DE102015009654A1

DE102015009654A1 - Mobiler kooperativer roboter

Info

Publication number: DE102015009654A1
Application number: DE102015009654.0A
Authority: DE
Inventors: Yoshikiyo Tanabe; Yoshiki Hashimoto
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2014-07-31
Filing date: 2015-07-24
Publication date: 2016-02-04
Also published as: JP6140114B2; JP2016032858A; US20160031086A1; US9669548B2; CN105313142A; CN105313142B

Abstract

Ein mobiler kooperativer Roboter hat einen Kraftsensor auf einer Roboterabstützung auf einem Fahrgestell, eine Roboterdatengewinnungseinheit, welche Roboterinformationen gewinnt einschließlich Stellungsinformationen des Roboterhauptkörpers und Lastinformationen bezüglich einer auf den Roboterhauptkörper wirkenden Kraft, eine Kraftberechnungseinheit, welche die auf die Roboterabstützung wirkende externe Kraft auf Basis der Roboterinformationen berechnet, und eine Bestimmungseinheit, welche feststellt, dass der mobile kooperative Roboter mit einer Person in Kontakt gekommen ist, wenn eine Differenz zwischen der mit dem Kraftsensor detektierten externen Kraft und der mit der Kraftberechnungseinheit berechneten externen Kraft oberhalb eines vorgegebenen Wertes α liegt oder wenn eine Differenz zwischen dem Betrag der Änderung der detektierten externen Kraft und dem Betrag der Änderung der berechneten externen Kraft oberhalb eines vorgegebenen Wertes α1 liegt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen mobilen kooperativen Roboter, der in Zusammenarbeit mit einem Menschen arbeitet.
2. Zum Stand der Technik
Bei einem mobilen kooperativen Roboter, der auf einem Fahrgestell montiert ist, um beweglich zu sein, besteht die Möglichkeit, dass eine Person mit dem Roboter oder dem Fahrgestell in Berührung kommt und deshalb ist es erforderlich, die Sicherheit bei einer solchen Berührung zu verbessern. Einen solchen Kontakt mit einem Roboter betreffend ist bei herkömmlichen Vorrichtungen ein Sensor an der Basis des Roboters vorgesehen zur Detektion eines Kontaktes des Roboters mit der Umgebung (z. B. japanische Patentveröffentlichung 2011-110630 ). Der in der japanischen Patentveröffentlichung 2011-110630 beschriebene Roboter ist aber kein mobiler Roboter und dementsprechend wird eine Berührung zwischen einem Fahrgestell und einer Person nicht berücksichtigt.
Bekannt ist ein selbstfahrender Roboter mit einem Stoßsensor an einer äußeren Fläche des Hauptkörpers des Roboters, sodass mit dem Stoßsensor ein Kontakt des Roboters mit einem Hindernis detektiert werden kann (z. B. japanische Patentveröffentlichung 2007-54942 ).
Um aber mit einem Stoßsensor bei einem selbstfahrenden Roboter präzise einen Kontakt mit einem Hindernis detektieren zu können, ist es erforderlich, eine große Anzahl von Stoßsensoren vorzusehen, was nicht nur die Herstellungskosten erhöht, sondern auch Aufwand bedeutet zur Bestimmung der optimalen Montagepositionen und Stellungen der Stoßsensoren. Insbesondere bei einem industriellen Roboter, wie einem senkrecht angelenkten Roboter ändert sich die Stellung des Roboters im Betrieb in sehr unterschiedlicher Weise und deshalb ist es insbesondere bei einem selbstfahrenden industriellen Roboter sehr schwierig, mit Stoßsensoren den Kontakt mit einem Hindernis präzise zu detektieren.
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein mobiler kooperativer Roboter bereitgestellt, der in Zusammenarbeit mit einer Person Aufgaben ausführt, aufweisend ein Fahrgestell, welches eine Roboterabstützung aufweist und welches durch einen ersten Aktuator angetrieben wird, einen Roboterhauptkörper, welcher durch die Roboterabstützung auf dem Fahrgestell abgestützt ist und welcher durch einen zweiten Aktuator angetrieben wird, einen Kraftsensor, welcher auf der Roboterabstützung angeordnet ist zur Detektion einer auf die Roboterabstützung wirkenden externen Kraft, eine Roboterdatengewinnungseinheit, welche Roboterdaten gewinnt einschließlich Stellungsinformationen des Roboterhauptkörpers und Lastinformationen bezüglich einer auf den Roboterhauptkörper wirkenden Last, eine Kraftberechnungseinheit, welche die auf die Roboterabstützung wirkende externe Kraft berechnet auf Basis der mit der Roboterdatengewinnungseinheit gewonnenen Roboterinformationen, und eine Beurteilungseinheit, welche feststellt, dass der mobile kooperative Roboter mit einer Person in Kontakt gekommen ist wenn eine Differenz zwischen der mit dem Kraftsensor detektierten externen Kraft und der mit der Kraftberechnungseinheit berechneten externen Kraft über einem vorgegebenen Wert liegt oder wenn eine Differenz zwischen dem Betrag der Änderung der externen Kraft, wie mit dem Kraftsensor detektiert, und dem Betrag der Änderung der externen Kraft, wie mit der Kraftberechnungseinheit berechnet, über einem vorgegebenen Wert liegt.
Die obigen sowie weitere Ziele, Merkmalen und Vorteile der Erfindung werden noch deutlicher aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung mit Blick auf die Figuren.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
1 ist ein schematische Seitenansicht des Aufbaus eines mobilen kooperativen Roboters gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
2 ist ein Blockdiagramm einer Steuerung eines mobilen kooperativen Roboters gemäß 1.
3 ist ein Blockdiagramm eines gegenüber 2 modifizierten Ausführungsbeispieles.
4 ist ein Blockdiagramm einer anderen Modifikation des Ausführungsbeispieles gemäß 2.
5 ist eine Seitenansicht eines mobilen kooperativen Roboters gemäß einem gegenüber 1 abgewandelten Ausführungsbeispiel.
6 ist eine schematische Seitenansicht des Aufbaus des mobilen kooperativen Roboters gemäß einer gegenüber 1 abgewandelten Ausführungsform.
7 ist ein Blockdiagramm der Steuerung eines mobilen kooperativen Roboters gemäß 6.
