用于工业机器人的系统和方法技术方案

用于工业机器人平台的系统和方法。工业机器人小队自主通信并一起工作。控制中心可以监测自主操作。在控制中心级、小队级和机器人级的软件形成分布式控制系统，该分布式控制系统分析与平台相关的各种数据以对各种系统进行监测。人工智能(诸如机器学习)在控制中心级、小队级和/或机器人级实施，以进行由智能决策驱动的集群行为。每个机器人都包括附接到任务特定工具系统的通用平台。机器人可以是具有附接到通用框架的采矿特定工具系统的采矿机器人，并被配置用于采矿任务。该平台是模块化的并且可以用于其他工业应用和/或机器人类型，诸如建筑、卫星群、燃料生产、灾难恢复、通信、远程电力等。程电力等。程电力等。

Systems and methods for industrial robots

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于工业机器人的系统和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2019年10月18日提交的标题为“用于工业机器人的系统和方法”的第62/923376号美国专利申请的优先权权益，以及于2019年10月18日提交的标题为“工业机器人平台”的第62/923357号美国专利申请的优先权权益，出于所有目的，上述申请中的每个均通过引用整体并入本文并形成本说明书的一部分。


[0003]描述了用于工业机器人的特征，特别是用于操作自主的任务特定机器人(诸如采矿机器人)集群的架构、方式和方法。

技术介绍

[0004]机器人被用于执行各种任务。使用机器人可以提高盈利能力和效率，同时降低人工风险。然而，用于执行工业任务的现有解决方案需要频繁维修、很繁琐，并且需要高度密切的人工参与，因此效率低下且成本昂贵。因此，期望在该领域作出改进。

技术实现思路

[0005]本文所公开的实施方式各自具有几个方面，并非单独一个方面独自负责本公开的期望特性。在不限制本公开范围的情况下，现在将简要讨论其更突出的特征。在考虑本讨论之后，特别是在参阅了标题为“详细描述”的部分之后，将理解本文所述的实施方式特征如何提供相对于现有工业机器人方法的优点。
[0006]描述了用于工业机器人系统平台的系统和方法。机器人集群可以作为独立单元自主进行操作，并与周围机器人以不同程度进行协作。机器人可以被组织为机器人小队或机器人组，还可以被组织和分组为排，从而形成整体集群分层架构。控制中心与机器人集群通信以启用人工监测和操作异常管理，然而控制中心可能不会在名义上或主动远程操作集群。控制中心级、排级、小队级和机器人级软件可以分析与平台和外部环境有关的各种数据，以对各种系统进行监测、通信和控制。人工智能(诸如机器学习)可以在控制中心级、排级、小队级和机器人级实施，以进行由智能决策驱动的个体机器人和集群行为。机器人可以彼此通信并与控制中心通信，以自主工作来完成工业任务。非地理上并列的远程控制中心可以与多个集群控制中心通信。
[0007]此外，每个机器人可以包括与任务特定工具系统集成的通用平台。机器人可以是采矿机器人，具有附接到通用平台(在本文中还被称为框架等)的采矿特定工具系统，并被配置用于采矿任务。该平台是模块化的并且可以用于部署在陆地和水下、在自由空间中、在月球、火星和其他天体上的其他工业应用和/或机器人类型，诸如建造、制造、拆卸、卫星群、燃料生产、灾难恢复、通信、远程电力等。当确定新种类要被添加到种类集群机器人架构目录中的种类组中时，专用于实现新种类的负载模块可以被开发为在硬件级和软件级都与机器人通用平台集成。事实上，机器人体系架构在硬件和软件子系统级都被模块化可以加速
以下能力：轻松建造新机器人种类并将新机器人种类集成到现有集群和新集群中以实现新的功能和工业任务。在硬件层，可以在通用平台中模块化关键子系统，例如，电力、热管理、移动性、数据处理、结构支持。在软件层，系统可以包括分布式分层架构，其中专用于通用和负载功能的固件模块和软件模块通过能够处理不同层操作协议(诸如CAN、RS 232、ROS、UDP、TCP/IP等)的API与数据处理层接口连接。
[0008]在系统中进行的所有操作和遥测可以统一处理。用于管理进程、监督数据处理、执行内务处理和数据记录的模块可以是不同复杂度层中的SW架构的一部分，并且完全模块化以实现新负载模块的可扩展性、灵活性并易于集成。集群被构造成使得机器人可以作为单独的单元、小队、排或者集群本身完全自主操作。每个机器人可以包括被配置为自主执行工业任务硬件和软件堆栈，而无需人工干预。算法和控制(例如，硬编码、计算机视觉、线性、非线性、机器学习等)、以及整个数据处理基础设施可以处理系统的自主操作，在整个通信网络中广播状态和传感器数据。为了完成某项工业任务，机器人可以被分组成小队，使得每个小队将包括优化数量的特定种类机器人以完成任务。小队机器人可以被标记为在彼此之间共享机器人数据，以作为一组自主协作并实现工业任务的成功执行。在部署站点的某个区域中执行相同或不同的工业任务、或者在整个部署站点中实现特定功能的小队可以被组织成排。属于同一排的机器人被标记为使得数据可以在其间共享，以作为一组自主执行协作任务。
[0009]在分布式数据架构中，具有所有相关信息和机器人标识符、小队标识符、排标识符和集群标识符的数据分组可以在集群之间共享。在每个机器人单元处的算法和控制将过滤和分析由同一小队、排和集群中的机器人共享的相关数据分组。在同一小队中协作的机器人可以自主发送和接收专用于该小队的数据分组；并且可以基于操作的接近程度以比专用于排或集群的数据分组更高的频率和容量共享该数据分组，以维持小队级的操作。在同一排中协作的机器人可以自主发送和接收专用于该排的数据分组。在同一集群中协作的机器人可以自主发送和接收专用于该集群的数据分组。控制中心主要用于监测自主操作。控制中心可以根据包括在数据分组中的信息优先级，以低频率或高频率监测网络中的所有数据分组。控制中心将有能力在任何给定时间接管对集群中的任何机器人单元的控制，以执行人工干预、异常管理、测试或训练操作。
[0010]在一方面，描述了一种用于操作工业机器人的系统。该系统包括一个或多个集群。每个集群包括一个或多个小队。小队可以被分组成排或不被分组成排。每个小队包括多个机器人。每个机器人被配置为自主操作并包括与负载堆栈联接的通用平台，负载堆栈是通用平台可与之联接的多个负载堆栈中的一个，并且其中，机器人被配置为使用负载堆栈来执行负载特定工业任务。该系统还可以包括集群控制中心，集群控制中心被配置为与一个或多个小队远程通信。
[0011]可以实施各方面的各种实施方式。在一些实施方式中，多个机器人可以被配置为经由集群通信网络彼此通信并与集群控制中心通信。小队中的两个或更多个可以经由集群通信网络彼此通信。通用平台还可以包括被配置为移动每个机器人的移动系统。根据另一个实施方式，移动系统可以包括履带式系统、轮式系统或足式系统。通用平台可以包括被配置为通过机器人控制算法来操作的控制系统。机器人控制算法可以包括人工智能或机器学习包。通用平台可以包括数据处理系统，其中每个数据分组包括数据分组报头，数据分组报
头包括与每个机器人相关的识别信息。识别信息可以包括以下一项或多项：集群标识符、排标识符、小队标识符、机器人标识符、机器人定位标识符、机器人位置标识符、健康数据、性能数据、操作数据、内务管理数据和/或传感器数据。通用平台可以包括硬件平台堆栈和软件平台堆栈，并且其中，通用平台被配置为使用硬件平台堆栈和软件平台堆栈来自主操作负载堆栈，以执行负载特定工业任务并与其他机器人和/或集群控制中心通信。通信系统可以经由集群通信网络从一个或多个集群接收操作数据并向一个或多个集群发送更新数据。命令和控制系统可以监测和支持多个机器人、初始化系统、执行异常管理、分析操作数据，并基于对操作数据进行分析来生成更新数据。用户界面可以使用户能够监测和控制一个或多个集群。
[0012]根据另一个方面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于操作工业机器人的系统，所述系统包括一个或多个集群，每个集群包括：一个或多个小队，每个小队包括多个机器人，每个机器人被配置为自主操作并包括与负载堆栈联接的通用平台，所述负载堆栈是能与所述通用平台联接的多个负载堆栈中的一个，并且其中，每个机器人被配置为使用所述负载堆栈来执行负载特定工业任务；以及集群控制中心，被配置为与所述一个或多个小队远程通信。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述多个机器人被配置为经由集群通信网络彼此通信并与所述集群控制中心通信。3.根据权利要求1所述的系统，包括被配置为经由集群通信网络彼此通信的两个或更多个所述小队。4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述通用平台还包括被配置为移动每个机器人的移动系统。5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述移动系统包括履带式系统、轮式系统或足式系统。6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述通用平台包括控制系统，所述控制系统被配置为通过机器人控制算法来操作。7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述机器人控制算法包括人工智能或机器学习包。8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述通用平台包括数据处理系统，其中每个数据分组包括数据分组报头，所述数据分组报头包括与每个机器人相关的标识信息。9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述标识信息包括以下一项或多项：集群标识符、排标识符、小队标识符、机器人标识符、机器人定位标识符、机器人位置标识符、健康数据、性能数据、操作数据、内务管理数据和/或传感器数据。10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述通用平台包括硬件平台堆栈和软件平台堆栈，并且其中，所述通用平台被配置为使用所述硬件平台堆栈和所述软件平台堆栈来自主操作所述负载堆栈，以执行所述负载特定工业任务并与其他机器人和/或所述集群控制中心通信。11.根据权利要求1所述的系统，其中，所述集群控制中心包括：通信系统，被配置为经由集群通信网络从所述一个或多个集群接收操作数据并向所述一个或多个集群发送更新数据；命令和控制系统，被配置为监测和支持所述多个机器人、初始化系统、执行异常管理、分析所述操作数据，并基于对所述操作数据进行分析来生成所述更新数据；以及用户界面，被配置为使用户能够监测和控制所述一个或多个集群。12.根据权利要求1所述的系统，还包括远程控制中心，所述远程控制中心被配置为经由所述一个或多个集群中的每个的所述集群控制中心与所述一个或多个集群通信，所述远程控制中心包括：通信系统，被配置为经由远程通信网络从所述一个或多个集群接收集群数据，并向相应集群控制中心发送集群更新数据；命令和控制系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆士，
申请(专利权)人：外世界股份有限公司，
类型：发明
国别省市：