配备有以保护电位为参考的壁和电容检测装置的机器人制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种机器人(200)，包括：‑对于至少一个子部件(106、108)的至少一个测量电极，‑至少一个电极化装置，用于在第一交变电位下使所述至少一个测量电极(118)极化；其特征在于，所述至少一个极化装置还设置成在所述工作频率下以与所述第一电位相同或基本相同的称为保护电位的交变电位(VG)使至少一个子部件(102‑116)的外壁(1021‑1161)的至少一个导电部分极化。

Robots equipped with wall and capacitance detection devices with reference to protection potential

The invention relates to a robot (200), which comprises at least one measuring electrode for at least one sub-component (106, 108) and at least one electrochemical device for polarizing the at least one measuring electrode (118) at the first alternating potential; and the feature is that the at least one polarizing device is also arranged at the working frequency to be the same or base as the first potential. The same alternating potential (VG) called protective potential polarizes at least one conductive part of the outer wall (1021 1161) of at least one sub-component (102 1161).

【技术实现步骤摘要】
配备有以保护电位为参考的壁和电容检测装置的机器人
本专利技术涉及一种配备有电容检测装置、壁或外壳的机器人，其部分地或者整体地以与一般地电位不同的保护电位为电参考。本专利技术的领域非限制性地为机器人领域，特别是工业机器人学或服务机器人领域，例如医疗或家用机器人或协作机器人(也称为“合作机器人”)的领域。
技术介绍
工业或家用机器人(特别是合作机器人)通常包括主体，主体上固定有以工具或工具保持器形式呈现的功能头，允许其在环境中执行一个或更多个任务。这些机器人以完全自主或者协助人或操作员的方式参与了越来越多的应用。这些机器人通常配备有传感器，允许其检测位于其环境中的物体和人以确保机器人和附近物体和人的安全。可以使用电容检测电极来提供这些传感器。然而，专利技术人已经注意到，在某些情况下，机器人外壁所配备的电容电极检测到构成机器人自身的部件，特别是当机器人是包括几个铰接分段的机器人化手臂时。这种检测(以下称为“自检测”)限制了机器人的操作范围。事实上，这种自检测可能会掩盖接近机器人的物体或人的存在并阻止其被检测到，这从安全的角度来看是不可接受的。因此，在某些情况下，机器人可能会将自己置于降级操作模式下或者由于安全考虑而不必要地停下。本专利技术的目的是克服这个缺点。本专利技术的另一目的是提出一种配备有更高效的检测功能的机器人。本专利技术的另一目的是提出一种配备有避免自检测的检测功能的机器人。本专利技术的另一目的是提出一种配备有不限制机器人的操作范围并且不会对机器人的操作产生不利影响的检测功能的机器人。
技术实现思路
这些目的中的至少一个是通过包括至少一个子部件的机器人实现的，所述机器人还包括：-对于称为配备子部件的至少一个子部件，设置在所述子部件的外壁上或中的称为测量电极的至少一个电容检测电极，特别是在所述外壁导电时与所述外壁电隔离的电容检测电极，-至少一个电极化装置，用于在称为工作频率的频率下以与一般地电位不同的第一交变电位(VG)使所述至少一个测量电极极化，以及-称为检测单元的至少一个电子单元，用于测量与所述至少一个测量电极和附近物体之间的称为电极-物体电容的耦合电容有关的信号；其特征在于，所述至少一个极化装置还设置成在所述工作频率下以与第一电位相同或基本相同的称为保护电位的交变电位(VG)使至少一个子部件的外壁的至少一个导电部分极化。在保护电位下极化元件的事实使得能够避免发生泄漏或电容检测电极和保护电位下的这些元件之间的杂散电容。因此，这些保护元件的存在使得能够优化电容检测范围，并且使其对其环境不敏感。因此，本专利技术提出当机器人的子部件的外壁导电时，将所述外壁设置在保护电位下。设置在保护电位下的子部件的导电外壁对该子部件或另一子部件所配备的电容检测电极(更一般而言对于机器人)变得电气不可见。因此，外壁处于保护电位下的子部件不会被测量电极检测为附近物体。根据本专利技术的机器人因此配备有更高效的检测功能，其不限制机器人的操作范围。在本申请中，当两个交变电位在给定频率下包括相同或相似的交流分量时，这两个交变电位在所述频率下是相同的。因此，在所述频率下，两个相同电位中的至少一个还能够包括直流分量和/或具有与所述给定频率不同的频率的交流分量。类似地，当两个交变电位在工作频率下不具有相同或相似的交流分量时，这两个交变电位在所述工作频率下是不同的。在本申请中，术语“地电位”或“一般地电位”表示电子单元、机器人或其环境的参考电位，能够是例如地面电位或地电位。该地电位能够对应于地面电位或与地面电位相连或不相连的另一电位。此外，应该注意，通常而言，与特定电位(电浮体)不直接电接触的物体倾向于在其环境中存在的其他物体(例如地球或电极)的电位下通过电容耦合而被极化，只要这些物体与环境(或电极)的物体之间的重叠区域的表面足够大。在本申请中，“物体”表示可位于机器人环境中的任何物体或人。子部件的外壁能够由一个或更多个装饰元件形成。子部件的外壁能够是所述子部件的刚性或非刚性外壳。在本申请中，机器人的子部件能够是机器人可以具有的以下元件中的任一个：-机器人的分段，或-在至少两个分段之间的铰接式或非铰接式机械接口，或-形成工具或工具头的铰接式或非铰接式功能头，通常设置在机器人末端处。功能头能够包括以下装置或者能够由以下装置形成：-用于夹持物体的装置，例如夹持器或虎钳；-用于加工物体的装置，例如磨床、钻头、喷漆枪等；和/或-用于检查物体的装置，例如照相机、干涉测量头等。根据非限制性实施例，根据本专利技术的机器人能够包括几个分段。至少一个分段能够通过铰接式机械接口连接到另一分段。至少一个分段能够通过非铰接式机械接口连接到另一分段。在根据本专利技术的机器人中，所述机器人的至少一个子部件可以不包括测量电极。在这种情况下，该子部件被称为“非配备子部件”。可替代地，所述机器人的每个子部件都能够包括至少一个测量电极。在这种情况下，该子部件被称为“配备子部件”。在根据本专利技术的机器人中，至少一个子部件能够包括布置在所述子部件中的至少一个电元器件，和/或以电参考电位为电参考的至少一个元件。在这种情况下，所述子部件被称为“装配子部件”。这种电元器件能够是电动机、传感器或致动器等。例如，当子部件是铰接接口(也称为铰接件)时，所述接口能够包括电动机。当子部件是分段时，所述分段能够包括电子模块或传感器。当子部件是功能头时，所述功能头能够包括对工具、传感器等进行致动的电动机。在实施例中，根据本专利技术的机器人能够包括不包含测量电极的至少一个子部件，称为非配备子部件，其外壁的至少导电部分在保护电位下被极化。因此，即使该子部件没有被用于电容检测功能，它也不会干扰所述检测功能，因为它对于配备子部件的测量电极电气不可见。在实施例中，根据本专利技术的机器人能够包括外壁的至少一部分在保护电位下被极化的至少一个配备子部件。因此，该子部件参与检测功能，以便检测附近物体，而不会被另一或其他子部件所配备的电容检测电极所看到。此外，设置在保护电位下的外壁有利地为配备子部件所配备的测量电极形成保护面，从而增加测量电极的范围和检测效率。根据特别有利的实施例，极化装置能够有利地设置成在保护电位下使大部分或全部子部件的外壁极化。因此，大部分或全部子部件对于测量电极变得不可见。在这种情况下，根据本专利技术的机器人能够包括用于将所述机器人固定到外部支撑件的固定接口，以及在所述固定接口处的电绝缘体。因此，整个机器人的外壁与外部支撑件电隔离。机器人能够固定到的外部支撑件可以是地面或设备或机器的部件的表面。因此，机器人能够包括利用根据本专利技术的机器人主体的、在保护电位下被极化的至少一部分或全部提供的保护装置。事实上，能够在保护电位下使机器人的重要部分或全部极化。当机器人是机器人化手臂时，可以在保护电位下使手臂的重要部分或全部极化并且将其用作保护装置。在这种情况下，称为接口电路的转换器电路连接在机器人的保护-极化部分的电路和以一般地电位为参考的该机器人其余部分的电路之间。该接口电路产生对以保护电位为参考的电容式电子单元的激励，并且提供机器人的在保护电位下被极化的部件的电子单元和机器人的其余部分的以地电位(供电、通信等)为参考的电子单元之间的接口。该接口电路能够安置在机器人的以保护电位为参考的部件中，或者机器人的以地电位为参考的部件的水平处。当机器人的部分或本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机器人(200；300；400；500)，包括至少一个子部件(102‑116、1302、1042)，所述机器人还包括：‑对于称为配备子部件的至少一个子部件(106、108)，设置在所述子部件(106、108)的外壁(1061、1081)上或中的称为测量电极的至少一个电容检测电极(118)，‑至少一个电极化装置，用于在称为工作频率的频率下以与一般地电位(MG)不同的第一交变电位使所述至少一个测量电极(118)极化，以及‑称为检测单元的至少一个电子单元(1204)，用于测量与所述至少一个测量电极(118)和附近物体(OP)之间的称为电极‑物体电容的耦合电容有关的信号；其特征在于，所述至少一个极化装置还设置成在所述工作频率下以与所述第一电位相同或基本相同的称为保护电位的交变电位(VG)使至少一个子部件(102‑116)的外壁(1021‑1161)的至少一个导电部分极化。

【技术特征摘要】
2017.07.26 FR PCT/FR2017/0520861.一种机器人(200；300；400；500)，包括至少一个子部件(102-116、1302、1042)，所述机器人还包括：-对于称为配备子部件的至少一个子部件(106、108)，设置在所述子部件(106、108)的外壁(1061、1081)上或中的称为测量电极的至少一个电容检测电极(118)，-至少一个电极化装置，用于在称为工作频率的频率下以与一般地电位(MG)不同的第一交变电位使所述至少一个测量电极(118)极化，以及-称为检测单元的至少一个电子单元(1204)，用于测量与所述至少一个测量电极(118)和附近物体(OP)之间的称为电极-物体电容的耦合电容有关的信号；其特征在于，所述至少一个极化装置还设置成在所述工作频率下以与所述第一电位相同或基本相同的称为保护电位的交变电位(VG)使至少一个子部件(102-116)的外壁(1021-1161)的至少一个导电部分极化。2.根据权利要求1所述的机器人(200；300；400；500)，其特征在于，所述机器人的至少一个子部件是：-所述机器人的分段(102-108、1402)，或-在所述机器人的至少两个分段(102-108)之间的铰接式或非铰接式机械接口(112-116、1302)，或-铰接式或非铰接式功能头(110)，形成工具或工具头。3.根据前述权利要求中任一项所述的机器人(200；300；400；500)，其特征在于，所述机器人包括不包含测量电极的称为非配备子部件的至少一个子部件(102、104)，所述非配备子部件(102、104)的外壁(1021、1041)的至少一个导电部分在所述保护电位(VG)下被极化。4.根据前述权利要求中任一项所述的机器人(300；400)，其特征在于，所述机器人包括至少一个配备子部件(106、108)，所述至少一个配备子部件的外壁(1061、1081)的至少一个部分在所述保护电位下被极化。5.根据前述权利要求中任一项所述的机器人(200；500)，其特征在于，所述机器人包括至少一个配备子部件(106、108)，所述至少一个配备子部件的外壁(1061、1081)不在所述保护电位(VG)下被极化。6.根据前述权利要求中任一项所述的机器人(200；500)，其特征在于，所述机器人包括称为装配子部件的至少一个子部件(110、1302、1402)，所述装配子部件包括设置在所述子部件(1302、1402)中的至少一个电元器件(Mo、1304、1404)。7.根据权利要求6所述的机器人(200、300、400、500)，其特征在于，对于至少一个电元器件(1304、1404)，至少一个装配子部件(1302、1402)包括围绕所述至少一个电元器件设置并且在所述保护电位(VG)下被极化的称为保护体或保护壁的体或壁。8.根据权利要求6所述的机器人，其特征在于，至少一个装配子部件包括在所述保护电位(VG)下被电极化或者以所述保护电位为参考的至少一个电元器件。9.根据前述权利要求中任一项所述的机器...

【专利技术属性】
技术研发人员：迪迪埃·罗齐埃，弗雷德里克·奥萨尔特，
申请(专利权)人：FOGALE纳米技术公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR