移动机器人制造技术

本发明专利技术涉及一种移动机器人，该移动机器人具有移动基座元件(1)和布置在所述移动基座元件(1)上的躯干(2)，所述躯干(2)包括至少两个操纵器(4)，所述操纵器包括近端基部(6)和远端自由端(7)，其中所操纵器(4)以其近端基部(6)布置到所述躯干(2)的两侧并且彼此相对，其中所述操纵器(4)的所述近端基部(6)以能移位的方式在所述躯干(2)中被引导。

mobile robot

The present invention relates to a mobile robot, which has a mobile base element (1) and a trunk (2) disposed on the mobile base element (1). The trunk (2) comprises at least two manipulators (4), including a proximal base (6) and a distal free end (7), in which the manipulator (4) is disposed on both sides of the trunk (2) with its proximal base (6) and opposite to each other. The proximal base (6) of the manipulator (4) is guided in the trunk (2) in a displaceable manner.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】移动机器人本专利技术涉及一种移动机器人，其具有移动基座元件和布置在所述基座元件上的躯干。已知移动机器人的不同构造。例如，已知如由德国航空航天中心(DLR)开发的称为“Justin”的移动机器人。被概念化为人形的该机器人包括移动基座，移动基座是借助轮移动的平台，其上布置有躯体或躯干。类似于人类，躯干在其上肩部区域的两侧分别向左和向右支撑机器人臂或操纵器，该机器人臂或操纵器包括多个轴。躯干本身由若干节段形成，这些节段借助水平铰链彼此连接并且实际上形成骨架。由此，躯干能够直立、弯腰和俯身，以适应某些水平的工作场所。以这种方式，该机器人可以抓握和处理特定高度的物体，该高度受到躯干的最大可能的直立程度与操纵器的长度的限制。具有铰接在一起并由致动器致动的节段的躯干的构造需要结构和控制技术两方面的一些努力，这是不可忽略的。为了使机器人在应由它进行的每种工作期间保持稳定，由具有轮的平台构成的基座必须能够适应由这种工作引起的任何重心位移。为此目的，平台的轮支撑在可延伸的轴处，这使得当在躯干直立或延伸的情况下重心位于较高水平时，每个直接相对的轮之间的距离可能增加，反之亦然。来自现有技术的另一种移动机器人被WillowGarage称为“PR2”。该机器人也包括躯体或躯干，躯干在机器人肩部区域的两侧支撑机器人臂，机器人臂铰接并包括多个轴。躯干能够作为整个单元调整相对于其可移动基座元件的高度，使得机器人臂能够达到一定的工作高度，以便处理特定高度的物体。本专利技术的一个目的是提供这样一种移动机器人，该移动机器人包括简化的结构，并且关于预期目的和应用领域两方面仍然提供高度可变性和灵活性。该目的借助根据第一方面的移动机器人解决。因此，本专利技术的核心涉及一种移动机器人，该移动机器人具有移动基座元件和布置在所述移动基座元件上的躯干，所述躯干包括至少两个操纵器，所述操纵器包括近端基部和远端自由端，其中所操纵器以其近端基部布置到所述躯干的两侧并且彼此相对，其中，所述操纵器的所述近端基部可移动，即，在所述躯干中可移位地被引导。因此，每个操纵器的基部可相对于躯干移位。通常，第一轴或臂构件跟随操纵器的基部，该臂构件相对于所述基部被可旋转地支撑。如果需要的话，由此实现的旋转接头因此能够通过本专利技术所建议的解决方案相对于躯干进一步移动，其中，根据特别优选的实施方式，应该提供沿着线性轴线(优选沿着躯干的纵向延伸部)的运动。由此能够实现操纵器的向上和向下的移动，其中操纵器的线性引导优选地以一致的方式延伸到躯干的两侧。根据特别优选的实施方式，一个操纵器的近端基部和另一个操纵器的近端基部可以独立地并且彼此分开地移动。这种差动致动控制允许这种移动机器人的操纵器总共覆盖更大的工作范围，因为自由远端也能够彼此远离地移动，从而跨越自由远端之间的对角工作范围，因此最大达到这些远端之间的最大可能的距离，因此能够借助自由远端处理包括更大尺寸的物体。为了实现这种差动控制，每个操纵器可以关联有自己的独立的、单独控制器。关于相应操纵器的近侧基部的线性引导，可以提供用于操纵器的近侧基部的运动的共同驱动器，或者每个操纵器的近侧基部包括独立的驱动器。照此，例如，皮带驱动器是合适的。移动机器人的每个操纵器均可以由可相对于彼此移动的多个臂构件构成，这些臂构件限定相应的自由度。而且，臂构件构造成(即设定尺寸并且相对于彼此铰接并且由致动器致动)使得操纵器允许这样的运动，其中其远端自由端能够分别直接移动靠近躯干的侧面、腹侧和/或背侧区域。由操纵器形成的机器人的臂因此能够在躯干后面抓握，以便例如从布置在躯干的背部处的支撑件或从盒子取物体。操纵器的可移动性甚至进一步允许直接从机器人的前面、后面或从侧面的地板拿起物体。根据本专利技术，这种可移动性尤其也可以通过将操纵器构造成具有弹性和/或敏感性来实现。换句话说，机器人臂的控制能够借助相应的阻抗控制来进行。此外，这种阻抗控制也能够与力控制相结合，该力控制相对于线性轴和/或还相对于移动基座元件设计，力控制可以包括相应的力传感器。操纵器可以彼此独立地、分开地并且沿着躯干的纵向延伸部移位的实质优点还在于，移动机器人的总重心位置可以在考虑到机器人要进行的移动、操纵器要执行的操作的类型和/或操纵器要处理的物体的重量的情况下被具体地影响和确定。由于在不影响这种机器人的稳定性的情况下相对于重心的更精确的可调节性，移动基座元件的重量可以被限定为更轻。可以启用和控制布置在移动基座元件中的轮并且依次启用和控制两个臂以便转回到重心，该重心可以根据由操纵器进行的操作来改变并且在所述操作期间改变，使得始终能够调整移动机器人的静态平衡。根据如附图中所示的实施方式的描述，本专利技术的其它优点和特征将变得显而易见，在附图中：图1是根据本专利技术的移动机器人的立体图；图2是这种移动机器人的前视图；以及图3是这种移动机器人的侧视图。图1至图3中示出了根据本专利技术的一个实施方式中的移动机器人，例如该移动机器人可以用作服务机器人。移动机器人由移动基座元件1构成，移动基座元件1用作驱动平台，机器人借助该驱动平台在地面上移动。为此目的，可以在基座元件1内布置马达驱动轮(未示出)。移动基座元件1的顶部上布置有躯体或躯干2，躯干2可以布置成可绕其纵向轴线相对于基座元件1旋转。此外，可以在躯干2上设置头部3，该头部可以布置成可相对于躯干2旋转。在躯干2的两侧设置机器人臂或操纵器4，机器人臂或操纵器4由多个相互铰接的臂构件5构成。臂构件5和关节的数量分别限定由这种操纵器4总共提供的自由度的数量。每个操纵器4均设置有相应的弹性控制器。每个操纵器4均包括近端基部6和自由远端7(例如，夹子)，近端基部6布置在躯干2处。近端基部6可相对于躯干2在其纵向方向上以线性可移位的方式移动，即，根据本专利技术，每个操纵器4的近端基部6均彼此独立。在侧面，躯干2分别包括线性滑动引导件或引导轨道8，在引导轨道中，优选形成为环形元件的近端基部6可以沿着边移动以便更好地特别是更稳定地引导所述近端基部6。滑动引导件8可以由躯干2的壳体中的相应凹口形成。用于基部6的位移运动以及因此用于操纵器4的位移运动的驱动器位于躯干2内部，其中优选为每个操纵器4提供单独的驱动器。在躯干2的后侧，设置具有例如用于托盘10或用于物体11的盒子的背包式支撑件9。根据本专利技术的操纵器4的设计和构造使得托盘10和物体11能够分别借助自由远端夹子7直接被抓握。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种移动机器人，该移动机器人具有移动基座元件(1)和布置在所述移动基座元件(1)上的躯干(2)，所述躯干(2)包括至少两个操纵器(4)，所述操纵器包括近端基部(6)和远端自由端(7)，其中所操纵器(4)以其近端基部(6)布置到所述躯干(2)的两侧并且彼此相对，其特征在于，所述操纵器(4)的所述近端基部(6)以能移位的方式在所述躯干(2)中被引导。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.24 DE 102016004840.91.一种移动机器人，该移动机器人具有移动基座元件(1)和布置在所述移动基座元件(1)上的躯干(2)，所述躯干(2)包括至少两个操纵器(4)，所述操纵器包括近端基部(6)和远端自由端(7)，其中所操纵器(4)以其近端基部(6)布置到所述躯干(2)的两侧并且彼此相对，其特征在于，所述操纵器(4)的所述近端基部(6)以能移位的方式在所述躯干(2)中被引导。2.根据权利要求1所述的移动机器人，其中，所述操纵器(4)的所述近端基部(6)在所述躯干(2)中能线性移动。3.根据权利要求1或2所述的移动机器人，其中，一个操纵器(4)的所述近端基部(6)和另一个操纵器(4)的所述近端基部(6)能彼此独立地移动。4.根据权利要求1、2或3所述的移动机器人，其中，为所述操纵器(4)...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·哈达丁，P·齐默尔曼，
申请(专利权)人：卡斯坦宁堡有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE