DE102016000362A1

DE102016000362A1 - Roboteranordnung mit Handheld

Info

Publication number: DE102016000362A1
Application number: DE102016000362.6A
Authority: DE
Inventors: Markus Dinkhoff
Original assignee: KUKA Roboter GmbH
Current assignee: KUKA Deutschland GmbH
Priority date: 2016-01-15
Filing date: 2016-01-15
Publication date: 2017-07-20
Also published as: WO2017121642A1

Abstract

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben einer Roboteranordnung mit wenigstens einem Roboter (10, 20) umfasst die Schritte: Erfassen (S10) von Positions- und/oder Bewegungs-Messdaten (a100) wenigstens eines Handhelds (100) mittels eines Inertial- und/oder GPS-Sensors (110) dieses Handhelds, während es an einem beweglichen Glied (12; 22) der Roboteranordnung befestigt ist; Ermitteln (S20, S30) von Positions- und/oder Bewegungsdaten (Δx100) des Handhelds und/oder von Positions- und/oder Bewegungsdaten (Δx12) des beweglichen Glieds auf Basis der erfassten Positions- und/oder Bewegungs-Messdaten des Handhelds; und Übermitteln (S30) dieser ermittelten Positions- und/oder Bewegungsdaten an wenigstens einen Empfänger (13, 23, 200).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Roboteranordnung mit wenigstens einem Roboter und wenigstens einem Handheld, das an einem beweglichen Glied eines Roboters der Roboteranordnung befestigt ist bzw. wird, ein Verfahren zum Betreiben der Roboteranordnung, ein Computerprogrammprodukt zur Durchführung des Verfahrens sowie die Verwendung eines oder mehrerer Handhelds.
Sogenannte Handhelds bzw. Handgeräte sind allgemein bekannt. Unter einem Handheld wird vorliegend insbesondere ein tragbares elektronisches (Mobil(end))Gerät für unterschiedliche Anwendungen verstanden, das vorzugsweise bei der Benutzung in nur einer Hand gehalten werden kann bzw. hierzu eingerichtet ist, insbesondere sogenannte Smartphones.
Solche Handhelds weisen häufig Inertial-Sensoren, insbesondere Beschleunigungssensoren, und/oder GPS-Sensoren auf, die es dem Handheld ermöglichen, seine Position und/oder Bewegung zu erfassen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Betrieb einer Roboteranordnung zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ansprüche 11–13 stellen eine Roboteranordnung zur Durchführung eines hier beschriebenen Verfahrens, die Verwendung wenigstens eines Handhelds zum hier beschriebenen Betreiben einer Roboteranordnung bzw. ein Computerprogrammprodukt zur Durchführung eines hier beschriebenen Verfahrens unter Schutz. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen.
Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung weist eine Roboteranordnung einen oder mehrere Roboter auf. In einer Weiterbildung weisen der bzw. ein oder mehrere dieser Roboter (jeweils) ein oder mehrere, insbesondere wenigstens sechs, insbesondere wenigstens sieben, bewegliche, (Roboter)glieder, die in einer Weiterbildung gelenkig miteinander verbunden sind, und Antriebe, insbesondere Elektromotoren, zum gesteuerten Bewegen dieser Glieder auf. Ein bewegliches (Roboter)Glied kann insbesondere ein Karussell, eine Schwinge, ein Teil einer Roboterhand oder insbesondere vorzugsweise ein Werkzeugflansch oder an diesem befestigtes Werkzeug eines Roboters sein.
Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung werden bzw. sind an einem oder mehreren Gliedern eines oder mehrerer Roboter der Roboteranordnung wenigstens temporär (jeweils) ein oder mehrere Handhelds befestigt, die (jeweils) einen, insbesondere integrierten, Inertial- und/oder GPS-Sensor aufweisen.
Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum, insbesondere wenigstens vollständig oder teilweise automatisierten, Betreiben der Roboteranordnung den Schritt: Erfassen von Positions- und/oder Bewegungs-Messdaten eines oder mehrerer Handhelds mittels des Inertial- und/oder GPS-Sensors dieses Handhelds, während es an einem beweglichen Glied der Roboteranordnung, insbesondere eines Roboters der Roboteranordnung, befestigt ist.
Ein Betreiben der Roboteranordnung kann in einer Ausführung ein Steuern und/oder Überwachen der Roboteranordnung umfassen, insbesondere sein.
Positionsdaten können in einer Ausführung eine ein-, zwei oder dreidimensionale, insbesondere kartesische, Lage und/oder eine ein-, zwei oder dreidimensionale Orientierung, insbesondere eines bzw. des Handhelds bzw. (Roboter)Gliedes, angeben, insbesondere sein bzw. hiervon abhängen.
Bewegungsdaten können in einer Ausführung eine erste, zweite und/oder höhere Zeitableitung bzw. Veränderung solcher Positionsdaten angeben, insbesondere sein bzw. hiervon abhängen, insbesondere ein-, zwei oder dreidimensionale translatorische und/oder ein-, zwei oder dreidimensionale rotatorische Geschwindigkeiten und/oder Beschleunigungen, insbesondere eines bzw. des Handhelds bzw. (Roboter)Gliedes, angeben, insbesondere sein bzw. hiervon abhängen.
Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung umfasst das Verfahren den Schritt: Ermitteln von Positions- und/oder Bewegungsdaten des (jeweiligen) Handhelds auf Basis der erfassten Positions- und/oder Bewegungs-Messdaten dieses Handhelds. Dabei werden auch die erfassten Positions- und/oder Bewegungs-Messdaten eines Handhelds selber zur kompakteren Darstellung als ermittelte Positions- und/oder Bewegungsdaten dieses Handhelds bezeichnet, die Ermittlung kann also insbesondere eine Identität bzw. Auswertung sein.
Zusätzlich oder alternativ umfasst das Verfahren nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung den Schritt: Ermitteln von Positions- und/oder Bewegungsdaten des beweglichen Glieds auf Basis der erfassten Positions- und/oder Bewegungs-Messdaten des Handhelds, das wenigstens während der Erfassung der Positions- und/oder Bewegungs-Messdaten an dem Glied befestigt ist.
Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung umfasst das Verfahren den Schritt: Übermitteln der ermittelten Positions- und/oder Bewegungsdaten des Handhelds und/oder der ermittelten Positions- und/oder Bewegungsdaten des beweglichen Glieds an einen oder mehrere Empfänger.
Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung ist die Roboteranordnung, insbesondere hard- und/oder software-, insbesondere programmtechnisch, zur Durchführung eines hier beschriebenen Verfahrens eingerichtet ist.
Nach einer Ausführung weist das bzw. eines oder mehrere der Handheld(s) der Roboteranordnung (jeweils) auf:

– Mittel zum Erfassen von bzw. der Positions- und/oder Bewegungs-Messdaten des bzw. der Handhelds mittels eines bzw. des Inertial- und/oder GPS-Sensors des (jeweiligen) Handhelds, während es an einem bzw. dem beweglichen Glied der Roboteranordnung, insbesondere eines Roboters der Roboteranordnung, befestigt ist;
– Mittel zum Ermitteln von bzw. der Positions- und/oder Bewegungsdaten des bzw. der Handhelds und/oder von bzw. der Positions- und/oder Bewegungsdaten des beweglichen Glieds bzw. der beweglichen Glieder auf Basis der erfassten Positions- und/oder Bewegungs-Messdaten des (jeweiligen) Handhelds; und
– Mittel zum Übermitteln dieser ermittelten Positions- und/oder Bewegungsdaten an einen oder mehrere bzw. den bzw. die Empfänger.

Durch die Verwendung von Handhelds können in einer Ausführung der vorliegenden Erfindung somit vorteilhaft Positions- und/oder Bewegungsdaten ermittelt und zum Betreiben, insbesondere Steuern und/oder Überwachen, der Roboteranordnung genutzt werden.
In einer Ausführung weisen das bzw. ein oder mehrere der Handheld(s) (jeweils) wenigstens eine graphische Anzeige, insbesondere einen Touchscreen auf. Mittels einer graphischen Anzeige können in einer Ausführung vorteilhaft Daten und/oder Signale, beispielsweise Positions- und/oder Bewegungsdaten, Überschreitungen von Geschwindigkeits- oder Beschleunigungsgrenzen oder dergleichen, angezeigt werden. Mittels eines Touchscreens kann in einer Ausführung vorteilhaft insbesondere die Bedienung des Handhelds verbessert werden.
Zusätzlich oder alternativ weisen in einer Ausführung das bzw. ein oder mehrere der Handheld(s) (jeweils) wenigstens eine, insbesondere integrierte, Kamera auf. Hierdurch kann in einer Ausführung vorteilhaft ein Betrieb der Roboteranordnung visuell gesteuert und/oder überwacht und/oder aufgezeichnet werden.
Zusätzlich oder alternativ weisen in einer Ausführung das bzw. ein oder mehrere der Handheld(s) (jeweils) wenigstens eine autonome bzw. handheldfeste, insbesondere integrierte, Energie-, insbesondere Stromversorgung, insbesondere Akkus und/oder Batterien, auf. Hierdurch kann in einer Ausführung eine Störung durch Energieleitungen vermieden werden.
Zusätzlich oder alternativ sind in einer Ausführung das bzw. ein oder mehrere der (jeweils) Handheld(s) (jeweils) zur Mobilkommunikation, insbesondere Mobilfunkkommunikation eingerichtet, insbesondere kann ein Handheld somit ein Mobiltelefon, insbesondere ein Smartphone, sein. Hierdurch kann in einer Ausführung insbesondere die Übermittlung der ermittelten Positions- und/oder Bewegungsdaten verbessert werden.
Entsprechend wird insbesondere vorgeschlagen, Tablets bzw. Tabletcomputer, Personal Digital Assistants („PDAs”) oder dergleichen und insbesondere vorzugsweise Mobiltelefone, insbesondere Smartphones, zum Betreiben, insbesondere Steuern und/oder Überwachen, der Roboteranordnung, insbesondere zum Ermitteln von Positions- und/oder Bewegungsdaten der Roboteranordnung, zu verwenden. Hierdurch können vorteilhaft vorhandene, ausgereifte und/oder günstige Handhelds in einer neuen Funktion verwendet werden.
In einer Ausführung werden bzw. sind das bzw. ein oder mehrere der Handheld(s) (jeweils) zerstörungsfrei lösbar und/oder temporär an dem jeweiligen Glied befestigt. In einer Weiterbildung werden bzw. sind das bzw. ein oder mehrere der Handheld(s) (jeweils) form- und/oder reibschlüssig, insbesondere magnetisch, durch eine Steck-, Klemm-, Schraub-, Klett- und/oder Rastverbindung an dem jeweiligen Glied, insbesondere an einer hierzu eingerichteten Handheldbefestigung, insbesondere in einer hierzu eingerichteten Handheldaufnahme, des Gliedes, befestigt, die ihrerseits in einer Weiterbildung lösbar an dem Glied befestigt sein bzw. werden kann, insbesondere, um bei Nichtbedarf entfernt werden und so geschützt werden zu können und/oder den Betrieb des Roboters nicht zu behindern. Gleichermaßen kann ein Handheld und/oder eine Handheldbefestigung auch nicht-zerstörungsfrei-lösbar bzw. dauerhaft an dem jeweiligen Glied befestigt sein bzw. werden. In einer Ausführung wird bzw. ist wenigstens ein Handheld von einem Greifer eines Roboters der Roboteranordnung gegriffen und/oder -führt.
In einer Ausführung kann der Inertial-Sensor des bzw. eines oder mehrerer der Handhelds (jeweils) einen oder mehrere Beschleunigungssensoren zur Erfassung einer translatorischen und/oder rotatorischen Beschleunigung in bzw. um eine(r) oder mehrere(n) Achse(n) und/oder einen oder mehrere ein- oder mehrachsiger Lage-, insbesondere Kreiselsensoren aufweisen, insbesondere sein. Diese sind – ebenso wie teilweise GPS-Sensoren – häufig in kommerziellen Handhelds bereits vorhanden, um Spiele und andere Applikationen wie beispielsweise eine Anpassung der Anzeige an eine aktuelle Lage zu ermöglichen.
In einer Ausführung können die erfassten Positions- und/oder Bewegungs-Messdaten Beschleunigungsdaten aufweisen, insbesondere sein.
Dann werden in einer Weiterbildung aus diesen erfassten Beschleunigungs(-Mess)daten Positions- und/oder Geschwindigkeitsdaten, insbesondere Bahndaten, des Handhelds und/oder des beweglichen Gliedes ermittelt.
Bahndaten bilden bzw. umfassen in einer Ausführung eine, insbesondere geordnete, Folge von Positions- und/oder Geschwindigkeitsdaten und/oder zugeordneten Zeiten und/oder Positionen, insbesondere Bahnparametern.
Die Positions- und/oder Geschwindigkeitsdaten, insbesondere Bahndaten, können in einer Weiterbildung insbesondere durch, insbesondere numerische und/oder zeitliche und/oder ein- oder mehrfache, Integration aus den erfassten Beschleunigungs(-Mess)daten ermittelt werden.
Die Positions- und/oder Geschwindigkeitsdaten des beweglichen Gliedes können in einer Weiterbildung insbesondere durch Transformation auf Basis einer bekannten, insbesondere vorgegebenen und/oder vermessenen, insbesondere kalibrierten, Lage und/oder Orientierung des Handhelds relativ zu dem beweglichen Glied, an dem es wenigstens während der Erfassung befestigt ist, aus den erfassten Beschleunigungs(-Mess)daten ermittelt werden.
Dabei können in einer Ausführung zunächst aus Beschleunigungs(-Mess)daten des Handhelds durch Transformation Beschleunigungs(-Mess)daten des Gliedes und aus diesen durch Integration Positions- und/oder Geschwindigkeitsdaten des beweglichen Gliedes ermittelt werden. Gleichermaßen können in einer Ausführung zunächst aus Beschleunigungs(-Mess)daten des Handhelds durch Integration Positions- und/oder Geschwindigkeitsdaten des Handhelds und aus diesen durch Transformation Positions- und/oder Geschwindigkeitsdaten des beweglichen Gliedes ermittelt werden.
Die Ermittlung der Positions- und/oder Geschwindigkeitsdaten des Handhelds und/oder des beweglichen Gliedes kann in einer Ausführung vollständig oder teilweise durch das Handheld durchgeführt werden, insbesondere vollständig während es an dem beweglichen Glied befestigt ist, vollständig nach Lösen von dem beweglichen Glied oder teilweise während es an dem beweglichen Glied befestigt ist und teilweise nach Lösen von dem beweglichen Glied.
