发明创造名称:一种机器人仿真控制方法及装置
外观设计名称:
决定号:185134
决定日:2019-07-24
委内编号:1F265662
优先权日:
申请(专利)号:201610922012.9
申请日:2016-10-21
复审请求人:遨博(北京)智能科技有限公司
无效请求人:
授权公告日:
审定公告日:
专利权人:
主审员:刘珺
合议组组长:刘慧敏
参审员:孙大林
国际分类号:G05B17/02
外观设计分类号:
法律依据:专利法第22条第3款
决定要点:如果一项权利要求与一篇对比文件相比存在区别技术特征,但该区别技术特征是本领域技术人员的公知常识,则该项权利要求相对于上述对比文件以及公知常识的结合不具备创造性。
全文:
本决定涉及申请号为201610922012.9、发明名称为“一种机器人仿真控制方法及装置”的发明专利申请(下称本申请),本申请的申请日为2016年10月21日,公开日为2017年08月01日。本申请申请人为遨博(北京)智能科技有限公司。
国家知识产权局专利实质审查部门以本申请权利要求1-8不符合专利法第22条第3款的规定为由,于2018年07月31日作出驳回决定。其中引用了如下1篇对比文件:
对比文件1:VC平台下机器人虚拟运动控制及3D运动仿真的有效实现方法,祁若龙 等,《机器人》,第35卷第5期,公开日为2013年09月30日。
驳回决定所依据的文本为:申请日2016年10月21日提交的说明书摘要、说明书第1-159段、摘要附图、说明书附图1-7;2018年02月26日提交的权利要求第1-8项。
驳回决定所针对的权利要求书如下:
“1. 一种机器人仿真控制方法,其特征在于,所述方法包括:
在机器人操作控制界面的预设区域中,显示所述机器人对应的虚拟机器人的立体图像;
获取机器人的控制参数;
将所述控制参数发送至所述虚拟机器人,以使所述虚拟机器人按照所述控制参数运动;
在所述预设区域中显示所述虚拟机器人运动过程的立体图像;
根据用户输入的预设第一控制参数,确定所述虚拟机器人末端到达的第一位置点为所述虚拟机器人的运动轨迹的起点;
根据所述用户输入的预设第二控制参数,确定所述虚拟机器人末端到达的第二位置点为所述虚拟机器人的运动轨迹的终点;
根据所述起点的位姿信息及所述终点的位姿信息,确定所述虚拟机器人的运动方程,其中,所述位姿信息包括:位置信息参数及姿态信息参数;
根据所述运动方程,确定所述虚拟机器人从所述起点至所述终点的位移曲线;
在所述虚拟机器人运动过程的立体图像上绘制所述位移曲线为所述虚拟机器人从所述起点至所述终点的运动轨迹。
2. 根据权利要求1所述的机器人仿真控制方法,其特征在于,所述获取机器人的控制参数的步骤,包括:
接收用户通过所述操作控制界面的多个预设配置选项选择和/或输入的控制参数,其中,所述控制参数包括:位置控制参数、姿态控制参数及沿轴旋转参数;
所述方法还包括:
获得用户在所述预设区域选择的三个不同位置点的坐标;
根据所述三个不同位置点的坐标,确定并显示所述虚拟机器人的坐标平面,并确定所述坐标平面的原点。
3. 根据权利要求1所述的机器人仿真控制方法,其特征在于,在将所述控制参数发送至所述虚拟机器人之前,所述方法还包括:
根据用户的选择,确定待控制机器人;
当所述待控制机器人为虚拟机器人时,执行所述将所述控制参数发送至所述虚拟机器人的步骤;
当所述待控制机器人包括虚拟机器人和真实机器人时,将所述控制参数同时发送至所述虚拟机器人和所述真实机器人,以使所述虚拟机器人和所述真实机器人按照所述控制参数同步运动。
4. 根据权利要求1所述的机器人仿真控制方法,其特征在于,所述方法还包括:
获取用户操作真实机器人末端所到达的预设第三位置点,并确定所述预设第三位置点为所述虚拟机器人的运动轨迹的起点;
获取所述用户操作真实机器人末端所到达的预设第四位置点,并确定所述预设第四位置点为所述虚拟机器人的运动轨迹的终点;
根据所述起点的位姿信息及所述终点的位姿信息,确定所述虚拟机器人的运动方程,其中,所述位姿信息包括:位置信息参数及姿态信息参数;
根据所述运动方程,确定所述虚拟机器人从所述起点至所述终点的位移曲线;
在所述虚拟机器人运动过程的立体图像上绘制所述位移曲线为所述虚拟机器人从所述起点至所述终点的运动轨迹。
5. 一种机器人仿真控制装置,其特征在于,所述装置包括:
第一显示模块,用于在机器人操作控制界面的预设区域中,显示所述机器人对应的虚拟机器人的立体图像;
获取模块,用于获取机器人的控制参数;
第一发送模块,用于将所述控制参数发送至所述虚拟机器人,以使所述虚 拟机器人按照所述控制参数运动;
第二显示模块,用于在所述预设区域中显示所述虚拟机器人运动过程的立体图像;
第一确定子模块,用于根据用户输入的预设第一控制参数,确定所述虚拟机器人末端到达的第一位置点为所述虚拟机器人的运动轨迹的起点;
第二确定子模块,用于根据所述用户输入的预设第二控制参数,确定所述虚拟机器人末端到达的第二位置点为所述虚拟机器人的运动轨迹的终点;
第三确定子模块,用于根据所述起点的位姿信息及所述终点的位姿信息,确定所述虚拟机器人的运动方程,其中,所述位姿信息包括:位置信息参数及姿态信息参数;
第四确定子模块,用于根据所述运动方程,确定所述虚拟机器人从所述起点至所述终点的位移曲线;
运动轨迹绘制子模块,用于在所述虚拟机器人运动过程的立体图像上绘制所述位移曲线为所述虚拟机器人从所述起点至所述终点的运动轨迹。
6. 根据权利要求5所述的机器人仿真控制装置,其特征在于,所述获取模块,包括:
接收子模块,用于接收用户通过所述操作控制界面的多个预设配置选项选择和/或输入的控制参数,其中,所述控制参数包括:位置控制参数、姿态控制参数及沿轴旋转参数;
所述装置还包括:
获得模块,用于获得用户在所述预设区域选择的三个不同位置点的坐标;
第六确定模块,用于根据所述三个不同位置点的坐标,确定并显示所述虚拟机器人的坐标平面,并确定所述坐标平面的原点。
7. 根据权利要求5所述的机器人仿真控制装置,其特征在于,所述装置还包括:
第一确定模块,用于根据用户的选择,确定待控制机器人;
执行模块,用于当所述待控制机器人为虚拟机器人时,执行所述将所述控制参数发送至所述虚拟机器人的步骤;
第二发送模块,用于当所述待控制机器人包括虚拟机器人和真实机器人时,将所述控制参数同时发送至所述虚拟机器人和所述真实机器人,以使所述虚拟机器人和所述真实机器人按照所述控制参数同步运动。
8. 根据权利要求5所述的机器人仿真控制装置,其特征在于,所述装置还包括:
第二确定模块,用于获取用户操作真实机器人末端所到达的预设第三位置点,并确定所述预设第三位置点为所述虚拟机器人的运动轨迹的起点;
第三确定模块,用于获取所述用户操作真实机器人末端所到达的预设第四位置点,并确定所述预设第四位置点为所述虚拟机器人的运动轨迹的终点;
第四确定模块,用于根据所述起点的位姿信息及所述终点的位姿信息,确定所述虚拟机器人的运动方程,其中,所述位姿信息包括:位置信息参数及姿态信息参数;
第五确定模块,用于根据所述运动方程,确定所述虚拟机器人从所述起点至所述终点的位移曲线;
第二绘制模块,用于在所述虚拟机器人运动过程的立体图像上绘制所述位移曲线为所述虚拟机器人从所述起点至所述终点的运动轨迹。”
驳回决定主要认为:权利要求1与对比文件1的区别在于:根据起点、终点的位姿信息确定虚拟机器人的运动方程,根据运动方程确定位移曲线。根据上述区别技术特征可以确定该权利要求实际解决的问题是:如何具体计算确定机器人的运动轨迹。上述区别特征为本领域公知常识,从而在对比文件1的基础上结合本领域公知常识得到权利要求1的方案是显而易见的,权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性;从属权利要求2-4的附加特征或在对比文件1公开,或为本领域公知常识,从而上述权利要求2-4也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。