本發(fā)明涉及用于包括檢測(cè)與環(huán)境的機(jī)械交互的傳感器的機(jī)器人機(jī)械手(manipulator)的開(kāi)環(huán)/閉環(huán)控制的方法和裝置。本發(fā)明還涉及具有這樣的裝置的機(jī)器人，并且涉及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、數(shù)字存儲(chǔ)介質(zhì)、計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品及計(jì)算機(jī)程序。

用于機(jī)器人機(jī)械手的開(kāi)環(huán)/閉環(huán)控制的方法和裝置是已知的。因此，例如從de102010048369a1，已知用于至少一個(gè)機(jī)器人機(jī)械臂的安全開(kāi)環(huán)控制的方法和裝置，其中監(jiān)控至少一個(gè)安全功能。根據(jù)de102010048369a1的安全功能優(yōu)選地準(zhǔn)確表示基本的物理變量或功能，例如，開(kāi)關(guān)、傳感器或計(jì)算單元的狀態(tài)或輸出。基本物理變量或功能在這里還可以是多維的，并且它相應(yīng)地還可以由幾個(gè)開(kāi)關(guān)、傳感器和/或計(jì)算單元形成。因此，例如，作用在機(jī)械臂上特別是作用在工具中心點(diǎn)(tcp)處的外部力可以表示基本的物理變量或功能，這相應(yīng)地可以由“tcp處的力”安全功能來(lái)表示，并且可以被監(jiān)控，例如，對(duì)于閾值的存在或用來(lái)確定已超過(guò)閾值還是未達(dá)到閾值。

根據(jù)de102010048369a1的的安全功能可以是接觸檢測(cè)(具體來(lái)說(shuō)是通過(guò)檢測(cè)一維或多維接觸力)、碰撞檢測(cè)(具體來(lái)說(shuō)是通過(guò)檢測(cè)機(jī)械臂關(guān)節(jié)或驅(qū)動(dòng)中的力)、軸向區(qū)域監(jiān)控、路徑準(zhǔn)確性(具體來(lái)說(shuō)是笛卡爾軌跡周?chē)墓艿馈⒌芽柨臻g、安全區(qū)、制動(dòng)坡道、在一個(gè)或更多個(gè)安全區(qū)或空間邊界之前的制動(dòng)、機(jī)械臂配置、工具定向、軸向速度、肘部速度、工具速度、最大外部力或最大外部扭矩、關(guān)于環(huán)境或人的距離、固位力或諸如此類(lèi)的)。

優(yōu)選地使用安全技術(shù)來(lái)監(jiān)控安全功能，具體來(lái)說(shuō)是冗余地并且優(yōu)選地以不同的方式或者利用安全協(xié)議。為了這個(gè)目的，優(yōu)選的是，一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)(例如，傳感器或計(jì)算單元的輸出)被獨(dú)立于相應(yīng)的機(jī)械臂的工作控制器地檢測(cè)(并且具體來(lái)說(shuō)是在計(jì)算單元中進(jìn)一步處理之后，例如，在坐標(biāo)變換之后)，并且被監(jiān)控以確定是否已超過(guò)閾值。在提出的實(shí)施方式中，如果待檢測(cè)的參數(shù)中的至少一個(gè)無(wú)法被可靠地檢測(cè)(例如，由于傳感器故障)，則對(duì)應(yīng)的安全功能按所提出的實(shí)施方式響應(yīng)。

在de102010048369a1中，進(jìn)而提出將安全監(jiān)控實(shí)現(xiàn)為狀態(tài)機(jī)，該狀態(tài)機(jī)可以在兩個(gè)或多個(gè)狀態(tài)之間交替，在每個(gè)狀態(tài)下，監(jiān)控上述安全功能中的預(yù)定用于該狀態(tài)的一個(gè)或更多個(gè)安全功能。在這里，該實(shí)現(xiàn)可以被轉(zhuǎn)換，特別是通過(guò)對(duì)應(yīng)的編程和/或?qū)?yīng)的程序執(zhí)行，特別是所謂的虛擬狀態(tài)機(jī)的形式。

