CN109114411A - 用于预防安全事故的出入感测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用于预防安全事故的出入感测系统，所述用于预防安全事故的出入感测系统包括：出入感测单元，设置在运行多个自动化机器人和自动化机械的工作场所的出入口，感测接近所述出入口的物体的进入和脱离，在该物体进入时，输出第一控制信号，并根据对被感测的进入次数和脱离次数进行加减来算出的数值，输出第二控制信号；以及控制单元，当收到所述第一控制信号时，切断所述自动化机器人和自动化机械的电源或停止所述自动化机器人和自动化机械的功能，当收到所述第二控制信号时，使被切断电源或停止功能的所述自动化机器人和自动化机械重新启动。

Description

用于预防安全事故的出入感测系统
技术领域
本发明的实施例涉及一种用于预防安全事故的出入感测系统。
背景技术
目前，在利用工业用自动化机器人或自动化机械来产生产品的工作场所(工厂)中，为了预防安全事故，而在该机器人或机械或工作场所中设置系统，该系统附着有接近传感器，当工作人员接近时，切断电源或暂停功能。
并且，在这种系统中附加设置有安全垫或紧急停止按钮等，对各个装置施加物理操作，以停止机器人或机械的操作。
当工作人员存在于工作场所内并由其他工作人员开始工作时，当由于机器人的错误而重新开始工作时，当工作人员为了防止整个工序延迟而进行轻微的修改工作而在不停止机器人或机械的操作的状态下向工作场所内部进入时，这种系统由于机器人或机械的操作而频繁发生夹伤事故。
并且，通过单独设置用于感测人们的体温或移动的近红外线传感器来检测工作人员是否存在时，存在由于工作场所周围的大量移动或焊接工作等而导致检测灵敏度急剧劣化的问题，并且，难以对基于工作人员的出入的感测次数进行计数或感测移动方向。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：韩国公开专利公报第10-2017-0009268号(公开日：2017年1月25日)
专利文献2：韩国公开专利公报第10-2003-0010193号(公开日：2003年2月5日)
发明内容
技术问题
本发明的实施例提供一种用于预防安全事故的出入感测系统，根据所述用于预防安全事故的出入感测系统，通过不同传感器的融合和据此的新算法，感测在工业用机器人或工业用机械的工作范围内移动的物体来控制机器人或机械的电源或操作，从而，确保工作人员的安全，且通过分析机器人或机械的电源或操作控制时间信息来可以提高产品生产效率。
解决技术问题的方案
根据本发明的实施例的用于预防安全事故的出入感测系统包括：出入感测单元，设置在运行多个自动化机器人和自动化机械的工作场所的出入口，感测接近所述出入口的物体的进入和脱离，在该物体进入时，输出第一控制信号，并根据对被感测的进入次数和脱离次数进行加减来算出的数值，输出第二控制信号；以及控制单元，当收到所述第一控制信号时，切断所述自动化机器人和自动化机械的电源或停止所述自动化机器人和自动化机械的功能，当收到所述第二控制信号时，使被切断电源或停止功能的所述自动化机器人和自动化机械重新启动。
另外，所述出入感测单元可以包括：第一传感器单元，用于感测接近所述出入口的物体；第二传感器单元，当通过所述第一传感器单元感测到物体接近时，被所述第一传感器单元激活，以感测该物体在规定区域内的移动方向；以及控制信号输出单元，当通过所述第二传感器单元感测到该物体进入所述工作场所内部时，增计数并输出所述第一控制信号，当感测到该物体向所述工作场所外部脱离时，减计数，而该物体的总计数值变为0时，输出所述第二控制信号。
另外，所述出入感测单元还可包括日志记录单元，当通过所述第二传感器单元感测到该物体进入所述工作场所内部时，所述日志记录单元记录该物体的进入时间，当通过所述控制信号输出单元的总计数值变为0时，所述日志记录单元记录该物体的脱离时间。
另外，所述用于预防安全事故的出入感测系统还可包括中央管理服务器，所述中央管理服务器可以与所述日志记录单元连接，所述中央管理服务器可以接收通过所述日志记录单元记录的关于进入时间和脱离时间的日志信息，分析接收到的日志信息，从而调节所述自动化机器人和自动化机械的工作时间，以便补偿由于停止所述自动化机器人和自动化机械的驱动而发生的工作中止时间。
另外，所述第一传感器单元可以包括近红外运动传感器，所述第二传感器单元可以包括脉冲无线电超宽带(Impulse-Radio Ultra Wide Band)雷达。
另外，所述出入感测单元可以通过电力线通信向所述控制单元输出所述第一控制信号和所述第二控制信号。
发明的效果
根据本发明的实施例，通过不同传感器的融合和据此的新算法，感测在工业用机器人或工业用机械的工作范围内移动的物体来控制机器人或机械的电源或操作，从而，确保工作人员的安全，且通过分析机器人或机械的电源或操作控制时间信息来可以提高产品生产效率。
附图说明
图1为示出根据本发明的实施例的用于预防安全事故的出入感测系统的整体结构的示意图。
图2和图3为示出根据本发明的实施例的用于预防安全事故的出入感测系统的详细结构的框图。
附图标记：
1000:出入感测系统
100:出入感测单元
110:第一传感器单元
120:第二传感器单元
130:控制信号输出单元
140:日志记录单元
200:控制单元
1:物体
10:自动化机器人
20:自动化机械
具体实施方式
简要描述本说明书中使用的术语，而将详细描述本发明。
至于本发明中所使用的术语，考虑在本发明中的功能的同时，尽可能地选择了目前被广泛使用的一般性术语，然而，这些术语根据本领域技术人员的意图、判例或出现的新技术等可以有所不同。并且，在特定情况下，也有申请人任意选择的术语，对于该情况将在相应的说明书部分详细地记录其含义。因此，在本发明中使用的术语是以其具有的意义和本发明的整体内容为基础进行定义的，而非单纯的名称。
术语“包括”被用在本说明书中时，指定陈述的元件的存在，但并不排除一个或更多个其他元件的存在或添加。说明书中陈述的术语(诸如，“…单元”和“模块”)表示处理至少一个功能或操作的单位，并且它们可通过使用硬件、软件或硬件和软件的组合来实现。
以下，参照附图，以能够使本发明所属技术领域的普通技术人员容易实施的程度对本发明的优选实施例进行详细的说明。然而，本发明可以以许多不同的形式来实现，并且不应被解释为限于在此所阐述的实施例。在附图中，为了明确说明本发明，与描述无关的部分被省略，并且在说明书全文中相似的附图标记表示相似的部分。
图1为示出根据本发明的实施例的用于预防安全事故的出入感测系统的整体结构的示意图，图2和图3为示出根据本发明的实施例的用于预防安全事故的出入感测系统的详细结构的框图。
参照图1至图3，根据本发明的实施例的用于预防安全事故的出入感测系统1000可以包括出入感测单元100和控制单元200。另外，出入感测系统1000还可以包括中央管理服务器300。
所述出入感测单元100可以设置在运行多个自动化机器人10和自动化机械20的工作场所的出入口，更具体而言，可以设置在设有安全护栏的工作场所的界线入口的上部。这种出入感测单元100感测接近该出入口的物体1的进入和脱离，当该物体1进入时，可以输出第一控制信号，且可以根据通过对被感测的进入次数和脱离次数进行加减来算出的数值，输出第二控制信号。为此，出入感测单元100可以包括第一传感器单元110、第二传感器单元120及控制信号输出单元130。此外，出入感测单元100还可包括日志记录单元140。
所述第一传感器单元110可以感测接近出入口的物体1。这种第一传感器单元可以包括近红外运动传感器(PIR)，且可以作为出入感测单元100的第一次感测单元来运行。
所述近红外运动传感器是用于检测接近可见光的区域中的红外线，将红外线转换为热量并且测量由于该热量导致的物理量变化。因此，近红外运动传感器主要可用于测量与诸如人或动物等目标之间的距离。这种近红外运动传感器是利用当吸收红外线时由于材料中的极化变化而感应出电荷以产生电动势的焦电效果的传感器，焦电型红外传感器可以感测周围环境与产生远红外线的物体(人、动物等)之间的远红外线差异，且通过利用该差异来检测人或动物等的移动。
当通过第一传感器单元110感测到物体1的接近时，所述第二传感器单元120可以被第一传感器单元110激活，以感测到该物体1的移动方向(①、②)。这种第二传感器单元120可以包括脉冲无线电超宽带(IR-UWB)雷达，通过这种传感器单元的感测信息可以用作用于决定在工作场所内自动化机器人10或自动化机械20的操作的手段。因此，第二传感器单元120可以在通过第一传感器单元110识别物体之前处于睡眠状态，并且可以被第一传感器单元110的感测信号激活并进行操作。
所述脉冲无线电超宽带雷达是一种超低功率传感器，可以发射纳秒或更小的脉冲信号来检测从目标反射而接收到的信号，从而推定与目标的距离或目标是否存在。
所述第二传感器单元120可以利用脉冲无线电超宽带雷达来在出入口附近的预定区域内可以分别感测关于物体从出入口向自动化机器人10或自动化机械20处移动(①)或者该物体1向出入口处移动(②)的移动方向。
当通过第二传感器单元120感测到该物体1向工作场所内部进入时，所述控制信号输出单元130可以增计数(计数“+1”)并向控制单元200输出第一控制信号。此时，当控制单元200从控制信号输出单元130接收第一控制信号时，控制单元200可以使在工作场所内运行的自动化机器人10或自动化机械20的电源暂时切断或使所述自动化机器人10或自动化机械20的功能暂时停止。
另外，在输出第一控制信号的状态下，当感测到该物体1向工作场所的外部脱离时，控制信号输出单元130可以减计数(计数“-1”)。如上所述，当相对于该物体1的移动方向计数的总值变为“0”(计数“0”)时，控制信号输出单元130可以向控制单元200输出第二控制信号。此时，当从控制信号输出单元130接收第二控制信号时，控制单元200可以使在工作场所内暂时停止操作的自动化机器人10或自动化机械20重新启动，并且通过第一传感器单元110的物体识别信号可以在规定时间内被忽略。
然而，当相对于该物体1的移动方向计数的总值大于“0”时，控制信号输出单元130可以不输出第二控制信号或保持第一控制信号的输出。
所述控制信号输出单元130可以通过各种通信方法将第一或第二控制信号发送到控制单元200，作为一例，可以通过电力线通信(PLC)发送各种控制信号。
当通过第二传感器单元120感测到该物体1向工作场所内部进入时，所述日志记录单元140可以记录该物体1的进入时间，当通过所述控制信号输出单元130的总计数值变为“0”时，所述日志记录单元140可以记录该物体的脱离时间。
所述日志记录单元140可以将关于所记录的进入时间和脱离时间的日志记录发送到外部的中央管理服务器300。发送日志记录的方法可以采用无线网络通信或电力线通信等各种通信方法。另外，日志记录单元140不仅可以将日志记录发送到中央管理服务器300，也可以将日志记录发送到工作场所的管理人的终端(图中未示出)。
当从出入感测单元100收到第一控制信号时，所述控制单元200可以切断自动化机器人10和自动化机械20的电源或停止自动化机器人10和自动化机械20的功能，当收到第二控制信号时，所述控制单元200可以使被切断电源或停止功能的自动化机器人10和自动化机械20重新启动。其中，控制单元200可以将第一控制信号识别为操作停止信号且将第二控制信号识别为操作开始或重新启动信号，以控制自动化机器人10和自动化机械20的电源或操作。
所述中央管理服务器300可以接收通过日志记录单元140记录的关于进入时间和脱离时间的日志信息，分析接收到的日志信息，从而调节自动化机器人10和自动化机械20的工作时间，以便补偿由于停止自动化机器人10和自动化机械20的驱动而发生的工作中止时间。
例如，中央管理服务器300可以分析日志信息以计算规定时间内的作业中止时间，并控制延长自动化机器人10和机器20的工作时间，以便补偿与算出的相应时间相当的滞后的工作量。另外，中央管理服务器300可以分析记录的日志信息以掌握工作人员等在工作场所中的出入状态等，并且可以通过处理掌握的信息来生成用于提高生产效率的数据。
另一方面，为了进一步加强安全事故预防，在工作场所内设置单独的近红外运动传感器或脉冲无线电超宽带雷达，经过由相应传感器第二次确认在工作场所内是否存在工作人员的过程，然后可以通过控制单元200重新启动各种自动化机器人10或自动化机械20的操作。即，即使控制单元200从控制信号输出单元130接收第二控制信号，也只有在预定时间内没有从单独的近红外运动传感器或脉冲无线电超宽带雷达接收到感测信号时，才可以执行根据第二控制信号的控制操作。从而，通过在更加明确地确认工作人员是否存在于工作场所之后，重新启动自动化机器人10或自动化机械20，从而可以进一步加强工作人员的安全事故预防。
并且，可以进一步设置与控制单元200联动的蜂鸣器等，使得工作人员可以容易地获知关于控制单元200的控制预备操作的信息。例如，当控制单元200接收第一控制信号以关闭自动化机器人10或自动化机械20的电源或暂时停止自动化机器人10或自动化机械20的功能时，输出用于告知停止操作的特定警告声。当工作人员从工作场所脱离并通过控制单元200重新启动自动化机器人10或自动化机械20时，在重新启动之前输出用于告知重新启动操作的特定警告声，在相应警告声消失后，可以重新启动自动化机器人10或自动化机械20。
根据本发明的实施例，通过不同传感器的融合和据此的新算法，感测在工业用机器人或机械的工作半径内移动的物体来控制机器人或机械的电源或操作，从而，确保工作人员的安全，且通过分析机器人或机械的电源或操作控制时间信息来可以提高产品生产效率。
以上所述的内容仅为用于实施本发明的用于预防安全事故的出入感测系统的一个实施例，本发明并不局限于上述实施例，而是如以下权利要求书所请求的，本发明的技术精神涵盖了在不脱离本发明的要旨的情况下，只要是本领域普通技术人员，任何人都可以进行多种变更实施的范围。

Claims (6)

1.一种用于预防安全事故的出入感测系统，其特征在于，包括：
出入感测单元，设置在运行多个自动化机器人和自动化机械的工作场所的出入口，感测接近所述出入口的物体的进入和脱离，在该物体进入时，输出第一控制信号，并根据对被感测的进入次数和脱离次数进行加减来算出的数值，输出第二控制信号；以及
控制单元，当收到所述第一控制信号时，切断所述自动化机器人和自动化机械的电源或停止所述自动化机器人和自动化机械的功能，当收到所述第二控制信号时，使被切断电源或停止功能的所述自动化机器人和自动化机械重新启动。
2.根据权利要求1所述的用于预防安全事故的出入感测系统，其特征在于，
所述出入感测单元包括：
第一传感器单元，用于感测接近所述出入口的物体；
第二传感器单元，当通过所述第一传感器单元感测到物体接近时，被所述第一传感器单元激活，以感测该物体在预定区域内的移动方向；以及
控制信号输出单元，当通过所述第二传感器单元感测到该物体进入所述工作场所内部时，增计数并输出所述第一控制信号，当感测到该物体向所述工作场所外部脱离时，减计数，而该物体的总计数值变为0时，输出所述第二控制信号。
3.根据权利要求2所述的用于预防安全事故的出入感测系统，其特征在于，
所述出入感测单元还包括日志记录单元，当通过所述第二传感器单元感测到该物体进入所述工作场所内部时，所述日志记录单元记录该物体的进入时间，当通过所述控制信号输出单元计数的总计数值变为0时，所述日志记录单元记录该物体的脱离时间。
4.根据权利要求3所述的用于预防安全事故的出入感测系统，其特征在于，
还包括中央管理服务器，所述中央管理服务器与所述日志记录单元连接，
所述中央管理服务器接收通过所述日志记录单元记录的关于进入时间和脱离时间的日志信息，分析接收到的日志信息，从而调节所述自动化机器人和自动化机械的工作时间，以便补偿由于停止所述自动化机器人和自动化机械的驱动而发生的工作中止时间。
5.根据权利要求2所述的用于预防安全事故的出入感测系统，其特征在于，
所述第一传感器单元包括近红外运动传感器，
所述第二传感器单元包括脉冲无线电超宽带雷达。
6.根据权利要求1所述的用于预防安全事故的出入感测系统，其特征在于，
所述出入感测单元通过电力线通信向所述控制单元输出所述第一控制信号和所述第二控制信号。
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