权利要求5与对比文件1的区别在于:第三确定模块根据起点、终点的位姿信息确定虚拟机器人的运动方程,根据运动方程确定位移曲线。根据上述区别技术特征可以确定该权利要求实际解决的问题是:如何具体计算确定机器人的运动轨迹。上述区别特征为本领域公知常识,从而在对比文件1的基础上结合本领域公知常识得到权利要求5的方案是显而易见的,权利要求5不具备专利法第22条第3款规定的创造性;从属权利要求6-8的附加特征或在对比文件1公开,或为本领域公知常识,从而上述权利要求6-8也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
申请人遨博(北京)智能科技有限公司(下称复审请求人)不服上述驳回决定,于2018年11月12日向国家知识产权局提出了复审请求,并提交了权利要求书1-8的全文修改替换页,具体修改包括,在驳回决定针对权利要求书的基础上,在权利要求1、5中均增加了特征“当机器人操作控制界面启动运行时”和“根据初始的机器人的控制参数控制真实机器人和虚拟机器人运动调整为同样的状态”。
修改后的权利要求1、5如下:
“1. 一种机器人仿真控制方法,其特征在于,所述方法包括:
当机器人操作控制界面启动运行时,在机器人操作控制界面的预设区域中,根据初始的机器人的控制参数控制真实机器人和虚拟机器人运动调整为同样的状态,显示所述机器人对应的虚拟机器人的立体图像;
获取机器人的控制参数;
将所述控制参数发送至所述虚拟机器人,以使所述虚拟机器人按照所述控制参数运动;
在所述预设区域中显示所述虚拟机器人运动过程的立体图像;
根据用户输入的预设第一控制参数,确定所述虚拟机器人末端到达的第一位置点为所述虚拟机器人的运动轨迹的起点;
根据所述用户输入的预设第二控制参数,确定所述虚拟机器人末端到达的第二位置点为所述虚拟机器人的运动轨迹的终点;
根据所述起点的位姿信息及所述终点的位姿信息,确定所述虚拟机器人的运动方程,其中,所述位姿信息包括:位置信息参数及姿态信息参数;
根据所述运动方程,确定所述虚拟机器人从所述起点至所述终点的位移曲线;
在所述虚拟机器人运动过程的立体图像上绘制所述位移曲线为所述虚拟机器人从所述起点至所述终点的运动轨迹。
5. 一种机器人仿真控制装置,其特征在于,所述装置包括:
第一显示模块,用于当机器人操作控制界面启动运行时,在机器人操作控制界面的预设区域中,根据初始的机器人的控制参数控制真实机器人和虚拟机器人运动调整为同样的状态,显示所述机器人对应的虚拟机器人的立体图像;
获取模块,用于获取机器人的控制参数;
第一发送模块,用于将所述控制参数发送至所述虚拟机器人,以使所述虚拟机器人按照所述控制参数运动;
第二显示模块,用于在所述预设区域中显示所述虚拟机器人运动过程的立体图像;
第一确定子模块,用于根据用户输入的预设第一控制参数,确定所述虚拟机器人末端到达的第一位置点为所述虚拟机器人的运动轨迹的起点;
第二确定子模块,用于根据所述用户输入的预设第二控制参数,确定所述虚拟机器人末端到达的第二位置点为所述虚拟机器人的运动轨迹的终点;
第三确定子模块,用于根据所述起点的位姿信息及所述终点的位姿信息,确定所述虚拟机器人的运动方程,其中,所述位姿信息包括:位置信息参数及姿态信息参数;
第四确定子模块,用于根据所述运动方程,确定所述虚拟机器人从所述起点至所述终点的位移曲线;
运动轨迹绘制子模块,用于在所述虚拟机器人运动过程的立体图像上绘制所述位移曲线为所述虚拟机器人从所述起点至所述终点的运动轨迹。”
复审请求人在提出复审请求时指出:本申请当机器人操作控制界面启动运行时,控制真实机器人和虚拟机器人运动调整为同样的状态,由于存在上述区别技术特征,本申请修改后的权利要求1要解决的技术问题是:如何减少用户操作量。本申请修改后的权利要求1的方案,通过在仿真系统初始化阶段,根据初始的机器人的控制参数,自动控制真实机器人和虚拟机器人运动调整为同样的状态,从而使用户不需要再手动将真实机器人和虚拟机器人的运动调整为同样的状态,即,解决了现有技术中存在的因需要用户手动调整真实机器人和虚拟机器人运动状态为相同状态,从而引起用户操作量增加的问题。