此外，從de102013212887a1，已知用于機(jī)器人裝置的開(kāi)環(huán)控制的方法，該方法包括可移動(dòng)的機(jī)器人機(jī)械臂，其中，考慮到醫(yī)療損傷參數(shù)(medicalinjuryparameter)和機(jī)器人動(dòng)力學(xué)，監(jiān)控并且可選地調(diào)節(jié)機(jī)械臂的移動(dòng)速度和/或移動(dòng)方向。根據(jù)de102013212887a1，機(jī)械臂和/或操縱裝置可以沿著預(yù)定的路徑或者以預(yù)定的移動(dòng)速度移動(dòng)。醫(yī)療損傷參數(shù)可以包含表示機(jī)械臂與人身體之間的碰撞影響的信息，并且它們可以在方法中用作輸入變量。所述影響可以是人類(lèi)身體的損傷。為了減少或阻止損傷，可以例如通過(guò)縮減來(lái)調(diào)節(jié)機(jī)械臂的移動(dòng)速度和/或移動(dòng)方向。機(jī)器人動(dòng)力學(xué)可以是物理的，具體來(lái)說(shuō)是運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)。機(jī)器人動(dòng)力學(xué)可以是剛性的和彈性的多體動(dòng)力學(xué)。為了監(jiān)控并且可選地調(diào)節(jié)機(jī)械臂的移動(dòng)速度和/或移動(dòng)方向，可以考慮機(jī)械臂的碰撞質(zhì)量、碰撞速度和/或碰撞接觸幾何結(jié)構(gòu)。機(jī)械臂的碰撞質(zhì)量、碰撞速度和/或碰撞接觸幾何結(jié)構(gòu)可以在該方法中用作輸入變量?？梢钥紤]期望的機(jī)械臂的至少一個(gè)預(yù)定的相關(guān)點(diǎn)的碰撞質(zhì)量、碰撞速度和/或碰撞接觸幾何結(jié)構(gòu)。在這里，考慮到預(yù)定的移動(dòng)路徑，預(yù)期可以與人類(lèi)在機(jī)器人裝置的工作區(qū)中的假定的或已知的位置有關(guān)。為了監(jiān)控并且可選地調(diào)節(jié)機(jī)械臂的移動(dòng)速度和/或移動(dòng)方向，可以使用特征值，所述特征值一方面表示機(jī)械臂的碰撞質(zhì)量、碰撞速度和/或碰撞接觸幾何結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，并且另一方面表示醫(yī)療損傷參數(shù)。特征值可以用不同的接觸幾何結(jié)構(gòu)和不同的損傷類(lèi)型的質(zhì)量-速度圖來(lái)表示。接觸幾何結(jié)構(gòu)可以是簡(jiǎn)單的代表性幾何結(jié)構(gòu)。接觸幾何結(jié)構(gòu)可以是楔形。接觸幾何結(jié)構(gòu)可以是具有不同角度的楔形。接觸幾何結(jié)構(gòu)可以是球形。接觸幾何結(jié)構(gòu)可以是具有不同直徑的球形。損傷類(lèi)型可以是身體的閉合性皮膚的損傷。損傷類(lèi)型可以是身體的肌肉和肌腱的損傷。

本發(fā)明的目的是指示用于機(jī)器人機(jī)械臂的開(kāi)環(huán)/閉環(huán)控制的方法和裝置，該方法和裝置還降低了機(jī)器人機(jī)械臂與特別是人的對(duì)象碰撞的情況下的損傷或損壞的風(fēng)險(xiǎn)。

本發(fā)明從獨(dú)立權(quán)利要求的特征產(chǎn)生。有利的展開(kāi)和實(shí)施方式是從屬權(quán)利要求的主題。本發(fā)明的額外特征、可能的應(yīng)用和優(yōu)點(diǎn)從以下描述以及由附圖中表示的對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的說(shuō)明產(chǎn)生。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，通過(guò)用于機(jī)器人機(jī)械臂的開(kāi)環(huán)/閉環(huán)控制的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)所述目的，所述機(jī)器人機(jī)械臂包括用于檢測(cè)與環(huán)境的機(jī)械交互的傳感器。所提出的方法的特征在于：由所述傳感器檢測(cè)作用在所述機(jī)器人機(jī)械臂上的外部力的力-時(shí)間曲線(xiàn)，并且如果檢測(cè)到的力的值大于所限定的閾值g1：則激活所述機(jī)器人機(jī)械臂的安全模式，所述安全模式根據(jù)檢測(cè)到的力來(lái)開(kāi)環(huán)/閉環(huán)控制移動(dòng)速度和/或移動(dòng)方向其中，在激活所述安全控制模式激活之前，根據(jù)預(yù)定的醫(yī)療參數(shù)來(lái)開(kāi)環(huán)/閉環(huán)控制所述機(jī)器人機(jī)械臂的移動(dòng)速度和/或移動(dòng)方向

