DE102010046327A1 - Method for monitoring mobile robot, involves arranging mirror before monitoring unit, and monitoring one of safety surfaces different from each other in operating mode of manipulator by monitoring device - Google Patents

Method for monitoring mobile robot, involves arranging mirror before monitoring unit, and monitoring one of safety surfaces different from each other in operating mode of manipulator by monitoring device Download PDF

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Abstract

The method involves arranging a mirror (4) before a monitoring unit i.e. laser scanner (3). One of safety surfaces different from each other is monitored in an operating mode of a manipulator by a monitoring device, where the safety surfaces differ in orientation, contour and/or dimensions. The operating mode of the manipulator is executed depending on a monitored safety field. A multi-axle articulated arm (1) of the manipulator is present in the operating mode within a working area defined by the monitoring unit and moved into another operating mode from the working area. An independent claim is also included for a mobile manipulator i.e. robot, including a monitoring device.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines Manipulators, insbesondere Roboters, mit einer mobilen Basis, sowie einen mobilen Manipulator mit einer Überwachungseinrichtung, der zur Ausführung eines solchen Verfahrens eingerichtet ist.The present invention relates to a method for monitoring a manipulator, in particular a robot, with a mobile base, as well as a mobile manipulator with a monitoring device, which is set up to carry out such a method.

Mobile Manipulatoren wie beispielsweise der mobile Roboter OmniRob der Anmelderin sind häufig mit Laserscannern ausgerüstet, die eine horizontale Sicherheitsfläche überwachen. Die horizontal ausgesandten Strahlen der Laserscanner überstreichen hierzu zyklisch die horizontale Sicherheitsfläche. Wird in dieser ein Hindernis erfasst, kann eine geeignete Reaktion ausgeführt werden. So kann beispielsweise die mobile Basis des Manipulators umnavigiert oder angehalten werden, um eine Kollision zu vermeiden. Gleichermaßen ist es, insbesondere bei stehender Basis, auch möglich, einen Nothalt auszuführen, wenn ein Hindernis in der Sicherheitsfläche erfasst wird, um so eine Gefährdung von Personen zu verhindern, die sich dem Manipulator nähern, während dieser bei stehender Basis agiert.Mobile manipulators such as Applicant's OmniRob mobile robot are often equipped with laser scanners that monitor a horizontal security area. The horizontally emitted beams of the laser scanners cycle over the horizontal safety surface. If an obstacle is detected in this, a suitable reaction can be carried out. For example, the mobile base of the manipulator can be re-navigated or stopped to avoid a collision. Similarly, it is also possible, especially on a stagnant basis, to perform an emergency stop when an obstacle is detected in the safety area so as to prevent endangering persons approaching the manipulator while standing on a stationary base.

Die Überwachung einer Sicherheitsfläche, die für einen bestimmten Betriebsmodus, beispielsweise einen frei fahrenden oder stehenden mobilen Manipulator abgestimmt ist, ist in anderen Situationen, beispielsweise einem in einer eng begrenzten Umgebung agierenden Manipulator problematisch.The monitoring of a security area that is tuned for a particular operating mode, such as a free-wheeling or stationary mobile manipulator, is problematic in other situations, such as a manipulator operating in a confined environment.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Überwachung eines mobilen Manipulators zu verbessern.The object of the present invention is to improve the monitoring of a mobile manipulator.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Anspruch 12 stellt einen mobilen Manipulator unter Schutz, der zur Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet ist. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen.This object is achieved by a method having the features of claim 1. Claim 12 protects a mobile manipulator, which is set up to carry out a method according to the invention. The subclaims relate to advantageous developments.

Ein mobiler Manipulator im Sinne der vorliegenden Erfindung weist vorzugsweise wenigstens ein Werkzeug bzw. Werkzeugflansch auf, das bzw. der, insbesondere mittels eines Armes mit einem oder mehreren aktuierten Gelenken, insbesondere Drehgelenken, relativ zu einer Basis bewegbar ist, die ihrerseits in einer Umgebung, insbesondere mittels Rädern, Raupen, Luftkissen, Schienen, Portalen oder dergleichen, verfahrbar ist.A mobile manipulator in the sense of the present invention preferably has at least one tool or tool flange which, in particular by means of an arm with one or more actuated joints, in particular rotary joints, is movable relative to a base, which in turn is in an environment, in particular by means of wheels, caterpillars, air cushions, rails, portals or the like, is movable.

Eine Überwachungseinrichtung überwacht in einem ersten Betriebsmodus des Manipulators eine erste Sicherheitsfläche. Insbesondere kann die Überwachungseinrichtung ein oder mehrere berührungslose, insbesondere optische, Überwachungsmittel aufweisen, wobei vorzugsweise jedes Überwachungsmittel einen Bereich einer Sicherheitsfläche überwacht, die sich somit aus mehreren (Teil)Bereichen zusammensetzen kann. In einer bevorzugten Ausführung weist ein Überwachungsmittel einen Laserscanner auf, der eine Sicherheitsfläche überwachen kann, indem er diese beispielsweise zyklisch abfährt. Hierzu kann der Laserscanner gleichermaßen einen beweglichen, insbesondere um eine oder mehrer Achsen schwenkbaren, Laserkopf und/oder eine, vorzugsweise um eine oder mehrere Achsen verstellbare, Optik, insbesondere einen oder mehrere schwenkbare Umlenkspiegel, aufweisen. Zusätzlich oder alternativ können ein oder mehrere Überwachungsmittel auch andere Mittel zur Erfassung eines Hindernisses in einer Sicherheitsfläche aufweisen, beispielsweise Lichtschranken, kapazitive oder Ultraschallsensoren, Bildauswertungen oder dergleichen.A monitoring device monitors a first safety surface in a first operating mode of the manipulator. In particular, the monitoring device can have one or more non-contact, in particular optical, monitoring means, wherein preferably each monitoring means monitors a region of a safety surface, which can thus be composed of several (partial) regions. In a preferred embodiment, a monitoring means to a laser scanner, which can monitor a security area, for example, it cyclically leaves. For this purpose, the laser scanner can likewise have a movable laser head, in particular pivotable about one or more axes, and / or optics which are preferably adjustable by one or more axes, in particular one or more pivotable deflecting mirrors. Additionally or alternatively, one or more monitoring means may also comprise other means for detecting an obstacle in a security area, for example light barriers, capacitive or ultrasonic sensors, image evaluations or the like.

Erfindungsgemäß überwacht diese Überwachungseinrichtung in einem zweiten Betriebsmodus des Manipulators eine von der ersten verschiedene zweite Sicherheitsfläche, die sich – wenigstens bereichsweise – insbesondere in ihrer Orientierung, Kontur und/oder Ausdehnung von der ersten Sicherheitsfläche unterscheiden kann. In einer bevorzugten Ausführung ist eine der Sicherheitsflächen oder ein Teilbereich dieser Sicherheitsfläche, wenigstens im Wesentlichen, horizontal orientiert, während eine andere Sicherheitsfläche oder ein Teilbereich dieser Sicherheitsfläche, wenigstens im Wesentlichen, vertikal orientiert ist.According to the invention, in a second operating mode of the manipulator, this monitoring device monitors a second safety surface which is different from the first, which can differ from the first safety surface, at least in regions, in particular in its orientation, contour and / or extent. In a preferred embodiment, one of the security areas or a portion of this security area is oriented, at least substantially, horizontally, while another security area or a portion of this security area is oriented, at least substantially, vertically.

Mit einer, wenigstens im Wesentlichen, horizontalen Sicherheitsfläche kann in gewohnter Weise bei einem frei fahrenden oder stehenden mobilen Manipulator ein Hindernis, das sich dem Manipulator nähert, erfasst und entsprechend reagiert werden. Fährt der Manipulator, kann beispielsweise um das Hindernis herumnavigiert werden. Steht der Manipulator frei in seiner Umgebung, kann ein Nothalt ausgeführt werden, um eine Gefährdung des sich nähernden Hindernisses durch den agierenden Manipulator zu vermeiden. Dabei wird deutlich, dass sich die Sicherheitsfläche vorzugsweise horizontal, etwa in Bodennähe, erstreckt, jedoch auch gegen die Horizontale geneigt und/oder gekrümmt sein kann, um beispielsweise die Aktuierung der Überwachungseinrichtung, etwa das Verschwenken eines Laserscanners, zu verbessern.With an at least substantially horizontal safety surface, an obstacle approaching the manipulator can be detected and reacted in the usual way in a free-moving or stationary mobile manipulator. If the manipulator moves, it can, for example, be navigated around the obstacle. If the manipulator is free in its environment, an emergency stop can be carried out in order to avoid any danger to the approaching obstacle by the acting manipulator. It is clear that the safety surface preferably extends horizontally, for example near the bottom, but can also be inclined and / or curved against the horizontal in order to improve, for example, the actuation of the monitoring device, such as the pivoting of a laser scanner.

Steht der Manipulator hingegen in einer begrenzten Umgebung, die in einer horizontalen Sicherheitsfläche als Hindernis erkannt würde, kann stattdessen erfindungsgemäß eine, wenigstens im Wesentlichen, vertikale Sicherheitsfläche überwacht werden, die in einer bevorzugten Ausführung den mobilen Manipulator teilweise oder vollständig umhüllt. Damit wird nur ein Durchbrechen dieses vertikalen Sicherheitsvorhangs und damit ein unmittelbares Eindringen in den Arbeitsbereich des Manipulators überwacht, während ungefährliche, insbesondere statische Hindernisse, die die Umgebung begrenzten, in der der mobile Manipulator steht, nicht erfasst werden.If, on the other hand, the manipulator is located in a limited environment which would be recognized as an obstacle in a horizontal safety surface, an at least essentially vertical safety surface can be monitored according to the invention which, in a preferred embodiment, partially or completely envelops the mobile manipulator. This will only break through this vertical safety curtain and thus a monitored direct penetration into the working area of the manipulator, while non-dangerous, especially static obstacles that limited the environment in which the mobile manipulator is located, are not detected.

Auch hier wird deutlich, dass sich diese Sicherheitsfläche vorzugsweise vertikal erstreckt, jedoch auch gegen die Vertikale geneigt und/oder gekrümmt sein kann, um beispielsweise die Aktuierung der Überwachungseinrichtung, etwa das Verschwenken eines Laserscanners, zu verbessern. Es wird auch einsichtig, dass eine vertikale Sicherheitsfläche auch bei einem frei stehenden Manipulator genutzt werden kann, wenn vorgesehen ist, dass sich der Manipulator nur innerhalb eines Arbeitsraums bewegt, der durch Überwachungsmittel der Überwachungseinrichtung begrenzt ist. Begrenzen beispielsweise zwei oder mehr Überwachungsmittel, die am Außenrand einer Grundfläche der mobilen Basis angeordnet sind und eine vertikale Sicherheitsfläche überwachen, einen Arbeitsraum, der sich vertikal oberhalb der Grundfläche erstreckt, so kann diese vertikale Sicherheitsfläche zur Sicherung des Manipulators gegen Kollisionen genutzt werden, solange sich sein Werkzeug und seine gegen die Basis beweglichen Glieder innerhalb dieses Arbeitsraumes befinden.Again, it is clear that this safety surface preferably extends vertically, but may also be inclined and / or curved against the vertical, for example, to improve the actuation of the monitoring device, such as the pivoting of a laser scanner. It will also be appreciated that a vertical safety surface can be used even with a free-standing manipulator, if it is provided that the manipulator moves only within a working space, which is limited by monitoring means of the monitoring device. For example, if two or more monitoring means, which are arranged on the outer edge of a base area of the mobile base and monitor a vertical security area, a working space that extends vertically above the base area, this vertical security area can be used to secure the manipulator against collisions as long as his tool and his movable against the base members are located within this working space.

Dementsprechend können zwei Betriebmodi, denen erfindungsgemäß unterschiedliche Sicherheitsflächen zugeordnet sind, sich insbesondere dadurch unterscheiden, dass die Basis des mobilen Manipulators in dem einen Betriebmodus in einer Umgebung verfährt und in dem anderen Betriebmodus relativ zu der Umgebung steht. Vorzugsweise überwacht die Überwachungseinrichtung in dem Betriebmodus, in dem die Basis des mobilen Manipulators in der Umgebung verfährt, eine Sicherheitsfläche, die ganz oder bereichsweise, wenigstens im Wesentlichen, horizontal orientiert ist, und in dem Betriebmodus, in dem die Basis steht, eine Sicherheitsfläche, die ganz oder bereichsweise, wenigstens im Wesentlichen, vertikal orientiert ist.Accordingly, two modes of operation, which according to the invention are assigned different security surfaces, differ in particular in that the base of the mobile manipulator moves in one operating mode in one environment and in the other operating mode relative to the environment. In the operating mode in which the base of the mobile manipulator moves in the environment, the monitoring device preferably monitors a safety surface that is wholly or partially, at least substantially, horizontally oriented, and in the operating mode in which the base is located, a safety surface, which is wholly or partially oriented, at least substantially, vertically oriented.

Zusätzlich oder alternativ können zwei Betriebmodi, denen erfindungsgemäß unterschiedliche Sicherheitsflächen zugeordnet sind, sich insbesondere dadurch unterscheiden, dass ein oder mehrere Glieder, insbesondere ein Werkzeug, des Manipulators in einem Betriebmodus innerhalb eines durch Überwachungsmittel der Überwachungseinrichtung begrenzten Arbeitsraums verbleiben, und in dem anderen Betriebmodus aus diesem Arbeitsraum austreten. Vorzugsweise überwacht die Überwachungseinrichtung in dem Betriebmodus, in dem wenigstens ein Glied, insbesondere das Werkzeug, des Manipulators aus diesem Arbeitsraum austritt, eine Sicherheitsfläche, die ganz oder bereichsweise, wenigstens im Wesentlichen, horizontal orientiert ist, und in dem anderen Betriebmodus eine Sicherheitsfläche, die ganz oder bereichsweise, wenigstens im Wesentlichen, vertikal orientiert ist.Additionally or alternatively, two modes of operation, which are assigned according to the invention different security surfaces, in particular differ in that one or more members, in particular a tool, the manipulator remain in an operating mode within a working space limited by monitoring means of the monitoring device, and in the other mode of operation exit this workspace. In the operating mode in which at least one member, in particular the tool, of the manipulator exits from this working space, the monitoring device preferably monitors a safety surface which is wholly or partially oriented, at least essentially, horizontally oriented, and in the other operating mode a safety surface which wholly or partially, at least substantially, is vertically oriented.

Zusätzlich oder alternativ können zwei Betriebmodi, denen erfindungsgemäß unterschiedliche Sicherheitsflächen zugeordnet sind, sich insbesondere dadurch unterscheiden, dass der mobile Manipulator in einem Betriebmodus frei in einer Umgebung steht oder fährt und in dem anderen Betriebmodus durch die Umgebung beschränkt ist. Vorzugsweise überwacht die Überwachungseinrichtung in dem Betriebmodus, in dem der mobile Manipulator frei in der Umgebung steht bzw. fährt, eine Sicherheitsfläche, die ganz oder bereichsweise, wenigstens im Wesentlichen, horizontal orientiert ist, und in dem anderen Betriebmodus eine Sicherheitsfläche, die ganz oder bereichsweise, wenigstens im Wesentlichen, vertikal orientiert ist. Dabei wird unter einer Beschränkung durch die Umgebung insbesondere eine Situation verstanden, in der sich ein oder mehrere, vorzugsweise stationäre, Umgebungselemente innerhalb einer vorgegebenen Mindestentfernung zu dem Manipulator, insbesondere seiner Basis, befinden. Die Mindestentfernung kann vorzugsweise durch den, insbesondere horizontalen, Aktionsradius des stehenden Manipulators vorgegeben sein.Additionally or alternatively, two modes of operation, which are assigned according to the invention different security areas, differ in particular in that the mobile manipulator is free in one operating mode in one environment or drives and is limited in the other mode of operation by the environment. Preferably, in the operating mode in which the mobile manipulator is standing or driving freely in the environment, the monitoring device monitors a security area that is wholly or partially, at least substantially, horizontally oriented, and in the other operating mode a security area that is entirely or partially , at least substantially, is vertically oriented. In this case, a restriction by the environment is understood in particular to mean a situation in which one or more, preferably stationary, environmental elements are within a predetermined minimum distance from the manipulator, in particular its base. The minimum distance may preferably be predetermined by the, in particular horizontal, action radius of the stationary manipulator.

Zusätzlich oder alternativ zu einem der vorstehend beschriebenen Wechsel zwischen vertikal und horizontal orientierten Sicherheitsflächen bzw. Sicherheitsflächenbereichen kann vorgesehen sein, dass in einem Betriebsmodus eine Sicherheitsfläche überwacht wird, die ganz oder teilweise wenigstens im Wesentlichen vertikal orientiert ist und einen Arbeitsraum, der sich vorzugsweise vertikal oberhalb einer Grundfläche der mobilen Basis erstreckt, im Wesentlichen vollständig vertikal umschließt, während in einem anderen Betriebsmodus eine Sicherheitsfläche überwacht wird, die zwar ebenfalls ganz oder teilweise wenigstens im Wesentlichen vertikal orientiert ist, den Arbeitsraum jedoch nicht vollständig vertikal umschließt, sondern eine oder mehrere Aussparungen aufweist und sich somit zusätzlich oder alternativ zu ihrer Orientierung in ihrer Kontur bzw. Ausdehnung unterscheidet. Insbesondere können zwei Betriebmodi, denen erfindungsgemäß solche unterschiedliche Sicherheitsflächen zugeordnet sind, sich dadurch unterscheiden, dass ein oder mehrere Glieder, insbesondere ein Werkzeug, des Manipulators in einem Betriebmodus innerhalb eines durch Überwachungsmittel der Überwachungseinrichtung begrenzten Arbeitsraums verbleiben, und in dem anderen Betriebmodus aus diesem Arbeitsraum austreten. Vorzugsweise überwacht die Überwachungseinrichtung dann in dem Betriebmodus, in dem wenigstens ein Glied, insbesondere das Werkzeug, des Manipulators aus diesem Arbeitsraum austritt, eine Sicherheitsfläche, die den Arbeitsraum vertikal nicht vollständig umschließt, und in dem anderen Betriebmodus eine Sicherheitsfläche, die den Arbeitsraum im Wesentlichen vollständig vertikal umschließt. Dies gestattet ein planmäßiges Austreten des Manipulatorgliedes aus dem Arbeitsraum durch eine Aussparung in der Sicherheitsfläche. Eine Aussparung kann dabei randoffen oder geschlossen sein. Sie kann insbesondere dadurch realisiert sein, dass ein Überwachungsmittel den Aussparungsbereich nicht überwacht und/oder ein Objekt innerhalb der Aussparung nicht als Verletzung der Sicherheitsfläche registriert bzw. bewertet, sondern ignoriert wird.In addition or as an alternative to one of the above-described changes between vertically and horizontally oriented safety surfaces or safety surface areas, it can be provided that in an operating mode a safety surface is monitored which is completely or partially oriented at least essentially vertically and a working space, which is preferably vertically above extends a base of the mobile base, substantially completely vertically encloses, while in another mode of operation, a security surface is monitored, which is also fully or partially oriented at least substantially vertically, but the working space is not completely vertical encloses, but has one or more recesses and thus additionally or alternatively to their orientation differs in their contour or extent. In particular, two operating modes, which according to the invention are associated with such different safety surfaces, differ in that one or more members, in particular a tool, of the manipulator remain in an operating mode within a limited by monitoring means of the monitoring device working space, and in the other operating mode from this working space escape. Preferably, the monitoring device then monitors in the operating mode in which at least one member, in particular the tool, the manipulator exits from this working space, a safety surface that does not completely surround the working space vertically, and in the other Operating mode, a safety surface that encloses the working space substantially completely vertically. This allows a scheduled escape of the manipulator member from the working space through a recess in the safety surface. A recess can be open-edge or closed. In particular, it can be realized in that a monitoring device does not monitor the cutout area and / or an object within the cutout is not registered or evaluated as a violation of the security area, but is ignored.

Die Auswahl der Sicherheitsfläche kann gleichermaßen kumulativ, alternativ, disjunktiv oder in sonstiger logischer Weise verknüpft sein. Beispielsweise kann eine Sicherheitsfläche überwacht werden, die ganz oder bereichsweise, wenigstens im Wesentlichen, vertikal orientiert ist, falls der mobile Manipulator steht und durch die Umgebung beschränkt ist. Gleichermaßen kann eine Sicherheitsfläche überwacht werden, die ganz oder bereichsweise, wenigstens im Wesentlichen, horizontal orientiert ist, falls der mobile Manipulator fährt, in einer freien Umgebung steht und/oder wenigstens ein Glieder des Manipulators aus dem durch Überwachungsmittel der Überwachungseinrichtung begrenzten Arbeitsraum austritt. Insofern können verschiedene der vorstehend erläuterten Betriebsmodi kaskadiert sein, indem innerhalb eines Betriebsmodus, etwa „stehend” oder „fahrend”, in weitere Betriebsmodi, zum Beispiel „innerhalb des Arbeitsraumes” oder „außerhalb des Arbeitsraumes” differenziert wird.The selection of the security area may equally be cumulative, alternative, disjunctive, or otherwise logically related. For example, a security area can be monitored, which is entirely or partially, at least substantially, vertically oriented, if the mobile manipulator is stationary and is restricted by the environment. Similarly, a security area can be monitored, which is wholly or partially oriented, at least substantially, horizontally, if the mobile manipulator drives, is in a free environment and / or at least one limb of the manipulator exits from the limited by monitoring means of the monitoring device working space. In this respect, various of the operating modes explained above can be cascaded by differentiating within an operating mode, such as "standing" or "driving", into further operating modes, for example "within the work space" or "outside the work space".

Allgemein kann daher vorgesehen sein, dass die Überwachungseinrichtung in einem dritten Betriebsmodus des Manipulators die erste Sicherheitsfläche, die zweite Sicherheitsfläche oder eine von der ersten und zweiten Sicherheitsfläche verschiedene dritte Sicherheitsfläche überwacht.In general, therefore, it can be provided that the monitoring device, in a third operating mode of the manipulator, monitors the first safety surface, the second safety surface or a third safety surface that is different from the first and second safety surfaces.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung wird wahlweise ein Umlenkmittel, insbesondere ein Spiegel, vor wenigstens einem Überwachungsmittel, insbesondere einen Laserscanner, angeordnet, um unterschiedliche Sicherheitsflächen zu überwachen. Solcherart kann in einfacher, mechanischer Weise zwischen verschiedenen Sicherheitsflächen umgeschaltet werden, indem das Umlenkmittel vor dem Überwachungsmittel angeordnet oder entfernt, insbesondere weggeschwenkt, wird. Das Umlenkmittel kann beispielsweise elektromotorisch, elektromagnetisch, hydraulisch und/oder pneumatischverstellt werden, wobei in einer bevorzugten Ausführung eine ausgezeichnete Stellung vorgesehen, ist, in die das Umlenkmittel bei Wegfall einer Energiezufuhr überführt wird bzw. verharrt. Beispielsweise kann ein Spiegel durch ein Federmittel in eine von einem Überwachungsmittel weggeschwenkte Stellung vorgespannt und aktiv, beispielsweise durch einen Stellmotor oder -magneten, in eine vor das Überwachungsmittel geschwenkte Stellung überführt werden, so dass es bei Ausfall des Stellmotors bzw. -magneten stets die weggeschwenkte Stellung einnimmt. Gleichermaßen ist es auch möglich, das Umlenkmittel selber umzuorientieren, beispielsweise einen Laserkopf und/oder eine Laseroptik eines Laserscanners entsprechend zu verstellen.According to a preferred embodiment, optionally a deflection means, in particular a mirror, is arranged in front of at least one monitoring means, in particular a laser scanner, in order to monitor different security surfaces. In this way, it is possible to switch between different security surfaces in a simple, mechanical manner by arranging the deflection means in front of the monitoring means or by removing, in particular swinging it away. The deflecting means can be adjusted, for example, by an electric motor, electromagnetically, hydraulically and / or pneumatically, wherein in a preferred embodiment an excellent position is provided, into which the deflecting means is transferred when an energy supply ceases. For example, a mirror may be biased by a spring means into a position pivoted away from a monitoring means and actively transferred, for example by a servo motor or magnet, to a position pivoted in front of the monitoring means, so that it always swings away in the event of failure of the servo motor or magnet Takes position. Equally, it is also possible to reorient the deflection means itself, for example to adjust a laser head and / or a laser optics of a laser scanner accordingly.

Bevorzugt ist ein Umlenkmittel derart gestaltet, dass die von dem Überwachungsmittel überwachte Sicherheitsfläche durch das Umlenkmittel in eine andere Sicherheitsfläche transformiert, insbesondere gefaltet wird. So kann beispielsweise ein entsprechend geformter, insbesondere dreidimensionaler Umlenkspiegel eine horizontale Sicherheitsfläche in eine vertikale Sicherheitsfläche falten, wenn er vor einem Laserscanner angeordnet wird, der horizontale Strahlen aussendet. Insbesondere kann durch ein Umlenkmittel ein Übergangsbereich, vorzugsweise eine vertikale Kante, in der vertikalen Sicherheitsfläche erzeugt werden, in der zwei vertikale Sicherheitsflächenbereiche, die einen Winkel miteinander einschließen, ineinander übergehen.Preferably, a deflection means is designed such that the monitored by the monitoring means security surface is transformed by the deflection into another security surface, in particular folded. Thus, for example, a correspondingly shaped, in particular three-dimensional deflecting mirror can fold a horizontal safety surface into a vertical safety surface if it is arranged in front of a laser scanner which emits horizontal beams. In particular, a transition region, preferably a vertical edge, can be produced in the vertical safety surface by means of a deflection means, in which two vertical safety surface regions, which enclose an angle with one another, merge into one another.

In einer bevorzugten Weiterbildung wird das Überwachungsmittel entsprechend angesteuert, um bei Umlenkung durch das Umlenkmittel andere Konturen zu überwachen. Wird beispielsweise eine horizontale Sicherheitsfläche mit kreis(segment)förmigem Außenrand durch einen Umlenkspiegel in eine vertikale Sicherheitsfläche gefaltet, würde der kreis(segment)förmige Außenrand in einen komplex gekrümmten vertikalen Außenrand gefaltet. Indem das Überwachungsmittel entsprechend einer Abwicklung bzw. Rückfaltung des gewünschten, zum Beispiel im Wesentlichen linearen, vertikalen Außenrand angesteuert wird, kann ein solcher gewünschter vertikalen Außenrand erzeugt werden. Allgemein kann der Rand einer vom Überwachungsmittel überwachten Sicherheitsfläche durch Rücktransformation bzw. Abbildung des gewünschten Randes durch das Umlenkmittel auf die Sicherheitsfläche vorgegeben werden, die das Überwachungsmittel ohne vorgeschaltetes Umlenkmittel überwachen würde.In a preferred embodiment, the monitoring means is controlled accordingly to monitor other contours when deflected by the deflection. If, for example, a horizontal security surface with a circle-shaped outer edge folded by a deflecting mirror in a vertical security surface, the circular (segment) shaped outer edge would be folded into a complex curved vertical outer edge. By controlling the monitoring means in accordance with a development or refolding of the desired, for example substantially linear, vertical outer edge, such a desired vertical outer edge can be produced. In general, the edge of a security surface monitored by the monitoring means can be predetermined by retransformation or imaging of the desired edge by the deflection means onto the security surface, which would monitor the monitoring means without upstream deflection means.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist ein Betriebsmodus des Manipulators in Abhängigkeit von einem überwachten Sicherheitsfeld ausführbar. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass ein Fahren der mobilen Basis nur möglich ist, wenn eine, wenigstens im Wesentlichen, horizontale Sicherheitsfläche in Fahrtrichtung vor der Basis durch die Überwachungseinrichtung überwacht wird. Vorzugsweise wird die Stellung eines Umlenkmittels in sicherer Technik überwacht, um sicherzustellen, dass die mobile Basis nur verfährt, wenn eine, wenigstens im Wesentlichen, horizontale Sicherheitsfläche überwacht wird.According to a preferred embodiment, an operating mode of the manipulator in dependence on a monitored security field is executable. In particular, it can be provided that driving the mobile base is only possible if an at least substantially horizontal safety surface in the direction of travel in front of the base is monitored by the monitoring device. Preferably, the position of a diverter is monitored using secure technology to ensure that the mobile base moves only when an at least substantially horizontal safety surface is being monitored.

Falls ein Objekt in einer Sicherheitsfläche erfasst wird, können, insbesondere je nach Betriebsmodus und/oder überachter Sicherheitsfläche, verschiedene Reaktionen des Manipulators ausgeführt werden. So kann beispielsweise der Manipulator um ein Hindernis navigiert werden bzw. einem Hindernis ausweichen, in eine sichere Position fahren, einen Nothalt ausführen, ein, insbesondere optisches und/oder akustisches Warnsignal ausgeben, oder dergleichen. Gleichermaßen ist es auch möglich, unabhängig von dem Betriebsmodus immer dieselbe Reaktion auszuführen, beispielsweise stets einen Nothalt. If an object is detected in a security area, various reactions of the manipulator can be carried out, in particular depending on the operating mode and / or guarded security area. Thus, for example, the manipulator can be navigated around an obstacle or avoid an obstacle, travel to a safe position, execute an emergency stop, issue a, in particular visual and / or audible warning signal, or the like. Similarly, it is also possible, regardless of the operating mode always perform the same reaction, for example, always an emergency stop.

Wie einleitend erläutert, kann eine Sicherheitsfläche sich aus mehreren Bereichen zusammensetzen, wobei vorzugsweise jeder Bereich durch ein Überwachungsmittel überwacht wird. In einer bevorzugten Ausführung werden die Überwachungsmittel und/oder Umlenkmittel in einem Betriebsmodus unterschiedlich angesteuert. So kann beispielsweise ein erstes Überwachungsmittel, vorzugsweise durch Vorschalten eines Umlenkmittels, einen vertikalen Teilbereich überwachen, während ein zweites Überwachungsmittel, vorzugsweise durch Entfernen eines Umlenkmittels, einen horizontalen Teilbereich überwacht. Die insgesamt von der Überwachungseinrichtung mit den beiden Überwachungsmitteln überwachte Sicherheitsfläche ist dann bereichsweise vertikal, bereichsweise horizontal orientiert. Durch Umschalten eines der beiden Überwachungs- bzw. Umlenkmittel kann die Sicherheitsfläche vollständig horizontal bzw. vollständig vertikal orientiert werden.As explained in the introduction, a security area may consist of several areas, wherein preferably each area is monitored by a monitoring means. In a preferred embodiment, the monitoring means and / or deflection means are controlled differently in an operating mode. For example, a first monitoring means, preferably by upstream of a deflection, monitor a vertical portion, while a second monitoring means, preferably by removing a deflection, monitors a horizontal portion. The total monitored by the monitoring device with the two monitoring means safety surface is then partially vertical, regionally oriented horizontally. By switching one of the two monitoring or deflection means, the safety surface can be oriented completely horizontally or completely vertically.

Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen und den Ausführungsbeispielen. Hierzu zeigt, teilweise schematisiert:Further advantages and features emerge from the subclaims and the exemplary embodiments. This shows, partially schematized:

1A: einen mobilen Roboter nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung von der Seite in einem ersten Betriebsmodus; 1A a mobile robot according to an embodiment of the present invention from the side in a first mode of operation;

1B: den Roboter nach 1A von oben; 1B : the robot after 1A from above;

2A: den Roboter nach 1 in einem zweiten Betriebsmodus in 1A entsprechender Darstellung; 2A : the robot after 1 in a second operating mode in 1A corresponding representation;

2B: den Roboter nach 2A von oben; 2 B : the robot after 2A from above;

3A: den Roboter nach 1 in einem dritten Betriebsmodus in 1A entsprechender Darstellung; und 3A : the robot after 1 in a third operating mode in 1A corresponding representation; and

3B: den Roboter nach 3A von oben. 3B : the robot after 3A from above.

1A zeigt einen mobilen Roboter nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung von der Seite in einem ersten Betriebsmodus, 1B von oben. Der mobile Roboter weist beispielhaft einen mehrachsigen Knickarm 1 auf, der auf einer mobilen Basis 2 befestigt ist, die mittels Rädern in der Umgebung verfahren kann. 1A shows a mobile robot according to an embodiment of the present invention from the side in a first mode of operation, 1B from above. By way of example, the mobile robot has a multi-axis articulated arm 1 on that on a mobile basis 2 is fixed, which can move by means of wheels in the area.

Die Basis 2 definiert eine in 1A erkennbare rechteckige Grundfläche. An zwei einander diametral gegenüberliegenden Ecken sind in Bodennähe Überwachungsmittel in Form von Laserscannern 3 angeordnet, die die Grundfläche begrenzen. Jeder dieser beiden Laserscanner überwacht in dem in 1 dargestellten ersten Betriebsmodus eine horizontale Kreissegmentfläche A bzw. B, deren Rand durch den horizontalen Schwenk- und Erfassungsbereich der Scanner 3 vorgegeben ist. Zur Überwachung verschwenken die Laserscanner 3 ihre Strahlen horizontal, indem die Laserköpfe und/oder eine Optik entsprechend verschwenkt werden.The base 2 defines an in 1A recognizable rectangular base. At two diametrically opposite corners monitoring means in the form of laser scanners are near the ground 3 arranged, which limit the base area. Each of these two laser scanners monitors in the in 1 illustrated first operating mode, a horizontal circular segment area A and B, the edge of the horizontal pivoting and detection range of the scanner 3 is predetermined. The laser scanners pivot for monitoring 3 their beams horizontally by the laser heads and / or optics are pivoted accordingly.

Verfährt die mobile Basis, so befindet sich der mobile Roboter in dem in 1 angedeuteten ersten Betriebsmodus. Die beiden Laserscanner 3 überwachen die beiden horizontalen Sicherheitsflächenbereiche A, B, die gemeinsam die überwachte horizontale Sicherheitsfläche A

Figure 00090001
B bilden. Wird in dieser Sicherheitsfläche ein nicht vorgesehenes Hindernis erkannt, erfolgt eine entsprechende Reaktion. Beispielsweise versucht der Roboter bei ausreichendem Abstand, um das Hindernis herum zu navigieren. Hierzu kann die Basis 2 gegebenenfalls auch angehalten werden oder rückwärts vom Hindernis weg fahren. Zusätzlich oder alternativ kann eine Bewegung des Knickarmes 1 relativ zur Basis 2 entsprechend beschränkt oder gesperrt werden. Reichen diese Maßnahmen nicht aus, um eine Kollision des Armes 1 bzw. der Basis 2 mit dem Hindernis zu verhindern, wird ein Nothalt ausgeführt, um den mobilen Roboter, i. e. Arm 1 und Basis 2 sicher stillzusetzen.Moves the mobile base, so is the mobile robot in the in 1 indicated first operating mode. The two laser scanners 3 Monitor the two horizontal security areas A, B, which together the monitored horizontal security area A.
Figure 00090001
B form. If an unforeseen obstacle is detected in this safety area, a corresponding reaction takes place. For example, with sufficient clearance, the robot attempts to navigate around the obstacle. This can be the basis 2 if necessary, stop or drive backwards away from the obstacle. Additionally or alternatively, a movement of the articulated arm 1 relative to the base 2 be limited or blocked accordingly. These measures are not enough to make a collision of the arm 1 or the base 2 With the obstacle to prevent, an emergency stop is carried out to the mobile robot, ie arm 1 and base 2 safely shut down.

Wenn die Basis 2 in der Umgebung frei steht, d. h. keine Umgebungsbestandteile in den Kreissegmentflächen A, B liegen, befindet sich der Roboter in einem modifizierten ersten Betriebsmodus. Wird nun in der weiterhin horizontalen Sicherheitsfläche ein nicht vorgesehenes Hindernis erkannt, resultiert dies daraus, dass sich das Hindernis auf den stehenden Roboter zu bewegt. Entsprechend ist hier nur ein eine Beschränkung oder Sperrung der Bewegung des Knickarmes 1 relativ zur Basis 2 als Reaktion vorgesehen. In einer Abwandlung kann auch hier ein Ausweichen durch ein Verfahren der mobilen Basis 2 vorgesehen sein.If the base 2 is free in the environment, ie, there are no environmental components in the circle segment areas A, B, the robot is in a modified first mode of operation. If an unforeseen obstacle is now detected in the still horizontal safety surface, this results from the fact that the obstacle moves towards the stationary robot. Accordingly, here is only a limitation or blocking the movement of the articulated arm 1 relative to the base 2 provided as a reaction. In a modification, it is also possible here to evade using a method of the mobile base 2 be provided.

2 zeigen die mobilen Roboter in 1 entsprechender Darstellung in einem zweiten Betriebsmodus. Der Roboter befindet sich in diesem zweiten Betriebsmodus, wenn vorgesehen ist, dass seine mobile Basis 2 in der Umgebung steht und sein Knickarm 1 den Arbeitsraum, der sich vertikal oberhalb der Grundfläche erstreckt, nicht verlässt, wenn also gemäß eines Arbeitsprogramms oder, insbesondere bei einem autonomen Roboter, gemäß einer Arbeitsaufgabe vorgesehen ist, dass der Knickarm 1 nur über der Grundfläche der mobilen Basis 2 operiert. Der zweite Betriebsmodus kann auch anstelle des vorstehend mit Bezug auf 1 erläuterten modifizierten ersten Betriebsmodus gewählt werden, insbesondere, wenn der mobile Roboter nicht frei, sondern in einer engen Umgebung steht. 2 show the mobile robot in 1 corresponding representation in a second operating mode. The robot is in this second mode of operation, if provided that its mobile base 2 in the area stands and his articulated arm 1 does not leave the working space which extends vertically above the base, that is, if, according to a work program or In particular, in an autonomous robot, according to a work task is provided that the articulated arm 1 just above the base of the mobile base 2 surgery. The second mode of operation may also be used instead of that described above with reference to FIG 1 modified modified first operating mode can be selected, in particular, when the mobile robot is not free, but in a close environment.

In dem zweiten Betriebsmodus sind Spiegel 4 mittels einer Schwenkvorrichtung 5 vor die Laserscanner 3 geschwenkt. Dadurch werden die von den Laserscannern 3 horizontal ausgesandten Strahlen vertikal umgelenkt und überstreichen nun bei einer horizontalen Verschwenkung der Laserscanner 3 je zwei vertikale Teilbereiche A' bzw. B', die in einer Kante (links (oben) bzw. rechts (unten) in 2A(2B)) ineinander übergehen und so gemeinsam die Grundfläche vertikal nach oben einhüllen. Der äußere, insbesondere obere Rand dieser vertikalen Sicherheitsfläche A'

Figure 00100001
B' kann dadurch vorgegeben werden, dass die Laserscanner, insbesondere ihr Schwenk- und Erfassungsbereich, entsprechend geändert wird, und/oder, dass die Spiegel 3 entsprechend geformt sind. Allgemein kann die Transformation der Sicherheitsfläche A
Figure 00100002
B (vgl. 1) in A'
Figure 00100003
B' (vgl. 2) zum Beispiel dadurch realisiert werden, dass zunächst die Spiegel 3 so gestaltet werden, dass sie die horizontalen Flächen A, B in vertikale Flächen A', B' mit je einer Kante falten, und anschließend die Steuerung der Laserscanner 3, insbesondere die Kontur ihres Erfassungsbereichs, entsprechend angepasst wird. Für diese Anpassung kann beispielsweise die gewünschte Kontur (im Ausführungsbeispiel der 2 im Wesentlichen lineare Grenzen) rechnerisch entsprechend der Abbildungsgesetze der Spiegel 4 auf die Horizontale abgebildet werden, und die Laserscanner 3, die als solche nur die Horizontale überwachen, derart angesteuert werden, dass sie in der Horizontalen Sicherheitsflächen mit diesen abgebildeten Grenzen überwachen.In the second mode of operation are mirrors 4 by means of a pivoting device 5 in front of the laser scanner 3 pivoted. This will be the result of the laser scanners 3 Horizontally emitted beams are deflected vertically and now paint over with a horizontal pivoting of the laser scanner 3 two vertical sections A 'and B', respectively, in one edge (left (top) and right (bottom) in FIG 2A ( 2 B )) and together so wrap the base vertically upwards. The outer, in particular upper, edge of this vertical safety surface A '
Figure 00100001
B 'can be specified by the fact that the laser scanner, in particular its pan and detection area, is changed accordingly, and / or that the mirror 3 are shaped accordingly. In general, the transformation of the security area A
Figure 00100002
B (cf. 1 ) in A '
Figure 00100003
B '(cf. 2 ) be realized, for example, that first the mirror 3 be designed so that they fold the horizontal surfaces A, B in vertical surfaces A ', B', each with an edge, and then the control of the laser scanner 3 , in particular the contour of its detection range, is adjusted accordingly. For this adaptation, for example, the desired contour (in the embodiment of the 2 essentially linear boundaries) arithmetically according to the mapping laws of the mirrors 4 be imaged on the horizontal, and the laser scanner 3 , which as such, only monitor the horizontal, are controlled so that they monitor in the horizontal security areas with these imaged limits.

Man erkennt in der Zusammenschau der 1, 2 gut, dass beide Orientierungen in einem weiteren Betriebsmodus auch gemischt werden können. Ist beispielsweise vorgesehen, dass die mobile Basis sich in 1B, 2B nur diagonal nach links oben bewegen kann, wobei der Knickarm 1 sich relativ zur Basis 2 stets nur in diese Richtung – gegebenenfalls auch über die Grundfläche hinaus – ausstrecken darf, kann vorgesehen sein, dass nur der in 1, 2 rechte Spiegel 4 vor den in 1, 2 rechten Laserscanner 3 geschwenkt wird, so dass sich die in diesem Betriebsmodus überwachte Sicherheitsfläche aus dem in 1 gezeigten Bereich B und dem in 2 gezeigten Bereich A' zusammensetzt. Auf diese Weise kann der Roboter sicher in Fahrtrichtung navigieren. Gleichzeitig ist es möglich, ungefährdet nahe an der in 1B, 2B rechten unteren Ecke vorbeizugehen, ohne eine Überwachungsreaktion auszulösen, da die überwachte Sicherheitsfläche A'

Figure 00110001
B in diesem Bereich vertikal entlang der Grundfläche der mobilen Basis orientiert ist.It can be seen in the synopsis of 1 . 2 good that both orientations can also be mixed in another operating mode. For example, if the mobile base is in 1B . 2 B can only move diagonally to the top left, with the articulated arm 1 relative to the base 2 can always extend only in this direction - if necessary, beyond the base area - may be provided that only the in 1 . 2 right mirror 4 before the in 1 . 2 right laser scanner 3 is pivoted, so that the monitored in this operating mode security area of the in 1 shown area B and the in 2 shown area A 'composed. In this way, the robot can safely navigate in the direction of travel. At the same time it is possible to stay close to the in 1B . 2 B right lower corner without triggering a monitoring response, since the monitored security area A '
Figure 00110001
B is oriented vertically in this area along the base of the mobile base.

3 zeigen die mobilen Roboter in 1,2 entsprechender Darstellung in einem dritten Betriebsmodus. Der Roboter befindet sich in diesem dritten Betriebsmodus, wenn vorgesehen ist, dass seine mobile Basis 2 in der Umgebung steht und sein Knickarm 1 den Arbeitsraum, der sich vertikal oberhalb der Grundfläche erstreckt, auf der in 3 rechten Seite verlässt, um beispielsweise Werkstücke von der Basis in der Umgebung abzulegen, Werkstücke aus der Umgebung aufzunehmen, oder auf andere Weise die Umgebung zu kontaktieren. Grundsätzlich entspricht der dritte dem zweiten Betriebsmodus, wobei jedoch die Sicherheitsfläche A''

Figure 00110002
B' derart modifiziert ist, dass sich auf der in 3 rechten Seite der Grundfläche kein vertikaler oder horizontaler Sicherheitsflächenbereich erstreckt. Dies kann beispielsweise durch eine entsprechend geänderte Ansteuerung des in 3 rechten Laserscanners 3 und/oder einen entsprechend geformten Spiegel realisiert sein. Insbesondere kann die in 3 rechte Schwenkvorrichtung 5 den Spiegel 4 in zwei Stufen vor den Laserscanner 3 schwenken, wobei in einer ersten Stufe ein Bereich des Spiegels 4 vor dem Laserscanner 3 angeordnet ist, der dessen horizontalen Sicherheitsflächenbereich A in die vertikalen Sicherheitsflächenbereiche A' transformiert, während in der zweiten Stufe ein Bereich des Spiegels 4 vor dem Laserscanner 3 angeordnet ist, der dessen horizontalen Sicherheitsflächenbereich A in den vertikalen Sicherheitsflächenbereich A'' transformiert. Dies kann alternativ auch dadurch realisiert sein, dass im dritten Betriebsmodus Objekte in der in 2B rechten Flanke der Sicherheitsfläche A' nicht registriert bzw. ignoriert werden. 3 show the mobile robot in 1 . 2 corresponding representation in a third mode of operation. The robot is in this third mode of operation, if provided that its mobile base 2 in the area stands and his articulated arm 1 the working space, which extends vertically above the base on the in 3 For example, to leave workpieces from the base in the environment, to pick up workpieces from the environment, or otherwise to contact the environment. Basically, the third corresponds to the second operating mode, but the safety surface A "
Figure 00110002
B 'is modified so that on the in 3 right side of the base area no vertical or horizontal safety surface area extends. This can be done, for example, by a correspondingly changed control of the in 3 right laser scanner 3 and / or realized a correspondingly shaped mirror. In particular, the in 3 right swivel device 5 the mirror 4 in two stages in front of the laser scanner 3 pivot, wherein in a first stage an area of the mirror 4 in front of the laser scanner 3 is arranged, which transforms the horizontal security surface area A in the vertical security surface areas A ', while in the second stage, an area of the mirror 4 in front of the laser scanner 3 is arranged, which transforms the horizontal security surface area A in the vertical security area area A ''. This can alternatively also be realized by the fact that in the third operating mode objects in the in 2 B right flank of the safety area A 'can not be registered or ignored.

Der Betriebsmodus, der die zu überwachende Sicherheitsfläche bestimmt, kann beispielsweise in Form verknüpfter oder kaskadierter Abfragen ausgewählt werden. So kann beispielsweise vorrangig der erste Betriebsmodus stets dann vorliegen, wenn der Roboter fährt. Der zweite Betriebsmodus kann zum Beispiel nachrangig dann vorliegen, wenn die Basis 2 steht und der Arm 1 sich gemäß auszuführendem Arbeitsprogramm nicht über den Arbeitsraum hinausbewegt, der sich vertikal oberhalb der Grundfläche der mobilen Basis 2 erstreckt und so durch die Laserscanner 3 begrenzt ist.The operating mode that determines the security area to be monitored can be selected, for example, in the form of linked or cascaded queries. Thus, for example, the first operating mode can always be present when the robot is moving. For example, the second mode of operation may be subordinate if the base 2 stands and the arm 1 according to the work program to be executed, does not move beyond the working space vertically above the base of the mobile base 2 extends and so through the laser scanner 3 is limited.

Umgekehrt kann die Ausführung eines Betriebsmodus, vorzugsweise in sicherer Technik, voraussetzen, dass eine entsprechende Sicherheitsfläche überwacht wird. So kann beispielsweise in sicherer Technik überwacht werden, dass die Spiegel 4 von den Laserscannern 3 weggeschwenkt sind, diese also ungehindert eine horizontale Sicherheitsfläche überwachen, bevor ein Verfahren der mobilen Basis 2, i.e. der erste Betriebsmodus, zugelassen wird.Conversely, the execution of a mode of operation, preferably in secure technique, require that a corresponding safety surface is monitored. For example, in safe technology, it can be monitored that the mirrors 4 from the laser scanners 3 so they can freely monitor a horizontal security area before moving to a mobile base 2 ie the first operating mode is allowed.

Dies kann in einer bevorzugten Ausführung dadurch realisiert sein, dass jeweils wenigstens ein, vorzugsweise kleiner, Bereich der Spiegel 4 nicht verspiegelt ist. Im zweiten und dritten Betriebsmodus ist dieser Bereich nicht Teil der Sicherheitsfläche, indem beispielsweise der Laserscanner 3 diesen unverspiegelten Bereich nicht überstreicht oder dieser Bereich bei der Erfassung ignoriert wird.This can be realized in a preferred embodiment in that in each case at least one, preferably smaller, region of the mirror 4 not mirrored. In the second and third operating modes, this area is not part of the safety area, for example by the laser scanner 3 this unreflected area is not covered or this area is ignored on detection.

Soll nun im ersten Betriebsmodus verfahren werden, solange ein Spiegel 4 noch heruntergeklappt ist, würde im ersten Betriebsmodus auch der oben erläuterte unverspiegelte Bereich dieses Spiegels durch den Laserscanner 3 abgetastet und als (sehr nahes) Hindernis erfasst.Should now be moved in the first operating mode, as long as a mirror 4 is still folded down, would also be in the first mode of operation, the above-discussed unreflected area of this mirror by the laser scanner 3 sampled and recorded as a (very close) obstacle.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Knickarmarticulated
22
mobile Basismobile base
33
Laserscanner (Überwachungsmittel einer Überwachungseinrichtung)Laser scanner (monitoring means of a monitoring device)
44
Spiegel (Umlenkmittel)Mirror (deflection)
55
Schwenkmechanismusswivel mechanism
A, ..., A'', B, B'A, ..., A '', B, B '
SicherheitsflächenbereichSecurity area

Claims (12)

Verfahren zur Überwachung eines Manipulators, insbesondere Roboters, mit einer mobilen Basis (2), wobei eine Überwachungseinrichtung (3) in einem ersten Betriebsmodus (1) des Manipulators eine erste Sicherheitsfläche (A, B) überwacht, dadurch gekennzeichnet, dass diese Überwachungseinrichtung in einem zweiten Betriebsmodus (2) des Manipulators eine von der ersten verschiedene zweite Sicherheitsfläche (A', B', A'') überwacht.Method for monitoring a manipulator, in particular a robot, with a mobile base ( 2 ), wherein a monitoring device ( 3 ) in a first operating mode ( 1 ) of the manipulator monitors a first safety surface (A, B), characterized in that this monitoring device is in a second operating mode ( 2 ) of the manipulator one of the first different second security area (A ', B', A '') monitors. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Sicherheitsflächen (A, A', A'', B, B'), die in unterschiedlichen Betriebsmodi überwacht werden, sich wenigstens bereichsweise in ihrer Orientierung, Kontur und/oder Ausdehnung unterscheiden.A method according to claim 1, characterized in that two security areas (A, A ', A' ', B, B'), which are monitored in different operating modes, at least partially differ in their orientation, contour and / or extent. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Bereich (A, B) einer Sicherheitsfläche wenigstens im Wesentlichen horizontal und wenigstens ein Bereich (A', A'', B') einer anderen Sicherheitsfläche wenigstens im Wesentlichen vertikal orientiert ist; und/oder dass eine Sicherheitsfläche einen Arbeitsraum, wenigstens im Wesentlichen, vollständig vertikal umschließt und eine andere Sicherheitsfläche den Arbeitsraum nicht vollständig vertikal umschließt, sondern wenigstens eine Aussparung aufweist.Method according to claim 2, characterized in that at least one area (A, B) of a security area is oriented at least substantially horizontally and at least one area (A ', A ", B') of another security area is oriented at least substantially vertically; and / or that a safety surface encloses a working space, at least substantially, completely vertically and another safety surface does not completely vertically surround the working space, but has at least one recess. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, vorzugsweise mechanisch, elektromagnetisch, elektromotorisch, hydraulisch und/oder pneumatisch, wahlweise ein Umlenkmittel, insbesondere ein Spiegel (4), vor wenigstens einem Überwachungsmittel, insbesondere einen Laserscanner (3), angeordnet wird, um unterschiedliche Sicherheitsflächen zu überwachen.Method according to one of the preceding claims, characterized in that, preferably mechanically, electromagnetically, electromotively, hydraulically and / or pneumatically, optionally a deflection means, in particular a mirror ( 4 ), at least one monitoring means, in particular a laser scanner ( 3 ) is arranged to monitor different security areas. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Betriebsmodus des Manipulators in Abhängigkeit von einem überwachten Sicherheitsfeld ausführbar ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that an operating mode of the manipulator in dependence on a monitored security field is executable. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinrichtung in einem dritten Betriebsmodus des Manipulators die erste Sicherheitsfläche, die zweite Sicherheitsfläche oder eine von der ersten und zweiten Sicherheitsfläche verschiedene dritte Sicherheitsfläche (A'
Figure 00150001
B) überwacht.
Method according to one of the preceding claims, characterized in that the monitoring device in a third operating mode of the manipulator, the first security area, the second security area or a different from the first and second security area third security area (A '
Figure 00150001
B) monitored.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Basis des mobilen Manipulators in einem Betriebmodus in einer Umgebung verfährt und in einem anderen Betriebmodus relativ zu der Umgebung steht.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the base of the mobile manipulator moves in an operating mode in an environment and is in a different operating mode relative to the environment. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Glied (1), insbesondere ein Werkzeug, des Manipulators in einem Betriebmodus innerhalb eines durch Überwachungsmittel der Überwachungseinrichtung begrenzten Arbeitsraums verbleibt und in einem anderen Betriebmodus aus diesem Arbeitsraum austritt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a member ( 1 ), in particular a tool, of the manipulator remains in an operating mode within a limited by monitoring means of the monitoring device working space and exits in another operating mode from this working space. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mobile Manipulator in einem Betriebmodus frei in einer Umgebung steht und in einem anderen Betriebmodus durch die Umgebung beschränkt ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the mobile manipulator is in an operating mode freely in an environment and is limited in another operating mode by the environment. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reaktion des Manipulators ausgeführt wird, falls ein Objekt in einer Sicherheitsfläche erfasst wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a reaction of the manipulator is carried out if an object is detected in a security area. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinrichtung wenigstens ein berührungsloses, insbesondere optisches, Überwachungsmittel, insbesondere einen Laserscanner (3), aufweist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the monitoring device at least one non-contact, in particular optical, monitoring means, in particular a laser scanner ( 3 ), having. Mobiler Manipulator, insbesondere Roboter, mit einer Überwachungseinrichtung (3), dadurch gekennzeichnet, dass er zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingerichtet ist.Mobile manipulator, in particular robot, with a monitoring device ( 3 ), characterized in that it is used to carry out a Method according to one of the preceding claims.
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