DE102019212872A1 - Method for activating a safety mode of at least one machine - Google Patents
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Abstract
Verfahren für eine Aktivierung eines Sicherheitsbetriebs wenigstens einer Maschine (100), wobei die nachfolgenden Schritte durchgeführt werden:- Erfassen einer Umgebung der Maschine (100) durch eine Erkennungskomponente (110), um eine Kennzeichen-Komponente (30) wenigstens eines Schuhs (10) zu erkennen, und hierdurch eine Annäherung eines Trägers (2) des Schuhs (10) zu ermitteln,- Aktivieren des Sicherheitsbetriebs bei Erkennen der Kennzeichen-Komponente (30), wobei der Sicherheitsbetrieb für einen Betrieb der Maschine (100) bei der Annäherung des Schuhträgers (2) ausgeführt ist.A method for activating a safety mode of at least one machine (100), the following steps being carried out: - Detection of an environment of the machine (100) by a recognition component (110) in order to identify an identification component (30) of at least one shoe (10) to detect, and thereby to determine an approach of a wearer (2) of the shoe (10), - activation of the safety mode when the identification component (30) is recognized, the safety mode for operation of the machine (100) when the shoe wearer approaches (2) is executed.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren für eine Aktivierung eines Sicherheitsbetriebs wenigstens einer Maschine. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein System für eine Aktivierung eines Sicherheitsbetriebs wenigstens einer Maschine.The present invention relates to a method for activating a safety mode of at least one machine. The invention also relates to a system for activating a safety mode of at least one machine.
Bei der Nutzung von Maschinen und insbesondere Robotern müssen Sicherheitsanforderungen für Personen in der Umgebung der Maschinen berücksichtigt werden. Üblicherweise kann hierzu eine Umzäunung der Maschinen genutzt werden, damit ein entsprechender Sicherheitsbereich erhalten wird. Allerdings ist es aus dem Stand der Technik auch bekannt, dass im Rahmen einer Mensch-Maschine-Kollaboration Sicherheitsbereiche um die Maschine aufgehoben werden. Beim Eintreten einer Person in die unmittelbare Umgebung der Maschine wird daher ein Sicherheitsbetrieb der Maschine genutzt, um dennoch einen gefahrlosen Betrieb zu ermöglichen. Beispielsweise kann hierbei die Geschwindigkeit angepasst, z.B. reduziert werden, mit welcher Bewegungen der Maschine erfolgen. Auch kann ein vollständiger Halt der Maschine vorgesehen sein.When using machines and especially robots, safety requirements for people in the vicinity of the machines must be taken into account. Usually, the machines can be fenced in so that an appropriate safety area is maintained. However, it is also known from the prior art that safety areas around the machine are removed as part of a human-machine collaboration. When a person enters the immediate vicinity of the machine, a safety mode of the machine is therefore used in order to nevertheless enable safe operation. For example, the speed can be adjusted, e.g. the movements of the machine can be reduced. A complete stop of the machine can also be provided.
Allerdings ist es häufig technisch aufwendig, den sicheren Betrieb beim Eintreten der Person zu gewährleisten und beispielsweise eine Anwesenheitserfassung zu ermöglichen. Auch kann es notwendig sein, dass für die Anwesenheitserfassung zusätzliche Gegenstände durch die Person mitgeführt werden müssen. Diese Gegenstände werden dabei z. B. durch die Maschine erkannt. Der damit verbundene zusätzliche Aufwand wird allerdings teilweise nicht ausreichend angenommen, und als störend empfunden. Auch kann die Ergonomie durch solche zusätzlichen Gegenstände eingeschränkt sein, oder die Gefahr bestehen, dass die zusätzlichen Gegenstände vergessen werden.However, it is often technically complex to ensure safe operation when the person enters and, for example, to enable presence detection. It may also be necessary for the person to have to carry additional objects for the presence detection. These items are z. B. recognized by the machine. However, the associated additional effort is sometimes not sufficiently accepted and is perceived as annoying. Ergonomics can also be restricted by such additional items, or there is a risk that the additional items will be forgotten.
Aus der
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Möglichkeit zur Gewährleistung der Sicherheit bei Maschinen zu ermöglichen.It is an object of the present invention to at least partially remedy the disadvantages described above. In particular, it is an object of the present invention to provide an improved way of ensuring the safety of machines.
Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 5. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen System, und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.The above object is achieved by a method with the features of claim 1 and by a system with the features of claim 5. Further features and details of the invention emerge from the respective subclaims, the description and the drawings. Features and details that are described in connection with the method according to the invention naturally also apply in connection with the system according to the invention, and vice versa, so that, with regard to the disclosure, reference is or can always be made to the individual aspects of the invention.
Die Aufgabe wird insbesondere gelöst durch ein Verfahren für eine Aktivierung eines Sicherheitsbetriebs wenigstens einer Maschine, insbesondere eines Roboters wie eines Industrieroboters. Hierbei ist vorgesehen, dass die nachfolgenden Schritte durchgeführt werden, vorzugsweise nacheinander in der angegebenen oder in beliebiger Reihenfolge:
- - Erfassen einer Umgebung der Maschine durch eine Erkennungskomponente, welche insbesondere an der Maschine angeordnet ist, um eine Kennzeichen-Komponente wenigstens eines Schuhs zu erkennen, und hierdurch eine Annäherung eines Trägers des Schuhs (Schuhträgers) zu ermitteln,
- - Aktivieren des Sicherheitsbetriebs bei Erkennen der Kennzeichen-Komponente.
- - Detection of the surroundings of the machine by a detection component, which is arranged in particular on the machine in order to detect a characteristic component of at least one shoe, and thereby to determine an approach of a wearer of the shoe (shoe wearer),
- - Activation of the safety mode when the identification component is recognized.
In anderen Worten wird die Kennzeichnung des Schuhs durch eine Kennzeichen-Komponente genutzt, um die Annäherung des Schuhträgers zu ermitteln. Die Annäherung kann dazu führen, dass sich der Schuhträger in der näheren Umgebung, also insbesondere im Kollaborationsraum d. h. Aktionsradius, der Maschine, aufhält. Die Ermittlung der Annäherung umfasst daher auch ggf. die Ermittlung des Aufhaltens des Schuhträgers in dieser näheren Umgebung.In other words, the identification of the shoe is used by an identification component in order to determine the approach of the shoe wearer. The approach can lead to the fact that the shoe wearer is in the immediate vicinity, in particular in the collaboration space d. H. Radius of action, of the machine. The determination of the approach therefore also includes, if necessary, the determination of the position of the shoe wearer in this immediate vicinity.
Ferner kann der Sicherheitsbetrieb für einen Betrieb der Maschine bei der Annäherung (und insbesondere auch dem Aufhalten im Kollaborationsraum) des Schuhträgers ausgeführt ist.Furthermore, the safety mode can be implemented for operation of the machine when the shoe wearer approaches (and in particular also when they are in the collaboration room).
Das erfindungsgemäße Verfahren kann den Vorteil haben, dass die Annäherung des Schuhträgers zuverlässig als Gefahrensituation erkannt wird, und darauf durch die Aktivierung des Sicherheitsbetriebs reagiert werden kann. Auf diese Weise kann bspw. auf eine Umzäunung der Maschine verzichtet werden, da der Gefährdung der Person durch die Annäherung durch die Erkennung der Kennzeichen-Komponente begegnet wird. Durch die Nutzung der Kennzeichen-Komponente im oder am Schuh kann ferner der technische und praktische Aufwand und der Komfort für die Verwendung dieser Sicherheitsfunktion verbessert werden.The method according to the invention can have the advantage that the approaching of the shoe wearer is reliably recognized as a dangerous situation, and it is possible to react to this by activating the safety mode. In this way, for example, fencing of the machine can be dispensed with, since the danger to the person due to the approach is countered by recognizing the identification component. By using the identification component in or on the shoe, the technical and practical effort and convenience for using this safety function can also be improved.
Die Maschine kann als eine ortsfeste oder mobile Maschine, insbesondere als ein Roboter, ausgeführt sein, welche z. B. in der Fertigung oder in einer Montagelinie in der Automobilindustrie eingesetzt wird und somit Handhabungs- und/oder Fertigungsaufgaben ausführt. Im engeren Sinne kann es sich bei der Maschine damit um einen Industrieroboter handeln. Die Maschine kann Bewegungen ausführen, z. B. einen Manipulator bewegen, und hierbei Kräfte ausüben. Die Bewegungen und/oder Kräfte können im Standardbetrieb zu einer Gefährdung von Personen führen, die sich im Aktionsradius der Maschine befinden. Dieser Bereich wird auch als Kollaborationsraum oder Sicherheitsbereich bezeichnet. Um die Gefährdung zu verhindern, wird herkömmlicherweise eine Umzäunung um die Maschine eingesetzt. Gemäß der Erfindung kann alternativ oder zusätzlich der Sicherheitsbetrieb zu diesem Zweck verwendet werden. Der Sicherheitsbetrieb kann z. B. den Betrieb der Maschine so anpassen, dass eine Gefährdung von Personen im Aktionsradius vermieden wird. Hierzu werden bspw. die maximal erlaubten Kräfte und/oder Geschwindigkeiten der Bewegung und/oder Bewegungsarten oder dergleichen soweit reduziert und/oder angepasst, dass die Gefährdung ausgeschlossen oder reduziert ist.The machine can be designed as a stationary or mobile machine, in particular as a robot, which z. B. is used in manufacturing or in an assembly line in the automotive industry and thus performs handling and / or manufacturing tasks. In a narrower sense it can the machine is therefore an industrial robot. The machine can perform movements, e.g. B. move a manipulator, and thereby exert forces. The movements and / or forces in standard operation can endanger people who are within the machine's range of action. This area is also known as the collaboration room or security area. In order to prevent the hazard, a fence is conventionally used around the machine. According to the invention, the safety mode can alternatively or additionally be used for this purpose. The safety operation can, for. B. adapt the operation of the machine in such a way that endangering people within the radius of action is avoided. For this purpose, for example, the maximum permitted forces and / or speeds of movement and / or types of movement or the like are reduced and / or adapted to such an extent that the hazard is excluded or reduced.
Der Schuh kann als Arbeitsschuh und/oder Sicherheitsschuh ausgebildet sein. Dabei kann der Schuh wenigstens eine Schutzfunktion aufweisen, wie wenigstens ein passives Schutzelement. Das passive Schutzelement kann dazu vorgesehen sein, den Schuhträger passiv zumindest vor mechanischen und/oder elektrischen Belastungen zu schützen. Besonders bevorzugt ist das passive Schutzelement energieversorgungsfrei ausgebildet. Somit ist das passive Schutzelement vorteilhafterweise dazu vorgesehen, den Schuhträger infolge einer Materialeigenschaft oder einer geometrischen Eigenschaft zu schützen. Das Schutzelement ist z. B. als eine Schutzkappe aus Metall oder Kunststoff zum Schutz der Zehen ausgebildet. Das Obermaterial kann Leder aufweisen, und die Schuhsohle kann Gummi, Polyurethan oder thermoplastischen Elastomere aufweisen. Der Sicherheitsschuh kann im Gegensatz zu Arbeitsschuhen zwingend eine Zehenschutzkappe aufweisen. Wenn der Schuh nur als Arbeitsschuh ausgebildet ist, kann dieser lediglich eine schützende Komponente, nicht aber eine Schutzkappe aufweisen. Der Sicherheitsschuh kann dabei Sicherheitsstandards nach DIN EN ISO 20 345 erfüllen.The shoe can be designed as a work shoe and / or safety shoe. The shoe can have at least one protective function, such as at least one passive protective element. The passive protective element can be provided to passively protect the shoe wearer at least from mechanical and / or electrical loads. The passive protective element is particularly preferably designed without a power supply. The passive protective element is thus advantageously provided to protect the shoe wearer as a result of a material property or a geometric property. The protective element is z. B. designed as a protective cap made of metal or plastic to protect the toes. The upper material can comprise leather and the shoe sole can comprise rubber, polyurethane or thermoplastic elastomers. In contrast to work shoes, the safety shoe can necessarily have a toe cap. If the shoe is designed only as a work shoe, it can only have a protective component, but not a protective cap. The safety shoe can meet safety standards according to DIN EN ISO 20 345.
Außerdem ist es von Vorteil, wenn durch das Erfassen der Umgebung ein Zutritt (also ein Eintreten) des Schuhträgers in einen vordefinierten Kollaborationsraum der Maschine erkannt wird, wobei alternativ oder zusätzlich der Sicherheitsbetrieb für den Betrieb der Maschine bei der Annäherung dadurch ausgeführt ist, dass eine Geschwindigkeitsanpassung, konkret z. B. eine Geschwindigkeitsbegrenzung oder eine Beschleunigung, und/oder ein Halt der Maschine (im Sicherheitsbetrieb) vorgesehen ist, und bei der Aktivierung des Sicherheitsbetriebs entsprechend eingeleitet werden kann. Auf diese Weise kann ein gefahrloser Betrieb der Maschine unmittelbar benachbart zum Schuhträger gewährleistet werden. Unter der Geschwindigkeitsbegrenzung und/oder dem Halt der Maschine wird insbesondere verstanden, dass bei der Steuerung von wenigstens einem Werkzeug der Maschine wie einem Manipulator entsprechende Grenzwerte genutzt werden. Dabei kann z. B. im Sicherheitsbetrieb ein Grenzwert für die maximale Geschwindigkeit einer Bewegung des Werkzeugs oder ein Grenzwert für die maximale Kraft, welche durch das Werkzeug ausgeübt wird, genutzt werden. Die Geschwindigkeit und/oder die Kraft kann dann maximal bis zu diesem Grenzwert eingestellt werden. Im Standardbetrieb können diese Grenzwerte hingegen aufgehoben sein, da sich kein Mensch im Kollaborationsraum aufhält.In addition, it is advantageous if the acquisition of the environment detects an access (i.e. entry) of the shoe wearer into a predefined collaboration space of the machine, with alternatively or additionally the safety operation for the operation of the machine being carried out when approaching Speed adjustment, specifically z. B. a speed limit or an acceleration, and / or a stop of the machine (in safety mode) is provided, and can be initiated accordingly when the safety mode is activated. In this way, safe operation of the machine directly adjacent to the shoe wearer can be guaranteed. The speed limitation and / or the stopping of the machine is understood in particular to mean that corresponding limit values are used in the control of at least one tool of the machine such as a manipulator. It can, for. B. in safety mode, a limit value for the maximum speed of a movement of the tool or a limit value for the maximum force exerted by the tool can be used. The speed and / or the force can then be set up to a maximum of this limit value. In standard operation, on the other hand, these limit values can be lifted because no one is in the collaboration room.
Bevorzugt kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass im Sicherheitsbetrieb der Betrieb der Maschine für eine Koexistenz und/oder Interaktion und/oder Kooperation und/oder Kollaboration mit dem Schuhträger angepasst wird. Dies hat den Vorteil, dass eine Mensch-Maschine-Kollaboration (oder zumindest -Koexistenz) ermöglicht werden kann. Nachfolgend wird dies am Beispiel eines schutzzaunlosen Roboters näher beschrieben. Die Maschine kann als ein solcher Roboter ausgebildet sein, welche im Arbeitsraum des Schuhträgers, also eines Menschen, betrieben wird. Üblicherweise kann der Roboter hinter einem Schutzzaun untergebracht sein. Arbeiten hingegen ein Mensch und ein schutzzaunloser Roboter in einer gemeinsamen Umgebung (im Rahmen dieser Erfindung als Kollaborationsraum bezeichnet) nebeneinander, kann dies als eine Koexistenz von Mensch und Roboter verstanden werden. Zu einer Interaktion zwischen Mensch und Roboter kann es bei einem synchronisierten Arbeitsablauf zwischen Roboter und Mensch kommen. Eine Kooperation zwischen Mensch und Roboter kann hingegen stattfinden, wenn beide gleichzeitig in einem definierten Arbeitsraum ihren Aufgaben nachgehen, dabei aber ggf. nicht gleichzeitig an ein und demselben Objekt arbeiten. Eine Kollaboration kann vorliegen, wenn Mensch und Roboter zur gleichen Zeit gemeinsam eine Aufgabe an demselben Bauteil durchführen. Dabei kann bspw. der Mensch dem Roboter und auch umgekehrt Bauteile reichen. Erfindungsgemäß kann die Maschine für wenigstens eine dieser Varianten (Koexistenz, Kooperation, Interaktion, Kollaboration) der Mensch-Maschine-Kollaboration geeignet sein.Preferably, within the scope of the invention, it can be provided that the operation of the machine in safety mode is adapted for coexistence and / or interaction and / or cooperation and / or collaboration with the shoe wearer. This has the advantage that a human-machine collaboration (or at least coexistence) can be made possible. This is described in more detail below using the example of a robot without a protective fence. The machine can be designed as such a robot, which is operated in the work space of the shoe wearer, that is to say of a person. Usually the robot can be housed behind a protective fence. If, on the other hand, a human and a fence-free robot work next to one another in a common environment (referred to as a collaboration space in the context of this invention), this can be understood as a coexistence of human and robot. An interaction between humans and robots can occur with a synchronized workflow between robots and humans. Cooperation between humans and robots, on the other hand, can take place if both of them pursue their tasks at the same time in a defined workspace, but may not be working on the same object at the same time. A collaboration can exist when humans and robots work together on the same component at the same time. Here, for example, the human being can hand the robot and vice versa components. According to the invention, the machine can be suitable for at least one of these variants (coexistence, cooperation, interaction, collaboration) of human-machine collaboration.
Außerdem kann es im Rahmen der Erfindung von Vorteil sein, dass für das Erfassen ein Signal, wie ein optisches Signal (Lichtsignal, insbesondere unsichtbares Licht) oder akustisches oder elektromagnetisches Signal, von der Kennzeichen-Komponente oder von der Erkennungskomponente ausgesendet wird, vorzugsweise ein Ultraschall- oder ein elektromagnetisches oder ein Infrarot-Signal (z. B. Infrarot-Licht, bevorzugt durch wenigstens eine Leuchtdiode), um z. B. die Aussendung des Signals von der Kennzeichen-Komponente oder eine Reflexion des (von der Erkennungskomponente ausgesendeten) Signals von der Kennzeichen-Komponente durch die Erkennungskomponente zu detektieren, und insbesondere anhand der Detektion den Sicherheitsbetrieb zu aktivieren. Hierzu kann beispielsweise das Aussenden in der Art einer Ausleuchtung des Kollaborationsraums durch das optische Signal erfolgen. Dies hat den Vorteil, dass zuverlässig durch das Detektieren das Eintreten des Schuhträger in den Kollaborationsraum erkannt werden kann, um bei der Detektion den Sicherheitsbetrieb zu aktivieren.In addition, it can be advantageous within the scope of the invention that a signal, such as an optical signal (light signal, in particular invisible light) or acoustic or electromagnetic signal, is emitted by the identification component or the identification component, preferably an ultrasound, for the detection - Or an electromagnetic or an infrared signal (z. B. infrared light, preferably by at least one light emitting diode) to z. B. the transmission of the signal of the identification component or a reflection of the signal (emitted by the identification component) from the identification component by the identification component, and in particular to activate the safety mode on the basis of the detection. For this purpose, for example, the transmission can take place in the manner of an illumination of the collaboration space by the optical signal. This has the advantage that the entry of the shoe wearer into the collaboration room can be reliably recognized by the detection in order to activate the safety mode upon detection.
Es kann weiter im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich sein, dass durch die Erkennungskomponente eine Entfernung des Schuhträger, insbesondere ein Verlassen des Kollaborationsraum, erkannt wird. Dies ist z. B. dann der Fall, wenn die Erkennungskomponente die Kennzeichen-Komponente nicht mehr anhand der Erfassung der Umgebung erkennt. Sobald dies erkannt wird, kann der Sicherheitsbetrieb deaktiviert werden, und z. B. der Standardbetrieb erneut aktiviert werden.It may further be possible within the scope of the method according to the invention that the detection component detects a removal of the shoe wearer, in particular a departure from the collaboration space. This is e.g. B. the case when the recognition component no longer recognizes the identification component on the basis of the detection of the environment. As soon as this is recognized, the safety mode can be deactivated, and z. B. standard operation can be activated again.
Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist ein System für eine Aktivierung eines Sicherheitsbetriebs wenigstens einer Maschine, aufweisend:
- - wenigstens einen Schuh, insbesondere einen Sicherheitsschuh oder Arbeitsschuh, mit einer Kennzeichen-Komponente, welche für eine Erkennung durch eine Erkennungskomponente spezifisch ausgebildet ist, z. B. speziell dafür ausgebildet ist,
- - die Erkennungskomponente für eine Erfassung einer Umgebung der wenigstens einen Maschine, um die Kennzeichen-Komponente zu erkennen, und hierdurch eine Annäherung eines Trägers des Schuhs (Schuhträgers) zu ermitteln,
- - eine Aktivierungskomponente für ein Aktivieren des Sicherheitsbetriebs bei Erkennen der Kennzeichen-Komponente.
- - At least one shoe, in particular a safety shoe or work shoe, with an identification component which is specifically designed for recognition by a recognition component, e.g. B. is specially trained to
- the detection component for detecting the surroundings of the at least one machine in order to detect the identification component and thereby to determine an approach of a wearer of the shoe (shoe wearer),
- - An activation component for activating the safety mode when the identification component is recognized.
Hierbei kann vorgesehen sein, dass der Sicherheitsbetrieb für einen Betrieb der Maschine bei der Annäherung (und damit auch bei erfolgter Annäherung, also z. B. das Aufhalten in dem Kollaborationsraum) des Schuhträgers ausgeführt ist. Damit bringt das erfindungsgemäße System die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf ein erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben worden sind. Zudem kann das System geeignet sein, das erfindungsgemäße Verfahren zu betreiben.It can be provided here that the safety mode for operating the machine is carried out when the shoe wearer approaches (and thus also when the shoe wearer approaches, for example when they are in the collaboration room). The system according to the invention thus brings the same advantages as have been described in detail with reference to a method according to the invention. In addition, the system can be suitable for operating the method according to the invention.
Die Kennzeichen-Komponente kann z. B. dadurch für die Erkennung durch die Erkennungskomponente spezifisch ausgebildet sein, dass die Kennzeichen-Komponente speziell für die Erkennung gefertigt und/oder angepasst ist, und somit komplementär zur Erkennungskomponente ausgeführt ist.The identification component can e.g. B. be specifically designed for the recognition by the recognition component that the identifier component is specially manufactured and / or adapted for the recognition, and is thus designed to be complementary to the recognition component.
Es kann weiter im Rahmen des erfindungsgemäßen Systems möglich sein, und damit auch in Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren, dass die Erkennungskomponente und/oder die Aktivierungskomponente Teil der Maschine sind. Auch kann die Maschine Teil des erfindungsgemäßen Systems sein. Ebenfalls kann isoliert der Schuh des erfindungsgemäßen Systems unter Schutz gestellt sein.It can furthermore be possible within the scope of the system according to the invention, and thus also with regard to the method according to the invention, for the identification component and / or the activation component to be part of the machine. The machine can also be part of the system according to the invention. Likewise, the shoe of the system according to the invention can be placed under protection in an isolated manner.
Vorteilhafterweise kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass die Kennzeichen-Komponente als ein passives Kennzeichen des Schuhs ausgeführt ist, vorzugsweise als ein passiver Transponder, insbesondere passiver NFC- oder RFID-Transponder, oder als ein optisches Kennzeichen, vorzugsweise als ein Reflektor, um durch die Erkennungskomponente erfasst zu werden, wobei bevorzugt die Erkennungskomponente hierzu einen optischen Sensor aufweist. Wenn das Kennzeichen als ein passiver Transponder (d. h. passive Schnittstelle) ausgebildet ist, kann durch Technologien wie NFC (Near Field Communication) oder RFID (radio-frequency identification) eine Kommunikation durch das Kennzeichen erfolgen, ohne dass eine Energiequelle wie eine Batterie für das Kennzeichen vorgesehen sein muss. Hierzu wird beispielsweise ein Strom im Kennzeichen durch die Erkennungskomponente reduziert. Die alternative Ausführung als optisches Kennzeichen bietet die Möglichkeit, durch eine einfache optische Anpassung des Schuhs die Erkennung zu ermöglichen. Hierzu kann beispielsweise eine Folie oder dergleichen auf den Schuh aufgebracht werden.Advantageously, it can be provided within the scope of the invention that the identifier component is designed as a passive identifier of the shoe, preferably as a passive transponder, in particular passive NFC or RFID transponder, or as an optical identifier, preferably as a reflector to be detected by the detection component, the detection component preferably having an optical sensor for this purpose. If the license plate is designed as a passive transponder (ie passive interface), communication through the license plate can take place using technologies such as NFC (Near Field Communication) or RFID (radio-frequency identification) without the need for an energy source such as a battery for the license plate must be provided. For this purpose, for example, a current in the license plate is reduced by the recognition component. The alternative design as an optical identifier offers the possibility of enabling recognition by a simple optical adjustment of the shoe. For this purpose, for example, a film or the like can be applied to the shoe.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Kennzeichen-Komponente als eine aktive Elektronikkomponente des Schuhs ausgeführt ist, vorzugsweise als eine aktive Kommunikationsschnittstelle, bevorzugt als aktive NFC- oder RFID- oder Bluetooth- oder WLAN-Schnittstelle, um durch die Erkennungskomponente in der Form einer oder mehreren Gegenschnittstellen erfasst zu werden. Bei der aktiven Elektronikkomponente kann es vorgesehen sein, dass ein Energiespeicher wie ein Akkumulator im Schuh vorgesehen ist. Dies ermöglicht es, eine Kommunikation mit größerer Signalstärke und/oder Zuverlässigkeit durchzuführen. Die Gegenschnittstellen können die gleiche Kommunikationstechnologie aufweisen wie die Kommunikationsschnittstelle des Schuhs, und somit für die Kommunikation geeignet sein. Anhand der Kommunikation kann (z. B. durch eine Auswertung der Signalstärke oder der Signallaufzeit) die Entfernung und/oder Position der Kennzeichen-Komponente ermittelt werden.According to an advantageous development of the invention, it can be provided that the identification component is designed as an active electronic component of the shoe, preferably as an active communication interface, preferably as an active NFC or RFID or Bluetooth or WLAN interface, in order to pass through the identification component to be recorded in the form of one or more counter interfaces. In the case of the active electronic component, it can be provided that an energy store such as an accumulator is provided in the shoe. This enables communication with greater signal strength and / or reliability to be carried out. The counter interfaces can have the same communication technology as the communication interface of the shoe, and thus be suitable for communication. The distance and / or position of the license plate component can be determined on the basis of the communication (e.g. by evaluating the signal strength or the signal propagation time).
Außerdem ist es möglich, dass die Kennzeichen-Komponente als ein aktives und/oder akustisches Kennzeichen des Schuhs ausgeführt ist, vorzugsweise als eine Ultraschallquelle, um durch die Erkennungskomponente akustisch erfasst zu werden. Auf diese Weise kann auch Ultraschall als Medium zur Erfassung genutzt werden. Bspw. kann der Schall, vorzugsweise Ultraschall hierzu über einen Lautsprecher ausgegeben werden.In addition, it is possible for the identification component to be designed as an active and / or acoustic identification of the shoe, preferably as an ultrasound source to be transmitted through the Detection component to be recorded acoustically. In this way, ultrasound can also be used as a medium for recording. For example, the sound, preferably ultrasound, can be output via a loudspeaker for this purpose.
Ferner kann es im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass die Kennzeichen-Komponente in den Schuh integriert ist, vorzugsweise in einen Schuhboden. Damit kann die Kennzeichen-Komponente unlösbar mit dem Schuh verbunden sein, so dass eine zuverlässige Erkennung gewährleistet ist. Auch kann der Komfort und die Sicherheit weiter erhöht werden, da kein zusätzlicher Gegenstand durch den Schuhträger angebracht oder mitgeführt werden muss. Furthermore, it can be provided within the scope of the invention that the identification component is integrated into the shoe, preferably into a shoe bottom. The identification component can thus be inextricably linked to the shoe, so that reliable identification is ensured. Comfort and safety can also be further increased, since no additional object has to be attached or carried by the shoe carrier.
Des Weiteren ist es denkbar, dass die Kennzeichen-Komponente in einen Schuhüberzieher für den Schuh integriert ist. Somit ist eine flexible Erweiterung eines bestehenden Schuhs möglich. Der Schuhüberzieher kann dabei als optionales Zubehör für den Schuh ausgeführt sein, und sich lösbar am Schuh befestigen lassen.Furthermore, it is conceivable that the identification component is integrated into a shoe cover for the shoe. A flexible extension of an existing shoe is thus possible. The shoe cover can be designed as an optional accessory for the shoe and can be detachably attached to the shoe.
Es kann von Vorteil sein, wenn im Rahmen der Erfindung die Maschine als ein schutzzaunloser oder mobiler Roboter, und/oder als ein mensch-maschine-kollaborationsfähiger Roboter, oder als ein Fahrerloses Transportsystem (FTS) ausgeführt ist. Damit kann die Produktivität und Flexibilität bei dem Einsatz des Roboters deutlich gesteigert werden.It can be advantageous if, within the scope of the invention, the machine is designed as a fence-free or mobile robot, and / or as a human-machine-collaboration-capable robot, or as an automated guided vehicle system (AGV). This can significantly increase productivity and flexibility when using the robot.
Des Weiteren kann ein Schuh eines erfindungsgemäßen Systems bzw. ein erfindungsgemäßer Schuh wenigstens eine der nachfolgenden Funktionen aufweisen:
- - Ein Hinweis- und Leitsystem, um z. B. akustische oder visuelle Hinweise für eine Nutzung der Maschine zu geben, bspw. bei der Ermittlung der Annäherung und/oder für eine Zuordnung von Aufgaben,
- - Eine Zugangskontrolle, z. B. eine Gewährung des Zugangs anhand der Kennzeichen-Komponente als Authentifikationskennzeichen,
- - Eine Zahlungsmöglichkeit, z. B. anhand der Kennzeichen-Komponente,
- - Eine Identifizierung, z. B. als bestimmte Person oder anonym als „Mensch“ oder gemäß einer bestimmten Kategorie,
- - Eine Lokalisation des Schuhs, z. B. mittels einer GPS-Schnittstelle oder einer Kommunikationsschnittstelle als Elektronikkomponente des Schuhs,
- - Ein Vibrieren zur Ausgabe eines (Gefahren-) Hinweises, z. B. bei der Ermittlung der Annäherung und/oder bei einem Erkennen des Betreten eines Kollaborationsraums,
- - Ein Stoppen der Maschine bei Erkennen des Betreten eines Kollaborationsraums der Maschine, z. B. durch einen Vibrationsmotor des Schuhs,
- - Ein Schrittzähler zur Erfassung von Schritten des Schuhträgers,
- - Eine Distanz- und Geschwindigkeitsmessung beim Schuhträger,
- - Eine Ganganalyse beim Schuhträger,
- - Eine Gewichtsmessung beim Schuhträger,
- - Eine Eingabefunktion, z. B. zur Konfiguration oder Bedienung der Funktionen, z. B. mittels Tasten oder Gesten, welche durch den Schuh (also den Fuß) durchgeführt werden,
- - Eine Steuerung der Maschine, z. B. durch Tasten oder Gesten, welche durch den Schuh (also den Fuß) durchgeführt werden, z. B. als virtuelles Gaspedal (Fußkipp-Geste) zur Einstellung der Geschwindigkeit der Maschine,
- - Eine Programmierung der Maschine, z. B. indem die Geste gemäß einem virtuellen Gaspedal als Eingabe genutzt wird,
- - Eine Kommunikation mit einer Datenbank oder dergleichen, insbesondere durch eine Kommunikationsschnittstelle des Schuhs, um z. B. Waren zu erfassen, eine Protokollierung eine Lade- oder Entladevorgangs durchzuführen, insbesondere durch eine Datenübertragung anhand einer Eingabe wie durch einen Barcode-Scanner oder durch eine Kommunikationsschnittstelle wie RFID oder NFC (bspw. können Güter mit beiden Händen be- oder entladen und der Vorgang durch Tippen/Zeigen mit dem Schuh protokolliert werden),
- - Eine Meldung einer Gefahrsituation, z. B. durch eine Kommunikationsschnittstelle des Schuhs, vorzugsweise bei Detektion einer Eingabe wie einer Geste am Schuh und/oder anhand einer Sensorik des Schuhs,
- - Ein Aktivieren eines Notrufs, z. B. durch eine Kommunikationsschnittstelle des Schuhs, vorzugsweise bei Detektion einer Eingabe wie einer Geste am Schuh und/oder anhand einer Sensorik des Schuhs,
- - Eine Interaktion mit der Maschine,
- - Eine Energierückgewinnung durch Bewegung des Schuhs oder Energieaufnahme durch Induktion zum Aufladen eines Energiespeichers des Schuhs,
- - Eine Ausgabe zur Beleuchtung, z. B. als Notruf- oder Hinweissignal oder Anzeige einer Gruppenkennung oder Konfiguration.
- - An information and guidance system, in order to z. B. to give acoustic or visual indications for the use of the machine, e.g. when determining the approach and / or for assigning tasks,
- - An access control, e.g. B. a granting of access based on the identifier component as an authentication identifier,
- - A payment option, e.g. B. on the basis of the license plate component,
- - An identification, e.g. B. as a certain person or anonymously as "human" or according to a certain category,
- - A localization of the shoe, e.g. B. by means of a GPS interface or a communication interface as an electronic component of the shoe,
- - A vibration to output a (hazard) notice, e.g. B. when determining the approach and / or when recognizing the entry of a collaboration room,
- - A stopping of the machine upon detection of entering a collaboration area of the machine, e.g. B. by a vibration motor of the shoe,
- - A pedometer to record the steps taken by the shoe wearer,
- - A distance and speed measurement at the shoe wearer,
- - A gait analysis at the shoe wearer,
- - A weight measurement at the shoe wearer,
- - An input function, e.g. B. to configure or operate the functions, e.g. B. by means of buttons or gestures that are performed by the shoe (i.e. the foot),
- - A control of the machine, e.g. B. by buttons or gestures which are carried out by the shoe (i.e. the foot), e.g. B. as a virtual accelerator pedal (foot tilt gesture) to adjust the speed of the machine,
- - A programming of the machine, e.g. B. by using the gesture according to a virtual accelerator pedal as input,
- - A communication with a database or the like, in particular through a communication interface of the shoe in order to e.g. B. to record goods, to carry out a logging of a loading or unloading process, in particular by data transmission based on an input such as a barcode scanner or a communication interface such as RFID or NFC (e.g. goods can be loaded or unloaded with both hands and the Process can be logged by tapping / pointing with the shoe),
- - A notification of a dangerous situation, e.g. B. through a communication interface of the shoe, preferably upon detection of an input such as a gesture on the shoe and / or based on a sensor system of the shoe,
- - Activating an emergency call, e.g. B. through a communication interface of the shoe, preferably upon detection of an input such as a gesture on the shoe and / or based on a sensor system of the shoe,
- - an interaction with the machine,
- - Energy recovery through movement of the shoe or energy absorption Induction for charging an energy store in the shoe,
- - An output for lighting, e.g. B. as an emergency or notification signal or display of a group identifier or configuration.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen jeweils schematisch:
-
1 eine perspektivische Ansicht von Teilen eines Schuhs eines erfindungsgemäßen Systems, -
2 eine Ansicht einer Unterseite des Schuhs, -
3 eine weitere perspektivische Ansicht von Teilen eines Schuhs, -
4 eine Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems, -
5 eine Darstellung zur Visualisierung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
-
1 a perspective view of parts of a shoe of a system according to the invention, -
2 a view of an underside of the shoe, -
3rd a further perspective view of parts of a shoe, -
4th a representation of a system according to the invention, -
5 a representation for the visualization of a method according to the invention.
In den nachfolgenden Figuren werden für die gleichen technischen Merkmale auch von unterschiedlichen Ausführungsbeispielen die identischen Bezugszeichen verwendet.In the following figures, the same reference numerals are used for the same technical features from different exemplary embodiments.
Ein Schuh
Gemäß
Ferner kann eine Aktivierungskomponente
Die Aktivierungskomponente
Die Kennzeichen-Komponente
Es ist möglich, dass die Kennzeichen-Komponente
Bevorzugt ist die Maschine
Der Schuh
Beispielhaft ist in
Gemäß
In
Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.The above explanation of the embodiments describes the present invention exclusively in the context of examples. Of course, individual features of the embodiments can be freely combined with one another, provided that they are technically sensible, without leaving the scope of the present invention.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- Systemsystem
- 22
- Träger, Schuhträger Porters, shoe carriers
- 1010
- Schuh, Sicherheitsschuh Shoe, safety shoe
- 2020th
- Schuhboden Shoe bottom
- 3030th
- Kennzeichen-KomponenteLicense plate component
- 3131
- Leuchtdiodeled
- 3232
- Schnittstelleinterface
- 3333
- Antenneantenna
- 3434
- Lautsprecher speaker
- 4040
- Bedienelement Control element
- 5151
- SensorplatineSensor board
- 5252
- Drucksensor Pressure sensor
- 6060
- VibrationsmotorVibration motor
- 6565
- Barcode-Scanner Barcode scanner
- 7070
- SteuerelektronikControl electronics
- 7171
- Energiespeicher, AkkumulatorEnergy storage, accumulator
- 7272
- Induktive Ladeschnittstelle Inductive charging interface
- 9090
- SchuhüberzieherShoe covers
- 9191
- Halter des Überziehers Holder of the overcoat
- 100100
- Maschine, RoboterMachine, robot
- 110110
- ErkennungskomponenteDetection component
- 120120
- Aktivierungskomponente Activation component
- 200200
- Kollaborationsraum Collaboration space
- 301301
- erster Verfahrensschrittfirst procedural step
- 302302
- zweiter Verfahrensschrittsecond procedural step
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 102014212535 A1 [0004]DE 102014212535 A1 [0004]
- DE 202015002701 U1 [0004]DE 202015002701 U1 [0004]
- DE 3321790 A1 [0004]DE 3321790 A1 [0004]
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-
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