Nova Patents
EP0402849B1

Manipulator

Abstract

This record has no abstract on file.

EP0402849B1, drawing sheet 1
Sheet 1 of 23

Term

Term ended

Expired 12 June 2010, 16.3 years ago.

  1. Priority
  2. Filed
  3. Granted
  4. Expired
  5. Today

16 claims: 16 independent, 0 dependent

  1. 1
    A manipulator system having a plurality of articulations, comprising:destination coordinate means (106) for giving a destination coordinate value of the position and orientation of the terminal of a manipulator (201);present coordinate means (105) for giving a present coordinate value of the position and orientation of the terminal of said manipulator;finite difference generating means (103) connected to said destination coordinate means and said present coordinate means for generating finite differences between said destination coordinate value and said present coordinate value;characterized by fuzzy inference means (101) connected to said finite difference generating means and to said manipulator for executing a fuzzy inference of said finite differences data for determining command values (108) for at least one of said plurality of said manipulator articulations. Manipulatorsystem mit einer Vielzahl von Gelenken, aufweisend: eine Bestimmungskoordinatenvorrichtung (106) zum Liefern eines Bestimmungskoordinatenwertes der Position und Orientierung des Endgliedes des Manipulators (201);eine Ist-Koordinatenvorrichtung (105) zum Liefern des aktuellen Koordinatenwertes der Position und Orientierung des Endgliedes des genannten Manipulators;eine Finite-Differenzerzeugungsvorrichtung (103), die an die Bestimmungskoordinatenvorrichtung und die Ist-Koordinatenvorrichtung zum Erzeugen finiter Differenzen zwischen dem Bestimmungskoordinatenwert und dem Ist-Koordinatenwert angeschlossen ist;gekennzeichnet durcheine Fuzzy-Inferenzvorrichtung (101), die an die Finite-Differenzerzeugungsvorrichtung und an den Manipulator zum Durchführen einer Fuzzy-Inferenz der Finite-Differenzerzeugungsdaten angeschlossen ist, um Kommandowerte (108) für mindestens eines der Vielzahl der Manipulatorgelenke zu bestimmen. Système de manipulateur possédant une pluralité d'articulations comprenant : des moyens (106) de délivrance de coordonnées de destination pour délivrer une valeur de coordonnées de destination de la position et de l'orientation de l'extrémité d'un manipulateur (201);des moyens (105) de délivrance de coordonnées actuelles pour délivrer une valeur de coordonnées actuelles de la position et de l'orientation de l'extrémité dudit manipulateur;des moyens (103) de production de différences finies, raccordés auxdits moyens de délivrance de coordonnées de destination et auxdits moyens de délivrance de coordonnées actuelles pour produire des différences finies entre ladite valeur de coordonnées de destination et ladite valeur de coordonnées actuelles;caractérisé par des moyens d'inférence floue (101) raccordés auxdits moyens de production de différences finies et audit manipulateur pour l'exécution d'une inférence floue sur la base desdites données de différences finies pour déterminer des valeurs de commande (108) pour au moins une de ladite pluralité desdites articulations du manipulateur.
  2. 2
    A manipulator system according to claim 1, further comprising angle sensor means (210 to 214) for detecting the angle of each of said plurality of articulations of said manipulator and supplying said angle to said present coordinate means. Manipulatorsystem nach Anspruch 1, das weiter Winkelsensorvorrichtungen (210-214) zum Erfassen des Winkels jedes der Vielzahl der Gelenke des Manipulators, und Liefern des Winkels an die Ist-Koordinatenvorrichtung aufweist. Système de manipulateur selon la revendication 1, comprenant en outre des moyens formant capteurs angulaires (210 à 214) pour détecter l'angle de chacune de ladite pluralité d'articulations dudit manipulateur et envoyer ledit angle auxdits moyens de délivrance de coordonnées actuelles.
  3. 3
    A manipulator system according to claim 2, wherein the number of said plurality of articulations of said manipulator is seven. Manipulatorsystem nach Anspruch 2, bei dem die Anzahl der Vielzahl der Gelenke des Manipulators sieben ist. Système de manipulateur selon la revendication 2, dans lequel le nombre de ladite pluralité d'articulations dudit manipulateur est égal à sept.
  4. 4
