[发明专利]机器人布置和用于控制机器人的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种机器人，机器人设计为能在工作模式中运行，其中机器人的部件以一速度运动，其中如果人员与部件碰撞，对于人员而言存在受伤风险。机器人具有保险装置，如果人员位于能运动的部件的活动区域中，保险装置使工作模式去激活。本发明还附属有一种用于控制机器人的方法。机器人例如能够用于操纵系统中。

背景技术

操纵系统和类似的现代工作场所，在生产中越来越多地要求其中需要人员与机器人之间有效合作的情况。通常，这种合作越能够紧密地实现，则其效率越高。然而，在共同的工作区域内工作也伴随了对于人员而言的很大危险。商用通用的工业机器人能够具有大量的能运动的部件并且都能够产生一运动速度，使得在与人员碰撞时对于人员而言有极大的受伤风险。为了在此时提供保护，能够提出，当人员过于接近机器人时，通过机器人的传感器机构(例如接近传感器、光栅或者照相机)来识别出。然后，在必要时使机器人减速、停止或移开，以便如此缓和危险情况。

为了可靠地排除碰撞危险，必须选择较大的相应的安全距离，在未超出该距离时使机器人减速。仅如此才保证，即使在最坏情况(Worst-Case)下，当人员由于可能的绊倒而极快地进入到机器人的能运动的部件的活动区域中时，机器人也有足够的时间，以便能够及时制动该部件或使其转向。而由于这种最坏情况仅极偶然地出现并且在正常情况下更小的安全距离明显就足够了，这种安全预防措施意味着，过于频繁地无故中断机器人的其中以尽可能高的速度不受阻地完成其作业的工作模式。

发明内容

本发明的目的是，实现人员与机器人的有效合作，而在这种情况下人员不面临危险。

该目的通过根据权利要求1所述的方法并通过根据权利要求14所述的机器人布置来实现。根据本发明的方法的有利的改进方案通过从属权利要求给出。

如开头所述，本发明从一种机器人布置出发，其中，在机器人的工作模式中，部件以一速度运动，其中如果人员与部件碰撞，则对于人员而言存在受伤风险。这种机器人布置例如能够用于所述类型的操纵系统中。机器人布置具有机器人本身，其具有其能通过机器人的驱动装置运动的部件。此外，机器人布置还附属有保险装置，其具有用于检测人员位置的传感器单元。在根据本发明的机器人布置中，附加地在保险装置中还设置了用于位置预告的序告单元和用于识别潜在碰撞的碰撞监控单元。根据本发明的机器人布置设计应用于，执行根据本发明的方法的下面说明的实施方式中的一种。

在根据本发明的机器人布置中，设置碰撞单元，以便如果识别出人员进入到能运动的部件的活动区域中，使工作模式去激活。在此，部件的活动区域指的是在预设的时间区间内部件可能经过的地点的集合。为此，通过传感器单元，例如借助照相机测定，人员所处的位置，在人员还在部件的活动区域之外期间也一样。附加地，还测定人员的体态。

然后，通过序告单元也测定人员的活动区域。该活动区域通过以下地点来定义，即由人员从所测定的体态出发在预定的时间区间内推测从其当前位置起能到达的地点。因此，现在有两个活动区域，即机器人的能运动的部件的活动区域和人员的活动区域。

通过碰撞检测装置检验，这两个范围是否相交。如果是上述情况，则机器人从工作模式切换到安全模式中，其中为避免伤害到人，降低部件的速度和/或引导该部件主动从人员旁边经过。

根据本发明的方式的优点是，当人员仅仅是处于能运动的部件的活动区域附近时，即当没有超越指定的安全距离时，不是一定使机器人的其中最有效地且因此最经济地工作的工作模式去激活。现在更多的是进行状态识别，通过识别状态检验，人员在预设的时间区间内究竟是否能够进入到能运动的部件的活动区域中。仅当上述情况属实时，才确实存在碰撞的危险。否则，能运动的部件能够以未降低的速度继续运动，这意味着，机器人保持在工作模式中。在此，本发明的核心构思在于，人的运动受到身体限制，该限制使得人在确定的时间区间内仅能够在有限的活动半径中前进。因此，在人开始要进入到危险状态中(例如通过向侧方走一步或者无意地挥动胳膊)的时间点与由于人员现在确实位于能运动的部件的活动区域中而确实出现危险状态的时间点之间存在延迟。因此，利用通过前面提到的传感器单元对人员的体态的足够细致的分析，能够提前识别并缓和危险状态。为了实现机器人与人员之间的安全合作，仅必须保证人员始终处于以下状态中，其中在危险识别与危险状态之间为保险装置保留了足够时间，以便采取适当的应对措施，即制动部件或者使其轨迹绕过人员。如此能够以有利的方式防止具有高受伤风险的碰撞情况(也就是例如在机器人没有充分制动时)。