[发明专利]降低操作员潜在伤害的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及降低操作员潜在伤害的方法和装置，更具体地说，涉及降低由于机器人所持工件的危险部分与位于机器人工作区域内操作员的身体部分之间的交汇而导致的操作员潜在伤害的方法。

背景技术

机器人其本身可以以安全的状态运行。然而，机器人与操作员的协同工作的安全性不仅涉及机器人自身，而且涉及机器人所持的工件、工作区域和机器人所工作的环境。因此，至少在机器人不会伤害协同工作的操作员的情况下，其可被称为安全。

评价机器人与操作员的协同工作的安全性，通常没有考虑机器人所持工件的潜在危险性以及机器人所工作的区域和环境。因此，对于集成商来说难以预见机器人与操作员的协同工作的安全性是否满足最终用户的需求。

发明内容

针对上述技术问题，根据本发明的一个实施例，提供一种降低由于机器人所持工件的危险部分与位于机器人工作区域内操作员的身体部分之间的交汇而导致的操作员潜在伤害的方法，包括：为第一、第二、第三和第四变量选择第一、第二、第三和第四值，其中第一变量表示工件的危险部分和操作员的身体部分之间的相对速度，第二变量表示机器人和工件的惯性程度，第三变量表示操作员的身体部分的容易受伤程度，并且第四变量表示工件的危险部分的危险程度；根据所选择的第一、第二、第三和第四值，预测由于机器人所持工件的危险部分与位于机器人工作区域内操作员的身体部分之间的交汇而导致的操作员潜在伤害的程度。

根据本发明的另一个实施例，提供一种降低由于机器人所持工件的危险部分与位于机器人工作区域内操作员的身体部分之间的交汇而导致的操作员潜在伤害的装置，包括：选择部件，其为第一、第二、第三和第四变量选择第一、第二、第三和第四值，其中第一变量表示工件的危险部分和操作员的身体部分之间的相对速度，第二变量表示机器人和工件的惯性程度，第三变量表示操作员的身体部分的容易受伤程度，并且第四变量表示工件的危险部分的危险程度；和预测部件，其根据选择部件所选择的第一、第二、第三和第四值，预测由于机器人所持工件的危险部分与位于机器人工作区域内操作员的身体部分之间的交汇而导致的操作员潜在伤害的程度。

通过采用上述装置和方法，可以产生数据来估计由于身体部分和机器人所持的基本几何特性的工件之间以一定相对速度的交汇所带来的伤害D。

附图说明

图1示出根据本发明一个实施例的减小操作员潜在伤害的装置的方框图；和

图2示出根据图1所示的减小操作员潜在伤害的装置的流程图。

具体实施方式

当机器人持有工件并且该工件随机器人运动时，工件的几何和物理特性直接影响机器人伤害操作员的潜在危险程度。例如，如果机器人持有软球，则其相对于机器人持有刀来说对于操作员具有较低的伤害危险程度。在机器人持有危险物体的情况下，集成商必须评价与该工件本身相关的危险程度并且将其降低到可接受的程度。由此，机器人所持工件与操作员之间的碰撞导致的操作员的潜在伤害程度至少可归因于工件的危险区域的形状、与工件发生碰撞的操作员的身体部分的易受伤程度、工件的危险区域与操作员的身体部分之间的相对速度和机器人和其所持的工件的惯性。如果上述因素被识别并且量化，则可以预测和估计潜在的伤害程度，由此可以修改离线机器人编程和机器人工作区域的设计以便防止潜在的危险，或者机器人控制器可以基于此在线控制机器人使之以安全路径运动。

图1示出根据本发明一个实施例的减小操作员潜在伤害的装置的方框图。如图1所示，减小操作员潜在伤害的装置1包括选择部件10和预测部件11。机器人所持工件的危险部分与位于机器人工作区域内操作员的身体部分之间的交汇导致的操作员潜在伤害。装置1可以由数据处理系统实现，例如个人计算机或机器人控制器，并且选择部件10和预测部件11可由数据处理系统的模块实现。

选择部件10接收输入，并且基于此为第一、第二、第三和第四变量选择第一、第二、第三和第四值，其中第一变量表示工件的危险部分和操作员的身体部分之间的相对速度，第二变量表示机器人和工件的惯性程度，第三变量表示操作员的身体部分的容易受伤程度，并且第四变量表示工件的危险部分的危险程度。通过采用选择部件10，装置1可以获得影响潜在伤害程度的因素的量化值。该值与实验或者仿真数据相关联并且由再现实验结果所验证。

第一、第二、第三和第四变量的第一、第二、第三和第四值可以从数据库中选择，该数据库采用数据结构存储上述变量的可能的值以及涉及每一种可能的组合的碰撞伤害程度的索引。根据在不同情况下的实验和仿真数据量化结果值。