Verfahren hierzu

Die Erfindung betrifft einen Datenhandschuh für die Fernsteuerung einer Roboterhand sowie ein diesbezügliches Verfahren.

Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, Roboterhände durch Telepräsenz zu steuern. Hierbei ist es zunächst notwendig, die Roboterhand an das zu greifende Objekt heranzuführen. Dies kann einerseits durch eine vordefinierte Bewegung erfolgen, so dass das Objekt anschließend durch den Benutzer gegriffen werden kann. Der Benutzer steuert hierbei die Greifbewegung der Roboterhand durch einen Datenhandschuh. Auch kann der komplette Greifvorgang per Telepräsenz durchgeführt werden . Hierbei kann das Heranfahren des Roboterarms, an dessen distalen Ende die Roboterhand befestigt ist, durch den Benutzer gesteuert werden. Hierzu wird zunächst unter Verwendung eines Controllers der Roboterarm an das zu greifende Objekt gefahren. Anschließend wird der Datenhandschuh verwendet, um die Greifbewegung durchzuführen. Der Controller für die Bewegung des Roboterarms wird hierbei nicht benötigt.

Bei beiden Verfahren kommt es häufig vor, dass der Roboterarm nicht die optimale Lage oder Position aufweist, um das Objekt sicher greifen zu können. Meistens ist es notwendig, den Roboterarm bzw. das Handgelenk der Roboterhand um einige Grad in x-, y- und z-Richtung zu drehen, um einen sicheren Griff zu ermöglichen. Dies erfolgt unter Verwendung des Controllers für die Bewegung des Roboterarms und führt somit zu einer umständlichen Bedienung.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Datenhandschuh für die Fernsteuerung einer Roboterhand bereitzustellen, der eine vereinfachte Bedienung ermöglicht. Weiterhin soll ein entsprechendes Verfahren für die Fernsteuerung einer Roboterhand durch einen Datenhandschuh bereitgestellt werden.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 5.

Der erfindungsgemäße Datenhandschuh für die Fernsteuerung einer Roboterhand, die am distalen Ende eines Roboterarms befestigt ist, weist zunächst eine Vielzahl von Sensoren zum Erfassen gewünschter Greifbewegungen der Roboterhand auf. Diese entsprechen den Sensoren zum Erfassen von Greifbewegungen in Datenhandschuhen, die aus dem Stand der Technik bekannt sind.

Erfindungsgemäß ist zusätzlich zu diesen Sensoren mindestens ein zusätzlicher Sensor zum Erfassen einer gewünschten Bewegung des distalen Endes des Roboterarms, an dem die Roboterhand befestigt ist, und/oder einer translatorischen und/oder rotatorischen Bewegung der Roboterhand, die insbesondere keine Greifbewegung ist, vorgesehen.

Der erfindungsgemäße Datenhandschuh kann somit dazu verwendet werden, die Position und/oder Lage der Roboterhand relativ zu dem zu greifenden Objekt zu korrigieren, so dass dieses sicher gegriffen werden kann. Hierzu ist es nicht notwendig, einen separaten Controller zu verwenden. Vielmehr weist der erfindungsgemäße Datenhandschuh an sich den hierzu erforderlichen mindestens einen Sensor auf. Der erfindungsgemäße Datenhandschuh ermöglicht somit eine vereinfachte Bedienung durch den Benutzer. Es ist bevorzugt, dass der mindestens eine zusätzliche Sensor ein Beschleunigungssensor und/oder ein Gyroskop ist, durch die ein Erfassen einer gewünschten translatorischen und/oder rotatorischen Bewegung des Roboterarms und/oder der Roboterhand erfolgt.

Bevorzugt ist der Beschleunigungssensor ein dreiachsiger Beschleunigungssensor.

Weiterhin ist es bevorzugt, dass durch den mindestens einen zusätzlichen Sensor eine Bewegung der Roboterhand um eine x-, y- und z-Achse erfolgt, deren Treffpunkt im Greifbereich der Roboterhand liegt. Dieser Greifbereich der Roboterhand wird durch die letzte Position des Roboterarms definiert. Anders ausgedrückt kann somit die Roboterhand durch den mindestens einen zusätzlichen Sensor im Datenhandschuh um eine Sphäre (d.h. um insgesamt drei Achsen) gedreht werden, wobei die Lage dieser Sphäre durch die letzte Position des Roboterarms und den Mittelpunkt des Greifbereichs der Roboterhand ermittelt wird. Die Roboterhand kann somit kreisend um das zu greifende Objekt bewegt werden. Der Mittelpunkt des Greifbereichs kann grundsätzlich frei gewählt werden. Er kann beispielsweise bei einer Roboterhand in der Mitte der Handfläche liegen. Jedoch liegt er nicht auf der Handfläche auf, sonder befindet sich schwebend in einem definierten Abstand von der Handfläche. Dieser Abstand kann beispielsweise anhand der Größe des zu greifenden Objekts verändert werden.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Fernsteuern einer Roboterhand mit einem Datenhandschuh, insbesondere wie er bisher beschrieben wurde.

Erfindungsgemäß erfolgt zunächst ein Erfassen gewünschter Greifbewegungen der Roboterhand durch eine Vielzahl von Sensoren im Datenhandschuh. Dies entspricht der Funktion von aus dem Stand der Technik bekannten Datenhandschuhen zur Fernsteuerung einer Roboterhand.

Erfindungsgemäß erfolgt ein Erfassen einer gewünschten Bewegung des distalen Endes des Roboterarms, an dem die Roboterhand befestigt ist, durch mindestens einen zusätzlichen Sensor im Datenhandschuh. Alternativ oder zusätzlich kann eine translatorische und/oder rotatorische Bewegung der Roboterhand, die insbesondere keine Greifbewegung ist, durch den mindestens einen zusätzlichen Sensor im Datenhandschuh erfasst werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann sämtliche Merkmale aufweisen, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben wurden, und umgekehrt.

Bevorzugt umfasst das erfindungsgemäße Verfahren den folgenden zusätzlichen Schritt: Es erfolgt ein Bewegen der Roboterhand um eine x-, y- und z-Achse, deren Treffpunkt im Greifbereich der Roboterhand liegt. Dieser Greifbereich wird durch die letzte Position des Roboterarms definiert.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren kann somit die Bedienung einer Roboterhand durch einen Datenhandschuh vereinfacht werden. Die Gefahr für Fehlbedienungen kann ferner minimiert werden.

Im Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand einer Figur erläutert.

Die Figur zeigt eine Roboterhand 10, die am distalen Ende 12a eines Roboterarms 12 angebracht ist. Die Roboterhand 10 weist einen Daumen 14a sowie drei Finger 14b, 14c, 14d auf, durch die das Objekt 16 gegriffen werden kann. Im Mittelpunkt des Greifbereichs der Roboterhand 10 ist eine Sphäre 18 dargestellt, um die die Roboterhand 10 um das Objekt 16 herum kreisend bewegt werden kann.

Hierzu weist der erfindungsgemäße Datenhandschuh einen dreiachsigen Beschleunigungssensor und/oder ein Gyroskop auf. Durch diese Sensoren werden die gewünschten Bewegungen um die Sphäre 18, d.h. um die x-, y- und z-Achse, die sich im Mittelpunkt dieser Sphäre treffen, erfasst. Die Roboterhand 10 kann somit vor dem Greifvorgang relativ zum Objekt 16 optimal ausgerichtet werden. Es ist bevorzugt, dass erst anschließend der Greifvorgang durchgeführt wird.