-
AUSSAGE HINSICHTLICH STAATLICH GEFÖRDERTER FORSCHUNG ODER ENTWICKLUNG
-
Diese Erfindung wurde mit Regierungsunterstützung unter dem NASA Space Act Agreement mit der Nummer SAA-AT-07-003 durchgeführt. Die Regierung kann bestimmte Rechte an der Erfindung besitzen.
-
TECHNISCHES GEBIET
-
Die vorliegende Erfindung betrifft die Kalibrierung von Belastungssensoren oder Kraftaufnehmern des Typs, der von einem geschickten Roboter verwendet wird.
-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
Roboter sind in der Lage, Objekte unter Verwendung einer Reihe von mechanischen Verbindungen, welche wiederum über ein oder mehrere motorgetriebene Robotergelenke miteinander verbunden sind, zu ergreifen und zu manipulieren. Greiforgane sind die speziellen mechanischen Verbindungen, die verwendet werden, um eine gegebene bevorstehende Aufgabe auszuführen, z. B. das Ergreifen eines Arbeitswerkzeugs oder eines anderen Objekts. Humanoide Roboter sind ein geschickter Robotertyp mit einer annähernd menschlichen Struktur oder einem annähernd menschlichen Erscheinungsbild, sei es ein vollständiger Körper, ein Torso, eine Hand oder eine andere Gliedmaße. Die strukturelle Komplexität eines geschickten Roboters hängt zu einem großen Teil von der Komplexität der befohlenen Arbeitsaufgabe ab.
-
Aufgrund des weiten Spektrums von Arbeitsaufgaben, die von einem geschickten Roboter ausgeführt werden können, wird oft ein komplexer Berührungssinn benötigt, um das Handhaben von Objekten auf präzise und zuverlässige Weise zu ermöglichen. Miniaturbelastungssensoren oder mehrachsige Kraftaufnehmer sind ein möglicher Sensortyp, der zum Messen einer linearen Kraft und eines Moments an oder entlang verschiedener Kontaktflächen ausgelegt ist, z. B. zwischen zusammenarbeitenden Fingern und/oder einem Daumen der gleichen oder verschiedener Roboterhände.
-
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Entsprechend werden hier ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitgestellt, welche die Kalibrierung vor Ort von mehrachsigen Kraftaufnehmern ermöglichen, die in einem geschickten humanoiden Roboter verwendet werden, d. h. die Kalibrierung der Kraftaufnehmer, während die Kraftaufnehmer in der Architektur des Roboters eingebaut bleiben, und damit ohne auf die Verwendung einer externen Kalibrierungsspannvorrichtung zurückzugreifen. Bei einer Ausführungsform sind die Kraftaufnehmer in verschiedene Kontaktflächen einer anthropomorphen Hand eines geschickten Roboters integriert. Der Roboter wird derart gesteuert, dass zusammenarbeitende Paare der Kraftaufnehmer automatisch in einer Vielfalt von Roboterposen zusammengedrückt oder miteinander kontaktiert werden mit der Einschränkung, dass alle aufgebrachten Kräfte jedes zusammenarbeitenden Paars von Kraftaufnehmern gleich groß und entgegengesetzt gerichtet sind.
-
Unter Verwendung des vorliegenden Verfahrens kann der Roboter seine verschiedenen Kraftaufnehmer nach Bedarf ohne die Verwendung einer externen Kalibrierungsspannvorrichtung wie vorstehend erwähnt selbst kalibrieren. Eine externe Kalibrierungsspannvorrichtung ist eine Struktur des Typs, der auf dem Gebiet bekannt ist, bei der Belastungen offline gemessen werden und mit kalibrierten aufgebrachten Kräften und Momenten verglichen werden. Es kann schwierig sein, einen sechsachsigen Kraftaufnehmer zu kalibrieren, der an oder in einem Roboter montiert ist, aber dies ist oft notwendig, da eine Kraftaufnehmerkalibrierung aufgrund mechanischer Veränderungen in der Belastungsmessungsstruktur des Kraftaufnehmers im Lauf der Zeit driften kann. Dies trifft besonders für Miniaturkraftaufnehmer zu. Daher ermöglicht die Technik bei einer anthropomorphen Roboterhand mit Fingern und einem gegenüberstellbaren Daumen eine Vorortkalibrierung von mehreren Kraftaufnehmern, die in den Fingerspitzen/der Daumenspitze und den proximalen Fingergliedern der Hand angeordnet sind, zu einem beliebigen Zeitpunkt, in dem einfach die Kraftaufnehmer zusammengedrückt oder miteinander kontaktiert werden und bestimmte Belastungs- und Gelenkwinkelmessungen wie hier offengelegt verarbeitet werden.
-
Insbesondere enthält ein Robotersystem einen geschickten Roboter mit einer Vielzahl von Robotergelenken, einer Vielzahl von Winkelsensoren, die jeweils einen Gelenkwinkelwert an einem entsprechenden der Robotergelenke messen, einer Vielzahl von mehrachsigen Kraftaufnehmern zum Messen eines Belastungswerts, der während einer vorbestimmten Pose des Roboters auf einen entsprechenden der Kraftaufnehmer ausgeübt wird, und eine Hostmaschine. Die Hostmaschine ist mit jedem Kraftaufnehmer und jedem Winkelsensor elektrisch verbunden und ausgestaltet, um die Gelenkwinkel von den Winkelsensoren und den Satz von Belastungswerten von den Kraftaufnehmern während der vorbestimmten Pose zu empfangen. Der Roboter ist ausgelegt, um während der vorbestimmten Pose ein gewähltes Paar der Kraftaufnehmer zusammenzudrücken. Die Hostmaschine ist ausgelegt, um die Gelenkwinkel und die Belastungswerte zu verarbeiten, um dadurch einen Satz von Kalibrierungsmatrizen zu ermitteln, und um eine Kalibrierungsmatrix aus dem Satz von Kalibrierungsmatrizen zu ermitteln, die bei einem Wert einem vorbestimmten Wert am Nächsten ist, z. B. einem Wert, der aus einer Konstruktionsanalyse des Aufbaus der Kraftaufnehmer erwartet wird, eine Kalibrierungsmatrix, die beim aktuellsten vorherigen Kalibrierungslauf gefunden wurde usw.
-
Die Hostmaschine enthält ein Hardwaremodul, das mit jedem der Kraftaufnehmer und mit jedem der Winkelsensoren elektrisch verbunden ist. Die Hostmaschine ist ausgestaltet, um die Gelenkwinkel von den Winkelsensoren und die Belastungswerte von den Kraftaufnehmern während der vorbestimmten Pose zu empfangen und enthält einen Algorithmus zum Kalibrieren der Kraftaufnehmer unter Verwendung der Gelenkwinkelwerte von den Winkelsensoren und der Belastungswerte von den Kraftaufnehmern.
-
Das Verfahren zum Kalibrieren von Kraftaufnehmern in einem geschickten Roboter, der eine Vielzahl von Robotergelenken aufweist, umfasst, dass ein zusammenarbeitendes Paar der Kraftaufnehmer zusammengedrückt wird, um die vorbestimmte Pose zu bilden, dass die Gelenkwinkel von den Winkelsensoren und die Belastungswerte von den Kraftaufnehmern während der vorbestimmten Pose gemessen werden, dass die Gelenkwinkel und die Belastungswerte über eine Hostmaschine verarbeitet werden, um dadurch einen Satz von Kalibrierungsmatrizen zu ermitteln, und dass eine Kalibrierungsmatrix ermittelt wird, die bei einem Wert am Nächsten bei dem vorstehend erwähnten vorbestimmten Anfangswert liegt.
-
Die vorstehenden Merkmale und Vorteile und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich leicht aus der folgenden genauen Beschreibung der besten Arten zum Ausführen der Erfindung, wenn sie in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen gelesen wird.
-
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist eine Veranschaulichung eines geschickten Roboters in einer schematischen perspektivischen Ansicht, der mehrachsige Kraftaufnehmer aufweist, die gemäß dem hier offengelegten Verfahren kalibriert werden können;
-
2 ist eine Veranschaulichung in einer perspektivischen Ansicht einer Roboter-Unterarmanordnung des in 1 gezeigten Roboters;
-
3 ist eine schematische Veranschaulichung eines gesteuerten Kontakts zwischen einem zusammenarbeitenden Paar von mehrachsigen Kraftaufnehmern; und
-
4 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Kalibrieren der mehrachsigen Kraftaufnehmer des in 1 gezeigten Roboters beschreibt.
-
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
-
Mit Bezug auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Ansichten gleiche oder ähnliche Komponenten bezeichnen und mit 1 beginnend, ist ein geschickter Roboter 10 ausgelegt, um eine oder mehrere automatisierte Aufgaben auszuführen. Der Roboter 10 ist mit unabhängig und/oder voneinander abhängig bewegbaren motorgetriebenen Robotergelenken ausgestaltet, wie etwa einem Schultergelenk, dessen Position allgemein durch einen Pfeil A angezeigt ist, ist aber nicht darauf beschränkt. Der Roboter 10 kann auch ein Ellenbogengelenk (Pfeil B), ein Handgelenk (Pfeil C), ein Nackengelenk (Pfeil D), ein Taillengelenk (Pfeil E) und Fingergelenke (Pfeil F) enthalten. Jedes der Gelenke enthält einen oder mehrere Gelenkwinkelsensoren 15, die zum Messen von Gelenkwinkeln (θ) und zum Weiterleiten dieser Winkelmesswerte an eine Hostmaschine (HOST) 22 zur Verarbeitung über einen Sensorkalibrierungsalgorithmus 100 ausgelegt sind, wie nachstehend erläutert wird.
-
Der Roboter 10 enthält eine Unterarmanordnung 25 mit einer oder mehreren anthropomorphen Händen 12. Jede Hand 12 enthält einen gegenüberstellbaren Daumen 14 und eine Vielzahl von Finger 16, welche gemeinsam in der Lage sind, ein Objekt 20 mit der gleichen Hand oder in einem zusammenwirkenden Griff zwischen verschiedenen Händen zu ergreifen. Der Daumen 14 und jeder der Finger 16 enthält einen oder mehrere mehrachsige Kraftaufnehmer 18, wie nachstehend beschrieben wird, d. h. Sensoren, die jeweils ausgelegt sind, um einen oder mehrere Belastungswerte (s) zu messen und um die Messwerte an die Hostmaschine 22 weiterzuleiten.
-
Die Hostmaschine 22 ist mit dem Roboter 10 elektrisch verbunden und ausgelegt, um über die Ausführung des Algorithmus 100 die Kraftaufnehmer 18 vor Ort zu kalibrieren, d. h. während die Kraftaufnehmer vollständig in der Architektur des Roboters eingebaut bleiben und daher ohne auf die Verwendung einer externen Kalibrierungsspannvorrichtung zurückzugreifen. Die Hostmaschine 22 kann ein Hardwaremodul 23 enthalten, das einen oder mehrere digitale Computer oder Datenverarbeitungseinrichtungen enthält, die jeweils einen oder mehrere Mikroprozessoren oder zentrale Verarbeitungseinheiten (CPU), Festwertspeicher (ROM) und Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) aufweisen. Die Hostmaschine 22 kann auch ausreichende Mengen an löschbarem elektrisch programmierbarem Festwertspeicher (EEPROM), einen Hochgeschwindigkeitstaktgeber, Analog/Digital-Schaltungen (A/D-Schaltungen), Digital/Analog-Schaltungen (D/A-Schaltungen) und beliebige benötigte Eingabe/Ausgabe-Schaltungen (I/O-Schaltungen) und Einrichtungen sowie Signalaufbereitungs- und Pufferelektronik enthalten. Einzelne Algorithmen, die in der Hostmaschine 22 vorhanden oder für diese leicht zugänglich sind, einschließlich des Algorithmus 100, können nach Bedarf durch das Hardwaremodul 23 automatisch ausgeführt werden, um die benötigte Funktionalität bereitzustellen.
-
Mit Bezug auf 2 ist in größerem Detail gezeigt, dass die Unterarmanordnung 25 eine Hand 12 mit einem Daumen 14 und Finger 16 enthält. Der Daumen 14 und die Finger 16 sind über Steuerelemente 17, welche wie gezeigt in der Unterarmanordnung 25 eingebettet sein können, alleine oder in Kombination bewegbar. Die Hand 12 enthält eine Basisstruktur 34, die eine Handfläche 36 definiert. Der Daumen 14 und die Finger 16 sind an der Basisstruktur 34 bewegbar montiert und sind ausgelegt, um sich selektiv zu der Handfläche 36 hin einzurollen, um ein Objekt zu ergreifen, z. B. das in 1 gezeigte Objekt 20. Der Daumen 14 und die Finger 16 enthalten jeweils Segmente oder Fingerglieder 30, die durch Gelenke (Pfeil F) verbunden sind und selektiv über Gelenkstellglieder wie etwa Motoren usw. betrieben werden.
-
Ein mehrachsiger Kraftaufnehmer 18 ist mit jedem der jeweiligen Fingerglieder 30 des Daumens 14 und der Finger 16 verbunden oder darin integriert. Die Kraftaufnehmer 18 sind ausgelegt, um Belastungsdaten (s) zu lesen und diese an die Hostmaschine 22 von 1 zu übertragen, wobei die Belastungsdaten verarbeitet werden, um schließlich Kräfte (f) zu ermitteln, wie nachstehend offengelegt ist. Obwohl jeder Kraftaufnehmer 18 mindestens einen Belastungswert lesen soll, werden allgemein drei Belastungswerte oder mehr gemessen, um drei Kraftkomponenten zu ermitteln. Bei einer Ausführungsform misst jeder Kraftaufnehmer 18 acht verschiedene Belastungen gleichzeitig, obwohl andere Belastungswertmengen verwendet werden können, ohne den beabsichtigten Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Obwohl sie aus Klarheitsgründen nicht gezeigt ist, kann eine kompakte Elektronik in der Hand 12 vorgesehen sein, um die verschiedenen Kraftaufnehmer 18 zu betreiben, z. B. analoge Sensordaten zu sammeln, Analogsignale in Digitalsignale umzusetzen, Digitalsignale zu bündeln bzw. zu multiplexen und die Daten nach Bedarf zu übermitteln.
-
Mit Bezug auf 3 ist ein zusammenarbeitendes Paar 40 mehrachsiger Kraftaufnehmer 18A, 18B schematisch dargestellt. Das zusammenarbeitende Paar 40 kann in oder an den Fingerspitzen von zwei Fingern 16 oder an einer Spitze eines Fingers und eines Daumens 14 entweder einer gemeinsamen Hand 12 oder von verschiedenen Händen positioniert sein. Die Kraftaufnehmer 18 können durch ein Kontaktieren der Kraftaufnehmer 18A, 18B miteinander in verschiedenen Posen und optional mit einem kalibrierten Kraftaufnehmer 18C, wie nachstehend angemerkt ist, selbst kalibriert werden. Wie der Fachmann auf dem Gebiet versteht, kann ein gegebener Kraftaufnehmer verwendet werden, um eine aufgebrachte Kraft (f) zu messen, indem gemessene Belastungen (s) mit einer linearen Transformations- oder Kalibrierungsmatrix (K) multipliziert werden, d. h. f = Ks. Diese grundlegende Kraftgleichung wird von der Hostmaschine 22 beim Ausführen des Algorithmus 100 verwendet, um die Kraftaufnehmer 18, die im Roboter 10 von 1 verwendet werden, selbst zu kalibrieren.
-
Mit Bezug auf 4 wird der Algorithmus 100 in Verbindung mit der schematischen Darstellung von 3 erläutert. Wie der Fachmann auf dem Gebiet versteht, wird ein Kraftaufnehmer auf herkömmliche Weise kalibriert, indem der Kraftaufnehmer aus seinem Hostroboter entnommen wird und der Kraftaufnehmer in einer externen Spannvorrichtung montiert wird, die einen kalibrierten Referenzkraftaufnehmer enthält. Vom kalibrierten Kraftaufnehmer werden auch verschiedene Kräfte und Momente, die an den zu kalibrierenden Kraftaufnehmer angelegt werden, über die Spannvorrichtung gemessen. Es wird eine Kalibrierungsmatrix (K) für den Kraftaufnehmer, der kalibriert wird, derart ermittelt, dass seine Kraft- und Momentausgaben mit den Spannvorrichtungsmesswerten so genau wie möglich übereinstimmen. Bei einem hochgradig komplexen geschickten Roboter, bei dem viele Kraftaufnehmer vollständig und intrinsisch in die Struktur des Roboters integriert sind, kann die herkömmliche auf einer externen Spannvorrichtung beruhende Kalibrierungstechnik hochgradig unpraktisch werden.
-
Daher wird der Algorithmus 100 über die Hostmaschine 22 ausgeführt, um eine Selbstkalibrierung der verschiedenen in 1 und 2 gezeigten Kraftaufnehmer 18 zu ermöglichen, wobei dies erfolgt, während die Kraftaufnehmer an Ort und Stelle bleiben. Der Algorithmus 100 beginnt mit Schritt 102, bei dem gewählte Kraftaufnehmer 18A, 18B, die in 3 gezeigt sind, in einer Reihe verschiedener Posen zusammengedrückt oder miteinander kontaktiert werden, z. B. Posen 1 und 2, um gleich große gegeneinander wirkende Kräfte (f) auszuüben. In 3 stellen f b / 1 und f b / 2 Kräfte (f) dar, die durch ein Handglied B, d. h. einen Daumen 14 oder einen Finger 16 einer Hand 12, das einen in einer ersten und zweiten Pose (1 bzw. 2) positionierten Kraftaufnehmer 18B aufweist, aufgebracht werden, während f a / 1 bzw. f a / 2 entgegengesetzt wirkende Kräfte darstellen, die von einem Kraftaufnehmer 18A eines gegenüberliegenden Handglieds B in den gleichen Posen aufgebracht werden.
-
Es wird angenommen, dass Kräfte an einem Handglied A gegeben sind durch die Formel: fa = Ksa. Der Wert für die Sensorkalibrierungsmatrix (K) für Handglieder A ist immer gleich, aber verschiedene Sensorlesewerte von diesem Handglied A entsprechen verschiedenen Kräften, die auf das gleiche Handglied aufgebracht werden, d. h. einen Daumen 14 oder einen Finger 16, wie vorstehend angemerkt. Nachdem K bekannt ist, können Kräfte im Handglied A unter Verwendung von Lesewerten von den Sensoren dieses gleichen Handglieds berechnet werden, d. h. fa = Ksa. Zusätzliche externe Kontakte können Messwerte bereitstellen, die zum Satz der Sensormesswerte hinzugefügt werden können, um die Gesamtkalibrierungsergebnisse zu verbessern. Zum Beispiel liefert ein Kontakt mit einem kalibrierten Kraftaufnehmer, z. B. dem Kraftaufnehmer 18C und/oder einem bekannten Gewicht eine bekannte Kraft, und/oder eine Fläche mit niedriger Reibung und einer bekannten Orientierung liefert eine Kraft mit unbekannter Größe, aber bekannter Richtung.
-
Bei Schritt 102 beginnend und mit Bezug auf die Struktur des in 1 gezeigten Roboters 10 werden gewählte Kraftaufnehmer 18A und 18B von 3 von dem Roboter in einer ersten Pose mit gleicher und entgegengesetzt gerichteter Kraft zusammengedrückt. Der Algorithmus 100 geht dann zu Schritt 104 weiter.
-
Bei Schritt 104 werden für jede Pose die Gelenkwinkel (θ) und die Betastungen (s) an den Kraftaufnehmern 18A, 18B der jeweiligen kontaktierenden Handglieder A und B, d. h. des zusammenarbeitenden Paars 40, das in 3 gezeigt ist, erfasst, gemessen oder auf eine andere Weise vollständig ermittelt. Die Gelenkwinkel (θ) werden für jede Pose durch Gelenksensoren 15 bei einander kontaktierenden Kraftaufnehmern 18A und 18B von 3 gemessen, sodass deren jeweilige Orientierungen in einem gemeinsamen Bezugsrahmen ermittelt werden können. Die Position und Orientierung der Kraftaufnehmer werden schließlich aus diesen Werten über die Hostmaschine 22 ermittelt. Wenn die Kraftaufnehmer des zusammenarbeitenden Paars 40 an verschiedenen Händen 12 positioniert sind, z. B. ein Finger der linken Hand einen Finger der rechten Hand kontaktiert, müssen alle Gelenkwinkel in der mechanischen Kette zwischen dem zusammenarbeitenden Paar ermittelt werden, das heißt einen Finger entlang hinunter, durch beide Arme und den anderen Finger entlang hinauf, sodass der gemeinsame Bezugsrahmen, z. B. der Torso, in die Kette fällt. Mehrere zusammenarbeitende Paare 40 können im gleichen Satz von Sensormesswerten zusammen mit den zusätzlichen externen Kontakten, die vorstehend bei Schritt 102 erwähnt wurden, enthalten sein. Sensorlesewerte s a / i, s b / i werden daher bei einer Vielfalt von Orientierungen oder Posen R a / i, R b / i gemessen, wobei i = Pose 1, 2, 3 usw.
-
Bei Schritt
106 löst die Hostmaschine
22 einen homogenen Satz von Gleichungen für den Raum gültiger Kalibrierungsmatrizen:
in diesen Matrizen stellt die Variable J eine Kalibrierungsmatrix für den gegenüberliegenden Finger/Daumen oder Handglieder B dar. Es wird angemerkt, dass die R-Matrizen mit einem Subskript versehen sind, was anzeigt, dass sich diese Werte verändern, wenn sich das zusammenarbeitende Paar bewegt. Es wird auch angemerkt, dass die Kalibrierungsmatrizen (K, J) in diesem Gleichungssystem linear erscheinen.
-
Bei Schritt 106 charakterisiert die Hostmaschine 22 alle Matrizenpaare (K, J), welche den Fehler in den vorstehend erwähnten Kraftgleichgewichtsgleichungen minimieren. Der minimierende Satz für beispielsweise ein Fehlerkriterium der kleinsten Quadrate kann unter Verwendung von linearer Standardalgebra gefunden werden, z. B. der Singulärwertzerlegung oder QR-Zerlegungs- bzw. QR-Faktorisierungsverfahren. Es kann sein, dass nicht alle Dimensionen der Kalibrierungsmatrizen vollständig ermittelt werden, aber die resultierende Kalibrierung wird im Vergleich zur anfänglichen Kalibrierung genauer sein.
-
Bei Schritt 108 wird diejenige Kalibrierungsmatrix gefunden, die einem anfänglichen Schätzwert am Nächsten liegt. Aus allen fehlerminimierenden Paaren von Schritt 106 wird dasjenige Paar (K, J) gewählt, das dem anfänglichen Schätzwert am Nächsten liegt. Wenn ”Nähe” im Sinne der kleinsten Quadrate gemäß der vorstehend offengelegten möglichen Ausführungsform formuliert wird, wird lineare Algebra für Standardberechnungen angewendet. Das gewählte Paar wird dann verwendet, um die Kraftaufnehmer 18A, 18B des zusammenarbeitenden Paars zu kalibrieren.
-
Wie vorstehend angemerkt wurde, können Kalibrierungsmatrizen (K, J) für die Kraftaufnehmer 18A, 18B bis auf einen unbekannten Skalierungsfaktor ermittelt werden. Der Skalierungsfaktor kann auch ermittelt werden, wenn mindestens eine unabhängige Kraftmessung mit bekannter Größe durchgeführt werden kann, wie etwa, indem ein bekanntes Gewicht gehoben wird oder indem ein einzelner Kontakt mit einem gut kalibrierten Kraftaufnehmer, z. B. dem Kraftaufnehmer 18C in 3, ausgeführt wird. Selbst wenn nur Teilinformationen aufgrund einer Unzulänglichkeit in den relativen Posen der Kraftaufnehmer 18A und 18B extrahiert werden können, können diese Informationen dennoch verwendet werden, um die zuvor existierende Kalibrierung zu aktualisieren und zu verbessern.
-
Zur Klarheit der Erläuterung beschreiben die vorstehend offengelegten Beispiele eine vereinfachte Zweihandgliedpose. Der Umfang des vorliegenden Verfahrens ist jedoch nicht auf nur zwei Posen begrenzt und kann Kontakte zwischen verschiedenen Kraftaufnehmern 18 an zusätzlichen Gliedern der Finger umfassen. Die Kalibrierung kann einen zweiten Finger, z. B. ein Handglied C (nicht gezeigt) umfassen, wobei das Handglied A das Handglied B mehrfach berührt bevor es das Handglied C mehrfach kontaktiert. Die Kalibrierungsmatrix für das zusätzliche Handglied C kann als (H) dargestellt werden. Dann kann ein Satz (K, J, H) als eine Dreiergruppe von Kalibrierungsmatrizen kalibriert werden und nicht nur paarweise, d. h. zuerst für einen Kalibrierungssatz (K, J), dann für einen Kalibrierungssatz (K, H). Wenn diese Schritte paarweise durchgeführt werden, können sich verschiedene Werte für (K) ergeben und dann müssen diese Unterschiede abgeglichen werden, um den besten Wert von (K) zu erhalten. Für eine optimierte Leistung können daher alle Gleichgewichtsgleichungen zu einer einzigen Matrix kombiniert werden, sodass nach allen Kalibrierungsmatrizen gleichzeitig aufgelöst werden kann. Auf ähnliche Weise können Daten für eine beliebige Anzahl paarweiser Kontakte für so viele Kraftaufnehmer 18 aufgenommen werden, wie an den verschiedenen Daumen 14 und/oder Finger 16 und deren mehreren Fingergliedern 30 vorhanden sind.
-
Obwohl die besten Arten zum Ausführen der Erfindung im Detail beschrieben wurden, werden Fachleute auf dem Gebiet, das diese Erfindung betrifft, verschiedene alternative Entwürfe und Ausführungsformen zum Umsetzen der Erfindung in die Praxis im Schutzumfang der beigefügten Ansprüche erkennen.