[0001] 本发明涉及一种机器人驱动模块。

[0002] 机器人正在越来越多的任务和领域中取代人类。一些机器人(通常例如工业机器人)在工作过程中必须被隔离，以防止由于缺乏与人协作的安全措施而使人员受伤。近年来，能够与人协作完成特定任务的协作机器人已逐渐出现，以用于诸如精密组装、计量或产品检验、医疗外科手术和需要高精密度控制的其他领域之类的应用。

[0003] 然而，与过去工业机器人所需的重复的点对点定位准确度不同，这种现代机器人需要在工作空间中进行全范围的高精密度控制，并且也考虑到特别对协作机器人或类人机器人的高安全要求来驱动这些装置，只有当机器人的每个关节能够提供高精密度的位置反馈和控制时，这才是可能的。事实上，许多已知的机器人驱动器缺乏用于高要求测量任务(例如，计量应用)的机械精密度和编码器准确度。

[0004] 已知的高精密度机器人(例如，协作机器人或类人机器人)的关节或关节结构例如通过将控制器、驱动器、马达、齿轮驱动器(例如，谐波齿轮箱)和在一些情况下的制动器串联连接并且通过在直接驱动马达的后端和齿轮驱动器的输出端处安装用于位置反馈和控制的角度编码器或旋转编码器来形成。

[0005] 旋转编码器(以下也称为角度编码器或简称编码器)被广泛用作用于检测旋转驱动构件(例如，机器人设备的关节驱动单元)相对于旋转轴线的旋转角度的传感器装置。

[0006] 当测量旋转度和位置时，角度编码器的旋转部分与测量轴线同轴地旋转，并且确定相对于角度编码器的固定部分的旋转角度和位置。也就是说，旋转编码器具有两个单元，例如，编码器定子盘和编码器转子盘，这两个单元可沿着绕测量轴线的一个自由度相对于彼此运动。通过来自附接在第二单元处的扫描单元的扫描信号来对第一单元进行全部或部分扫描，从而获得关于该两个单元相对于彼此的角度位置的信息。例如，点编码器通常具有标记有若干等距点的圆形板，这些等距点全部位于单个圆上。在一次旋转过程中，传感器对在其计数单元之前通过的点的数量进行计数，由此计算所进行的旋转的幅度。原理上，不同的物理操作原理(例如，光学、磁性或电容扫描或编码捕获)适用于该测量过程，如在例如US 6995836 B1或US 6940278 B2中所公开的。

[0007] 递增编码器和绝对旋转编码器都是已知的。递增角度确定的系统的缺点在于，在每次重新启动角度测量系统之后，必须再次假设零位置或参考位置。相反，绝对旋转编码器为可相对于彼此旋转的子系统的每个相对位置生成明显可区分的扫描信号。结果，各个相对位置可以直接与唯一角度相关联，即，无需接近参考位置或初始位置。

[0008] 在实践中，由于制造公差、安装公差或老化现象，旋转编码器的可相对于彼此旋转的两个子系统或单元(例如，玻璃圈和光学传感器)与理想位置或理想对准存在偏差，这些偏差在没有相应补偿措施的情况下在确定旋转角度时会导致误差。举例来说，这种偏差是转子盘和/或定子盘的偏心、变形或倾斜，这些例如会导致这些盘之间的轴向距离的不规则轮廓或位置编码的不准确。

[0009] 在机器人的集成关节中，由于角度测量原理、安装空间的限制以及成本的考虑，角度编码器通常与关节中的轴系结构一起测量角度。结果，角度编码器对关节轴系结构或齿轮齿隙(backlash)的径向误差非常敏感。

[0010] 换句话说，为了防止由于齿轮的齿隙或灵活性而导致的测量误差，在马达/齿轮设置中在齿轮箱之后放置编码器。因此，编码器通常作为独立模块安装在齿轮箱输出轴线上。这需要空间和附加布线，这对于许多应用来说是一个麻烦的问题。

[0011] 当角度编码器的旋转部分安装在具有高径向准确度的关节轴系结构上时，可以实现角度编码器的高精密度位置反馈。重要的是，确保安装后齿轮驱动器的特别是输出端和输入端之间的高轴向准确度以及齿轮驱动器的输入端和输出端之间的高同轴准确度是机器人的集成关节的高精密度位置反馈和控制的关键前提。

[0012] 然而，例如，当承受重负和负载时，可能会发生变形。例如，关节的输出端可能发生位移，例如垂直于轴系统的轴线发生位移，因此难以确保齿轮驱动器的输出端和输入端之间的同轴准确度。也就是说，轴承和/或齿轮可以在应变下倾斜，并且使用杠杆臂，这可以导致附加的运动学参数。

[0013] 例如，JP 2007‑78552A教导了通过具有不同减速比的减速齿轮将主旋转轴的旋转转换成两个检测轴的旋转，并且利用相应的编码器检测该检测轴中的每一者的旋转角度，然后基于检测到的旋转角度之间的差值来计算主旋转轴的绝对角度，从而准确地检测主旋转轴的旋转角度。然而，需要相对于马达设置两个减速齿轮，并且在减速齿轮中的每一者的输出轴上设置相应的编码器，这附加地导致了体积庞大的配置。

[0014] JP 2008‑148412A教导了具有相对角度编码器和绝对角度编码器的旋转关节，该相对角度编码器被布置在与电动马达的旋转轴接合的减速齿轮的输入轴上，该绝对角度编码器被布置在减速齿轮的输出轴上。预先获取了关于在相对角度编码器的检测值和绝对角度编码器的检测值之间可能产生的误差的关系，并且关于该误差的这种关系被用于校正绝对角编码器的检测结果。然而，除了需要两个编码器之外，如果相对角度编码器的检测准确度低，则马达的旋转角度的最终检测结果的准确度同样不会提高，因此这种配置不一定适用于确保高检测准确度。

[0048] 图1在3D横截面图中示出了机器人驱动单元1(例如，用于诸如具有高精密度测量仪器(例如，计量激光扫描单元)的计量机器人和/或类人机器人)的第一示例。驱动单元1在壳体10内部包括具有转子2的电动马达(未示出定子)。为了传递转子运动，驱动单元1还包括齿轮箱3，例如，如本领域中在原理上已知的摆线齿轮。齿轮箱3在其齿轮箱输入侧或初级侧I(在图中在左侧)接收转子旋转，并将该旋转传递到其齿轮箱输出侧或次级侧O(在图中在右侧)。齿轮输出轴线或凸缘4被布置在齿轮箱输出侧O处。

[0049] 驱动模块1还包括角度或旋转编码器6，该角度或旋转编码器具有标尺8和感测部分7，以用于测量齿轮箱3的旋转或旋转位置和/或用于测量输出轴线9的位置。与已知实施方式相反，旋转编码器6被布置在驱动单元1和/或齿轮箱3的输入侧I上(即，在附图中布置在左侧)。

[0050] 因此，编码器6借助连接部分5连接到输出侧O。在该示例中，连接部分5被实施为位于驱动单元1的中心的轴，该轴将凸缘4与标尺8连接。被布置在连接轴5的内侧远端上的标尺8例如被实施为作为光电角度编码器6的一部分的玻璃环或圈，其中，该环或圈的平面垂直于旋转轴线或输出轴线9。另选测量原理例如可以是本领域已知的磁性或电容性原理。如图所示，玻璃环8通过轴延伸部或轴盘5r刚性地附接到连接轴5，该轴延伸部或轴盘5r与输入侧I处的玻璃圈8平行地延伸。

[0051] 因此，齿轮3的输出旋转借助连接轴5传递或返回到输入侧I，并且编码器标尺8与齿轮输出端旋转相同地旋转。穿过马达轴的轴线9将齿轮输出端与编码器盘8连接，从而将输出端旋转带到高精密度编码器6。因此，通过用编码器的传感器装置7读取或感测标尺8，可以测量齿轮输出端旋转。

[0052] 作为该描述的另选方案，轴盘5r本身可以被实施为编码载体或编码器转子盘或者该轴盘可以包括可以由编码器传感器7读取或感测的标度特征(例如，光学标尺元件)。作为另一个示例，一个或多个磁体附接到轴5的内端，以由位于PCB处的霍尔传感器感测，该霍尔传感器是允许进行绝对旋转角度测量的编码器装置。

[0053] 如图中所示，编码器的感应部分或编码器6的有源部分被分别布置在壳体10的左内侧。例如，在光电测量原理的情况下，光发射和接收单元被布置在PCB上，以用于朝向玻璃环8发射光并接收从环8的编码元件反射回来的光。

[0054] 对于所示的配置，编码器玻璃圈8可以直接安装在马达PCB上方。因此，该布置允许将编码器传感器7放置在与马达电子器件相同的PCB上。因此，单个PCB就足够了，并且驱动单元1具有紧凑、空间最小化的设计。

[0055] 机器人驱动单元1的马达控制器可以被编程以使用来自旋转编码器6的位置信息来控制马达换向。因此，该设计只有一个公共PCB，即在马达电路板上集成编码器电子器件，这有利于使用集成的旋转编码器的输出进行这种马达控制的布置。附加地或另选地，如本领域原理上已知的，通过旋转位置信息进行马达控制可以由位于马达转子侧(即，在齿轮3之前)处的附加(低准确度)旋转传感器来实现。例如，使用仅覆盖一个“线圈间隔”(360°/n个线圈)和/或马达线圈的磁性反馈的单个霍尔传感器(例如，如上所述布置)进行马达控制。

[0056] 图2在横截面3D视图中示出了具有壳体10的机器人驱动模块1的另一个示例。在本示例性实施方式中，马达转子2的扭矩同样通过齿轮3’(例如(椭圆形)应变波或谐波齿轮)传递到齿轮箱输出侧O上的凸缘4。

[0057] 驱动单元1的内部中的连接轴5沿着驱动单元轴线在驱动单元1内部伸长，该连接轴通过相应的环状突起5r、5r’在其输出侧O(图的右侧)的远端上固定到凸缘4，并且固定到输入侧I(图的左侧)的圈形编码标尺5。编码标尺5是角度编码器6的一部分，并且可以由在PCB上与标尺5面对地布置在输入侧I处的传感器元件7读取。

[0058] 在该示例中，连接器5是中空的，或者从其他方面看，马达轴9是中空的。这种中空的连接轴5或中空的马达轴9例如对于通过其馈送线缆是有利的。例如，由这种将齿轮输出端连接到角度编码器6的管状连接器5提供的内部空间可以用于在输入侧I到输出侧O上电连接至PCB或从PCB进行电连接。

[0059] 图3a、图3b分别在3D横截面图(图3a)和2D横截面图(图3b)中示出了机器人驱动关节1’的另一个实施方式。

[0060] 与图1和图2中所描绘的示例类似，驱动单元1’包括马达(这里，表示为外部马达)，该马达带有(外部)定子(线圈)11o和(外部)转子2o，在该示例中，该马达的旋转通过诸如摆线齿轮箱之类的齿轮3传递到齿轮输出端4，例如，以用于驱动第一机器人部分。如上面更详细地解释的，齿轮输出侧的旋转经由刚性连接部5被一致地传递到内侧，即传递到(第一)编码器6o，或者更精确地说传递到诸如圈形玻璃标尺之类的(第一)标尺8o。第一标尺8o可以由第一编码器6o的感应部分7o感应，第一编码器6o被布置在驱动单元1的内部中的PCB 12处，例如，被集成在马达电路板中。

[0061] 在具有齿轮3和用于在齿轮输入侧读取齿轮输出旋转的编码器6o的第一或外部马达装置上方，驱动单元1’包括第二或内部马达装置(位于图中左侧处)，由此驱动单元1’是双轴驱动单元1’。该内部马达包括内部定子11i和内部转子2i，该内部转子像外部马达装置一样通向驱动单元1’的输出侧(右侧)。然而，与没有齿轮传动的外部驱动器相反，这里提供了例如用于驱动第二机器人部分的直接内部马达输出端4i。

[0062] 驱动单元1’还包括用于测量内部马达或内部转子2i的旋转的第二编码器6i。该“内部”编码器6i也包括标尺8i，例如玻璃圈或本领域已知的其他形式的编码载体。标尺8i由传感器7i读取。以与第一传感器7o一样的方式，第二传感器7i被布置在PCB 12的另一侧，因此，驱动单元1’包括“中央”PCB，该“中央”PCB也可以包括在两侧上具有编码器传感器7i、7o的马达电路。因此，需要仅仅一个静态PCB 12和仅仅一个微控制器用于所有马达以及用于两个独立马达或驱动器的编码器。

[0063] 驱动单元1’还包括带有电连接器或磁性连接器的静态电气和机械接口13，该接口例如可以实施为用于通过卡扣(参见下面关于图5a至图5e描述的“咔嗒”接口)或通过螺接而与中空中心轴13s附接，例如用于通过其进行线缆馈送，并且该驱动单元可以包括由鳃状件19示意性地指示的集成冷却部。因此，提供了一种双轴驱动单元1’，其具有用于两个驱动器的公共壳体和接口13。