BESCHREIBUNG IM EINZELNEN
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun näher erläutert mit Bezug auf die 1 bis 7. 1 ist eine Seitenansicht zur schematischen Darstellung eines mobilen kooperativen Roboters 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der mobile kooperative Roboter 100 hat ein bewegbares Fahrgestell 1 und einen auf dem Fahrgestell 1 angeordneten Roboter 2 derart, dass der Roboter 2 entsprechend der Bewegung des Fahrgestells 1 bewegbar ist. Nachfolgend wird der mobile kooperative Roboter 100 einfach als „Roboter” bezeichnet und der Roboter 2 wird als „Roboterhauptkörper” bezeichnet, um den Roboter 2 vom Roboter 100 zu unterscheiden. Der Einfachheit halber sind in der nachfolgenden Darstellung die Längsrichtung (X-Richtung) des Fahrgestells 1, die Breitenrichtung (Y-Richtung) und die Höhenrichtung (Z-Richtung) definiert als Vorwärts-/Rückwärtsrichtung bzw. Rechts-/Linksrichtung bzw. Aufwärts-/Abwärtsrichtung. Die Komponenten des Roboters werden entsprechend dieser Definition erläutert.
Das Fahrgestell 1 hat einen im wesentlichen rechteckförmigen Rahmen 10, der sich in den Vorwärts-/Rückwärtsrichtungen und Rechts-/Linksrichtungen bewegt. Ein Paar von Vorder- und Hinterrädern 11 ist an den rechten bzw. linken Seiten des Rahmens 10 angebracht, sodass das Fahrgestell 1 auf vier Rädern fährt. Die Räder 11 sind durch einen Elektromotor drehbar. Eine Roboterabstützung 12 ist auf der oberen Fläche des Rahmens 10 in einem Zentralabschnitt bezüglich der Vorwärts-/Rückwärtsrichtung und der Rechts-/Linksrichtung angebracht. Ein Kraftsensor 13 ist auf der Roboterabstützung 12 angeordnet. Der Kraftsensor 13 ist ein sechs-achsiger Kraftsensor mit Dehnungsmessstreifen, die an einem elastischen Körper angebracht sind, um externe Kräfte in den Richtungen der sechs Achsen zu detektieren. Mit dem Kraftsensor 13 können gleichzeitig externe Kräfte detektiert werden, die auf die Roboterabstützung 12 in X-Richtung, Y-Richtung und Z-Richtung wirken sowie externe Kräfte (Drehmomente) um die X-Achse, die Y-Achse und die Z-Achse.
Beschleunigungssensoren 14 sind auf der oberen Fläche des Rahmens 10 im vorderen Abschnitt und im rückwärtigen Abschnitt der Roboterabstützung 12 angeordnet, um die Beschleunigung des Fahrgestells 10 bei dessen Bewegung zu detektieren. Eine Steuereinheit 15 ist am Boden des Rahmens 10 angebracht. Ein äußeres Gehäuse 16 ist auf der oberen Fläche der Roboterabstützung 12 befestigt. Das äußere Gehäuse 16 hat die Form einer Box und deckt das gesamte Fahrgestell 10 ab. Die Räder 11, die Roboterabstützung 12, die Steuereinheit 14 etc. sind im Inneren des äußeren Gehäuses 16 angeordnet. Das äußere Gehäuse 16 besteht aus einem Material hoher Festigkeit, wie einem Metall. Kommt deshalb eine Person oder ein Hindernis in Kontakt mit dem äußeren Gehäuse 16, wird die externe Kraft über das äußere Gehäuse 16 auf die Roboterabstützung 12 übertragen, sodass die externe Kraft durch den Kraftsensor 13 detektiert wird.
Das Fahrgestell 1 ist mit einer Batterie (nicht gezeigt) versehen, welche elektrischen Strom der Steuereinheit 15 und einer Kommunikationseinheit (nicht gezeigt) zuführt, wobei Letztere mit einer externen Einrichtung oder der Umgebung des Roboters 100 kommuniziert. Die Steuereinheit 15 kann mit der externen Einrichtung über die Kommunikationseinheit kommunizieren. Die Anordnung der Steuereinheit 15, der Batterie und der Kommunikationseinheit auf dem Fahrgestell 1 ermöglicht den Verzicht auf ein Stromversorgungskabel und ein Kommunikationskabel am Fahrgestell 1 und dadurch wird die Bewegung des Fahrgestells 1 erleichtert.
Der Roboterhauptkörper 2 ist ein senkrecht gelenkiger Roboter mit einem Schwenkarm 20, wobei ein Werkstück mit einer Hand (nicht gezeigt) an der Spitze des Armes 20 gehalten werden kann. Der Roboterhauptkörper 2 (Arm, Hand etc.) wird durch Antrieb des Servomotors betätigt. Das Basisende des Armes ist an der Roboterabstützung 12 so befestigt, dass der Arm 20 von der Roboterabstützung 12 nach oben aufragt. Kommt deshalb eine Person oder ein Hindernis in Kontakt mit dem Roboterhauptkörper 2, wird die externe Kraft zur Roboterabstützung 12 übertragen und durch den Kraftsensor 13 detektiert. Das äußere Gehäuse 16 des Fahrgestells 1 und der Roboterhauptkörper 2 sind in Gänze durch ein Schutzteil 3 abgedeckt. Das Schutzteil 3 besteht aus einem Material, dessen Festigkeit geringer ist als die des äußeren Gehäuses 16, sodass eine externe Kraft, die auf eine Person oder ein Hindernis bei Kontakt wirken, reduziert (gedämpft) ist. Der Kraftsensor 13 detektiert die externe Kraft, die über das Schutzteil 3 und das äußere Gehäuse 16 auf die Roboterabstützung 12 einwirkt.
2 ist ein Blockdiagramm zur Erläuterung der Steuerung des Roboters 100. Signale vom Kraftsensor 13 und den Beschleunigungssensoren 14 werden in die Steuereinheit 15 eingegeben. Die Steuereinheit 15 führt vorgegebene Operationen entsprechend den von den Sensoren 13 und 14 gelieferten Signalen aus und gibt entsprechende Steuersignale an den elektrischen Motor 25 zum Antrieb des Fahrgestells und des Servomotors 26 zum Betätigen des Roboters. Die Steuereinheit 15 hat einen Computer mit einer Recheneinheit, aufweisend eine CPU, ein ROM, ein RAM sowie weitere periphere Schaltkreise etc. und weiterhin als funktionale Komponenten eine Roboterdatengewinnungseinheit 31, eine Kraftberechnungseinheit 32, eine Beurteilungseinheit 33, eine Korrektureinheit 34 und eine Steuerung 35.
Die Roboterdatengewinnungseinheit 31 gewinnt Roboterinformationen einschließlich Stellungsinformationen des Roboterhauptkörpers 2 und Lastinformationen bezüglich der auf den Roboterhauptkörper 2 wirkenden Last. Beispielsweise wird die Stellung des Roboterhauptkörpers 2 berechnet, um Stellungsinformationen entsprechend dem Signal zu gewinnen, welches von einem Drehwinkeldetektor im Servomotor 26 und einer vorgegebenen Armkonfiguration gewonnen wird, welche die Form des Armes 20 wiedergibt. Die Betriebsbeschleunigung des Roboterhauptkörpers 2 wird entsprechend dem vom Drehwinkeldetektor gelieferten Signal berechnet, und die Masse des mit der Hand gehaltenen Werkstückes wird entsprechend einem Signal berechnet, das von einem Lastdetektor an der Spitze des Armes geliefert wird, um so die Lastinformation zu gewinnen. Die Lastinformation beinhaltet Massen des Armes 20, des äußeren Gehäuses 16 und der Hand etc.
Die Kraftberechnungseinheit 32 berechnet die auf die Roboterabstützung 12 wirkende äußere Kraft Fc auf Basis der von der Roboterdatengewinnungseinheit 31 gewonnenen Roboterinformationen, d. h. der Stellungsinformation und der Lastinformation bezüglich des Roboterhauptkörpers 2. Zum Beispiel wird dann, wenn der Roboterhauptkörper 2 im Ruhezustand ist der Schwerpunkt jeder Komponente des Roboterhauptkörpers 2 berechnet auf Basis der Stellungsinformation des Roboterhauptkörpers 2, und die externe Kraft Fc wird berechnet auf Basis der Annahme, dass die Schwerkraft jeder Komponente des Roboterhauptkörpers 2 im Schwerpunkt wirkt und dass die Schwerkraft des Werkstückes auf die Hand wirkt. Bei Betrieb des Roboterhauptkörpers 2 wird die externe Kraft Fc unter Berücksichtigung der Betriebsbeschleunigung des Roboterhauptkörpers 2 berechnet.
Die Bestimmungseinheit 33 prüft, ob die Differenz ΔF zwischen der externen Kraft F, wie durch den Kraftsensor 13 detektiert (detektierte externe Kraft), und der externen Kraft Fc, wie durch die Kraftberechnungseinheit 32 berechnet (berechnete externe Kraft), oberhalb eines vorgegebenen Wertes α liegt. Der vorgegebene Wert α ist ein Schwellenwert gemäß dem der Kontakt zwischen dem Fahrgestell 1 oder dem Roboterhauptkörper 2 mit einer Person beurteilt wird und welcher bestimmt wird unter Berücksichtigung eines möglichen Fehlers der externen Kraft, wie durch die Kraftberechnungseinheit berechnet, und eines möglichen Fehlers der externen Kraft, wie durch den Kraftsensor 13 detektiert etc. Macht weder das Fahrgestell 1 noch der Roboterhauptkörper 2 Kontakt mit einer Person, dann ist die Differenz ΔF zwischen der detektierten externen Kraft F und der berechneten externen Kraft Fc kleiner als der vorgegeben Wert α. Kommt es umgekehrt zu einem Kontakt zwischen dem Fahrgestell 1 oder dem Roboterhauptkörper 2 mit einer Person, dann ändert sich der detektierte Wert des Kraftsensors 13 so, dass die Differenz ΔF zwischen der detektierten externen Kraft F und der berechneten externen Kraft Fc oberhalb des vorgegebenen Wertes α liegt. Auf diese Weise kann der Kontakt des Roboters 100 mit einer Person detektiert werden.
Andererseits kann die Bestimmungseinheit 33 feststellen, dass der Roboter 100 in Kontakt gekommen ist mit einer Person wenn eine Differenz ΔF1 zwischen dem Betrag der Änderung der externen Kraft F, wie vom Kraftsensor 13 innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne detektiert, und dem Betrag der Änderung der externen Kraft Fc, wie von der Kraftberechnungseinheit 32 innerhalb der vorstehend genannten vorgegebenen Zeitspanne berechnet, oberhalb eines vorgegebenen Wertes α1 liegt, anstelle der Differenz ΔF zwischen der detektierten externen Kraft F und der berechneten externen Kraft Fc oberhalb des vorgegebenen Wertes α.
Die Korrektureinheit 34 korrigiert die vom Kraftsensor 13 detektierte externe Kraft F auf Basis des mit dem Beschleunigungssensor 14 detektierten Beschleunigungswertes. Mit anderen Worten: wird das Fahrgestell 1 beschleunigt oder abgebremst oder wenn das Fahrgestell 1 aufgrund seiner Bewegung vibriert und sogar dann, wenn der Roboterhauptkörper 2 in Ruhe ist, wirkt die externe Kraft auf die Roboterabstützung 12, sodass sich die vom Kraftsensor 13 detektierte externe Kraft ändert. Dementsprechend ändert sich die Differenz ΔF zwischen der detektierten externen Kraft F und der berechneten externen Kraft Fc und im Ergebnis kann die Bestimmungseinheit 33 fehlerhaft feststellen, dass ein Kontakt zwischen dem Roboter 100 und einer Person stattgefunden hat. Um dies zu verhindern korrigiert die Korrektureinheit 34 den Wert F, wie vom Kraftsensor 13 detektiert, so, dass der Einfluss der Beschleunigung oder Abbremsung oder von Vibrationen des Fahrgestells 1 eliminiert ist.
Bei diesem Beispiel ermittelt die Bestimmungseinheit 33, ob die Differenz ΔF zwischen der korrigierten externen Kraft Fa und der berechneten externen Kraft Fc oberhalb des vorgegebenen Wertes α liegt und stellt fest, dass der Roboter 100 in Kontakt mit einer Person ist, wenn die Differenz ΔF oberhalb des vorgegebenen Wertes α liegt. Anstelle dieses Verfahrens kann die Bestimmungseinheit 33 feststellen, dass der Roboter 100 in Kontakt mit einer Person gekommen ist wenn die Differenz ΔF1 zwischen dem Betrag der Änderung der korrigierten externen Kraft F innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne und dem Betrag der Änderung der externen Kraft Fc, berechnet durch die Kraftberechnungseinheit 32, innerhalb der oben genannten vorgegebenen Zeitspanne oberhalb eines vorgegebenen Wertes α1 liegt.
Die Steuerung 35 gibt entsprechende Steuersignale an den elektrischen Motor 25 und den Servomotor 26 gemäß dem vorgegebenen Betriebsprogramm für den Roboter 100. Die Steuerung 35 gibt entsprechende Steuersignale (Stopp-Signale) an den elektrischen Motor 25 und den Servomotor 26 zum Beenden des Betriebs des Fahrgestells 1 und des Roboters 2 wenn die Bestimmungseinheit 33 feststellt, dass der Roboter 100 in Kontakt mit einer Person gekommen ist. Wenn also der Roboter 100 in Kontakt mit einer Person gekommen ist, stoppt der Roboter 100 sofort, was die Sicherheit erhöht.
Die Steuerung 35 kann den Elektromotor 25 und den Servomotor 26 so steuern, dass das Fahrgestell 1 oder der Roboterhauptkörper 2 in horizontaler Richtung betrieben werden, um die detektierte externe Kraft F zu reduzieren wenn die Differenz ΔF zwischen der externen Kraft F, wie durch den Kraftsensor 13 in horizontaler Richtung detektiert, und der entsprechenden externen Kraft, wie durch die Kraftberechnungseinheit 32 in horizontaler Richtung berechnet, oberhalb eines vorgegebenen Wertes β liegt, jedoch unterhalb des vorgegebenen Wertes α. In diesem Zusammenhang soll bezüglich der vorgegebenen Werte α und β als erstem vorgegebenen Wert bzw. zweitem vorgegebenen Wert gelten, dass α größer als β ist, α > β. Wird deshalb eine externe Kraft F größer als der zweite vorgegebene Wert β und kleiner als der erste vorgegebene Wert αα detektiert bei Vorwärtsbewegung des Fahrgestells 1 oder des Roboterhauptkörpers 2, werden das Fahrgestell 1 oder der Roboterhauptkörper 2 in entgegengesetzter Richtung bewegt, d. h. in Rückwärtsrichtung. Auf diese Weise kann die Kontaktkraft zwischen dem Roboter 100 und der Person reduziert werden, sodass es möglich ist, im Voraus ein Stoppen des Roboters 100 zu verhindern.
Mit der Erfindung können die folgenden Verfahren und Wirkungen erreicht werden.

(1) Der Roboter 100 hat den Kraftsensor 13 auf der Roboterabstützung 12 auf dem Fahrgestell 1 zum Detektieren der externen Kraft F, die auf die Roboterabstützung 12 wirkt, die Roboterdatengewinnungseinheit 31, welche Informationen gewinnt einschließlich Stellungsinformationen bezüglich des Roboterhauptkörpers 2 und der Last, die am Roboterhauptkörper 2 wirkt, die Kraftberechnungseinheit 32, welche die externe Kraft Fc berechnet, welche auf die Roboterabstützung 12 wirkt, auf Basis der Roboterinformationen, welche durch die Roboterdatengewinnungseinheit 31 gewonnen wurden, und die Bestimmungseinheit 33, welche ermittelt, dass der Roboter 100 in Kontakt mit einer Person gekommen ist wenn die Differenz ΔF zwischen der detektierten externen Kraft F und der berechneten externen Kraft Fc über einem vorgegebenen Wert α liegt. Mit einer solchen Anordnung ist es möglich, in einfacher Weise und genau einen Kontakt zwischen dem Roboter 100 und einer Person mit einer wenig aufwändigen Struktur zu detektieren.
(2) Der Roboter 100 hat weiterhin den Beschleunigungssensor 14 auf dem Fahrgestell 1 zum Detektieren der Beschleunigung des Fahrgestells 1, und die Korrektureinheit 34, welche die mit dem Kraftsensor 13 detektierte externe Kraft F auf Basis der mit dem Beschleunigungssensor 14 detektierten Beschleunigung zu korrigiert. Die Bestimmungseinheit 33 stellt fest, dass der Roboter 100 mit einer Person in Kontakt gekommen ist, wenn die Differenz ΔF zwischen der korrigierten externen Kraft Fa und der berechneten externen Kraft Fc über einem vorgegebenen Wert α liegt. Mit einer solchen Anordnung ist es möglich, einen Kontakt unter Berücksichtigung der Änderung der detektierten externen Kraft F aufgrund einer Beschleunigung oder Abbremsung oder von Vibrationen des Fahrgestells 1 zu erkennen, also den Kontakt zwischen Roboter und Person noch präziser zu detektieren.
(3) Die Bestimmungseinheit 33 erkennt einen Kontakt des Roboters 100 mit einer Person wenn die Differenz ΔF1 zwischen dem Betrag der Änderung der externen Kraft F, wie durch den Kraftsensor 13 detektiert, und dem Betrag der Änderung der externen Kraft Fc, wie durch die Kraftberechnungseinheit 32 berechnet, oberhalb eines vorgegebenen Wertes α1 liegt. Mit dieser Anordnung ist es möglich, den Kontakt zwischen dem Roboter 100 und einer Person unabhängig von der Differenz ΔF zwischen der detektierten externen Kraft F und der berechneten externen Kraft Fc zu detektieren.
(4) Der Roboter 100 hat das äußere Gehäuse 16, welches an der Roboterabstützung 12 befestigt ist und welches das Fahrgestell 1 abdeckt, sowie das Schutzteil 3, welches aus einem Material hergestellt ist, dessen Festigkeit geringer ist als die des äußeren Gehäuses 16 und welches das äußere Gehäuse 16 und den Roboterhauptkörper 2 abdeckt. Mit einer solchen Anordnung wird bei Kontakt des Fahrgestells 1 (Schutzteils 3) mit einer Person die über das Schutzteil 3 auf das äußere Gehäuse 16 wirkende Kontaktkraft auf die Roboterabstützung 12 übertragen und so ist es in einfacher Weise möglich, den Kontakt zwischen dem Roboter 100 und der Person zu detektieren. Darüber hinaus kann so bei Kontakt des Roboters 100 mit einer Person der Stoß durch das Schutzteil 13 gedämpft werden.
(5) Der Roboter 100 hat weiterhin die Steuerung 35, welche den Elektromotor 25 und den Servomotor 26 so steuert, dass der Betrieb des Fahrgestells 1 und des Roboterhauptkörpers 2 gestoppt wird wenn die Bestimmungseinheit 33 feststellt, dass der Roboter 100 in Kontakt gekommen ist mit einer Person. Damit wird der Betrieb des Roboters 100 sofort gestoppt und es wird so die Sicherheit bei einer Kollision verbessert.
(6) Werden der erste vorgegebene Wert α und der zweite vorgegebene Wert β so gesetzt, dass α größer ist als β, α > β, gibt die Steuerung 35 Steuersignale an den Elektromotor 25 und den Servomotor 26, um das Fahrgestell 1 oder den Roboterhauptkörper 2 in horizontaler Richtung zu betätigen, um die detektierte externe Kraft F zu reduzieren wenn die Differenz ΔF zwischen der externen Kraft F, wie durch den Kraftsensor 13 in horizontaler Richtung detektiert, und der externen Kraft Fc, wie durch die Kraftberechnungseinheit 32 in horizontaler Richtung berechnet, oberhalb des vorgegebenen Wertes β liegt, jedoch unterhalb des vorgegebenen Wertes α. Mit dieser Anordnung ist es möglich, einen Anstieg der Kontaktkraft zwischen dem Roboter 100 und der Person zu verhindern und so auch im Voraus zu verhindern, dass der Roboter 100 gestoppt wird.

3 ist ein Blockdiagramm einer Abwandlung des Ausführungsbeispiels gemäß 2. Gemäß 3 ist ein Eindringdetektor 17 zusätzlich vorgesehen, welcher ein Eindringen einer Person in den Arbeitsbereich des Roboters 100 (Bewegungsbereich) detektiert. Der Eindringdetektor 17 (Eindringdetektionseinheit) kann gebildet sein aus einem Bereichssensor oder einem optischen Sensor auf der Innenseite oder der Außenseite des Fahrgestells 1 (z. B. auf der Außenseite des Schutzteils 3). Der Arbeitsbereich ist definiert durch eine vorgegebene Distanz vom Roboter 100.
In diesem Falle steuert die Steuerung 35 den Elektromotor 25 und den Servomotor 26 so, dass die Maximalgeschwindigkeit des Roboterhauptkörpers 2 und des Fahrgestells 1 auf eine erste Geschwindigkeit V1 eingestellt wird wenn kein Eindringen einer Person durch den Eindringdetektor 17 detektiert ist. Die erste Geschwindigkeit V1 entspricht beispielsweise der Geschwindigkeit des Fahrgestells 1 im Normalfall (Normalgeschwindigkeit). Die Einstellung der Maximalgeschwindigkeit auf die erste Geschwindigkeit V1 bedeutet, dass die tatsächliche Geschwindigkeit nicht begrenzt ist in Bezug auf die Befehlsgeschwindigkeit. Ist deshalb die Befehlsgeschwindigkeit identisch zur Normalgeschwindigkeit, wird das Fahrgestell 1 mit der Normalgeschwindigkeit bewegt.
Wird andererseits durch den Eindringdetektor 17 das Eindringen einer Person detektiert, steuert die Steuerung 35 den Elektromotor 25 und den Servomotor 26 so, dass die Maximalgeschwindigkeit des Roboterhauptkörpers und des Fahrgestells 1 identisch sind einer zweiten Geschwindigkeit V2, welche geringer ist als die erste Geschwindigkeit V1. Die zweite Geschwindigkeit V2 entspricht einer Geschwindigkeit, welche festgelegt wird unter Berücksichtigung der Sicherheit bei Kontakt (Sicherheitsgeschwindigkeit). Die zweite Geschwindigkeit V2 wird zum Beispiel eingestellt auf einen Wert, der nicht größer ist als beispielsweise 50% der ersten Geschwindigkeit V1. Entspricht deshalb die Befehlsgeschwindigkeit der Normalgeschwindigkeit dann bewegt sich das Fahrgestell mit der Sicherheitsgeschwindigkeit, die geringer ist als die Normalgeschwindigkeit und so wird bei Kontakt der Stoß reduziert.
4 ist ein Blockdiagramm eines weiteren Ausführungsbeispieles, basierend auf 2. In 4 sind die funktionalen Komponenten der Steuereinheit 15 teilweise nicht erneut dargestellt. Wie sich aus 4 ergibt, hat der Kraftsensor 13 einen ersten Kraftsensor 131 und einen zweiten Kraftsensor 132, die einander baugleich sind. Der erste Kraftsensor 131 und der zweite Kraftsensor 132 sind nebeneinander angeordnet, um gleiche Werte abzugeben. Die Steuereinheit 15 hat eine erste CPU 151 und eine zweite CPU 152, die einander baugleich sind. Zumindest eine von den ersten und zweiten CPU 151 und 152 ist mit der oben erläuterten Steuerung 35 versehen. Das Signal des ersten Kraftsensors 131 wird in die erste CPU 151 eingegeben und das Signal des zweiten Kraftsensors 132 wird in die zweite CPU 152 eingegeben.
Die ersten und zweiten CPU 151 und 152 überwachen gegenseitig die Ausgangswerte der Signale von den ersten und zweiten Kraftsensoren 131 und 132 und prüfen, ob die Differenz dazwischen oberhalb eines vorgegeben Wertes liegt. Liegt die Differenz der Ausgangswerte zwischen den ersten und zweiten Kraftsensoren 131 und 132 oberhalb des vorgegebenen Wertes, gibt die Steuerung 35 Steuersignale an den elektrischen Motor 25 und den Servomotor 26 zum Stoppen des Betriebs des Fahrgestells 1 und des Roboterhauptkörpers 2. Wird also der Ausgangswert von einem der ersten und zweiten Kraftsensoren des Kraftsensors 13 regelwidrig aufgrund eines Defektes oder dergleichen, stoppt der Betrieb des Roboters 100, was die Sicherheit erhöht.
5 ist eine Seitenansicht des Roboters 101 gemäß einem gegenüber 1 abgewandelten Ausführungsbeispiel. Anders als beim Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist beim Ausführungsbeispiel gemäß 5 eine Schiene 40 vorgesehen, die sich entlang dem Boden erstreckt, und das Fahrgestell 1 hat keine Räder 11, sondern ist auf der Schiene 40 bewegbar. Die Steuereinheit 15 ist an einer Stelle mit Abstand vom Fahrgestell 1 fixiert. Die Steuereinheit 15 ist mit dem Roboter 101 über ein Stromversorgungs- und Kommunikationskabel 41 verbunden. Der Aufbau der Steuereinheit 15 ist der Gleiche wie bei 1 und sie führt die gleichen Operationen, wie oben erläutert, aus. Beim Beispiel gemäß 5 ist es nicht erforderlich, eine Batterie oder eine Kommunikationseinheit auf dem Fahrgestell 1 vorzusehen und dementsprechend kann der Roboter 101 klein gebaut werden (insbesondere das Fahrgestell 1).
6 ist eine Seitenansicht des Roboters 102 gemäß einer weiteren Abwandlung gegenüber 1. Der mobile kooperative Roboter 102 gemäß 6 wird mit einer Werkzeugmaschine 50 eingesetzt. In der Werkzeugmaschine 50 wird das Werkzeug 52 durch Betätigung eines Steuerfeldes durch beispielsweise eine Bedienungsperson angetrieben, um ein auf einem Tisch 53 angeordnetes Werkstück 54 zu bearbeiten. Der Roboterhauptkörper 2 ist eingerichtet für einen Austausch des Werkstückes in der Werkzeugmaschine und ist an einer Werkstückabstützung 12 auf dem Gestell der Werkzeugmaschine befestigt. Die Werkstückabstützung 12 ist mit einem Kraftsensor 13 versehen, welcher die auf die Roboterabstützung 12 wirkende Kraft detektiert, und mit einem Beschleunigungssensor 18, welcher die in der Roboterabstützung 12 erzeugte Beschleunigung detektiert. Der Antrieb des Roboterhauptkörpers 2 wird durch die Steuereinheit 15 gesteuert. Die Steuereinheit 15 kann auch gemeinsam verwendet werden für die Steuerung der Werkzeugmaschine 50.
7 ist ein Blockdiagramm bezüglich der Steuerung des Roboters 102. Die Steuereinheit 15 hat eine Roboterdatengewinnungseinheit 31, die Kraftberechnungseinheit 32, die Bestimmungseinheit 33, die Korrektureinheit 34 und die Steuerung 35, entsprechend auch 2. Die Roboterdatengewinnungseinheit 31 gewinnt Informationen bezüglich des Roboters einschließlich der Stellungsinformation des Roboterhauptkörpers 2 und der Lastinformation bezüglich der auf den Roboterhauptkörper 2 wirkenden Last. Die Kraftberechnungseinheit 31 berechnet die externe Kraft Fc, die auf die Roboterabstützung 12 wirkt, auf Basis der mit der Roboterdatengewinnungseinheit 31 gewonnenen Roboterinformationen.
Die Korrektureinheit 34 korrigiert die mit dem Kraftsensor 13 detektierte externe Kraft Fc auf Basis der mit dem Beschleunigungssensor 18 detektierten Beschleunigung. Die Bestimmungseinheit 33 stellt fest, dass der Roboter 102 in Kontakt gekommen ist mit einer Person wenn die Differenz ΔF zwischen der externen Kraft Fa, wie durch die Korrektureinheit 34 korrigiert, und der externen Kraft Fc, wie durch die Kraftberechnungseinheit 32 berechnet, oberhalb eines vorgegebenen Wertes α liegt, oder wenn die Differenz ΔF1 zwischen dem Betrag der Änderung der externen Kraft Fa, wie durch die Korrektureinheit 34 korrigiert, und dem Betrag der Änderung der externen Kraft F, wie durch die Kraftberechnungseinheit 32 berechnet, oberhalb des vorgegebenen Wertes α1 liegt. Die Steuerung 35 gibt an den Servomotor 26 ein Steuersignal, um den Betrieb des Roboterhauptkörpers 2 zu beenden, wenn die Bestimmungseinheit 33 feststellt, dass der Roboter 102 in Kontakt mit einer Person gekommen ist.
Wie sich aus obigem ergibt, wird ein Kontakt des Roboters 102 mit einer Person präzise detektiert, da der Beschleunigungssensor 18 auf der Roboterabstützung 12 vorgesehen ist, welche den Roboterhauptkörper 2 abstützt, und da der Detektionswert des Kraftsensors 13 durch die Korrektureinheit 34 korrigiert wird, und dies gilt auch dann, wenn der Roboterhauptkörper 2 Vibrationen der Werkzeugmaschine 50 aufnimmt, wobei der Einfluss der Vibrationen vom Detektionswert des Kraftsensors 13 ferngehalten wird. Mit anderen Worten: Ist der Roboterhauptkörper 2 auf der Werkzeugmaschine 50 angeordnet oder wird eine andere große Maschine in der Nähe des Roboterhauptkörpers 2 betrieben, kommt es zu Vibrationen der Roboterabstützung 12 und dementsprechend hat dies Einfluss auf den Detektionswert des Kraftsensors 13, was eine fehlerhafte Detektion eines Kontaktes zwischen dem Roboter 102 und der Person zu Folge haben könnte. Eine solche fehlerhafte Detektion kann aber vermieden werden durch Korrektur des Detektionswertes des Kraftsensors 13 mit Hilfe des Beschleunigungssensors 18 auf der Roboterabstützung 12.
Die obigen Ausführungsbeispiele und deren Abwandlungen können weiter wie folgt abgewandelt werden.
Bei den obigen Ausführungsbeispielen ist das Fahrgestell 1 mit der Roboterabstützung 12 versehen und das Fahrgestell 1 wird durch Antrieb des Elektromotors 25 bewegt, jedoch ist es auch möglich, den ersten Aktuator aus anderen Komponenten als dem Elektromotor 25 zu bilden und der Aufbau des Fahrgestells 1 ist nicht auf die obige Beschreibung beschränkt.
Bei den obigen Ausführungsbeispielen ist der Roboterhauptkörper 2 ein Gelenkroboter und wird durch den Servomotor 26 angetrieben, jedoch ist der Aufbau des Roboterhauptkörpers nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt, sofern er nur durch die Roboterabstützung 12 auf dem Fahrgestell abgestützt ist und durch Antrieb des zweiten Aktuators angetrieben wird. Der Aufbau und die Montageposition des Kraftsensors 13 und die Anzahl der Kraftsensoren 13 etc. sind nicht auf die beschriebene spezielle Struktur und die spezielle Montageposition oder auf eine bestimmte Anzahl beschränkt, solange nur der Sensor oder die Sensoren auf der Roboterabstützung 12 angeordnet sind und die auf die Roboterabstützung 12 wirkende externe Kraft F detektieren.
Zwar wurde bei den obigen Ausführungsbeispielen der Detektionswert F des Kraftsensors 13 durch die Korrektureinheit 34 korrigiert, jedoch kann die Korrektureinheit 34 auch weggelassen werden. Mit anderen Worten: Der Aufbau der Bestimmungseinheit 33 kann unterschiedlich sein, solange nur ermittelt wird, ob der Roboter 100 in Kontakt mit einer Person gekommen ist, wenn die Differenz ΔF zwischen der externen Kraft F, wie durch den Kraftsensor 13 detektiert, und der externen Kraft Fc, wie durch die Berechnungseinheit 32 berechnet, oberhalb des vorgegebenen Wertes α liegt, oder die Differenz ΔF1 zwischen dem Betrag der Änderung der externen Kraft, wie durch den Kraftsensor 13 detektiert, und dem Betrag der Änderung der externen Kraft, wie durch die Kraftberechnungseinheit 32 berechnet, oberhalb des vorgegebenen Wertes α1 liegt. Bei den obigen Ausführungsbeispielen ist ein Paar von Beschleunigungssensoren 14 auf dem Fahrgestell 1 vorgesehen zur Detektion der Beschleunigung des Fahrgestells 12, jedoch kann die Anzahl der Beschleunigungssensoren 14 auch eins sei oder mehr als zwei. Werden mehrere Beschleunigungssensoren 14 vorgesehen, ist es möglich, detaillierte Beschleunigungsdaten bezüglich des Fahrgestells 1 zu gewinnen, wodurch der Detektionswert des Kraftsensors 13 mit der Korrektureinheit 34 sehr präzise korrigierbar ist.
WIRKUNG DER ERFINDUNG
Gemäß der Erfindung ist ein Kraftsensor auf der Roboterabstützung auf dem Fahrgestell angeordnet und es wird ermittelt, dass der mobile kooperative Roboter in Kontakt mit einer Person gekommen ist, wenn die Differenz zwischen der mit dem Kraftsensor detektierten externen Kraft und der auf Basis der Roboterinformationen berechneten externen Kraft oberhalb eines vorgegebenen Wertes liegt oder wenn die Differenz zwischen dem Betrag der Änderung der detektierten externen Kraft und dem Betrag der Änderung der berechneten externen Kraft oberhalb eines vorgegebenen Wertes liegt. Mit einer solchen Anordnung kann ein Kontakt zwischen dem mobilen kooperativen Roboter und einer Person in einfacher Weise und präzise mit einem wenig aufwändigen Aufbau detektiert werden.
Die obige Beschreibung bezieht sich auf Beispiele der Erfindung und letztere ist nicht auf die Ausführungsbeispiele und deren obige Abwandlungen beschränkt. Die Komponenten der obigen Ausführungsbeispiele und deren Abwandlungen können ersetzt werden, ohne von der Erfindung abzuweichen. Weitere Merkmale der Erfindung, die innerhalb des Bereiches der technischen Idee der Erfindung liegen, sind im Bereich der Erfindung enthalten. Darüber hinaus ist es möglich, die obigen Ausführungsbeispiele und deren Modifikationen wahlweise zu kombinieren.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2011-110630 [0002]
JP 2007-54942 [0003]

Claims

Mobiler kooperativer Roboter (100) für eine Zusammenarbeit mit einer Person, folgendes aufweisend: ein Fahrgestell (1) mit einer Roboterabstützung, welches durch Antrieb eines ersten Aktuators bewegt wird, einen Roboterhauptkörper (2), welcher durch die Roboterabstützung auf dem Fahrgestell abgestützt ist und welcher durch Antrieb eines zweiten Aktuators betätigt wird, einen Kraftsensor (13) auf der Roboterabstützung zur Detektion einer auf die Roboterabstützung wirkenden externen Kraft, eine Roboterdatengewinnungseinheit (31), welche Informationen bezüglich des Roboters gewinnt einschließlich Stellungsinformationen des Roboterhauptkörpers und Informationen bezüglich einer auf den Roboterhauptkörper wirkenden Last, eine Kraftberechnungseinheit (32), welche die auf die Roboterabstützung wirkende externe Kraft auf Basis der mit der Roboterdateninformationseinheit gewonnenen Roboterinformationen berechnet, und eine Beurteilungseinheit (33), welche feststellt, dass der mobile kooperative Roboter mit einer Person in Kontakt gekommen ist, wenn eine Differenz zwischen der mit dem Kraftsensor detektierten externen Kraft und der mit der Kraftberechnungseinheit berechneten externen Kraft oberhalb eines vorgegebenen Wertes liegt, oder wenn eine Differenz zwischen dem Betrag der Änderung der mit dem Kraftsensor detektierten externen Kraft und dem Betrag der Änderung der mit der Kraftberechnungseinheit berechneten externen Kraft oberhalb eines vorgegebenen Wertes liegt.
Mobiler kooperativer Roboter gemäß Anspruch 1, weiterhin aufweisend: einen Beschleunigungssensor (14), welcher auf dem Fahrgestell angeordnet ist zur Detektion einer Beschleunigung des Fahrgestells, und eine Korrektureinheit (34), welche die mit dem Kraftsensor detektierte externe Kraft auf Basis der mit dem Beschleunigungssensor detektierten Beschleunigung korrigiert, wobei die Bestimmungseinheit feststellt, dass der mobile kooperative Roboter in Kontakt mit einer Person gekommen ist, wenn eine Differenz zwischen der mit der Korrektureinheit korrigierten externen Kraft und der mit der Berechnungseinheit berechneten externen Kraft oberhalb eines vorgegebenen Wertes liegt oder wenn eine Differenz zwischen dem Betrag der Änderung der mit der Korrektureinheit korrigierten externen Kraft und dem Betrag der Änderung der mit der Kraftberechnungseinheit berechneten externen Kraft oberhalb eines vorgegebenen Wertes liegt.
Mobiler kooperativer Roboter gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, weiterhin aufweisend: ein äußeres Gehäuse (16), welches an der Roboterabstützung befestigt ist und das Fahrgestell abdeckt, und ein Schutzteil (3), welches das äußere Gehäuse und den Roboterhauptkörper abdeckt und welches eine Festigkeit hat, die geringer ist als die des äußeren Gehäuses, wobei der Kraftsensor die auf die Roboterabstützung wirkende externe Kraft über das Schutzteil und das äußere Gehäuse detektiert.
Mobiler kooperativer Roboter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, weiterhin eine Steuerung aufweisend, welche den ersten Aktuator und den zweiten Aktuator steuert zum Stoppen des Betriebs des Fahrgestells und des Roboterhauptkörpers, wenn die Bestimmungseinheit feststellt, dass der mobile kooperative Roboter in Kontakt mit einer Person gekommen ist.
Mobiler kooperativer Roboter gemäß Anspruch 4, wobei der Kraftsensor die auf die Roboterstützung zumindest in horizontaler Richtung wirkende externe Kraft detektiert, die Kraftberechnungseinheit die auf die Roboterabstützung in zumindest horizontaler Richtung wirkende Kraft auf Basis der mit der Roboterdatengewinnungseinheit gewonnenen Roboterinformationen berechnet, der vorgegebene Wert ein erster vorgegebener Wert ist und ein zweiter vorgegebener Wert im Voraus gesetzt wird, der kleiner ist als der erste vorgegebene Wert, die Steuerung den ersten Aktuator und den zweiten Aktuator steuert zur Bewegung des Fahrgestells oder des Roboterhauptkörpers in horizontaler Richtung zur Reduktion der mit dem Kraftsensor detektierten externen Kraft wenn eine Differenz zwischen der durch den Kraftsensor in horizontaler Richtung detektierten externen Kraft und der mit der Kraftberechnungseinheit in horizontaler Richtung berechneten externen Kraft oberhalb des zweiten vorgegebenen Wertes, aber unterhalb des ersten vorgegebenen Wertes liegt.
Mobiler kooperativer Roboter gemäß einem der Ansprüche 4 oder 5, wobei der Kraftsensor einen ersten Kraftsensor und einen zweiten Kraftsensor aufweist, welche zur Ausgabe gleicher Werte angeordnet sind, der mobile kooperative Roboter eine erste CPU (151) aufweist, in welche ein Signal aus dem ersten Kraftsensor eingegeben wird, und eine zweite CPU (152), in welche ein Signal aus dem zweiten Kraftsensor eingegeben wird, die genannten erste und zweite CPU eingerichtet sind zur gegenseitigen Überwachung der Ausgangswerte des Signals vom ersten Kraftsensor und der Ausgangswerte des Signals vom zweiten Kraftsensor zur Prüfung, ob die Differenz dazwischen oberhalb eines vorgegebenen Wertes liegt, die Steuerung zumindest eine der ersten und zweiten CPUs aufweist und den ersten Aktuator und den zweiten Aktuator steuert zum Stoppen des Fahrgestells und des Roboterhauptkörpers, wenn die erste und die zweite CPU feststellen, dass die Differenz zwischen dem Ausgangswert des Signals vom ersten Kraftsensor und des Ausgangswertes des Signals vom zweiten Kraftsensor oberhalb eines vorgegebenen Wertes liegt.
Mobiler kooperativer Roboter gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, weiterhin aufweisend: einen Eindringdetektor (17), welcher das Eindringen einer Person in den Betriebsbereich des mobilen kooperativen Roboters detektiert, wobei dann, wenn kein Eindringen einer Person mit dem Eindringdetektor detektiert wird, die Steuerung den ersten Aktuator und den zweiten Aktuator so steuert, dass die Maximalgeschwindigkeit des Roboterhauptkörpers und des Fahrgestells einer ersten Geschwindigkeit entsprechen, und dann, wenn ein Eindringen einer Person mit dem Eindringdetektor festgestellt wird, die Steuerung die ersten und zweiten Aktuatoren so steuert, dass die Maximalgeschwindigkeit des Fahrgestells und des Roboterhauptkörpers einer zweiten Geschwindigkeit entsprechen, welche geringer ist als die erste Geschwindigkeit.
Mobiler kooperativer Roboter gemäß einem der Ansprüche 4 bis 7, weiterhin aufweisend: eine Stromversorgungsbatterie, und eine Kommunikationseinheit, welche drahtlos von dem mobilen kooperativen Roboter nach außen kommuniziert, wobei das Fahrgestell eine Mehrzahl von Rädern aufweist, durch welche es in horizontaler Richtung bewegbar ist, die Bestimmungseinheit und die Steuerung in einer Steuereinheit enthalten sind, und die Steuereinheit, die Batterie und die Kommunikationseinheit auf dem Fahrgestell angeordnet sind.
Mobiler kooperativer Roboter gemäß einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei das Fahrgestell auf einer sich horizontal erstreckenden Schiene (40) zur Bewegung darauf angeordnet ist, die Bestimmungseinheit und die Steuerung in einer Steuereinheit (15) enthalten sind, welche getrennt von dem Fahrgestell angeordnet ist, und die Steuereinheit über ein Kabel mit dem Fahrgestell und dem Roboterhauptkörper verbunden ist.
Mobiler kooperativer Roboter (102), welcher zusammen mit einer Person arbeitet, aufweisend: einen Roboterhauptkörper (2), welcher auf einer Roboterabstützung abgestützt ist und welcher durch Antrieb eines Aktuators betrieben wird, einen Kraftsensor (13), welcher auf der Roboterabstützung angeordnet ist zur Detektion einer auf die Roboterabstützung wirkenden externen Kraft, eine Roboterdatengewinnungseinheit (31), welche Informationen bezüglich des Roboters gewinnt einschließlich Stellungsinformationen des Roboterhauptkörpers und Lastinformationen bezüglich der auf den Roboterhauptkörper wirkenden Last, eine Kraftberechnungseinheit (32), welche die auf die Roboterabstützung wirkende externe Kraft auf Basis von mit der Roboterdateninformationseinheit gewonnenen Roboterinformationen berechnet, einen Beschleunigungssensor (14), welcher auf der Roboterabstützung angeordnet ist zur Detektion einer in der Roboterabstützung erzeugten Beschleunigung, eine Korrektureinheit (34), welche die mit dem Kraftsensor detektierte externe Kraft auf Basis der mit dem Beschleunigungssensor detektierten Beschleunigung korrigiert, und eine Bestimmungseinheit (33), welche feststellt, dass der mobile kooperative Roboter in Kontakt gekommen ist mit einer Person, wenn eine Differenz zwischen der mit der Korrektureinheit korrigierten externen Kraft und der mit der Kraftberechnungseinheit berechneten externen Kraft oberhalb eines vorgegebenen Wertes liegt oder wenn eine Differenz zwischen dem Betrag der Änderung der mit der Korrektureinheit korrigierten externen Kraft und dem Betrag der Änderung der mit der Kraftberechnungseinheit berechneten externen Kraft oberhalb eines vorgegebenen Wertes liegt.