Gleichermaßen kann die Ermittlung der Positions- und/oder Geschwindigkeitsdaten des Handhelds und/oder des beweglichen Gliedes in einer Ausführung vollständig oder teilweise durch den Empfänger durchgeführt werden.
So kann in einer Ausführung das Handheld unmittelbar die erfassten Positions- und/oder Bewegungs-Messdaten an den Empfänger übermitteln, der hieraus, insbesondere durch Integration und gegebenenfalls Transformation, Positions- und/oder Bewegungsdaten, insbesondere Bahndaten, des Handhelds und/oder des beweglichen Gliedes ermittelt. Gleichermaßen kann in einer Ausführung das Handheld bereits, insbesondere durch Integration und gegebenenfalls Transformation, Positions- und/oder Bewegungsdaten, insbesondere Bahndaten, des Handhelds und/oder des beweglichen Gliedes ermitteln und erst diese an den Empfänger übermitteln. Gleichermaßen kann in einer Ausführung das Handheld, insbesondere durch Integration, Positions- und/oder Bewegungsdaten, insbesondere Bahndaten, des Handhelds ermitteln und diese an den Empfänger übermitteln, der hieraus, insbesondere durch Transformation, Positions- und/oder Bewegungsdaten, insbesondere Bahndaten des beweglichen Gliedes ermittelt.
Entsprechend weisen in einer Ausführung die Roboteranordnung, insbesondere das bzw. eines oder mehrere der Handheld(s) und/oder der bzw. einer oder mehrere der Empfänger, Mittel zum Ermitteln von Positions- und/oder Geschwindigkeitsdaten, insbesondere Bahndaten, des Handhelds und/oder des beweglichen Gliedes aus Beschleunigungsdaten des Handhelds, insbesondere durch Integration und/oder Transformation, auf.
In einer Ausführung werden erfasste Positions- und/oder Bewegungs-Messdaten und/oder ermittelte Positions- und/oder Bewegungs-Messdaten, insbesondere an einen Empfänger übermittelte Positions- und/oder Bewegungs-Messdaten, in dem Handheld und/oder dem Empfänger abgespeichert. Entsprechend weisen in einer Ausführung die Roboteranordnung, insbesondere das bzw. eines oder mehrere der Handheld(s) und/oder der bzw. einer oder mehrere der Empfänger, Mittel zum Abspeichern von erfassten Positions- und/oder Bewegungs-Messdaten und/oder ermittelte Positions- und/oder Bewegungs-Messdaten auf.
In einer Ausführung steuern und/oder überwachen eine oder mehrere Steuerungen der Roboteranordnung (jeweils) einen oder mehrere Roboter der Roboteranordnung auf Basis der an diese Steuerung übermittelten ermittelten Positions- und/oder Bewegungsdaten.
In einer Weiterbildung steuert eine Steuerung einen oder mehrere Roboter insbesondere derart, dass sie die übermittelten Positions- und/oder Bewegungsdaten, insbesondere Bahndaten, mit einer roboterfesten Referenz bzw. einem Roboterglied an- bzw. ab- bzw. nachfahren. Zusätzlich oder alternativ kann in einer Weiterbildung eine Steuerung einen oder mehrere Roboter insbesondere auf Abweichungen zwischen den übermittelten Positions- und/oder Bewegungsdaten, insbesondere Bahndaten, und entsprechenden Soll-Daten und/oder anderweitig ermittelten Positions- und/oder Bewegungsdaten überwachen. So können insbesondere in einer Ausführung Positions- und/oder Bewegungsdaten, die beispielsweise mittels Gelenksensoren eines Roboters erfasst bzw. ermittelt werden, mit Positions- und/oder Bewegungsdaten ver- bzw. abgeglichen werden, die mittels des Inertial- und/oder GPS-Sensors eines an dem Roboter befestigten Handhelds erfasst bzw. ermittelt werden.
Entsprechend weisen in einer Ausführung die Roboteranordnung, insbesondere eine oder mehrere Steuerungen der Roboteranordnung, (jeweils) Mittel zum Steuern und/oder Überwachen eines oder mehrerer Roboter der Roboteranordnung auf Basis der an diese Steuerung übermittelten ermittelten Positions- und/oder Bewegungsdaten auf.
Die Positions- und/oder Bewegungsdaten können in einer Ausführung an die Steuerung direkt von dem Handheld bzw. direkt zwischen der Steuerung und dem Handheld übermittelt werden, mittels dessen Inertial- und/oder GPS-Sensor die diesen zugrundeliegenden Positions- und/oder Bewegungs-Messdaten erfasst werden bzw. wurden. Gleichermaßen kann dieses Handheld zunächst Positions- und/oder Bewegungsdaten an einen bzw. den von einer Steuerung eines oder mehrerer Roboter verschiedenen, insbesondere räumlich beabstandeten, Empfänger, insbesondere eine übergeordnete Steuerung, insbesondere SPS, ein weiteres Handheld, einen Zwischenspeicher oder dergleichen, übermitteln, welcher diese, gegebenenfalls nach Weiterverarbeitung und/oder Speicherung, seinerseits dann, insbesondere drahtlos oder drahtgebunden, an die Steuerung eines oder mehrerer Roboter übermittelt, die auf Basis dieser (indirekt) übermittelten Positions- und/oder Bewegungsdaten den bzw. die Roboter steuert und/oder überwacht.
Entsprechend können in einer Ausführung eine oder mehrere Steuerung(en) (je) eines oder mehrerer Roboter der Roboteranordnung (jeweils) den bzw. einen der Empfänger aufweisen, insbesondere dieser sein. Zusätzlich oder alternativ sind in einer Ausführung der bzw. ein oder mehrere der Empfänger (jeweils) von der Steuerung eines oder mehrerer Roboter der Roboteranordnung verschieden, insbesondere räumlich beabstandet und/oder ein weiteres Handheld, eine übergeordnete Steuerung, ein Zwischenspeicher oder dergleichen, wobei dieser Empfänger in einer Weiterbildung drahtlos oder drahtgebunden Positions- und/oder Bewegungsdaten an diese räumlich beabstandete Steuerung übermittelt bzw. hierzu eingerichtet ist.
Durch die direkte Übermittlung von Positions- und/oder Bewegungsdaten von dem Handheld an eine Steuerung eines oder mehrerer Roboter kann in einer Ausführung eine vorteilhafte, insbesondere rasche und/oder zuverlässige, Übermittlung zur Verfügung gestellt werden. Durch eine Übermittlung von Positions- und/oder Bewegungsdaten von dem Handheld, insbesondere zunächst, an einen (anderen,) von der Steuerung eines oder mehrerer Roboter der Roboteranordnung verschiedenen Empfänger, insbesondere einen Zwischenspeicher, eine übergeordnete Steuerung, ein weiteres Handheld oder dergleichen, und gegebenenfalls eine (Weiter)Übermittlung dieser Positions- und/oder Bewegungsdaten, gegebenenfalls nach Weiterverarbeitung und/oder Speicherung durch den (anderen) Empfänger an die Steuerung eines oder mehrerer Roboter der Roboteranordnung können in einer Ausführung vorteilhaft Daten über weitere und/oder übertragungstechnisch problematische, insbesondere störanfällige, Strecken, zeitverzögert und/oder nach Weiterverarbeitung und/oder (Zwischen)Speicherung, zur Verfügung gestellt werden.
In einer Ausführung steuert und/oder überwacht wenigstens eine Steuerung wenigstens einen Roboter auf Basis der (auf Basis der erfassten Positions- und/oder Bewegungs-Messdaten ermittelten und übermittelten) Positions- und/oder Bewegungsdaten, die (direkt oder indirekt) online an sie übermittelt werden. Hierdurch kann in einer Ausführung insbesondere ein zweiter Roboter mit einem ersten Roboter synchronisiert werden, an dem ein Handheld befestigt ist, wobei Positions- und/oder Bewegungs-Messdaten dieses Handhelds mittels seines Inertial- und/oder GPS-Sensors erfasst, Positions- und/oder Bewegungsdaten dieses Handhelds und/oder des beweglichen Glieds des ersten Roboters, an dem es befestigt ist, auf Basis der erfassten Positions- und/oder Bewegungs-Messdaten ermittelt und diese ermittelten Positions- und/oder Bewegungsdaten online an die Steuerung des zweiten Roboters übermittelt werden. Der erste Roboter kann somit insbesondere ein Master, der zweite Roboter insbesondere ein Slave der Roboteranordnung sein.
Zusätzlich oder alternativ steuert und/oder überwacht in einer Ausführung wenigstens eine Steuerung wenigstens einen Roboter auf Basis der (auf Basis der erfassten Positions- und/oder Bewegungs-Messdaten ermittelten und übermittelten) Positions- und/oder Bewegungsdaten, die vor dem Betrieb dieses wenigstens einen Roboters, insbesondere in dem Handheld oder der Steuerung, abgespeichert worden sind. Hierdurch kann in einer Ausführung eine Position, insbesondere Bahn, eines Roboters durch diesen und/oder einen anderen Roboter (erneut) an- bzw. nachgefahren werden.
In einer Ausführung steuert und/oder überwacht wenigstens eine Steuerung wenigstens einen Roboter auf Basis der an sie übermittelten Positions- und/oder Bewegungsdaten, die auf Basis von Positions- und/oder Bewegungs-Messdaten ermittelt werden bzw. wurden, die (jeweils) mittels eines oder mehrerer an diesem Roboter befestigten Handhelds bzw. deren Inertial- und/oder GPS-Sensoren erfasst werden bzw. wurden. Hierdurch kann beispielsweise ein Roboter eine Bahn, die durch ein von ihm geführtes Smartphone aufgezeichnet wurde, anschließend nachfahren oder während des Abfahrens kontrollieren.
