仿人形机器人的安全性制造技术

本发明专利技术涉及仿人形机器人(10’)，包括两个元件(1，2)以及以至少一个自由度连接两个元件(1，2)的关节(20)，所述关节(20)允许在操作期间在指定范围(α)内运动，两个元件中的第一元件(1)适于在范围(α)的端部与属于两个元件中的第二元件(2)的止动件(22)接触。根据本发明专利技术，机器人(10)还包括至少一个开关。开关配置为当通过第一元件(1)施加到止动件上的力超过给定力时致动电触头。

The security of humanoid robot

The invention relates to a humanoid robot (10), including two elements (1, 2) and at least one degree of freedom with two elements (1, 2) of the joint (20), the joint (20) allowed during operation (a) within the specified range of motion, the first two components an element in (1) is in the range of (a) end and belongs to the second elements of two elements in (2) the stopper (22) contact. According to the invention, the robot (10) also includes at least one switch. The switch is configured to actuate an electrical contact when the force applied to the stopper by the first element (1) exceeds the concentration.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】仿人形机器人的安全性
本专利技术涉及仿人形机器人的使用安全性。
技术介绍
当机器人具有人类的外观和功能的某些属性时，例如头部，躯干，两臂，两只手，两条腿或两只脚的时刻，机器人可以被定性为仿人形。一些只具有身体顶部的机器人也可以被认为具有仿人形特征。有人形机器人能够在设有轮子的平台上行走或移动，用四肢或用头做出姿势。他们能够执行的姿势的复杂性不断增加。尽管有这样的进步，仿人形机器人仍然容易跌倒。因为不可避免的障碍或外部干预，这些跌落可能发生在机器人发展试验期间，但也可能发生在随后的机器人使用阶段。机器人也可能因为其自身的移动或者因为活跃的外部元件而遭受冲击。在跌倒或撞击时，机器人可能失去对其运动的控制并对其周围环境造成损害。
技术实现思路
本专利技术旨在通过允许机器人紧急停止的装置来缓解这个问题。为此目的，本专利技术的主题是仿人形机器人，所述仿人形机器人包括两个元件以及以具有至少一个自由度连接两个元件的关节，该关节允许在操作性的操作中在指定范围内行进，两个元件中的第一元件旨在于范围的端部接触属于两个元件中的第二元件的止动件，其特征在于，所述仿人形机器人还包括至少一个开关，所述至少一个开关配置为当通过第一元件施加到止动件上的力超过给定力时致动电触头。所述开关可以位于止动件处或止动件附近。所述两个元件和关节可以配置为在超过给定力的力的作用下让所述两个元件中至少一个或者关节变形，所述变形致动电触头。电触头有利地在紧急停止装置中实施，所述紧急停止装置可以在受冲击或者跌落的情况下通过机器人自身由于其自己的运动而致动，或可以例如在已经观察到机器人不合时宜的运动之后通过希望停止机器人服务的外部操作者致动。换言之，止动件及其开关形成机器人的紧急停止按钮，且机器人有利地包括供电装置。电触头继而配置为使得供电装置基于电触头的致动而停止。有利地，止动件是柔性的并且电触头通过止动件的变形而致动。止动件可以具有不同的、以柔韧性为特征的刚度，止动件的刚度被标定为基于施加到止动件上的给定力而获得电触头的致动。在一个实施方式中，机器人包括形成第二元件皮肤的柔性膜，开关设置在第二元件内部皮肤下方。止动件可以包括一方面支承在开关移动部件上而另一方面支承在柔性膜上的垫片。开关包括移动部件和固定到第二元件支撑结构的固定部件29。开关23有利地形成按钮，所述按钮通过移动部件在横向上沿着轴线相对于固定部件的位移而操作。在优选的实施方式中，所述两个元件中的第一元件形成机器人的头部，所述两个元件中的第二元件形成机器人的躯体。根据这个优选实施方式的变形，机器人配置为使得在头部作用在躯体上的在机器人水平面中任意旋转轴线上的任意力超过给定力的情况下致动开关的电触头。止动件可以包括围绕机器人竖直轴线延伸的凸缘环，所述凸缘环保证头部的抵住止动件的力传递到开关。根据这个优选实施方式的另一个变形，止动件设置在机器人的纵分面中，且电触头设置为基于头部相对于躯体围绕基本上与纵分面成直角的轴线的旋转运动而致动。附图说明在阅读通过示例方式给出的本专利技术实施方式的详细描述的情况下，本专利技术会得到更好的理解，且其他优势也变得清楚，这些描述在附图中示出，其中：附图1a和1b示出可以执行本专利技术的机器人的两个示例；图2在纵分面中的横截面图中示出图1b中机器人的头部和躯体；图3在部分横截面图中、在图1b的机器人的纵分面中示出躯体的一部分；图4，5和6示出图1b的机器人基于紧急停止按钮的操作位于不同位置。为了清楚起见，不同元件在不同附图中采用相同的附图标记。具体实施方式图1a和1b示出由阿尔德巴兰机器人TM公司研发的仿人形机器人的两个示例。在图1a中示出的仿人形机器人10包括头部1，躯体2，两个手臂3，两只手4，两条腿5以及两只脚6。图1b中所示仿人形机器人10’包括头部1，躯体2，两个手臂3，两只手4，以及下摆7。这两个机器人包括多个关节，允许机器人不同四肢的相对运动，从而复制人类的形态及其运动。机器人10和10’包括，例如，位于躯体2和每个手臂3之间的关节11。形成机器人肩膀的关节11围绕旋转的两条轴线作动，以使得其能够相对于躯体2，以人类肩膀可能位移的方式而移动手臂3。仿人形机器人10也包括多个关节来移动机器人的腿并复制行走运动，特别地，关节可以连接到位于躯体和每条大腿之间的臀部，连接到在大腿和腿部之间的膝盖，以及连接到在腿和脚之间的踝关节。机动化关节的多种形式是可以实施的，根据旋转的一个或更多自由度致动四肢之一的运动。仿人形机器人10’具有不同的体系结构。为了提高机器人的稳定性并降低其重心，机器人不包括腿部而包括下摆7，在下摆的基座上包括能够移动机器人的三脚架14。下摆7也包括能够在腿7a和大腿7b之间作为膝盖的第一关节12。可以作为臀部的第二关节13连接躯体2和大腿7b。这两个关节12和13是围绕旋转轴线机动的枢转连接。关节12的旋转轴线Xa和关节13的旋转轴线Xb基本上平行于连接机器人两肩膀的轴线，使其能够向前或者向后倾斜机器人。图2在纵分面中的横截面图中示出图1b的机器人10’的头部1和躯体2。头部1和躯体2通过形成具有三个旋转自由度的关节的颈部20连接。本专利技术关注于，颈部20围绕轴线21与机器人的纵分面呈直角、也即与图2的平面呈直角而进行的旋转。颈部2允许头部1基于机器人10’的操作性操作而相对于躯体2在指定的角度范围α中旋转。在图2中，头部1在角度范围α的一个端点的附近。头部1几乎接触躯体2的止动件22。换言之，机器人10’的脸抬起而头部1基本上支承在机器人10’背部的顶部上。头部1的旋转可以通过致动器来获得，所述致动器能够移动颈部20的关节，或通过外部动作来获得，例如当外部的力施加到头部1时或者基于头部1的快速运动利用惯性驱动后者(即头部)。在机器人10’的正常或者操作性操作中，头部1相对于躯体2在角度范围α中位移。基于这种操作性操作，头部1可以抵住止动件22支承，而不需要在止动件22上施加超过给定值的力。换言之，如果头部1对躯体2施加的力大于给定力，那么就认为机器人不再处于操作性操作中。退出操作性操作的范畴是由机器人10’施加冲击引起的，所述冲击致使头部因为惯性而发生突然的运动，使得头部1抵住躯体2。这种冲击可以由躯体2吸收或者直接由头部吸收。从操作性操作退出可以是由于颈部20的关节的致动器出现操作错误。也可以是其他任意原因造成的。本专利技术的一个目的在于使得当过大的力通过头部1施加到躯体2上时检测从操作性操作的退出。当然也可以检测由于机器人任意移动元件相对于机器人另一个元件而发生不合时宜的力而从操作性操作退出。在所示示例中，所述范围是角度范围。可以在机器人的两个元件之间执行本专利技术，这些元件可以相对于彼此平移。所述范围可以是线性的或者甚至可以根据由机器人两个移动元件相对所沿着的任意曲线延伸。图3在机器人10’的纵分面中的部分截面图中示出止动件22位于躯体2的一部分上。根据本专利技术，为了检测超过指定值的力强烈地施加到止动件22上，机器人包括在超过给定力的情况下致动的电触头。这种电触头的一种示例实施方式在图2中示出。在此示例中，止动件22是柔性的，且电触头形成在通过止动件22的变形致动开关23中。止动件22具有以其柔软度为特征的刚度。更特别的，刚度可以通过将施加到止动件22的力与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种仿人形的机器人(10，10’)，所述机器人包括两个元件(1，2)以及以至少一个自由度连接所述两个元件(1，2)的关节(20)，所述关节(20)允许在操作性操作中在指定范围(α)内运动，所述两个元件中的第一元件(1)旨在于所述范围(α)的端点与属于两个元件中的第二元件(2)的止动件(22)接触，其特征在于，所述仿人形机器人还包括至少一个开关(23)，所述至少一个开关配置为当第一元件(1)施加到止动件(22)上的力超过给定力时致动电触头。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.03 FR 14550271.一种仿人形的机器人(10，10’)，所述机器人包括两个元件(1，2)以及以至少一个自由度连接所述两个元件(1，2)的关节(20)，所述关节(20)允许在操作性操作中在指定范围(α)内运动，所述两个元件中的第一元件(1)旨在于所述范围(α)的端点与属于两个元件中的第二元件(2)的止动件(22)接触，其特征在于，所述仿人形机器人还包括至少一个开关(23)，所述至少一个开关配置为当第一元件(1)施加到止动件(22)上的力超过给定力时致动电触头。2.如权利要求1所限定的装置，其特征在于，开关(23)位于止动件(22)中。3.如权利要求1或2所限定的机器人，其特征在于，两个元件(1，2)和关节(20)配置为在超过给定力的力的作用下让所述两个元件(1，2)中至少一个或者关节(20)变形，所述变形致动电触头。4.如权利要求1或2所限定的装置，其特征在于，止动件(22)是柔性的，且电触头通过止动件(22)的变形致动。5.如权利要求4所限定的机器人，其特征在于，止动件(22)具有以其柔软度为特征的刚度，以及止动件(22)的刚度被标定，以针对施加到止动件(22)上的给定力获得电触头(23)的致动。6.如权利要求1到4中任一所限定的机器人，其特征在于，所述机器人包括形成第二元件(2)皮肤的柔性膜(25)，开关(23)在皮肤(25)下方设置在第二元件(2)内侧。7.如权利要求6中所限定的机器人，其特征在于，止动件(22)包括一方面支承在开关(23)移动部件(...

【专利技术属性】
技术研发人员：V·克莱尔，
申请(专利权)人：软银机器人欧洲公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR