[发明专利]用于工业装置的传感器化覆盖物

说明书

本发明公开了一种用于工业装置的传感器化覆盖物。该传感器化覆盖物具有接触传感器机构和接近传感器机构，并且包括多个覆盖物模块，该模块包括一个或多个传感器化覆盖物模块。每个传感器化覆盖物模块包括多个主动层和多个被动层，包括：载荷承载结构；缓冲层，与所述载荷承载结构的外部侧相关联；压阻接触传感器，在所述缓冲层之上，其包括设置在下导电层和上导电层之间的压阻层；下覆盖物层和上覆盖物层，压阻接触传感器设置在它们之间；电容性接近传感器，设置在所述压阻接触传感器之上，包括第一导电层和第二导电层，电绝缘材料的中间层设置在它们之间；外部覆盖物层，在所述电容性接近传感器之上。

技术领域

本发明涉及在工业制造部门中使用的自动化装置，并且已经特别地参照在人类操作者与这样的自动化装置之间合作的问题而开发本发明。本发明在机器人技术的领域中找到优选的应用，但是也能够实施以便有利于在工业制造部门中所使用的其他装置。

背景技术

为了在制造工序中高效地利用自动化的贡献并且因此提高后者的效率，必需的是使得在人类操作者与自动化装置特别是机器人之间的互动自然和安全。以该方式，能够将要求过分复杂的自动化的那些工序委托人类操作者，而将包括例如主要工作量、快速执行、高精确度和高质量的操作委托给自动化装置。

为了使得这些制造模态成为可能，需要提供使得人类与自动化装置的互动自然和安全的解决方案。当前为该目的所采用的方法基本上与被动安全（passive safety）和主动安全(active safety)的问题相关联。

具体地参考工业机器人，与在人类操作者与机器人的操纵器(manipulator)之间互动的被动安全的增加相关联的一套方法基本上目的在于修改后者的结构和操作，以便于减小事故的可能性以及其严重程度。根据该方法，已经例如提出了由轻质结构所区分的机器人操纵器，采用软质材料涂覆并且不具有尖锐的边缘或拐角以便于最小化由对人类操作者的可能碰撞所引起的伤害。

与增加主动安全相关联的一套方法替代地关注基于专用传感器系统的控制策略，目的在于确保对围绕机器人操纵器的环境的持续监控，以便于在潜在的危险情况的情形中以动态方式修改其行为，潜在的危险情况诸如是在给定功能的执行期间人类操作者接近操纵器或者在操作者与操纵器之间的接触。当前用于该目的的传感器的类型基本上是以下传感器：

－目的在于光学重构操纵器周围环境的几何结构的传感器，诸如摄影机和激光扫描仪；

－目的在于识别在操纵器与人类操作者之间接触或碰撞的电传感器，诸如力传感器或接触传感器；

－目的在于识别操纵器与人类操作者之间过分接近的电传感器，诸如接近传感器。

已经提出了机器人，其中，在对应操纵器的传感器化覆盖物或涂层中集成被动安全和主动安全两个策略。这些覆盖物通常由一类“皮肤”构成，普遍由弹性屈服材料制成，包括操纵器的对应部件并且集成了接触传感器和/或接近传感器。

在操纵器的可移动结构上安装这些已知的覆盖物通常是复杂的并且远离实际的。此外，在偶然故障的情形中覆盖物或其一部分的移除或更换的对应操作证明是耗时费力的。

在工业制造的场境中所使用的、具有除了机器人之外的可移动部件的自动化装置中也遇到了类似问题。

发明内容

本发明基本上目的在于提供一种用于自动化工业装置的传感器化覆盖物，特别是机器人，其对于前述缺点是免疫的，虽然确保了在装置与人类操作者之间高度合作，但同时也确保了必需的安全要求。

将从下文中明确地显现的该目的和其他目的仍然根据本发明由具有所附权利要求中所规定特性的用于自动化工业装置的传感器化覆盖物以及工业装置而实现。

权利要求形成了在本文中关于本发明所提供的技术教导的整体部分。

附图说明