在本案例中，術(shù)語(yǔ)“醫(yī)療參數(shù)”被理解為具體來(lái)說(shuō)意指將損傷程度、痛感程度、損害程度和/或另一風(fēng)險(xiǎn)程度參數(shù)化的參數(shù)。

在本案例中，術(shù)語(yǔ)“機(jī)器人機(jī)械臂”被理解為意指機(jī)械機(jī)器人的一部分，其使機(jī)器人能夠與環(huán)境的物理交互，也就是說(shuō)，機(jī)器人的執(zhí)行機(jī)器人的機(jī)械工作的移動(dòng)部分。術(shù)語(yǔ)“機(jī)器人機(jī)械臂”還包括：具體來(lái)說(shuō)，機(jī)器人機(jī)械臂存在的一個(gè)或更多個(gè)操縱裝置以及(如果適用的話(huà))被機(jī)器人機(jī)械臂抓取的對(duì)象。在本案例中，在廣泛意義上理解術(shù)語(yǔ)“機(jī)器人”。它包括例如工業(yè)機(jī)器人、人形機(jī)器人、能夠飛行或能夠游泳的機(jī)器人。

在本案例中，在廣泛意義上理解術(shù)語(yǔ)“力”或“力-時(shí)間曲線(xiàn)”。除了簡(jiǎn)單有向的力之外，它還包括反平行力對(duì)以及可以像這樣表示的力或力作用(即，具體來(lái)說(shuō)也叫扭矩)、以及此外由這樣的力或力作用推導(dǎo)出的變量(諸如，例如，壓力(力/面積)等)。在本案例中，檢測(cè)到的力有利地不涉及重力，并且不涉及由地球自轉(zhuǎn)生成的科里奧利(coriolis)力。

術(shù)語(yǔ)“力的值”包括任何度量。

傳感器有利地是力傳感器、力矩傳感器(例如，扭矩傳感器)。有利地，所述機(jī)器人機(jī)械臂包括幾個(gè)這樣的傳感器，以便于利用相對(duì)于作用于機(jī)器人機(jī)械臂的外部力的攻擊點(diǎn)以及所述力的值和方向來(lái)說(shuō)足夠的分辨率來(lái)檢測(cè)所述力。在有利的展開(kāi)中，表達(dá)式“作用于機(jī)器人機(jī)械臂的外部力”意指除了外部力的方向和值以外，力在機(jī)器人機(jī)械臂上的攻擊點(diǎn)也是已知的或確定的。

如例如在引用的de102013212887a1中描述的，提出的方法是基于原則上根據(jù)醫(yī)療參數(shù)來(lái)開(kāi)環(huán)控制機(jī)器人機(jī)械臂的事實(shí)。de102013212887a1的公開(kāi)內(nèi)容涉及損傷參數(shù)以及對(duì)損傷參數(shù)的確定和有利的建立，這明確地包含在本公開(kāi)內(nèi)容中。

根據(jù)本發(fā)明，借助于至少一個(gè)傳感器，檢測(cè)并且至少暫時(shí)地存儲(chǔ)作用于機(jī)器人機(jī)械臂的外部力的力-時(shí)間曲線(xiàn)。一旦機(jī)器人機(jī)械臂的檢測(cè)到的外部力的值大于所限定的閾值g1：就激活用于機(jī)器人機(jī)械臂的開(kāi)環(huán)/閉環(huán)控制的安全模式。在另選方式中，力-時(shí)間曲線(xiàn)的檢測(cè)或提供也可以借助于基于機(jī)器人機(jī)械臂的閉環(huán)控制技術(shù)模型對(duì)外部力的估計(jì)或者甚至是無(wú)模型估計(jì)來(lái)發(fā)生。在本案例中，應(yīng)該在廣泛意義上理解術(shù)語(yǔ)“傳感器”。它還包括閉環(huán)控制技術(shù)模型或者估計(jì)，對(duì)外部力的重建可以根據(jù)所述閉環(huán)控制技術(shù)模型或者估計(jì)發(fā)生。

在有利的展開(kāi)中，閾值等于零(即，g1＝0)，以便一旦由傳感器測(cè)量/估計(jì)的力(視情況而定)高于傳感器噪聲水平或高于模型不準(zhǔn)確度，就立刻激活安全模式。

安全模式的特征在于根據(jù)檢測(cè)到的力矢量來(lái)開(kāi)環(huán)/閉環(huán)控制移動(dòng)速度和/或移動(dòng)方向在本案例中，這表示機(jī)器人機(jī)械臂的開(kāi)環(huán)/閉環(huán)控制有利地基于速度和/或扭矩閉環(huán)控制，其中，僅根據(jù)預(yù)定的醫(yī)療參數(shù)來(lái)開(kāi)環(huán)/閉環(huán)控制機(jī)器人機(jī)械臂的移動(dòng)速度和/或移動(dòng)方向安全模式一激活，換句話(huà)說(shuō)，例如，從先前激活的速度開(kāi)環(huán)控制切換到機(jī)器人機(jī)械臂的力或扭矩開(kāi)環(huán)/閉環(huán)控制，其中，根據(jù)由傳感器檢測(cè)到的力來(lái)開(kāi)環(huán)/閉環(huán)控制機(jī)器人機(jī)械臂的移動(dòng)。

因此，具體來(lái)說(shuō)，檢測(cè)到因?yàn)閷?duì)象無(wú)法避開(kāi)并且機(jī)器人機(jī)械臂的移動(dòng)顯現(xiàn)其自身處于連續(xù)增加的作用力動(dòng)作中而發(fā)生了對(duì)象被機(jī)器人機(jī)械臂擠壓的的情況、并且將它們轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)應(yīng)的機(jī)器人機(jī)械臂的開(kāi)環(huán)/閉環(huán)控制是可能的。

在展開(kāi)中，在安全模式下，根據(jù)檢測(cè)到的力來(lái)開(kāi)環(huán)控制機(jī)器人機(jī)械臂的致動(dòng)器。有利地，根據(jù)檢測(cè)到的力來(lái)限制由致動(dòng)器生成的扭矩。有利地，機(jī)器人機(jī)械臂包括一個(gè)或更多個(gè)關(guān)節(jié)，其中，在有利的展開(kāi)中，根據(jù)檢測(cè)到的力來(lái)限制關(guān)節(jié)中的至少一個(gè)關(guān)節(jié)角度。

提出的方法的展開(kāi)的特征在于：確定時(shí)間跨度δt1，δt1指示從時(shí)間t0處超過(guò)閾值g1時(shí)開(kāi)始到在時(shí)間t1處達(dá)到力-時(shí)間曲線(xiàn)的后續(xù)第一最大值時(shí)的時(shí)間跨度；確定時(shí)間跨度δt2，δt2指示從t1到在時(shí)間t2處達(dá)到力-時(shí)間曲線(xiàn)后續(xù)第一最小值時(shí)的時(shí)間跨度；并且，只有當(dāng)δt1+δt2＝δtg<g2和/或時(shí)激活安全模式，其中，g2和g3是限定的閾值。

這些方法步驟用于對(duì)作用在機(jī)器人機(jī)械臂的外部力的時(shí)間曲線(xiàn)的分析。通常，在機(jī)器人機(jī)械臂與對(duì)象碰撞的情況下，首先產(chǎn)生力撞擊，其中，取決于碰撞的類(lèi)型和碰撞速度，可以在幾毫秒(δt1～0.1到50ms)內(nèi)達(dá)到力的第一數(shù)值最大值此后，力的值通常減小。取決于與對(duì)象的碰撞是否表示彈性撞擊、非彈性撞擊、對(duì)象或機(jī)器人機(jī)械臂的彈性的或塑性的形變，產(chǎn)生第一力撞擊之后的不同的力的時(shí)間曲線(xiàn)。在第一力撞擊出現(xiàn)之后(即，在經(jīng)過(guò)第一最大值和后續(xù)第一最小值之后)的情況下，傳感器檢測(cè)到的力繼續(xù)增加，然后這通常意味著存在針對(duì)對(duì)象的擠壓(即，(碰撞)對(duì)象不再能夠避開(kāi)機(jī)器人機(jī)械臂的移動(dòng)的情況)，并且機(jī)器人可以將力從其驅(qū)動(dòng)器傳遞到被夾住的身體。通過(guò)對(duì)閾值g2和g3的適當(dāng)選擇，該方法可以適用于對(duì)這樣的情況的檢測(cè)。

有利地，對(duì)于時(shí)間t>t2，如果力的值超過(guò)限定的閾值g4：則機(jī)器人機(jī)械臂的實(shí)際移動(dòng)停止。

有利地，對(duì)于時(shí)間t>t2，如果力的值超過(guò)限定的閾值g4：則執(zhí)行重力補(bǔ)償或順從控制(compliantcontrol)，其中，以這樣的方式來(lái)開(kāi)環(huán)或閉環(huán)控制機(jī)器人機(jī)械臂，即，只補(bǔ)償重力，并且任何額外的外部施加的力都導(dǎo)致機(jī)器人機(jī)械臂以順從的方式移動(dòng)離開(kāi)。

這阻止了對(duì)碰撞對(duì)象或機(jī)器人機(jī)械臂的損傷和/或損害。

此外，在上面描述的停止之后，有利地以相反的方向執(zhí)行機(jī)器人機(jī)械臂先前的移動(dòng)，直到為止，其中，停止再次發(fā)生。g5在這里是限定的閾值，在有利的方法變型中，將g5選擇為等于零，即，g5＝0。

自然地，提出的方法還可以用在對(duì)機(jī)器人的機(jī)械臂的開(kāi)環(huán)/閉環(huán)控制的離線(xiàn)分析或規(guī)劃的情況下。在這種情況下，力的檢測(cè)被力-時(shí)間曲線(xiàn)的對(duì)應(yīng)規(guī)定代替。此外，機(jī)器人機(jī)械臂還被可虛擬地開(kāi)環(huán)/閉環(huán)控制的對(duì)應(yīng)的模型代替。具體來(lái)說(shuō)，可以在虛擬應(yīng)用中有利地優(yōu)化和測(cè)試所提出的方法。

本發(fā)明還涉及具有數(shù)據(jù)處理裝置的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其中，該數(shù)據(jù)處理裝置被設(shè)計(jì)成使得在所述數(shù)據(jù)處理裝置上執(zhí)行上述方法。

本發(fā)明還涉及具有電子可讀控制信號(hào)的數(shù)字存儲(chǔ)介質(zhì)，其中，控制信號(hào)可以以執(zhí)行上述方法這樣的方式與可編程計(jì)算機(jī)系統(tǒng)交互。

本發(fā)明還涉及具有存儲(chǔ)在機(jī)器可讀媒介上的程序代碼的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，用于當(dāng)程序代碼在數(shù)據(jù)處理裝置上執(zhí)行時(shí)執(zhí)行上述方法。

本發(fā)明還涉及具有程序代碼的計(jì)算機(jī)程序，用于當(dāng)程序代碼在數(shù)據(jù)處理裝置上運(yùn)行時(shí)執(zhí)行上述方法。

本發(fā)明還涉及用于機(jī)器人機(jī)械臂的開(kāi)環(huán)/閉環(huán)控制的裝置，該裝置包括：傳感器，所述傳感器檢測(cè)作用在機(jī)器人機(jī)械臂上的外部力的力-時(shí)間曲線(xiàn)；以及單元，所述單元以這樣的方式設(shè)計(jì)和配置：根據(jù)預(yù)定的醫(yī)療參數(shù)來(lái)開(kāi)環(huán)/閉環(huán)控制機(jī)器人機(jī)械臂的移動(dòng)速度和/或移動(dòng)方向并且所述單元另外以這樣的方式設(shè)計(jì)和配置：如果檢測(cè)到的力的值大于限定的閾值g1：則激活機(jī)器人機(jī)械臂的安全模式，所述安全模式根據(jù)檢測(cè)到的力來(lái)開(kāi)環(huán)/閉環(huán)控制移動(dòng)速度和/或移動(dòng)方向

所提出的裝置的有利展開(kāi)的特征在于，所述單元被另外以這樣的方式實(shí)施和配置：確定時(shí)間跨度δt1，δt1指示從在時(shí)間t0處超過(guò)閾值g1時(shí)開(kāi)始到在時(shí)間t1達(dá)到力的后續(xù)第一最大值時(shí)的時(shí)間跨度；確定時(shí)間跨度δt2，δt2指示從t1直到在t2時(shí)刻達(dá)到力的后續(xù)第一最小值時(shí)的時(shí)間跨度；并且只有當(dāng)δt1+δt2＝δtg<g2和/或時(shí)，才激活安全模型，其中，g2和g3是限定的閾值。

所提出的裝置的有利展開(kāi)特征在于，所述單元被另外設(shè)計(jì)和配置單元為使得對(duì)于時(shí)間t>t2，如果力的值超過(guò)限定的閾值g4：則機(jī)器人機(jī)械臂的當(dāng)前移動(dòng)停止。

所提出的裝置的有利展開(kāi)的特征在于，所述單元被以這樣的方式設(shè)計(jì)和配置：在停止之后，以相反的方向執(zhí)行機(jī)器人機(jī)械臂的先前移動(dòng)，直到為止，并且然后機(jī)器人機(jī)械臂的移動(dòng)再次停止，其中，g5是限定的閾值。

所提出的裝置的優(yōu)點(diǎn)和額外展開(kāi)由類(lèi)似的和/或適當(dāng)?shù)呐c提出的方法有關(guān)的所提供的說(shuō)明傳遞產(chǎn)生。

最后，本發(fā)明涉及具有如上面描述的裝置的機(jī)器人。

額外的優(yōu)點(diǎn)、特征和細(xì)節(jié)由后續(xù)的描述產(chǎn)生，其中——如果參照附圖適用的話(huà)——詳細(xì)描述了至少一個(gè)實(shí)施方式示例。相同的、相似的和/或功能相等的部分提供了相同的附圖標(biāo)記。

附圖示出了：

圖1是在一對(duì)象的空間阻礙的情況下，當(dāng)機(jī)器人機(jī)械臂與該對(duì)象碰撞時(shí)的典型力-時(shí)間曲線(xiàn)；

圖2是示例性實(shí)施方式的所提出的方法的圖解過(guò)程；并且

圖3是根據(jù)本發(fā)明的機(jī)器人的圖解設(shè)計(jì)。

圖1示出了在機(jī)器人機(jī)械臂與一對(duì)象的碰撞中(即，在該對(duì)象與機(jī)器人機(jī)械臂碰撞之后無(wú)法移動(dòng)離開(kāi)并且因而在空間上被固定并且因此受擠壓的情況)的典型的力-時(shí)間曲線(xiàn)。

在圖1中，x軸表示時(shí)間t，并且y軸表示由傳感器檢測(cè)到的、作用在機(jī)器人機(jī)械臂上的外部力的值：從示出的曲線(xiàn)中可以看到，在時(shí)間t0開(kāi)始，傳感器檢測(cè)到外部力，即，在時(shí)間t0，機(jī)器人機(jī)械臂與一對(duì)象(例如，與人類(lèi)的手臂)發(fā)生碰撞。例如，當(dāng)在5ms之后在時(shí)間t1達(dá)到第一最大值m1之后，由傳感器檢測(cè)到的力的值再次減少，直到在時(shí)間t2達(dá)到第一最小值。示出的力-時(shí)間曲線(xiàn)并不是真實(shí)比例，并且只表示定性的力曲線(xiàn)。

由于手臂在空間上被固定(例如，手臂在機(jī)器人機(jī)械臂與墻壁之間)，手臂被機(jī)器人機(jī)械臂的進(jìn)一步移動(dòng)擠壓，這本身顯現(xiàn)了在大于t2的時(shí)間的仍然上升的力曲線(xiàn)。

圖2示出了用于機(jī)器人機(jī)械臂的開(kāi)環(huán)控制的方法的示例實(shí)施方式的圖解過(guò)程，該機(jī)器人機(jī)械臂包括用于與環(huán)境的機(jī)械交互的檢測(cè)的傳感器。在該示例中，機(jī)器人機(jī)械臂的移動(dòng)速度和移動(dòng)方向根據(jù)預(yù)定的醫(yī)療損傷參數(shù)被開(kāi)環(huán)控制。醫(yī)療損傷參數(shù)包含表示機(jī)器人機(jī)械臂與人體之間的碰撞的影響的信息?？梢栽赿e102013212887a1中找到關(guān)于不同的損傷參數(shù)的進(jìn)一步信息，在這方面參考所述信息。在本案例中，機(jī)器人機(jī)械臂的開(kāi)環(huán)控制原則上通過(guò)速度開(kāi)環(huán)控制發(fā)生，這隱含地可以例如通過(guò)引入虛擬的(可能是可變的)阻尼(其生成了對(duì)應(yīng)的反扭矩)來(lái)確保速度，以便即使在扭矩閉環(huán)控制形式的驅(qū)動(dòng)的情況下也確保速度。

在機(jī)器人機(jī)械臂的操作期間，由傳感器執(zhí)行對(duì)作用在機(jī)器人機(jī)械臂上的外部力的力-時(shí)間曲線(xiàn)的連續(xù)檢測(cè)101。至少暫時(shí)地存儲(chǔ)該力-時(shí)間曲線(xiàn)。在該過(guò)程中，如果檢測(cè)出所檢測(cè)到的力的值大于限定的閾值g1：則機(jī)器人機(jī)械臂的安全模式被激活102。安全模式的特征在于根據(jù)檢測(cè)到的力來(lái)開(kāi)環(huán)控制移動(dòng)速度和移動(dòng)方向因此，在速度開(kāi)環(huán)控制的這種情況下，存在從速度開(kāi)環(huán)控制到力開(kāi)環(huán)控制的切換。然而，原則上，可以通過(guò)扭矩閉環(huán)調(diào)控來(lái)實(shí)施切換。

圖3示出了具有用于機(jī)器人的機(jī)器人機(jī)械臂202的開(kāi)環(huán)控制的裝置的機(jī)器人的圖解結(jié)構(gòu)。機(jī)器人包括：傳感器203，其檢測(cè)作用在機(jī)器人機(jī)械臂202上的外部力的力-時(shí)間曲線(xiàn)；以及單元201，其以這樣的方式設(shè)計(jì)和配置：根據(jù)預(yù)定的醫(yī)療損傷參數(shù)來(lái)控制機(jī)器人機(jī)械臂202的移動(dòng)速度和/或移動(dòng)方向并且如果檢測(cè)到的力的值大于限定的閾值g1：則機(jī)器人機(jī)械臂202的安全模式激活，所述安全模式根據(jù)檢測(cè)到的力來(lái)開(kāi)環(huán)控制移動(dòng)速度和/或移動(dòng)方向

雖然通過(guò)優(yōu)選的示例實(shí)施方式更詳細(xì)地例示和說(shuō)明了本發(fā)明，但是本發(fā)明不限于所公開(kāi)的示例，并且在不背離本發(fā)明的保護(hù)范圍的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員也可以由此推導(dǎo)出其他變型。因此，清楚的是，存在大量可能的變型。同樣清楚的是，作為示例提及的實(shí)施方式只表示示例，其決不應(yīng)該設(shè)想為對(duì)例如保護(hù)范圍、可能的應(yīng)用、或者本發(fā)明的配置的限制。反之，前面的描述和附圖的描述使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠具體地實(shí)施示例性實(shí)施方式，其中，在不離開(kāi)由權(quán)利要求和它們的同等法律效力要件(諸如，例如在描述中更詳細(xì)的說(shuō)明)定義的保護(hù)范圍的情況下，已經(jīng)認(rèn)識(shí)到所公開(kāi)的創(chuàng)造性思想的本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以做出大量的改變，例如，關(guān)于布置的功能、所提及的元件的示例性實(shí)施方式。

附圖標(biāo)記列表

101-102方法步驟

201用于開(kāi)環(huán)/閉環(huán)控制的單元

202機(jī)器人機(jī)械臂

203傳感器