经形式审查合格,国家知识产权局于2018年11月19日依法受理了该复审请求,并将本案转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中坚持驳回决定。
随后,国家知识产权局依法成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019年04月01日发出复审通知书,其中指出:权利要求1与对比文件1的区别在于:1)本申请当机器人操作控制界面启动运行时,控制真实机器人和虚拟机器人运动调整为同样的状态;2)本申请根据起点、终点的位姿信息确定虚拟机器人的运动方程,位姿信息包括位置信息参数和姿态信息参数,根据运动方程确定位移曲线,而对比文件1中采用虚拟示教方法生成机器人的运动轨迹。根据上述区别技术特征可以确定该权利要求实际解决的问题是:简化机器人的操作、精确计算确定机器人的运动轨迹。上述区别特征1)是本领域惯用技术手段,区别特征2)是本领域公知常识,从而在对比文件1的基础上结合上述公知常识得到权利要求1的方案是显而易见的,权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性;权利要求2-4的附加特征或在对比文件1公开,或为本领域公知常识,从而上述权利要求2-4也不具备专利法第22条第3款规定的创造性;权利要求5与对比文件1的区别在于: 1)本申请当机器人操作控制界面启动运行时,控制真实机器人和虚拟机器人运动调整为同样的状态,对比文件1并未明确记载启动时真实机器人和虚拟机器人的状态;2)本申请根据起点、终点的位姿信息确定虚拟机器人的运动方程,根据运动方程确定位移曲线,而对比文件1中采用虚拟示教方法生成机器人的运动轨迹。根据上述区别技术特征可以确定该权利要求实际解决的问题是:简化机器人的操作、精确计算确定机器人的运动轨迹;3)分别采用第一显示模块、获取模块、第一发送模块、第二显示模块、第一确定子模块、第二确定子模块、第三确定子模块、第四确定子模块、运动轨迹规划子模块实现相应功能。根据上述区别技术特征可以确定该权利要求实际解决的问题是:简化机器人的操作、精确计算确定机器人的运动轨迹。上述区别特征1)、2)分别与权利要求1的区别特征1)、2)相同,基于同样理由,上述区别也是本领域公知常识,或在对比文件1公开内容的基础上容易想到的;对于区别特征3),分别采用各个计算机模块实现相应功能是本领域惯用技术手段。从而在对比文件1的基础上结合上述公知常识得到权利要求5的方案是显而易见的,权利要求5不具备专利法第22条第3款规定的创造性;权利要求6-8的附加特征或在对比文件1公开,或为本领域公知常识,从而上述权利要求6-8也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
针对上述复审通知书,复审请求人于2019年05月10日提交了意见陈述书,未修改申请文件。
复审请求人在意见陈述书中指出:1)虚拟机器人与真实机器人的初始运动状态是否相同,与是否采用同步运动控制没有必然关系。2)本申请实际要解决的技术问题是:现有技术中存在的因需要用户手动调整真实机器人和虚拟机器人运动状态为相同状态从而引起用户操作量增加的问题。正是基于所要解决的技术问题,发明人才想到通过在仿真系统初始化阶段,根据初始的机器人的控制参数, 自动控制真实机器人和虚拟机器人运动调整为同样的状态,从而使用户不需要再手动将真实机器人和虚拟机器人的运动调整为同样的状态,达到提高用户使用体验的技术效果,这并非本领域技术人员能轻而易举想到的,构成本申请权利要求1的整个技术方案并非本领域的惯用技术手段。
在上述程序的基础上,合议组认为本案事实已经清楚,依法作出审查决定。
二、决定的理由
审查文本的认定
在复审程序中,复审请求人于2018年11月12日提出复审请求时对申请文件进行了修改,经审查,上述修改符合专利法第33条的规定。因此,本复审决定以复审请求人于申请日2016年10月21日提交的说明书摘要、说明书第1-159段、摘要附图、说明书附图1-7;于2018年11月12日提交的权利要求第1-8项为基础作出。
有关权利要求1-8是否具备创造性的问题
专利法第22条第3款:创造性,是指与现有技术相比,该发明具有突出的实质性特点和显著的进步,该实用新型具有实质性特点和进步。
如果一项权利要求与一篇对比文件相比存在区别技术特征,但该区别技术特征是本领域技术人员的公知常识,则该项权利要求相对于上述对比文件以及公知常识的结合不具备创造性。
(1)权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性
权利要求1请求保护一种机器人仿真控制方法。对比文件1公开了一种VC平台下机器人虚拟运动控制及3D运动仿真的有效实现方法,并具体公开了以下内容(参见正文第1-3部分,附图1-11): 本文以中科院自动化研究所最新研制的搅拌摩擦焊接机器人为研究对象,利用HOOPS几何图形平台渲染出逼真的仿真效果,在WindowS系统上添加RTX实时内核得到微秒级的定时精度,建立起一个实时周期内与机器人控制系统机制相同的虚拟仿真控制平台.该平台可以进行虚拟机器人的实时运动控制、预估状态下的实时状态监控、轨迹规划、虚拟示教、虚拟遥操作等工作。由于开放性高,它还可以进一步通过信号转换卡(如PCI-D/A接口卡等)直接连接外部伺服驱动器,在实验研究级别代替机器人控制器,进行实际的运动控制。
2.2……为使系统能够真正仿真真实机器人系统的操作和控制过程,并能够将系统与机器人相连接参与机器人控制过程,必须采用合理的仿真系统结构,保证仿真系统的可靠性和对机器人模拟的真实性。仿真系统控制流程图如图4所示.仿真系统的输入可以是遥操作控制器、屏幕按键或示教得到的信息文件等.这些输入设备产生的空间位移和方向转换成向量形式求和后得到一个空间矢量,这个空间矢量是理论上机器人末端的目的位移。
2.4……采用上述方法建立的机器人仿真系统运动过程如图7所示,图中左图为机器人全景视图,右图为机器人末端特写视图.机器人沿着一条弧形焊接轨迹点和各点矢量的仿真运动过程平稳连续,体现了机器人的虚拟加工过程。
3.……本文构建的仿真系统基于VC平台,采用模块化的、与真实机器人控制器相同的实时系统结构,在3维仿真功能的基础上可以很方便地实现其它功能扩展,完成机器人的轨迹规划、后置处理、虚拟示教和同步运动控制等功能。
3.1虚拟示教 虚拟示教基于机器人仿真系统,是机器人运动轨迹规划的一种有效方法.通过记录手动控制的虚拟机器人在仿真系统中的一系列离散的空间位置,示教机器人的整个运动过程。虚拟示教点如图8所示。对于机器人系统尤其是搅拌摩擦焊接机器人等大型机器人系统,采用虚拟示教这种仿真技术代替实际机器人示教进行轨迹规划具有极其重要的意义.3.2 轨迹规划过程如图9所示,应用三次样条对示教点在3维空间内进行插补得到一条空间三次样条曲线,这条曲线是机器人末端的理论运动轨迹.机器人在运动的时候是在每个运动控制周期(约2Oms)内走一个微小直线段,用无数个微小直线段逼近整条曲线.因此需要将三次样条曲线离散化,离散成一系列点,机器人的运动实际上是在一系列点之间的直线运动。离散点的方法采用“弦高差法”,离散后的点经过逆解运算可以得到该点对应的各关节坐标系下的关节坐标。将各个运动轴一系列点对应的关节坐标系下坐标分别进行五次样条插补,得到一条关节坐标系下各关节速度和加速度连续的机器人运动轨迹,如图10所示。3.虚拟加工 机器人虚拟加工过程所采用的方法就是本文第2部分仿真系统实现过程,根据各运动轴坐标位置通过正解计算和仿真运动方法模拟出机器人的整个加工过程,FSW机器人沿轨迹规划刀位点进行虚拟加工运动,如图11所示。
