裝置與所述處理器信號(hào)通信并且構(gòu)造為當(dāng)發(fā)生觸覺(jué)事件時(shí)將觸覺(jué)反饋提供到所述示教器的用戶(hù)；以及 觸覺(jué)軟件程序，通過(guò)所述處理器與所述機(jī)器人控制器中的至少一個(gè)執(zhí)行所述觸覺(jué)軟件程序，以控制所述處理器與所述機(jī)器人控制器之間的所述信號(hào)通信以及所述處理器與所述至少一個(gè)觸覺(jué)裝置之間的所述信號(hào)通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述至少一個(gè)觸覺(jué)裝置是致動(dòng)器與振動(dòng)電機(jī)中的一個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述觸覺(jué)軟件程序存儲(chǔ)在所述機(jī)器人控制器與所述不教器中的一個(gè)中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的示教器，其中所述觸覺(jué)事件是以下項(xiàng)目之一: 機(jī)械手接近干擾區(qū)； 機(jī)械手接近機(jī)器人界限； 機(jī)械手的定向位于特定定向公差內(nèi)； 所述機(jī)器人與一部件之間的接觸； 所述機(jī)器人的單步運(yùn)動(dòng)的完成； 所述機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)的發(fā)生； 能接受程序范圍外的機(jī)器人操作的探測(cè)； 不正確的示教器輸入登錄；以及 用戶(hù)限定的警報(bào)的發(fā)生。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述示教器將觸覺(jué)系統(tǒng)啟動(dòng)信號(hào)提供到所述觸覺(jué)軟件程序。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述觸覺(jué)軟件程序包括觸覺(jué)事件監(jiān)視器、觸覺(jué)事件處理器、以及觸覺(jué)效果發(fā)生器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中所述觸覺(jué)事件處理器在發(fā)生所述觸覺(jué)事件時(shí)接收來(lái)自所述觸覺(jué)事件監(jiān)視器的信號(hào)并且將信號(hào)提供到所述觸覺(jué)效果發(fā)生器以將信號(hào)提供到所述至少一個(gè)觸覺(jué)裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中所述至少一個(gè)觸覺(jué)裝置通過(guò)對(duì)待由用戶(hù)感知的所述示教器產(chǎn)生所述觸覺(jué)反饋來(lái)響應(yīng)所述觸覺(jué)效果發(fā)生器所提供的信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述至少一個(gè)觸覺(jué)裝置布置在所述示教器的條帶中。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述至少一個(gè)觸覺(jué)裝置布置在所述示教器的所述殼體內(nèi)。
11.一種用于將觸覺(jué)反饋提供到示教器的裝置，包括: 示教器，具有殼體和布置在所述殼體中的處理器，所述處理器與機(jī)器人控制器信號(hào)通信，所述機(jī)器人控制器構(gòu)造為監(jiān)視并控制機(jī)器人； 布置在所述示教器上的至少一個(gè)觸覺(jué)裝置，所述至少一個(gè)觸覺(jué)裝置與所述處理器信號(hào)通信并且構(gòu)造為當(dāng)發(fā)生觸覺(jué)事件時(shí)將觸覺(jué)反饋提供到所述示教器的用戶(hù)；以及 觸覺(jué)軟件程序，通過(guò)所述處理器與所述機(jī)器人控制器中的至少一個(gè)執(zhí)行所述觸覺(jué)軟件程序以控制所述處理器與所述機(jī)器人控制器之間的所述信號(hào)通信以及所述處理器與所述至少一個(gè)觸覺(jué)裝置之間的所述信號(hào)通信，所述觸覺(jué)軟件程序具有觸覺(jué)事件監(jiān)視器、觸覺(jué)事件處理器、以及觸覺(jué)效果發(fā)生器，其中所述觸覺(jué)事件處理器在發(fā)生所述觸覺(jué)事件時(shí)接收來(lái)自所述觸覺(jué)事件監(jiān)視器的信號(hào)并且將信號(hào)提供到所述觸覺(jué)效果發(fā)生器以將信號(hào)提供到所述至少一個(gè)觸覺(jué)裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中所述至少一個(gè)觸覺(jué)裝置是致動(dòng)器與振動(dòng)電機(jī)中的一個(gè)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其中所述觸覺(jué)軟件程序存儲(chǔ)在所述機(jī)器人控制器與所述不教器中的一個(gè)中。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中所述至少一個(gè)觸覺(jué)裝置通過(guò)根據(jù)預(yù)定觸覺(jué)反饋模式將所選的觸覺(jué)反饋產(chǎn)生到待由用戶(hù)感知的所述示教器來(lái)響應(yīng)觸覺(jué)效果發(fā)生器提供的 信號(hào)。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中所述至少一個(gè)觸覺(jué)裝置布置在所述示教器的條帶與所述示教器的所述殼體之一中。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中所述觸覺(jué)事件是以下項(xiàng)目之一: 機(jī)械手接近干擾區(qū)； 機(jī)械手接近機(jī)器人界限； 機(jī)械手的定向位于特定定向公差內(nèi)； 所述機(jī)器人與一部件之間的接觸； 所述機(jī)器人的單步運(yùn)動(dòng)的完成； 所述機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)的發(fā)生； 能接受程序范圍外的所述機(jī)器人的操作的檢測(cè)； 不正確的示教器輸入登錄；以及 用戶(hù)限定的警報(bào)的發(fā)生。
17.一種用于在示教器上提供觸覺(jué)反饋的方法，包括以下步驟: 通過(guò)構(gòu)造為與機(jī)器人控制器通信的觸覺(jué)軟件程序檢測(cè)至少一個(gè)觸覺(jué)事件，所述機(jī)器人控制器構(gòu)造為控制并監(jiān)視機(jī)器人； 將信號(hào)發(fā)送到布置在所述示教器上的觸覺(jué)裝置，所述信號(hào)與所述至少一個(gè)觸覺(jué)事件相對(duì)應(yīng)；以及 由所述觸覺(jué)裝置產(chǎn)生觸覺(jué)反饋通過(guò)所述示教器，所述觸覺(jué)反饋基于所述觸覺(jué)裝置接收到的所述信號(hào)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，包括通過(guò)所述觸覺(jué)軟件程序?qū)⒂|覺(jué)反饋模式分配到所述至少一個(gè)觸覺(jué)事件的步驟。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述觸覺(jué)事件是以下項(xiàng)目中的至少一個(gè): 機(jī)械手接近干擾區(qū)； 機(jī)械手接近機(jī)器人界限； 機(jī)械手的定向位于特定定向公差內(nèi)；所述機(jī)器人與一部件之間的接觸；所述機(jī)器人的單步運(yùn)動(dòng)的完成； 所述機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)的發(fā)生； 能接受程序范圍外的所述機(jī)器人操作的檢測(cè)； 不正確示教器輸入登錄；以及 用戶(hù)限定的警報(bào)的發(fā)生。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述觸覺(jué)軟件程序包括觸覺(jué)事件監(jiān)視器、觸覺(jué)事件處理器、以及觸覺(jué)效果發(fā)生器，其中所述觸覺(jué)事件處理器在發(fā)生至少一個(gè)觸覺(jué)事件時(shí)接收來(lái)自所述觸覺(jué)事件監(jiān)視器的信號(hào)并且將信號(hào)提供到所述觸覺(jué)效果發(fā)生器以將信號(hào)提供到所述觸覺(jué)裝置。
【文檔編號(hào)】B25J13/08GK103659821SQ201310404564
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年9月6日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月6日
【發(fā)明者】加里·科瓦爾斯基, 馬修·F·德里奧, H·迪安·麥吉 申請(qǐng)人:發(fā)納科機(jī)器人美國(guó)公司