Zusätzlich oder alternativ steuert und/oder überwacht in einer Ausführung wenigstens eine Steuerung wenigstens einen Roboter auf Basis der an sie übermittelten Positions- und/oder Bewegungsdaten, die auf Basis von Positions- und/oder Bewegungs-Messdaten ermittelt werden bzw. wurden, die (jeweils) mittels eines oder mehrerer an einem anderen Roboter der Roboteranordnung befestigten Handhelds bzw. deren Inertial- und/oder GPS-Sensoren erfasst werden bzw. wurden. Hierdurch kann beispielsweise ein zweiter Roboter eine Bahn, die durch ein von einem anderen, ersten Roboter geführtes Smartphone aufgezeichnet wurde, anschließend nachfahren oder synchron mitfahren.
In einer Ausführung werden die Positions- und/oder Bewegungsdaten von dem bzw. einem oder mehreren der Handheld(s) (jeweils) drahtlos, insbesondere über ein drahtloses Netzwerk, insbesondere Near Field Communication und/oder ein WLAN oder Mobilfunknetz(werk), insbesondere WiFi, übermittelt. Hierdurch kann eine vorteilhafte Kommunikation zwischen Handheld und Empfänger realisiert werden. Entsprechend weist in einer Ausführung wenigstens ein Empfänger eine Empfangsvorrichtung, insbesondere eine Antenne, zum (physikalischen) Empfangen von von einem Handheld ausgesandten (physikalischen) Signalen, insbesondere Funksignalen, auf, die übermittelte Positions- und/oder Bewegungsdaten kodieren bzw. enthalten.
Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung werden ein oder mehrere hier beschriebene Handhelds, insbesondere Mobiltelefone, insbesondere Smartphones, Tablets oder dergleichen, in der hier beschriebenen Weise zum Betreiben einer bzw. der Roboteranordnung verwendet.
Ein Mittel im Sinne der vorliegenden Erfindung kann hard- und/oder softwaretechnisch ausgebildet sein, insbesondere eine, vorzugsweise mit einem Speicher- und/oder Bussystem daten- bzw. signalverbundene, insbesondere digitale, Verarbeitungs-, insbesondere Mikroprozessoreinheit (CPU) und/oder ein oder mehrere Programme oder Programmmodule aufweisen. Die CPU kann dazu ausgebildet sein, Befehle, die als ein in einem Speichersystem abgelegtes Programm implementiert sind, abzuarbeiten, Eingangssignale von einem Datenbus zu erfassen und/oder Ausgangssignale an einen Datenbus abzugeben. Ein Speichersystem kann ein oder mehrere, insbesondere verschiedene, Speichermedien, insbesondere optische, magnetische, Festkörper- und/oder andere nicht-flüchtige Medien aufweisen. Das Programm kann derart beschaffen sein, dass es die hier beschriebenen Verfahren verkörpert bzw. auszuführen imstande ist, sodass die CPU die Schritte solcher Verfahren ausführen kann und damit insbesondere die Roboteranordnung betreiben kann.
Ein oder mehrere Schritte eines hier beschriebenen Verfahrens werden in einer Ausführung vollständig oder teilweise automatisiert durchgeführt.
Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen und den Ausführungsbeispielen. Hierzu zeigt, teilweise schematisiert:
1: eine Roboteranordnung bzw. Verwendung wenigstens eines Smartphones nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung; und
2: ein Verfahren zum Betreiben der Roboteranordnung nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
1 zeigt eine Roboteranordnung nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung mit einem ersten Roboter 10 und einem zweiten Roboter 20.
Am Werkzeugflansch 12 des ersten Roboters 10 und am Werkzeugflansch 22 des zweiten Roboters 20 ist jeweils dauerhaft oder lösbar eine Handheldbefestigung in Form einer Smartphone-Halterung 11 bzw. 21 angeordnet. In der Smartphone-Halterung 11 ist ein Handheld in Form eines Smartphones 100, beispielsweise mittels einer lösbaren Rast- oder Klemmverbindung, befestigt.
Das Smartphone 100 weist in an sich bekannter Weise einen sechsachsigen Beschleunigungssensor 110 zum Erfassen einer dreidimensionalen translatorischen und einer dreidimensionalen rotatorischen Beschleunigung des Sensors bzw. Smartphones auf. Die solcherart durch den Sensor 110 des Smartphones 100 erfasste translatorische und rotatorische Beschleunigung in jeweils drei Achsen ist in 2 mit a₁₀₀ bezeichnet.
Zusätzlich weist das Smartphone 100 in an sich bekannter Weise eine integrierte Kamera 111, einen Touchscreen 112 sowie Akkus 113 auf.
Die Roboteranordnung weist eine erste (Roboter)Steuerung 13 zum Steuern des ersten Roboters 10 sowie eine zweite (Roboter)Steuerung 23 zum Steuern des zweiten Roboters 20 auf.
