技術領域

本發明涉及一種具有可彼此相對轉動的節肢的機器。

背景技術

具有可彼此相對轉動的節肢的機器的一個實例就是機器人。機器人通常是執行機器，其裝備有特定的工具，并對多個運動軸，特別是關于方向、位置和工作流程是可編程的，以自動地處理對象。機器人通常包括具有多個節肢的機器人臂和可編程控制器(控制裝置)，控制器用于在運行期間控制或調整機器人臂的運動過程。驅動器例如是電驅動器，并且節肢可相對于彼此關于軸轉動地安裝。

專利文獻EP?1288756B1公開了一種用于產生參考數據的方法，利用這些參考數據可以確定可編程控制的多軸可運動機器人的可運動部件相對于其他部件的相對位置。在一個部件上設置永磁鐵，在另一個部件上設置至少兩個霍爾發生器，其輸出電壓在接近永磁鐵時發生變化。通過分析輸出電壓的變化來確定兩個部件相對于彼此的相對位置。

發明內容

本發明的目的在于提出一種具有可彼此相對轉動的節肢的機器，用于更好地確定兩個節肢相對于彼此的參考位置。

本發明的目的通過一種機器得以實現，該機器具有：第一節肢；相對于第一節肢關于軸可轉動的第二節肢；控制裝置；與控制裝置相連接的、用以使兩個節肢彼此相對運動的驅動器；與控制裝置相連接并設置在第一節肢上的第一霍爾傳感器；以及第一、第二和第三磁鐵，它們在第二節肢上并排設置在共有的環形軌道上，當兩個節肢彼此相對轉動時，第一霍爾傳感器位于磁鐵作用范圍內的特定位置上，其中，設置為中間磁鐵的第二磁鐵以不同于第一和第三磁鐵的磁極朝向第一霍爾傳感器。

在根據本發明的機器(例如具有機器人臂的機器人)的運行中，第一霍爾傳感器產生信號，該信號特別是例如電流或電壓的電信號。如果第一霍爾傳感器位于磁場范圍內，則由第一霍爾傳感器產生的信號會發生變化。現在由于根據本發明，為了識別特定的位置不僅設置磁鐵，而且是在共有的環形軌道上并排設置三個磁鐵，并將這三個磁鐵設置為，當第一霍爾傳感器位于中間磁鐵的作用范圍中時，中間磁鐵以與其他兩個磁鐵不同的磁極朝向第一霍爾傳感器，因此當第一霍爾傳感器處于中間磁鐵或第二磁鐵的作用范圍內時，第一霍爾傳感器的信號會產生明顯的變化。該特定的位置特別是參考位置。由此使第一霍爾傳感器能夠更好地檢測磁鐵，從而可以更好地確定參考位置。

例如，第二磁鐵可以以其北極朝向第一霍爾傳感器，而第一磁鐵和第三磁鐵以其南極朝向第一霍爾傳感器。例如，如果在第一霍爾傳感器上存在正供電電壓，則當第一霍爾傳感器處于第一或第三磁鐵的作用范圍內時，由第一霍爾傳感器產生的信號首先會降低，而后當第一霍爾傳感器處于第二磁鐵的作用范圍內時，該信號會顯著地提高。如上所述，由此能夠更好地檢測第二磁鐵。

優選可以將根據本發明的機器的控制裝置設計為，在基準運行(Referenzfahrt)的范圍內控制驅動器，使兩個節肢彼此相對轉動，并根據源自第一霍爾傳感器的信號確定參考位置。為了彼此相對地校準兩個節肢或校準軸，即確定參考位置，可以在所謂的基準運行的范圍內使這兩個節肢彼此相對地關于軸轉動，特別是通過控制裝置進行控制。這樣，控制裝置根據第一霍爾傳感器的信號，通過對該信號的分析可以推斷出第二磁鐵的位置，以確定參考位置。

在根據本發明的機器的一種實施方式中，可以這樣選擇第一、第二和第三磁鐵的極性：使得當第一霍爾傳感器處于第二磁鐵的作用范圍內時，第一霍爾傳感器的信號值增大并因此具有上升的信號沿；當第一霍爾傳感器離開第二磁鐵的作用范圍時，第一霍爾傳感器的信號值減小并因此具有下降的信號沿。為了實現此目的，例如可以在第一霍爾傳感器上施加正的供電電壓，并使中間磁鐵、也就是第二磁鐵的北極朝向第一霍爾傳感器。

可以這樣選擇第一、第二和第三磁鐵的極性：使得當第一霍爾傳感器處于第二磁鐵的作用范圍內時，第一霍爾傳感器的信號值減小并因此具有下降的信號沿；當第一霍爾傳感器離開第二磁鐵的作用范圍時，第一霍爾傳感器的信號值增大并因此具有上升的信號沿。

在根據本發明的機器的一種優選的變形中，將控制裝置設計用于分析第一霍爾傳感器的信號的上升信號沿和下降信號沿，以確定參考位置。特別是控制裝置可以用于識別上升信號沿的值高于預設閾值時的時間點和下降信號沿的值低于預設閾值時的時間點。控制裝置然后可以確定這兩個時間點的中間值，以根據該中間值推斷出參考位置。根據該實施方案，變化的第一霍爾傳感器(其信號例如由于老化過程而降低)的影響低于僅使用一個閾值檢測磁鐵。