将对比文件1公开的内容与本申请权利要求1相比较,对比文件1在3.3节中记载:“机器人虚拟加工过程所采用的方法就是本文第2部分仿真系统实现过程,根据各运动轴坐标位置通过正解计算和仿真运动方法模拟出机器人的整个加工过程,FSW机器人沿轨迹规划刀位点进行虚拟加工运动”,根据上述记载可知,图11中右侧区域显示的FSW机器人相当于本申请的虚拟机器人;由图11可见,在机器人操作控制界面的右侧预设区域中,显示搅拌摩擦焊接机器人对应的虚拟机器人的立体图像,上述区域相当于本申请的机器人操作界面的预设区域;在图11中左侧是一系列参数的输入和显示对话框,上述参数相当于机器人的控制参数,上述对话框用于获取机器人的控制参数,图11中显示了FSW机器人沿轨迹规划刀位点进行虚拟加工运动的过程,即在计算机中通过虚拟机器人的图像显示FSW机器人的运动轨迹,本领域技术人员可以确定,上述加工过程中必然是将上述控制参数发送给虚拟机器人,使得图11中的虚拟机器人按照上述控制参数运动;根据第3.2节和图9 的记载可知,对比文件1应用三次样条对空间示教点在三维空间内进行插补得到一条空间三次样条曲线,这条曲线是机器人末端的理论运动轨迹,并通过弦高差法离散后反解得到机器人的关节坐标,获得机器人的运动轨迹,本领域技术人员确定,要获得机器人的运动轨迹,必然首先要确定运动的起点和终点,从而上述空间示教点必然包括机器人运动的起点和终点,且起点和终点是通过用户输入的第一和第二控制参数得到的,同时,上述运动轨迹相当于本申请虚拟机器人的运动轨迹。
从而权利要求1与对比文件1的区别在于:1)本申请当机器人操作控制界面启动运行时,控制真实机器人和虚拟机器人运动调整为同样的状态;2)本申请根据起点、终点的位姿信息确定虚拟机器人的运动方程,位姿信息包括位置信息参数和姿态信息参数,根据运动方程确定位移曲线,而对比文件1中采用虚拟示教方法生成机器人的运动轨迹。根据上述区别技术特征可以确定该权利要求实际解决的问题是:简化机器人的操作、精确计算确定机器人的运动轨迹。
对于上述区别特征1),对比文件1公开了“虚拟仿真控制平台可以进行虚拟机器人的实时运动控制、预估状态下的实时状态监控、轨迹规划、虚拟示教、虚拟遥操作等工作,由于开放性高,它还可以进一步通过信号转换卡(如PCI-D/A接口卡等)直接连接外部伺服驱动器,在实验研究级别代替机器人控制器,进行实际的运动控制”,根据上述记载可知,该平台可用于控制真实机器人的实际运动。以及根据对比文件1公开的“在3维仿真功能的基础上可以很方便地实现其它功能扩展,完成机器人的轨迹规划、后置处理、虚拟示教和同步运动控制等功能”内容可知,上述的“同步运动控制”也就是在控制真实机器人的同时在控制计算机上采用虚拟机器人进行实时监控,此时计算机上显示的虚拟机器人与真实机器人进行同步运动。由于二者为同步运动,二者之间的状态必然实时保持一致,即在运动的初始状态时二者的运动必然也是同样的状态。此外,由于在运动控制的过程中,虚拟机器人与真实机器人之间通过实时通信而保持二者之间的状态一致,本领域技术人员很容易想到在控制界面启动时立即通过与真实机器人的通信,自动检测真实机器人的状态参数以传送到虚拟机器人,从而实现二者之间的状态同步,而不必再进行手动操作,以简化用户的操作。即在机器人的控制界面启动运行时自动将二者调整为同样的状态也是本领域技术人员为了简化用户操作而很容易想到的惯用技术手段;
对于区别特征2),对比文件1已公开采用虚拟示教进行运动轨迹规划,而采用起点和终点的位姿信息确定机器人的运动方程,根据运动方程确定机器人的位移曲线属于本领域的惯用技术手段,参见书籍:《机器人技术》,张玫等编,北京:机械工业出版社,2016年1月,第94-100页。
因此,对于本领域技术人员而言,在对比文件1的基础上结合本领域公知常识得到该权利要求1所要求保护的技术方案是显而易见的,故该权利要求1所要求保护的技术方案不具有突出的实质性特点和显著的进步,不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
针对复审请求人答复复审通知书时提出的意见,合议组认为:1)正如前述针对权利要求1的评述所指出的,对比文件1公开的“同步运动控制”也就是在控制真实机器人的同时在控制计算机上采用虚拟机器人进行实时监控,此时计算机上显示的虚拟机器人与真实机器人进行同步运动。由于二者为同步运动,二者之间的状态必然实时保持一致,即在运动的初始状态时二者的运动必然也是同样的状态。此时“运动的初始状态”是指开始运动时的最初状态。同时本领域技术人员了解,在真实机器人运动之前,其与虚拟机器人的初始状态并不一定是一致的,真实机器人可能保持在其上一次运动的结束状态,但为了保持二者之间的同步运动,在运动开始时必然需要将二者状态调整为一致。2)将虚拟机器人和真实机器人的初始运动状态调整为一致,无论是手动,还是自动,都是本领域所惯用的,且通过在机器人的控制界面启动时自动将其调整为一致也是本领域的惯用手段。
综上,合议组不能接受复审请求人的意见。
(2)权利要求2进一步限定了“所述获取机器人的控制参数的步骤,包括:接收用户通过所述操作控制界面的多个预设配置选项选择和/或输入的控制参数,其中,所述控制参数包括:位置控制参数、姿态控制参数及沿轴旋转参数;所述方法还包括:获得用户在所述预设区域选择的三个不同位置点的坐标;根据所述三个不同位置点的坐标,确定并显示所述虚拟机器人的坐标平面,并确定所述坐标平面的原点”。
对比文件1已公开(参见正文第2.2节,附图4、7、11):用户通过遥操作控制器、屏幕按键等输入设备输入空间位移、方向等,附图11中也示出了操作控制界面的左侧设有多个设置选项,对相关参数进行输入、设置以控制虚拟机器人运动。由于对比文件1中的机器人主体由3个平动轴和2个旋转轴构成(参见正文第2.4节),而位置控制参数、姿态控制参数和沿轴旋转参数都是本领域惯用的机器人控制参数,因此,本领域技术人员容易想到输入上述位置控制参数、姿态控制参数及沿轴旋转参数从而对机器人进行转动控制。此外,由于对比文件1已公开为机器人部件建立基准坐标系(参见正文第2.4节),而坐标系的建立方式可以根据实际的需要进行选择,采用在预设区域选择三个不同位置点的坐标并根据它们确定并显示虚拟机器人的坐标平面,并确定坐标平面的原点,这属于本领域的惯用技术手段。因此,在其引用的权利要求不具备创造性的情况下,该权利要求2也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
(3)权利要求3进一步限定了“在将所述控制参数发送至所述虚拟机器人之前,所述方法还包括:根据用户的选择,确定待控制机器人;当所述待控制机器人为虚拟机器人时,执行所述将所述控制参数发送至所述虚拟机器人的步骤;当所述待控制机器人包括虚拟机器人和真实机器人时,将所述控制参数同时发送至所述虚拟机器人和所述真实机器人,以使所述虚拟机器人和所述真实机器人按照所述控制参数同步运动”。
对比文件1第2部分中公开了机器人的仿真系统,图7是采用该方法建立的机器人仿真系统运动过程,且在第3.3节中公开的机器人虚拟加工过程,控制FSW机器人进行虚拟加工,上述过程均为控制虚拟机器人的过程;另外,在第1部分中还记载了“由于开放性高,它还可以进一步通过信号转换卡(如PCI-D/A接口卡等)直接连接外部伺服驱动器,在实验研究级别代替机器人控制器,进行实际的运动控制”、在第3部分记载了“在3维仿真功能的基础上可以很方便地实现其它功能扩展,完成机器人的轨迹规划、后置处理、虚拟示教和同步运动控制等功能”,可见,上述“同步运动控制”就是在控制真实机器人的同时在控制计算机上采用虚拟机器人进行实时监控,即控制真实机器人和虚拟机器人同步控制,因此对比文件1公开了控制虚拟机器人和同步控制虚拟机器人和真实机器人两种工作方式。另外,对于本领域技术人员而言,根据实际的控制需要,设置选项以分别选择待控制的虚拟和/或真实机器人,并发送对应的控制参数,这属于控制领域的惯用技术手段。因此当引用的权利要求不具备创造性时,该权利要求3不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
(4)权利要求4进一步限定“所述方法还包括:获取用户操作真实机器人末端所到达的预设第三位置点,并确定所述预设第三位置点为所述虚拟机器人的运动轨迹的起点;获取所述用户操作真实机器人末端所到达的预设第四位置点,并确定所述预设第四位置点为所述虚拟机器人的运动轨迹的终点;根据所述起点的位姿信息及所述终点的位姿信息,确定所述虚拟机器人的运动方程,其中,所述位姿信息包括:位置信息参数及姿态信息参数;根据所述运动方程,确定所述虚拟机器人从所述起点至所述终点的位移曲线;在所述虚拟机器人运动过程的立体图像上绘制所述位移曲线为所述虚拟机器人从所述起点至所述终点的运动轨迹”。
对于本领域技术人员而言,根据实际的控制需要,采用用户操作真实机器人末端所到达的预设位置点作为起点、终点,并根据起点、终点的位姿信息确定虚拟机器人的运动方程,根据运动方程确定位移曲线属于本领域的惯用技术手段(参见书籍:《机器人技术》,张玫等编,北京:机械工业出版社,2016年1月,第94-100页)。当引用的权利要求不具备创造性时,该权利要求4不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
(5)独立权利要求5请求保护一种机器人仿真控制装置,其限定了与权利要求1一一对应的模块。对比文件1公开的内容如前所述,因此权利要求5与对比文件1的区别在于: 1)本申请当机器人操作控制界面启动运行时,控制真实机器人和虚拟机器人运动调整为同样的状态,对比文件1并未明确记载启动时真实机器人和虚拟机器人的状态;2)本申请根据起点、终点的位姿信息确定虚拟机器人的运动方程,根据运动方程确定位移曲线,而对比文件1中采用虚拟示教方法生成机器人的运动轨迹。根据上述区别技术特征可以确定该权利要求实际解决的问题是:简化机器人的操作、精确计算确定机器人的运动轨迹;3)分别采用第一显示模块、获取模块、第一发送模块、第二显示模块、第一确定子模块、第二确定子模块、第三确定子模块、第四确定子模块、运动轨迹规划子模块实现相应功能。根据上述区别技术特征可以确定该权利要求实际解决的问题是:简化机器人的操作、精确计算确定机器人的运动轨迹。
上述区别特征1)、2)分别与权利要求1的区别特征1)、2)相同,基于同样理由,上述区别也是本领域公知常识,或在对比文件1公开内容的基础上容易想到的;
对于区别特征3),分别采用各个计算机模块实现相应功能是本领域惯用技术手段。
因此,对于本领域技术人员而言,在对比文件1的基础上结合本领域公知常识得到该权利要求所要求保护的技术方案是显而易见的,故该权利要求5所要求保护的技术方案不具有突出的实质性特点和显著的进步,不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
(6)权利要求6-8分别为与方法权利要求2-4一一对应的产品权利要求,基于与针对权利要求2、3、4相类似的理由,权利要求6、7、8也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
综上所述,本申请权利要求1-8不符合专利法第22条的3款的规定。
根据以上事实和理由,合议组依法作出如下决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年07月31 日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服,根据专利法第41条第2款的规定,请求人自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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