Zum Betreiben der Roboteranordnung erfasst in einem Schritt S10 (vgl. 2) das Smartphone 100 mittels seines Beschleunigungssensors 110 die aktuelle sechsachsige Beschleunigung a₁₀₀, während der erste Roboter 10, beispielsweise mittels Handführung unter nachgiebiger Regelung, manueller Steuerung oder dergleichen, bewegt wird.
Hieraus ermittelt das Smartphone 100 in einem Schritt S20 durch numerische zweifache Zeitintegration eine Änderung der kartesischen Lage und der Orientierung Δx₁₀₀ des Sensors 110 bzw. Smartphones 100.
Hieraus ermittelt das Smartphone 100 in einem Schritt S30 durch eine Transformation auf Basis seiner infolge der Smartphone-Halterung 11 bekannten Lage und Orientierung relativ zum Werkzeugflansch 12 eine Änderung der kartesischen Lage und der Orientierung Δx₁₂ des Werkzeugflanschs 12.
Diese Daten Δx₁₂ übermittelt das Smartphone 100 in Schritt S30 sowohl an eine Empfangsvorrichtung in Form einer Antenne 131 der ersten Steuerung 13 als auch an eine Empfangsvorrichtung in Form einer Antenne 231 der zweiten Steuerung 23. Die erste und zweite Steuerung 13. 23 stellen somit Empfänger dar.
Die erste Steuerung 13 speichert in einem Schritt S40 die Folge der übermittelten Daten Δx₁₂ zusammen mit den diesen zugeordneten Zeiten t_i als Bahndaten Δx₁₂(t_i) ab.
Somit kann die mit dem ersten Roboter 10 abgefahrene Bahn in Form der Bahndaten Δx₁₂(t_i) abgespeichert und anschließend durch die erste Steuerung 13 wiederholt abgefahren werden.
Die zweite Steuerung 23 steuert den zweiten Roboter 20 auf Basis der online übermittelten Daten Δx₁₂ von dem ersten Roboter 10 so, dass der Werkzeugflansch 22 des zweiten Roboters 20 die Bewegung des Werkzeugflansches 12 des ersten Roboters 10 synchron ausführt bzw. nachfährt.
Obwohl in der vorhergehenden Beschreibung exemplarische Ausführungen erläutert wurden, sei darauf hingewiesen, dass eine Vielzahl von Abwandlungen möglich ist.
So kann insbesondere zusätzlich oder alternativ die Bewegung des ersten Roboters 10 auf Basis der Daten Δx₁₂ überwacht, insbesondere mit vorgegebenen Soll-Werten oder anderweitig, beispielsweise mittels Gelenkwinkelsensoren erfasster Ist-Werte verglichen werden.
Zusätzlich oder alternativ können Teile der Schritte S20–S40 auch von der ersten und/oder zweiten Steuerung 13 bzw. 23 durchgeführt werden.
Umgekehrt kann auch das Smartphone 100 die Bahndaten Δx₁₂(t_i) abspeichern und anschließend beispielsweise an die zweite Steuerung 23 bzw. deren Antenne 231 übermittelt, so dass die Steuerung 23 die abgespeicherte Bahn mit dem zweiten Roboter 20 abfahren kann. Hierzu kann, wie in 1 gestrichelt angedeutet, das Smartphone 100 in der Smartphone-Halterung 21 befestigt werden. Dann kann die zweite Steuerung 23 den zweiten Roboter 20 so steuern, dass das in der Smartphone-Halterung angeordnete Smartphone 100 dieselbe Bahn abfährt, die es zuvor durch den ersten Roboter 10 geführt abgefahren ist.
Gleichermaßen ist es möglich, dass das Smartphone 100 die Daten a₁₀₀, Δx₁₀₀, Δx₁₂ oder Δx₁₂(t_i), insbesondere online, an eine übergeordnete Steuerung (nicht dargestellt) oder ein weiteres Smartphone 200 übermittelt, welche(s) diese dann ihrer- bzw. seinerseits, gegebenenfalls nach entsprechender Weiterverarbeitung, insbesondere Integration und/oder Transformation, an die zweite Steuerung 23 übermittelt.
Außerdem sei darauf hingewiesen, dass es sich bei den exemplarischen Ausführungen lediglich um Beispiele handelt, die den Schutzbereich, die Anwendungen und den Aufbau in keiner Weise einschränken sollen. Vielmehr wird dem Fachmann durch die vorausgehende Beschreibung ein Leitfaden für die Umsetzung von mindestens einer exemplarischen Ausführung gegeben, wobei diverse Änderungen, insbesondere in Hinblick auf die Funktion und Anordnung der beschriebenen Bestandteile, vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich zu verlassen, wie er sich aus den Ansprüchen und diesen äquivalenten Merkmalskombinationen ergibt.