    A manipulator system according to claim 1, wherein said present coordinate means includes a plurality of TV camera means (606, 607) for measuring the present coordinate value of the position and orientation of the terminal of said manipulator. Manipulatorsystem nach Anspruch 1, bei dem die Ist-Koordinatenvorrichtung eine Vielzahl von TV-Kameravorrichtungen (606, 607) zum Messen des Ist-Koordinatenwertes der Position und Orientierung des Endgliedes des Manipulators umfaßt. Système de manipulateur selon la revendication 1, dans lequel lesdits moyens de délivrance de coordonnées actuelles comprennent une pluralité de moyens formés de caméras de télévision (606,607) pour mesurer la valeur de coordonnées actuelles de la position et de l'orientation de l'extrémité dudit manipulateur.
  5. 5
    A manipulator system according to claim 1, wherein said fuzzy inference means includes weighting means for weighting, with respect to the position of said terminal of said manipulator, articulations near the base of said manipulator greater than articulations near the terminal of said manipulator. Manipulatorsystem nach Anspruch 1, bei dem die Fuzzy-Inferenzvorrichtung Gewichtungsmittel umfaßt, um in Bezug auf die Position des Endgliedes des Manipulators Gelenke in der Nähe der Basis des Manipulators höher als Gelenke in der Nähe des Endgliedes des Manipulators zu gewichten. Système de manipulateur selon la revendication 1, dans lequel lesdits moyens d'inférence floue comprennent des moyens de pondération pour pondérer, par rapport à la position de ladite extrémité dudit manipulateur, des articulations proches de la base dudit manipulateur à un degré plus élevé que des articulations proches de l'extrémité dudit manipulateur.
  6. 6
    A manipulator system according to claim 1, wherein said present coordinate means includes ultrasonic measurement means (1118) for measuring the present coordinate value of the position and orientation of said terminal of said manipulator. Manipulatorsystem nach Anspruch 1, bei dem die Ist-Koordinatenvorrichtung eine Ultraschallmeßvorrichtung (1118) zum Messen des Ist-Koordinatenwertes der Position und Orientierung des Endgliedes des Manipulators umfaßt. Système de manipulateur selon la revendication 1, dans lequel lesdits moyens de délivrance de coordonnées actuelles comprennent des moyens de mesure à ultrasons (1118) pour mesurer la valeur de coordonnées actuelles de la position et de l'orientation de ladite extrémité dudit manipulateur.
  7. 7
    A manipulator system according to claim 1, wherein said manipulator has a master-slave manipulator function. Manipulatorsystem nach Anspruch 1, bei dem der Manipulator eine Master-Slave-Manipulatorfunktion besitzt. Système de manipulateur selon la revendication 1, dans lequel ledit manipulateur possède une fonction de manipulateur maître-esclave.
  8. 8
    A controller for a manipulator system according to any of the preceeding claims having a plurality of articulations, comprising:the finite difference generating means (103) ;and the fuzzy inference means (101). Dispositif de commande pour un système de manipulateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, possédant une pluralité d'articulations, comprenant : des moyens (103) de production de différences finies;etles moyens d'inférence floue (101). Steuergerät für ein Manipulatorsystem nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, mit einer Vielzahl von Gelenken, aufweisend: die Finite-Differenzerzeugungsvorrichtung (103), und die Fuzzy-Inferenzvorrichtung (101).
  9. 9
    A controller according to claim 8, further comprising a sensor for giving a present value of the position and orientation of said terminal of said manipulator. Dispositif de commande selon la revendication 8, comportant en outre un capteur pour délivrer une valeur actuelle de la position et de l'orientation de ladite extrémité dudit manipulateur. Steuergerät nach Anspruch 8, das weiter einen Sensor zur Lieferung eines Ist-Wertes der Position und Orientierung des Endgliedes des Manipulators liefert.
  10. 10
    A controller according to claim 9, wherein said sensor is a TV camera. Dispositif de commande selon la revendication 9, dans lequel ledit capteur est une caméra de télévision. Steuergerät nach Anspruch 9, bei dem der Sensor eine TV-Kamera ist.
  11. 11
    A controller according to claim 9, wherein said sensor is an ultrasonic sensor. Dispositif de commande selon la revendication 9, dans lequel ledit capteur est un capteur à ultrasons. Steuergerät nach Anspruch 9, bei dem der Sensor ein Ultraschallsensor ist.
  12. 12
    A controller according to claim 10, wherein said manipulator is a manipulator having a redundant degree of freedom. Dispositif de commande selon la revendication 10, dans lequel le manipulateur est un manipulateur possédant un degré de liberté redondant. Steuergerät nach Anspruch 10, bei dem der Manipulator ein Manipulator mit einem redundanten Freiheitsgrad ist.
  13. 13
    A controller according to claim 11, wherein said manipulator is a master-slave manipulator. Dispositif de commande selon la revendication 11, dans lequel ledit manipulateur est un manipulateur maître-esclave. Steuergerät nach Anspruch 11, bei dem der Manipulator ein Master-Slave-Manipulator ist.
  14. 14
    A control method for a manipulator having a plurality of articulations, comprising:a step of giving a present value (110) of the position and orientation of the terminal of said manipulator;a step of giving a finite difference (107) set between a destination value and a present value of the position and orientation of the terminal of said manipulator;characterized by a step of executing a fuzzy inference of said articulations with respect to at least one articulation and determining a command value for each articulation angle. Procédé de commande pour un manipulateur possédant une pluralité d'articulations, comprenant : une étape consistant à délivrer une valeur actuelle (110) de la position et de l'orientation de l'extrémité dudit manipulateur;une étape consistant à délivrer une différence finie (107) établie entre une valeur de destination et une valeur actuelle de la position et de l'orientation de l'extrémité dudit manipulateur;caractérisé par une étape consistant à exécuter une inférence floue pour lesdites articulations par rapport à au moins une articulation et déterminer une valeur de commande pour chaque angle d'articulation. Steuerverfahren für einen Manipulator mit einer Vielzahl von Gelenken, aufweisend: einen Schritt zum Liefern eines Ist-Wertes (110) der Position und Orientierung des Endgliedes des Manipulators;einen Schritt zum Liefern einer finiten Differenz (107), die zwischen einem Bestimmungswert und einem Ist-Wert der Position und Orientierung des Endgliedes des Manipulators eingestellt ist;gekennzeichnet durch einen Schritt zum Durchführen einer Fuzzy-Inferenz der Gelenke in Bezug auf mindestens ein einziges Gelenk, und Bestimmen eines Komandowertes für jeden Gelenkwinkel.
  15. 15
    A control method according to claim 14, further comprising a step of using a fuzzy rule which executes a fuzzy inference of an articulation near the base of said manipulator while giving an emphasis on the finite differences of the position of said manipulator terminal greater than the finite differences of the orientation. Procédé de commande selon la revendication 14, comprenant en outre une étape consistant à utiliser une règle floue, qui exécute une inférence floue pour une articulation proche de la base dudit manipulateur, tout en accentuant les différences finies de la position de ladite extrémité du manipulateur, supérieures aux différences finies de l'orientation. Steuerverfahren nach Anspruch 14, das weiter einen Schritt zum Benutzen einer Fuzzy-Regel umfaßt, die eine Fuzzy-Inferenz eines Gelenkes in der Nähe der Basis des Manipulators durchführt, wobei sie mehr Schwergewicht auf die finiten Differenzen der Position des Manipulatorendgliedes als auf die finiten Differenzen der Orientierung legt.
  16. 16
    A control method according to claim 14, further comprising a step of obtaining a present value of the position and orientation of said manipulator terminal by subjecting each manipulator articulation angle to coordinate transformation. Procédé de commande selon la revendication 14, comprenant en outre une étape consistant à obtenir une valeur actuelle de la position et de l'orientation de ladite extrémité du manipulateur en soumettant chaque angle d'articulation du manipulateur à une transformation de coordonnées. Steuerverfahren nach Anspruch 14, das weiter einen Schritt zum Erhalten eines Ist-Wertes der Position und der Orientierung des Manipulatorendgliedes durch Unterziehen jedes Manipulatorgelenkwinkels einer Koordinatentransformation umfaßt.
Independent claims16