Kraftgeführte Bewegung stationärer Roboter durch Steuerung im Gelenkraum

Die Interaktion zwischen Menschen und Robotern umfasst viele Gebiete. Eines davon ist das der sog. kraftgeführten Bewegung stationärer Roboter. Dabei wird der Manipulatorarm vom Bediener durch Kraft-/Momenteinwirkung am Endeffektor bzw. auch an den Armen durch den Arbeitsraum geführt. Anwendungsfälle sind das komfortable Anlernen von Posen und Assistenzaufgaben.

Ist der Roboter mit einem Kraft-/ Momentsensor ausgerüstet, dann können dessen Messwerte für die Bewegungsteuerung der kraftgeführten Bewegung benutzt werden. Gewöhnlich erfolgt diese im kartesischen Raum, was gewisse Nachteile, z.B. in Bezug auf Singularitäten, mit sich bringt. Deshalb wir die Methode der Bewegungssteuerung im Gelenkraum vorgeschlagen. Das dynamische Verhalten des Roboters wird durch das sog. Wunschverhalten festgelegt. Dafür bilden virtuelle Masse-Dämpfer-Systeme die geeignete Grundlage.

Eine kostengünstige Variante der kraftgeführten Bewegung kann auch auf der Basis der Motorenströme realisiert werden. Dabei wird der relativ teure Kraft-/Momentsensor durch einen Algorithmus zum Schätzen der Kontaktkräfte und -momente ersetzt.