[0064] 这种带有或不带有齿轮箱3的双轴驱动单元1’示出了相对简单的静态接口(关于电力布线和机械)，并且还提供了最后可移动元件可完全360°操作而不受任何布线限制的优点。两个驱动器都可以以相互独立的速度和方向绕旋转轴线9不间断地旋转整圈旋转。由此，借助相应的角度传感器6i、6o对每一输出进行关于角度、扭矩和/或力的传感器控制，从而进行控制。

[0065] 双轴驱动模块1’可以进行修改或者示出诸如关于图1或图2所述的实施方式描述的特征之类的附加特征，例如位于马达转子侧的附加(低准确度)旋转传感器。

[0066] 图4在横截面3D示意图中示出了如上所述的双轴驱动单元1’的可能应用。该图中示出了带有轮式支腿17的机器人16(的下部)，每个支腿17均由双轴驱动单元1’驱动。

[0067] 相应支腿17的支腿关节15o和15i分别由双轴驱动单元1’的外部输出端4o和内部输出端4i驱动。由此，内部输出端4i的驱动经由传动装置14(例如，带)传递到下关节15i，以用于对轮18进行驱动。

[0068] 由于具有双编码器控制的驱动单元1’的紧凑设计，两个关节15o和15i可以彼此独立地驱动约360°或者超过每个关节并具有高精确度。

[0069] 图5a至图5e示意性地例示了用于例如将关节驱动单元1紧固到履带链轮、臂或机器人轮18的机械接口30、30’的示例，如截面图5e中所示。图5a、图5b例示了第一示例性接口30，图5c、图5d示出了第二示例性接口30’，在每种情况下都以3D视图和截面图示出。

[0070] 接口30、30’在每种情况下均包括壳体35、35’和位于“顶部”上的六边形卡合部分31。六边形顶部部分31由于其角形(非圆形)设计而能够传递扭矩，并且包括可移动的球体
32，例如在六角棱柱35的每个侧面处都有一个球体。

[0071] 如图5e中所示，球体32被位于内部的T状或“蘑菇”形的销33向外推动或被强制向外移动，从而卡合到关节驱动器1上的“母”配对件(counterpart)中。因此，在该示例中，关节驱动器1可以可拆卸地紧固到轮18。

[0072] 关节驱动单元1可以通过推动一个或多个按钮34、34’而被容易地拆卸，该一个或多个按钮具有位于壳体35的侧部(见图5a、图5b，在径向位置上的示例性释放机构30)和位于“底部”(见图5c、图5d、图5e，在轴向位置上的示例性释放机构30’)的推动面，该一个或多个按钮包括延伸到接口30、30’的中心中并接触T形销33的突起。当按下按钮34、34’时，T形销被抬起。T形销33的顶部圆盘33d在其“底部”侧(部分地)成形为圆锥形或锥形，使得当销33通过按下按钮34而被提起时，球体32被排出或卸载，并且可以自由地移动到内部，从而释放接口连接。

[0073] 图6a、图6b示意性地例示了一种用于具有驱动单元1的机器人驱动关节15的方法20，该驱动单元1具有如图6a中的截面2D视图中所示的集成旋转编码器6，其中该方法步骤如图6b中所例示。

[0074] 驱动单元1基本上如上所述地设计，即，在壳体10a内具有马达2和齿轮箱3以及旋转编码器，该旋转编码器通过连接杆5联接到齿轮输出端4并且位于齿轮输入侧。编码器6包括诸如玻璃标尺之类的编码载体8，该编码载体例如由布置在输入侧上的PCB 12处的传感器7进行光电感测。

[0075] 驱动单元1被布置成用于驱动机器人关节15或诸如上图4中所示的机器人臂或机器人支腿17之类的机器人构件或任何其他机器人驱动的旋转构件，例如诸如机动化全站仪或机器人坐标测量机之类的机器人测量装置。

[0076] 作用在关节15或驱动模块1上的力可以通过将关节的旋转编码器6的连接件5联接到关节15而导致编码载体8相对于传感器装置7移位，而不是预期的(旋转)自由度，该位移如图中的偏移Δx、Δy、Δz、俯仰p(pitch)或滚转r(roll)所例示。例如，由于作用在机器人支腿17上的力，其可以承受六个自由度中的至少一个自由度上的变形，例如偏转或弯曲和/或位移或扭转。

[0077] 根据该方法，例如在每个传感器读取头7处确定编码环的位移Δx、Δy、Δz。根据这些值Δx、Δy、Δz，还可以确定相对于编码器板12的俯仰角和滚转角(变化)(除了“主要”测量值即偏航角之外)，并且考虑俯仰角和滚转角来确定施加在驱动器1的输出轴上的在z方向上的作用力Fz以及在x方向和/或y方向上的扭矩Tx、Ty，并且/或者用来确定所述机器人构件变形，即，关节/构件位移T和/或构件弯曲D。也就是说，确定并评估编码载体8相对于传感器基座/PCB12的位置关于除绕轴5/z轴的预期旋转之外的其他自由度的变化(特别是关于所有六个可能的DoF的变化)，尤其是代表编码载体的第一机器人构件相对于具有传感器基座12的第二机器人构件的位置的变化，以用于检测力Fz和力矩Tx、Ty和/或在推导这些构件相对于彼此的精确相对位置时考虑这些变化。这样的变化是编码载体8相对于传感器装置7在相对于旋转轴线的径向方向上的位移、编码载体8相对传感器装置7的在相对于旋转轴的轴向方向上的位移和/或编码载体8关于传感器装置7的倾斜。

[0078] 因此，例如，包括编码载体8和传感器装置7的光电旋转编码器6(其中，编码载体8与传感器装置7可绕作为第一自由度的限定旋转轴线相对于彼此旋转)提供取决于编码载体8相对于传感器装置7的三维位置的编码投影(code projection)，该编码投影在传感器装置7上产生。编码投影的至少一部分由所述传感器装置7检测。如前所述，旋转编码器6可以以本身已知的方式由编码载体8构成，该编码载体刚性地连接到接收器(receptacle)5并且具有光学可检测的编码，该编码载体例如可以被实施为具有在周向方向上延伸的编码的编码承载玻璃或塑料盘。传感器装置7由一个或多个检测器元件组成，并且用于检测编码投影。为此，传感器装置7可以具有例如四个读取头，所述四个读取头例如被布置为两对相对的读取头，所述两对相对的读取头分隔开60°至70°之间成对地分布(其中，在截面图6a中示出了其中两个读取头)，并且分别具有光学检测器元件的线性布置。编码载体8被指定为具有充当“测量表”的编码盘的编码载体，并且可以具有以一起排成一行的方式布置的多个图案元件，其中，这些图案元件例如均以透明或反射三角形的形式来实现，使得该编码投影适用于附加读取在非旋转方向上的位置变化。

[0079] 换言之，在确定相对测量位置时，除了角度位置之外，还考虑第一构件相对于第二构件的其他位置。这意味着编码盘8相对于传感器装置7的三维位置或位置变化Δx、Δy、Δz、滚转r、俯仰p被确定为“核心”测量值，所有其他值都可以根据该核心测量值(例如，根据编码盘8的阴影投射)来计算，其中，编码盘8的功能类似于桌面，该桌面的由天花板上的灯光在地板上产生的桌面阴影取决于其相对于地板的角度/视角(standpoint)及其倾斜度。

[0080] 然后，所确定的编码载体8在非旋转方向上的位移和/或倾斜Δx、Δy、Δz、滚转r、俯仰p被认为是除了角度位置之外的(另外的)位置变量或值，并且连同校准数据22一起例如被供给(图6b中的附图标记21)到机械变形模型23、特别是机器人驱动单元本身的变形模型23中，从而例如上级机器人评估单元计算x轴和y轴上的扭矩Tx、Ty以及由此产生的作用力Fz(量、方向和/或作用点)。

[0081] 因为编码器位置变化有待确定和考虑，因此，例如可以确定径向位移方向Δx、Δy和径向位移范围、轴向位移范围Δz和倾斜方向及倾斜角度(俯仰p和滚转r)。这种位置变化(可选地与指定机器人构件17的位置的另外的机器人构件位置测量变量一起)彼此相关，例如，由此从中导出关于机器人构件17或驱动单元1的位置或力或力矩。因此，可以考虑诸如沿着相应x、y或z轴的弹性Ex、Ey和/或Ez之类的模型参数来进行计算，例如，作为用于将扭矩和编码器(标尺)偏差关联的简单示例，考虑这些模型参数用于诸如相对于x轴或y轴的扭矩Tx或Ty的机械变形公式(形式为Tx＝Δx/Ex)。

[0082] 如上所述，施加在机器人构件上的力Fz或机器人构件17的变形的确定都可以根据基于模型的方案来进行，在该方案中，例如基于模拟结果，考虑了连接元件的几何和材料相关变量，例如弹性Ex、长度、固有重量或具有影响的外部重量。

[0083] 也可以使用校准，在该情况下，已知的位置和方位都分配有相应的位置值，就其而言，这些位置值可以再次提供描述或传递函数的基础，或者也可以被存储在查找表中。例如，存在传递函数的校准，其中对施加到驱动模块的绝对力进行校准，例如，使机器人关节运动或倾斜限定的长度(例如，一定数量的微米)需要多少牛顿，即在已知位置处的已知力会产生可测量的Δx、Δy、Δz、俯仰p、滚转r值。

[0084] 因此，校准可以是工厂校准和/或自动自校准，并且可以是装置/机器人特定或特有的，例如，基于建模(例如还考虑重力效应)使用校准质量或致动器，在所选择的测量位置中和/或限定的力应用中进行(附加的)校准测量。此外，由其他传感器(例如，温度传感器)确定的变量也可以在模型中补充地使用。可能的校准程序可以包括：借助施加在系统上的重力和离心力在不增加重量的情况下的自校准；通过在编程的运动路径中提升已知重量(产生不同的重力和/或离心力)的自校准；在校准夹具(jig)中施加已知的力(在工厂中)和/或使用“黄金”校准用于所有单元(该标准校准通过上述程序中的一项生成)。已知的重量或质量分布例如是联接到驱动模块的机械臂或支腿的固有重量或恒载(或永久载荷，dead load)，或者是由机械臂提升的外部参考物体/校准质量。

[0085] 在基于模型的方案中，根据连接元件5的实施方式，后者可以被视为刚性的或者在极限内可变形的。因此，任何变化都可以被认为仅发生在铰接关节15或连接装置5中，或者也可以考虑部件17中的变化。

[0086] 因此，还可以对以下事实进行建模，即，根据旋转编码器轴线的布置和构件17的方位，并且在已知连接元件17的固有重量的情况下，根据相邻连接元件或构件的方位，还进行划分成位置控制部分和变形控制部分。因此，机器人的各个部件的变形也可以根据其效果/影响来识别和确定。

[0087] 因此，量化的驱动单元和/或此外关于编码器(的)位置Δx、Δy、Δz、俯仰p、滚转r、特别是编码盘8的所有六个自由度可以被用于从中导出关于上级机器人部分或系统或机器人整体的状态的信息。例如，可以从x轴、y轴、z轴、俯仰p和滚转r编码器位移中得出什么力作用在系统的哪个位置，和/或在系统级发生什么变形效应/作用。然后可以制定相应的对策来平衡外力或补偿变形。

[0088] 作为另一种选择，附加的编码器测量值Δx、Δy、Δz、滚转r、俯仰p或从中导出的值可以随时间被监测，并且基于值历史，可以触发机器人的特定行为或反应，例如用于以上提及的补偿。这种反作用例如是由驱动单元1施加的运动或扭矩的减小或停止。由此，可以使用阈值标准，其中该阈值可以从值历史导出和/或基于值历史进行动态地调整。

[0089] 作为另一个示例，编码器位置值Δx、Δy、Δz、滚转r、俯仰p或由此导出的值(例如力F、力矩Tx、Ty或变形)可以被用作关于机器人的环境的信息。例如，它们可以指示在机器人构件17的运动路径中存在障碍物。然后，机器人控制件被配置成基于该信息调整机器人(构件)的编程动作。例如，改变运动，以避开在机器人周围检测到的障碍物。

[0090] 还可以使用所述位置值Δx、Δy、Δz、滚转r、俯仰p来导出关于机器人的机械部件的健康状况的信息，特别是当查看上述位置值的历史时。例如，在时间过程中的值偏移被视为机器人的部件的磨损(例如，构件17和/或驱动单元1的轴承的磨损)的指示。此外，如果超过了限定的阈值，则假定某个结构元件或某组元件发生故障。然后，可以向人工主管或检查员发出维修通知，或者可以自动启动维修。

[0091] 因此，机器人系统具有自我保护配置，例如，以防止、补偿或抵消系统过载或者错误或不适当的工作位置、不希望的或不成比例的触摸或碰撞。此外，可以保护要由机器人操纵的物体，特别是防止所测量的部件被损坏，例如被刮伤，从而可以集成反馈回路/环，例如可以将用于专用工作的期望的或预限定的推力/接触力与实际力进行比较，或者可以在机器人必须完成的工作的背景下考虑，以防止例如过大的负载或对太强或被阻挡的可运动物体(例如，窗户或门)作出反应。如上所述，还可以获得关于环境或物体的附加信息，例如，要提升的物体的重量。

[0092] 本领域技术人员意识到，如果没有另外指示，则此处针对不同实施方式示出和解释的细节也可以按照其他排列进行组合。