Bezugszeichenliste

10/20: erster/zweiter Roboter
11/21: Smartphone-Halterung (Handheldbefestigung)
12/22: Werkzeugflansch
13/23: erste/zweite (Roboter)Steuerung
100: Smartphone (Handheld)
110: Beschleunigungssensor (Inertialsensor)
111: Kamera
112: Touchscreen
113: Akku
131, 231: Antenne
200: weiteres Smartphone
a₁₀₀: Beschleunigung
Δx₁₀₀: Lage- und Orientierungsänderung Smartphone/Sensor
Δx₁₂: Lage- und Orientierungsänderung Werkzeugflansch
Δx₁₂(t_i): Bahndaten

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Roboteranordnung mit wenigstens einem Roboter (10, 20) mit den Schritten: Erfassen (S10) von Positions- und/oder Bewegungs-Messdaten (a₁₀₀) wenigstens eines Handhelds (100) mittels eines Inertial- und/oder GPS-Sensors (110) dieses Handhelds, während es an einem beweglichen Glied (12; 22) der Roboteranordnung befestigt ist; Ermitteln (S20, S30) von Positions- und/oder Bewegungsdaten (Δx₁₀₀) des Handhelds und/oder von Positions- und/oder Bewegungsdaten (Δx₁₂) des beweglichen Glieds auf Basis der erfassten Positions- und/oder Bewegungs-Messdaten des Handhelds; und Übermitteln (S30) dieser ermittelten Positions- und/oder Bewegungsdaten an wenigstens einen Empfänger (13, 23, 200).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Handheld wenigstens eine graphische Anzeige, insbesondere einen Touchscreen (112), und/oder eine Kamera (111) und/oder eine autonome Energieversorgung (113) aufweist und/oder zur Mobilkommunikation eingerichtet, insbesondere ein Mobiltelefon, insbesondere ein Smartphone, ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Handheld lösbar und/oder temporär an dem Glied befestigt, insbesondere von einem Greifer geführt und/oder an einer Handheldbefestigung (11, 21) des Gliedes befestigt, wird oder ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Inertial-Sensor wenigstens einen Beschleunigungssensor (110) aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erfassten Positions- und/oder Bewegungs-Messdaten des Handhelds Beschleunigungsdaten (a₁₀₀) aufweisen, insbesondere sind, aus denen, insbesondere durch Integration und/oder Transformation und/oder durch das Handheld und/oder den Empfänger, Positions- und/oder Geschwindigkeitsdaten (Δx₁₀₀, Δx₁₂), insbesondere Bahndaten Δx₁₂(t₁), des Handhelds und/oder des beweglichen Gliedes ermittelt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Steuerung (13, 23) wenigstens eines Roboters (10, 20) der Roboteranordnung einen Empfänger aufweist oder von dem Empfänger verschieden ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Steuerung (13, 23) wenigstens einen Roboter (10, 20) der Roboteranordnung auf Basis der an die Steuerung übermittelten ermittelten Positions- und/oder Bewegungsdaten (Δx₁₀₀, Δx₁₂) steuert und/oder überwacht.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung den wenigstens einen Roboter auf Basis der Positions- und/oder Bewegungsdaten steuert und/oder überwacht, die online an sie übermittelt werden oder vor dem Betrieb des wenigstens einen Roboters abgespeichert worden sind.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung den wenigstens einen Roboter auf Basis der an sie übermittelten Positions- und/oder Bewegungsdaten steuert und/oder überwacht, die auf Basis von mittels wenigstens eines an diesem oder einem anderen Roboter der Roboteranordnung befestigten Handhelds erfassten Positions- und/oder Bewegungs-Messdaten ermittelt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ermittelten Positions- und/oder Bewegungsdaten drahtlos, insbesondere über ein drahtloses Netzwerk, übermittelt und/oder durch eine Empfangsvorrichtung (131, 231) des Empfängers empfangen werden.
Roboteranordnung mit wenigstens einem Roboter (10, 20), die zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingerichtet ist und/oder aufweist: Mittel (100, 110) zum Erfassen von Positions- und/oder Bewegungs-Messdaten (a₁₀₀) wenigstens eines Handhelds (100) der Roboteranordnung mittels eines Inertial- und/oder GPS-Sensors (110) dieses Handhelds, während es an einem beweglichen Glied (12, 22) der Roboteranordnung befestigt ist; Mittel (100) zum Ermitteln von Positions- und/oder Bewegungsdaten (Δx₁₀₀) des Handhelds und/oder von Positions- und/oder Bewegungsdaten (Δx₁₂) des beweglichen Glieds auf Basis der erfassten Positions- und/oder Bewegungs-Messdaten des Handhelds; und Mittel (100) zum Übermitteln dieser ermittelten Positions- und/oder Bewegungsdaten an wenigstens einen Empfänger (13, 23, 200).
Verwendung wenigstens eines Handhelds (100, 200) zum Betreiben einer Roboteranordnung (10, 20, 13, 23, 100, 200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode, der auf einem von einem Computer lesbaren Medium gespeichert ist, zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche.