用于无线控制机器人设备的技术制造技术

提供一种用于控制在包括多个机器人设备的机器人单元内的机器人设备的机器人控制器。所述控制器被配置为无线接收控制数据，所述控制数据包括指示所述机器人单元的当前状态的单元状态数据。所述控制数据是经由被定向到所述机器人单元中的所述多个机器人设备的广播传输和多播传输中的一者来接收的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于无线控制机器人设备的技术
本公开一般地涉及工业自动化。特别地，提供一种用于无线控制在包括多个机器人设备的机器人单元中的机器人设备的技术。该技术可以以设备、方法、系统、计算机程序产品以及计算云的形式来实现。
技术介绍
在工业自动化中，存在以下趋势：从多个机器人设备(例如协作机器人手臂)构建机器人单元并且远程控制这些机器人设备。另一方面，已针对本地控制开发了现有的安全机制，在本地控制中，单元控制器被本地放置在机器人单元中。这些安全机制假设机器人设备与其控制器之间的通信是可靠的并且没有延迟。当使用现场总线(例如EtherCAT或ProfiNet)来连接机器人设备与控制器时，该假设是有效的。因此，针对实时分布式控制开发了基础工业计算机网络协议。工业自动化中最具挑战性的问题之一是：在一些控制功能被远程部署在计算云中并且通过无线连接被连接到机器人单元时，满足现有的可靠性和安全性要求。任何机器人单元中的安全机制的中心目标是避免被包括在其中的机器人设备之间的冲突，以及对不可预见的情况做出适当反应。当经由无线连接进行单元控制时，要实现该目标具有挑战性，因为控制命令可能延迟或丢失，这会导致不安全的情况。当检测到不需要或不安全的情况(例如，有人进入机器人单元)时，现有的安全机制停止机器人单元。作为另一个示例，机器人手臂可以检测到与外部物体的冲突并且自动停止(保护性停止)。当通过无线连接从基于云的控制器来控制机器人单元时，不能直接使用这样的安全机制。原因是现场总线和无线连接的特征不同。一般而言，现场总线提供更确定性的行为。现场总线使用有线传输，并且因此不受无线传输的不确定性的影响。为了针对经由无线连接被远程控制的机器人单元提供所需的安全级别，当远程控制器出现问题时，机器人单元必须具有自主执行本地安全动作的能力。为了由本地机器人设备执行安全动作，该设备需要有关其他设备的状态的信息以避免其他不安全的情况(例如与其他设备的冲突)。当数个机器人设备(例如数个机器人手臂)处理相同的任务时，该状态信息尤其重要。当前基于云的解决方案使用机器人单元中的中央网关来确保所有机器人设备都具有状态信息。在这些基于网关的解决方案中，机器人单元的所有机器人设备都被连接到本地网关。
技术实现思路
需要一种用于无线控制在包括多个机器人设备的机器人单元内的机器人设备的技术，其中，该技术能够有效地被实现并且在可靠性和安全性方面保证高标准。根据第一方面，提供一种机器人控制器，用于控制在包括多个机器人设备的机器人单元内的机器人设备。所述控制器被配置为：无线接收第一控制数据，所述第一控制数据包括指示所述机器人单元的当前状态的单元状态数据，其中，所述第一控制数据是经由被定向到所述机器人单元中的所述多个机器人设备的广播传输和多播传输中的一者来接收的。在本公开的某些变型中，所述机器人单元中的中央网关可以被省略。替代地，所述机器人单元内的所述多个机器人设备可以直接从无线接入网络接收所有所需信息(例如所述第一控制数据或任何其他控制数据)而无需任何代理。所述无线接入网络可以是蜂窝或非蜂窝网络。所述机器人设备可以是机器人致动器(例如机器人手臂)、自动导引车等。每个机器人设备可以包括多个可单独控制的实体(例如多个电动机)。特定机器人设备的机器人控制器可以被配置为接收特定控制命令(例如经由无线单播传输)。它还可以被配置为控制机器人设备的多个可单独控制的实体以执行所述控制命令(例如以基于该控制命令在多个自由度内移动机器人手臂)。在一些变型中，所述机器人单元中的所述多个机器人设备中的两个或更多个可以被配置为无线接收所述第一控制数据和/或任何其他控制数据。考虑到被用于将所述第一控制数据和/或任何其他控制数据发送到所述多个机器人设备的广播或多播传输模式，所述第一控制数据和/或任何其他控制数据可以基本上同时被接收。为此，这些机器人设备中的每一个可以包括无线接收机以及可选地包括无线发射机，它们具有与无线接入网络的直接连接。所述机器人单元内的所述多个机器人设备可以形成多播组。在经由相同的无线接入网络控制多个机器人单元的情况下，不同机器人单元中的所述机器人设备可以构成不同的多播组。在经由专用无线接入网络控制仅单个机器人单元的情况下，广播信道可以被用于将所述第一控制数据和/或任何其他控制数据无线发送到在该机器人单元中的所述机器人设备。所述机器人单元内的所述多个机器人设备可以协作处理工作对象。所述状态数据可以包括与所述机器人单元有关的感测数据。所述感测数据可能已由位于所述机器人单元中的一个或多个传感器来生成。这样的传感器可以包括照相机、图像传感器、位置传感器、方位传感器等。所述机器人控制器还可以被配置为：无线接收包括针对至少所述机器人设备的一个或多个控制命令的第二控制数据；以及基于所述第一控制数据或所述第二控制数据，选择性地控制所述机器人设备。所述第二控制数据可以是经由被定向到由所述机器人控制器控制的所述机器人设备的单播传输来接收的。替代地，所述第二控制数据可以是经由被定向到所述机器人单元中的所述多个机器人设备的广播传输和多播传输中的一者来接收的，如上面解释的那样。所述机器人控制器还可以被配置为：在所述第二控制数据不可获得或不可使用的情况下，基于所述第一控制数据来控制所述机器人设备。由于以下中的至少一项，所述第二控制数据可能不可获得：-无线传输故障；-基于计算云的机器人单元控制器在生成至少所述第二控制数据以及可选地生成所述第一控制数据中的故障；-托管机器人单元控制器的计算云在生成至少所述第二控制数据以及可选地生成所述第一控制数据中的故障；以及-所述机器人单元中需要立即控制干预的事件。所述机器人控制器还可以被配置为：基于所述第一控制数据来控制所述机器人设备，以至少临时地沿着计划移动路径继续移动。在此方面，所述机器人控制器还可以被配置为：评估所述单元状态数据，以确定沿着所述计划移动路径继续移动是否安全(或者，例如当继续移动时是否可能发生冲突)。所述第一控制数据还包括路径数据，所述路径数据指示所述机器人单元中的所述多个机器人设备的计划移动路径。所述路径数据包括与所述计划移动路径相关的位置、时间以及速度信息中的至少一项。所述机器人控制器还可以被配置为：在一个或多个第一消息中接收所述路径数据，以及在与所述一个或多个第一消息不同的一个或多个第二消息中接收所述单元状态数据。所述机器人控制器可以具体地被配置为：在与所述一个或多个第一消息和所述一个或多个第二消息中的至少一者不同的一个或多个第三消息中接收所述第二控制数据。根据第二方面，提供一种用于包括多个机器人设备的机器人单元的基于计算云的控制器。所述控制器被配置为：获得第一控制数据，所述第一控制数据包括指示所述机器人单元的当前状态的单元状态数据；以及将所述第一控制数据转发到无线发射机以经由被定向到所述机器人单元中的所述多个机器人设备的广播传输和多播传输中的一者进行无线传输。在一些变型中，所述控制器可以被配置为显式指示所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机器人控制器(102A)，用于控制在包括多个机器人设备(102)的机器人单元(101)内的机器人设备(102)，所述控制器(102A)被配置为：/n无线接收第一控制数据，所述第一控制数据包括指示所述机器人单元(101)的当前状态的单元状态数据(702)，其中，所述第一控制数据是经由被定向到所述机器人单元(101)中的所述多个机器人设备(102)的广播传输和多播传输中的一者来接收的。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种机器人控制器(102A)，用于控制在包括多个机器人设备(102)的机器人单元(101)内的机器人设备(102)，所述控制器(102A)被配置为：
无线接收第一控制数据，所述第一控制数据包括指示所述机器人单元(101)的当前状态的单元状态数据(702)，其中，所述第一控制数据是经由被定向到所述机器人单元(101)中的所述多个机器人设备(102)的广播传输和多播传输中的一者来接收的。


2.根据权利要求1所述的机器人控制器，其中，
所述单元状态数据(702)包括与所述机器人单元(101)有关的感测数据。


3.根据权利要求1或2所述的机器人控制器，还被配置为：
无线接收包括针对至少所述机器人设备(102)的一个或多个控制命令的第二控制数据；以及
基于所述第一控制数据或所述第二控制数据，选择性地控制所述机器人设备(102)。


4.根据权利要求3所述的机器人控制器，其中，
所述第二控制数据是经由被定向到由所述机器人控制器(102A)控制的所述机器人设备(102)的单播传输来接收的。


5.根据权利要求3所述的机器人控制器，其中，
所述第二控制数据是经由被定向到所述机器人单元(101)中的所述多个机器人设备(102)的广播传输和多播传输中的一者来接收的。


6.根据权利要求3至5中任一项所述的机器人控制器，还被配置为：
在所述第二控制数据不可获得或不可使用的情况下，基于所述第一控制数据来控制所述机器人设备(102)。


7.根据权利要求6所述的机器人控制器，其中，
由于以下中的至少一项，所述第二控制数据不可获得：
-无线传输故障；
-基于计算云的机器人单元控制器(106)在生成至少所述第二控制数据中的故障；
-托管机器人单元控制器(106)的计算云在生成至少所述第二控制数据中的故障；以及
-所述机器人单元(101)中需要立即控制干预的事件。


8.根据前述权利要求中任一项所述的机器人控制器，还被配置为：
基于所述第一控制数据来控制所述机器人设备(102)，以至少临时地沿着计划移动路径继续移动。


9.根据权利要求8所述的机器人控制器，还被配置为：
评估所述单元状态数据(702)，以确定沿着所述计划移动路径继续移动是否安全。


10.根据前述权利要求中任一项所述的机器人控制器，其中，
所述第一控制数据还包括路径数据(704)，所述路径数据(704)指示所述机器人单元(101)中的所述多个机器人设备(102)的计划移动路径。


11.根据权利要求10所述的机器人控制器，其中，
所述路径数据(704)包括与所述计划移动路径相关的位置、时间以及速度信息中的至少一项。


12.根据权利要求10或11所述的机器人控制器，还被配置为：
在一个或多个第一消息中接收所述路径数据(704)，以及在与所述一个或多个第一消息不同的一个或多个第二消息中接收所述单元状态数据(702)。


13.根据权利要求12结合权利要求3至9中的一项所述的机器人控制器，还被配置为：
在与所述一个或多个第一消息和所述一个或多个第二消息中的至少一者不同的一个或多个第三消息中接收所述第二控制数据。


14.一种基于计算云的控制器(106)，用于包括多个机器人设备(102)的机器人单元(101)，所述控制器(106)被配置为：
获得第一控制数据，所述第一控制数据包括指示所述机器人单元(101)的当前状态的单元状态数据(702)；以及
将所述第一控制数据转发到无线发射机(706)以经由被定向到所述机器人单元(101)中的所述多个机器人设备(102)的广播传输和多播传输中的一者进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·拉茨，N·赖德尔，G·绍博，
申请(专利权)人：瑞典爱立信有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE