DE112021002948T5

DE112021002948T5 - Unabhängiges robotersicherheitssystem mit einer sicherheitsbewerteten sps

Info

Publication number: DE112021002948T5
Application number: DE112021002948.7T
Authority: DE
Inventors: Seth Dunten; Casey Schulz; Thomas Krizner; Deron Jackson; James Brink
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2020-05-27
Filing date: 2021-05-11
Publication date: 2023-03-30
Anticipated expiration: 2041-05-12
Also published as: DE112021002948B4; US20230350408A1; JP2023523297A; WO2021242515A1; CN115552340A

Abstract

Diese Anmeldung beschreibt unabhängige Sicherheitssysteme für Robotersysteme unter Verwendung einer sicherheitsbewerteten SPS. Ein Robotersicherheitssystem kann beispielsweise einen ersten Sensor umfassen, der mit einer Antriebsbaugruppe eines mobilen Roboters betriebsmäßig gekoppelt ist. Der erste Sensor kann so konfiguriert sein, dass er eine erste Rotationsinformation eines Rades der Antriebsbaugruppe bestimmt. Das System kann ferner einen zweiten Sensor umfassen, der betriebsmäßig mit der Antriebsbaugruppe gekoppelt ist. Der zweite Sensor kann so konfiguriert sein, dass er eine zweite Rotationsinformation des Rades bestimmt. Das System kann ein Geschwindigkeitsumwandlungsmodul enthalten, das so konfiguriert ist, dass es die erste und zweite Rotationsinformation mit einer ersten Verarbeitungsrate empfängt. Das Geschwindigkeitsumwandlungsmodul kann auch so konfiguriert sein, dass es eine entsprechende erste und zweite Geschwindigkeitsinformation auf der Grundlage der ersten und zweiten Rotationsinformation bestimmt. Das System kann eine programmierbare Sicherheitslogiksteuerung (SPLC) enthalten.

Description

QUERVERWEIS AUF (EINE) VERWANDTE(N) ANMELDUNG(EN)
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität aus der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 63/030,758 , eingereicht am 27. Mai 2020, die hiermit durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit einbezogen wird.
TECHNISCHES GEBIET
Diese Offenbarung bezieht sich allgemein auf mobile Roboter und insbesondere auf verbesserte Sicherheitssysteme für mobile Roboter.
HINTERGRUND
Mobile Roboter werden in vielen verschiedenen Branchen eingesetzt, um Aufgaben zu automatisieren, die normalerweise von Menschen ausgeführt werden. Mobile Roboter können autonom oder halbautonom sein und so konstruiert sein, dass sie in einem bestimmten Bereich arbeiten und industrielle Aufgaben erledigen oder Menschen bei deren Erledigung unterstützen. In einem Beispiel ist ein mobiler Roboter eine mobile Roboterplattform, die in einem Lager oder einer anderen industriellen Umgebung eingesetzt werden kann, um Materialien durch die Interaktion mit anderen Wagenaggregaten, Roboterarmen, Förderanlagen und anderen Roboterausführungen zu bewegen und anzuordnen. Jeder mobile Roboter kann mit seinem eigenen autonomen Navigationssystem, einem Kommunikationssystem und Antriebskomponenten ausgestattet sein.
ZUSAMMENFASSUNG
Hier werden beispielhafte Verfahren und Systeme für Sicherheitssysteme für mobile Roboter vorgestellt. In einem Aspekt umfasst ein Robotersicherheitssystem einen ersten und einen zweiten Sensor, die jeweils betriebsmäßig mit einer Antriebsbaugruppe eines mobilen Roboters gekoppelt und so konfiguriert sind, dass sie eine erste bzw. zweite Rotationsinformation eines Rades der Antriebsbaugruppe bestimmen. Das Sicherheitssystem umfasst ferner ein Geschwindigkeitsumwandlungsmodul, das so konfiguriert ist, dass es die erste und zweite Rotationsinformation mit einer ersten Verarbeitungsrate empfängt. Das Geschwindigkeitsumwandlungsmodul ist ferner so konfiguriert, dass es eine entsprechende erste und zweite Geschwindigkeitsinformation auf der Grundlage der ersten und zweiten Rotationsinformation bestimmt. Das System umfasst ferner eine programmierbare Sicherheitslogiksteuerung (SPLC), die mit dem Geschwindigkeitsumwandlungsmodul kommuniziert und so konfiguriert ist, dass sie die erste und zweite Geschwindigkeitsinformation vom Geschwindigkeitsumwandlungsmodul mit einer zweiten Verarbeitungsrate empfängt, die niedriger ist als die erste Verarbeitungsrate. Die SPLC ist ferner so konfiguriert, dass sie einen Risikoparameter auf der Grundlage der ersten und/oder zweiten Geschwindigkeitsinformation bestimmt und als Reaktion auf die Feststellung, dass der Risikoparameter einen Schwellenwert überschreitet, Anweisungen zur Verringerung eines Stromflusses zur Antriebsbaugruppe sendet.
In einem anderen Aspekt umfasst ein Verfahren zur Verbesserung der Sicherheit eines mobilen Roboters die Bestimmung einer ersten Rotationsinformation eines Rades einer Antriebsbaugruppe unter Verwendung eines ersten Sensors. Das Verfahren umfasst ferner die Bestimmung einer zweiten Rotationsinformation des Rades unter Verwendung eines zweiten Sensors. Das Verfahren umfasst ferner die Bestimmung von Fehlerbedingungen durch einen Vergleich der Übereinstimmung zwischen dem ersten und dem zweiten Sensor. Das Verfahren umfasst ferner die Bestimmung einer entsprechenden ersten und zweiten Geschwindigkeitsinformation auf der Grundlage der ersten und zweiten Rotationsinformation. Das Verfahren umfasst ferner die Bestimmung eines Risikoparameters unter Verwendung einer SPLC auf der Grundlage der ersten Geschwindigkeitsinformation und/oder zweiten Geschwindigkeitsinformation. Das Verfahren umfasst ferner als Reaktion auf die Feststellung, dass der Risikoparameter einen Schwellenwert überschreitet, ein Verringern eines Stromflusses zur Antriebsbaugruppe.
Die vorstehende Zusammenfassung dient nur der Veranschaulichung und ist nicht als einschränkend gedacht. Andere Aspekte, Merkmale und Vorteile der Systeme, Vorrichtungen und Verfahren und/oder anderer in dieser Anmeldung beschriebener Gegenstände werden in den nachstehend dargelegten Lehren deutlich werden. Die Zusammenfassung dient dazu, eine Auswahl einiger der Konzepte dieser Offenbarung vorzustellen. Die Zusammenfassung soll nicht dazu dienen, die wichtigsten oder wesentlichen Merkmale des hier beschriebenen Gegenstandes zu identifizieren.
Figurenliste
In den beigefügten Zeichnungen sind verschiedene Beispiele zur Veranschaulichung dargestellt, die in keiner Weise als Einschränkung des Umfangs der Beispiele zu verstehen sind. Verschiedene Merkmale verschiedener offenbarter Beispiele können kombiniert werden, um zusätzliche Beispiele zu bilden, die Teil dieser Offenbarung sind.

1A zeigt ein Beispiel für einen mobilen Roboter gemäß einigen Ausführungsformen.
1B zeigt eine Seitenansicht des mobilen Roboters aus 1B.
2 zeigt schematisch ein Beispiel für ein Sicherheitssystem gemäß einigen Ausführungsformen.
3A zeigt schematisch ein weiteres Beispiel für ein Sicherheitssystem gemäß einigen Ausführungsformen.
3B zeigt schematisch ein Beispiel für ein Geschwindigkeitsumwandlungsmodul gemäß einigen Ausführungsformen.
4 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Beispielverfahren zur Verbesserung der Sicherheit eines mobilen Roboters gemäß bestimmten Ausführungsformen darstellt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die verschiedenen Merkmale und Vorteile der Systeme, Vorrichtungen und Verfahren der hier beschriebenen Technologie werden aus der folgenden Beschreibung der in den Figuren dargestellten Beispiele besser ersichtlich. Diese Beispiele sollen die Grundsätze dieser Offenbarung veranschaulichen, und diese Offenbarung sollte nicht nur auf die dargestellten Beispiele beschränkt sein. Die Merkmale der abgebildeten Beispiele können modifiziert, kombiniert, entfernt und/oder ersetzt werden, wie es für den Fachmann unter Berücksichtigung der hier offenbarten Grundsätze ersichtlich ist.
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf verbesserte Sicherheitssysteme für mobile Roboter, die eine programmierbare Sicherheitslogiksteuerung (SPLC oder Sicherheits-SPS) verwenden. Bisher wurde eine SPLC nicht zur Überwachung der Geschwindigkeit von Roboterteilen verwendet, wie hier beschrieben. Eine SPLC bietet zahlreiche Vorteile für ein Sicherheitssystem. Zum Beispiel verwenden SPLCs Redundanzprüfungen, um besser zu gewährleisten, dass Sicherheitsprotokolle nicht verfehlt werden. Aufgrund der Redundanzsysteme der SPLCs kann es jedoch vorkommen, dass sie eingehende Daten wesentlich langsamer abtasten und/oder verarbeiten als nicht sicherheitsbezogene Steuerungen. Bestimmte herkömmliche Steuerungen können Daten beispielsweise mehr als vierzigmal so schnell verarbeiten wie SPLCs. Da Roboter autonom oder halbautonom sein können, sind Sicherheitsbelange von großer Bedeutung. Die Einbeziehung von SPLCs in die Geschwindigkeitsüberwachungs- und/oder Geschwindigkeitsumwandlungssysteme kann wertvolle Redundanz bieten und die Sicherheit von zugrunde liegenden Antriebsbaugruppen- und/oder Geschwindigkeitsumwandlungssystemen verbessern. Darüber hinaus bietet die SPLC ein programmierbares Verfahren, um kinematische Berechnungen des Fahrzeugs (z. B. die Beziehung zwischen Radgeschwindigkeiten und Fahrzeugbewegung) als Teil einer Risikoparameterbestimmung sicher einzubeziehen.
Hier werden Sicherheitssysteme beschrieben, die eine SPLC enthalten, um die Vorteile solcher Elemente zu nutzen. Solche verbesserten Sicherheitssysteme sowie Verfahren werden hier beschrieben. Ein beispielhaftes Sicherheitssystem kann einen ersten und einen zweiten Sensor umfassen, die jeweils betriebsmäßig mit einer Antriebsbaugruppe eines mobilen Roboters verbunden sind. Der erste Sensor ist so konfiguriert, dass er eine erste Rotationsinformation eines Rades der Antriebsbaugruppe bestimmt, und der zweite Sensor ist so konfiguriert, dass er eine zweite Rotationsinformation des Rades bestimmt.
Das Sicherheitssystem kann auch ein Geschwindigkeitsumwandlungsmodul enthalten, das die erste und zweite Rotationsinformation empfängt und eine erste und eine zweite Geschwindigkeitsinformation auf der Grundlage der ersten und zweiten Rotationsinformation bestimmt. Das System kann eine SPLC enthalten, die mit dem Geschwindigkeitsumwandlungsmodul in Verbindung steht. Die SPLC kann die erste und zweite Geschwindigkeitsinformation vom Geschwindigkeitsumwandlungsmodul empfangen und kann auf der Grundlage der ersten und/oder zweiten Geschwindigkeitsinformation einen Risikoparameter bestimmen. Als Reaktion auf die Feststellung, dass der Risikoparameter einen Schwellenwert überschreitet, kann die SPLC die Anpassung eines Betriebs der Antriebsbaugruppe befehlen, z.B. durch Senden von Anweisungen zur Verringerung eines Stromflusses zur Antriebsbaugruppe. Dies kann eine Verringerung der Energiezufuhr zur Antriebsbaugruppe und optional die Aktivierung eines Bremssystems beinhalten. Zur Erläuterung weiterer Einzelheiten wird nun auf die Figuren verwiesen.
Mobile Roboter
1A zeigt ein Beispiel für einen mobilen Roboter 50 gemäß einigen Ausführungsformen. Der mobile Roboter 50 kann ein oder mehrere Räder 51 und eine Vorderseite 52 aufweisen. Der mobile Roboter 50 kann einen ersten Abstandssensor 82 und einen zweiten Abstandssensor 84 aufweisen. Der mobile Roboter 50 kann zusätzlich oder alternativ eine oder mehrere Not-Aus-Tasten 86 aufweisen. Der mobile Roboter 50 umfasst außerdem eine Benutzerschnittstelle 88, die manchmal auch als Bedienfeld bezeichnet wird.
Der erste Abstandssensor 82 und der zweite Abstandssensor 84 können an entgegengesetzten Enden des mobilen Roboters 50 angeordnet sein. Wie dargestellt, sind die Abstandssensoren 82, 84 in entgegengesetzten Ecken des mobilen Roboters 50 angeordnet. Die Abstandssensoren 82, 84 können so auf dem mobilen Roboter 50 angeordnet werden, dass die optische Abdeckung der Abstandssensoren 82, 84 um den mobilen Roboter 50 herum erhöht ist. Einer oder beide der Abstandssensoren 82, 84 können so konfiguriert sein, dass sie optische Daten über 360° um den jeweiligen Sensor herum erfassen. In einigen Ausführungsformen kann jeder der Abstandssensoren 82, 84 Daten über 270° um den jeweiligen Sensor herum erfassen, und zusammen können die Abstandssensoren 82, 84 über 360° um den mobilen Roboter 50 herum erfassen. Jeder Abstandssensor 82, 84 kann so konfiguriert sein, dass er Daten innerhalb eines Abstandsbereichs zum mobilen Roboter 50 erfasst. Dieser Abstandsbereich kann durch eine SPLC (nicht dargestellt), die im mobilen Roboter 50 angeordnet ist, modifiziert werden, wie im Folgenden näher beschrieben.
Die Not-Aus-Tasten 86 können von einem Benutzer aktiviert werden, um Schäden an Eigentum oder Leben zu verhindern. Wenn eine der Not-Aus-Tasten 86 gedrückt wird, kann ein Signal an die SPLC gesendet werden, um den mobilen Roboter 50 abzubremsen oder anzuhalten. Somit dienen die Not-Aus-Tasten 86 als manueller Zugang zum Abschalten oder Verlangsamen der Bewegung des mobilen Roboters 50.
1B zeigt eine Seitenansicht des mobilen Roboters 50 aus 1A. Der mobile Roboter 50 kann eine obere Plattform 70 aufweisen. Die obere Plattform 70 kann eine ebene Fläche sein, obwohl jede andere geeignete Form oder Struktur verwendet werden kann. Die obere Plattform 70 kann Stellen zur Befestigung anderer Robotergeräte an dem mobilen Roboter 50 aufweisen. So kann der mobile Roboter 50 beispielsweise mit beweglichen Wagen, Tischen, Förderanlagen, Roboterarmen und anderen geeigneten Applikationen in Eingriff gebracht werden. Der mobile Roboter 50 kann eine äußere Abschirmung 74 aufweisen. Die äußere Abschirmung 74 kann eine Vielzahl von Seitenwänden umfassen, die miteinander verbunden sind, um Sicherheitssteuerungen und -systeme, Antriebsbaugruppen, Geschwindigkeitsumwandlungsmodule, Navigationssysteme, Kommunikationssysteme, Stromversorgungssysteme und/oder andere Komponenten, die für den Betrieb des mobilen Roboters 50 verwendet werden, zu umschließen oder im Allgemeinen zu umschließen.
Der mobile Roboter 50 kann autonom oder teilautonom sein. Wie oben erwähnt, kann der mobile Roboter 50 eine Vielzahl von Sensoren zur Erfassung der Umgebung und/oder zur Kartierung der Umgebung des Roboters enthalten. Die Sensoren können Entfernungssensoren und/oder Abstandssensoren wie LIDAR und andere Sensoren auf optischer Basis und/oder andere Arten von berührungslos wirkenden Schutzeinrichtungen (BWS) wie 3D Safety Vision umfassen. Der mobile Roboter 50 kann einen Laserschlitz mit einem darin enthaltenen Entfernungsmessungs- oder LIDAR-Laser aufweisen, wie durch den ersten Abstandssensor 82 und den zweiten Abstandssensor 84 angezeigt. Der mobile Roboter 50 kann eine Benutzerschnittstelle (in 1B nicht dargestellt) zur manuellen Eingabe von Anweisungen und/oder zum Empfang von Informationen von dem mobilen Roboter 50 aufweisen. In einigen Ausführungsformen kann ein Bedienfeld zusätzlich oder alternativ an einer Seite oder unter einer Platte oder anderweitig an einer nicht exponierten Stelle am mobilen Roboter 50 angeordnet sein.
Der mobile Roboter 50 kann allgemein entlang einer Vorwärts-Rückwärts-Richtung F-RV und entlang einer Links-Rechts-Richtung L-RT ausgerichtet sein. Die Vorwärtsrichtung F kann im Allgemeinen entlang der Vorwärtsbewegung des Roboters verlaufen. Die Rückwärtsrichtung RV kann der Vorwärtsrichtung entgegengesetzt sein. Die Links-Rechts-Richtung L-RT kann orthogonal zur Vorwärts-Rückwärts-Richtung F-RV sein. Die Links-Rechts-Richtung L-RT und die Vorwärts-Rückwärts-Richtung F-RV können koplanar sein, z.B. in einer im Allgemeinen horizontalen Ebene.
Die obere Plattform 70, die äußere Abschirmung 74 und/oder alle anderen Komponenten des mobilen Roboters 50 können auf einem Fahrgestell montiert sein. Je nach Zweck und Konstruktion des mobilen Roboters 50 können verschiedene Komponenten und Strukturen auf dem Fahrgestell montiert sein. Ein Stützsystem 78 kann ein oder mehrere Stützräder 51 (z. B. 2, 3, 4 oder mehr Räder) umfassen. Die Räder 51 können mit dem Fahrgestell und/oder der Antriebsbaugruppe gekoppelt sein, um das Fahrzeug zu bewegen und/oder zu bremsen. Außerdem können die Räder 51 nicht angetriebene Nachlaufräder sein. Die Räder 51 können eine Last auf dem Fahrgestell gegen eine Bodenfläche abstützen. In bestimmten Ausführungsformen können die Räder 51 einzelne oder kombinierte Aufhängungselemente (z. B. Federn und/oder Dämpfer) enthalten. Dementsprechend können sich die Räder 51 in einigen Ausführungsformen bewegen (z. B. auf und ab), um Unebenheiten im Gelände auszugleichen, Stöße zu dämpfen und die Last zu verteilen. In einigen Ausführungsformen können die Räder 51 fixiert sein, so dass sie sich nicht auf und ab bewegen, und die Bodenfreiheit des mobilen Roboters 50 kann unabhängig vom Gewicht oder der Last des mobilen Roboters 50 konstant sein. In einigen Beispielen kann eines oder mehrere der Räder 51 nicht angetrieben sein. In bestimmten Ausführungen sind genau zwei Räder 51 angetrieben.
Das Stützsystem kann eine Antriebsbaugruppe umfassen, die den mobilen Roboter 50 beschleunigen, bremsen und/oder lenken kann. In einigen Ausführungsformen treibt die Antriebsbaugruppe zwei Räder an. Diese beiden Räder können die Räder sein, die die Bewegung des mobilen Roboters 50 führen und direkt steuern. Wenn sich beispielsweise beide Antriebsräder in eine erste Richtung drehen, kann sich der mobile Roboter 50 vorwärts bewegen; wenn sich beide Antriebsräder in eine zweite Richtung bewegen, kann sich der Roboter rückwärts bewegen; wenn sich die Antriebsräder in entgegengesetzte Richtungen bewegen, oder wenn sich nur eines der Antriebsräder bewegt, oder wenn sich die Antriebsräder mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegen, kann sich der Roboter drehen. Das Bremsen kann durch Verlangsamung der Drehung der Antriebsräder, durch Anhalten der Drehung der Antriebsräder oder durch Umkehrung der Richtung der Antriebsräder erfolgen. Eine solche Bremsung kann von einer oder mehreren elektronischen Steuerungen und/oder einem Sicherheitssystem gesteuert werden. Die Antriebsbaugruppe kann mit dem Fahrgestell gekoppelt (z. B. schwenkbar gekoppelt) sein. Die Antriebsbaugruppe kann so konfiguriert sein, dass sie über ein Aufhängungssystem an der Bodenoberfläche angreift. Die Antriebsbaugruppe kann zumindest teilweise unter der äußeren Abschirmung 74 des mobilen Roboters 50 angeordnet sein.
Es sind viele Varianten möglich. Zum Beispiel kann in einigen Fällen eine einzige Antriebsbaugruppe verwendet werden, die den Roboter vorwärts und/oder rückwärts bewegen kann, und die Lenkung kann mit einem separaten Lenksystem, wie einem oder mehreren Lenkrädern, die sich nach links oder rechts drehen können, realisiert werden. In einigen Ausführungsformen kann der mobile Roboter 50 2, 3 oder 4 Antriebsbaugruppen umfassen. In bestimmten alternativen Ausführungsformen umfasst der mobile Roboter 50 nur angetriebene Räder und keine nicht angetriebenen Stützräder. In einigen Ausführungsformen können die eine oder mehrere Antriebsbaugruppen zumindest ein gewisses Gewicht des Roboters und/oder der Nutzlast tragen. In einigen Beispielen kann der mobile Roboter 50 zwei Antriebsräder und zwei nicht angetriebene Stützräder umfassen.
Der mobile Roboter 50 kann einen oder mehrere Sensoren zur Messung der Bewegung eines oder mehrerer Räder 51, z. B. der angetriebenen Räder, umfassen. Ein Sensorsystem kann verwendet werden, um Rotation, Position, Richtung und/oder andere kinematische Informationen aus der Bewegung der Räder 51 zu erfassen und/oder zu berechnen. In einigen Beispielen kann eine Vielzahl von Sensoren verwendet werden, um die kinematischen Informationen jedes Rades zu bestimmen. Zum Beispiel kann jedes Rad mit einem optischen Sensor (z. B. einem optischen Encoder) und einem magnetischen Sensor (z. B. einem Lagersensor) zur Bestimmung der Drehung des Rades verbunden sein. Die Verwendung mehrerer Sensoren kann vorteilhaft sein, da dies eine Redundanz für die kinematischen Informationen bietet, so dass, wenn ein System aus irgendeinem Grund seine Messwerte nicht an eine Steuerung übermitteln kann (z. B. Fehlfunktion, Umweltschock usw.), das andere System (oder die anderen Systeme) die Informationen liefern kann bzw. können. Zusätzlich oder alternativ kann der Verlust von Informationen von einem Sensor oder eine Unstimmigkeit zwischen redundanten Sensoren auf einen Ausfall und ein mögliches Sicherheitsproblem hinweisen. So kann die Redundanz der Sensoren für eine verbesserte Robustheit und Fehlererkennung sorgen. Die Bewegung des mobilen Roboters 50 kann verlangsamt oder gestoppt werden, um Schäden an Leben oder Eigentum zu vermeiden. Ein Ausfall des Systems muss also nicht bedeuten, dass die Steuerung blind für die kinematischen Informationen wird und/oder dass das System zu einer Gefahr wird. Ein weiterer Vorteil mehrerer Sensoren kann darin bestehen, dass die Genauigkeit der Informationen verbessert werden kann, da sich die Steuerung bei der Ermittlung wahrscheinlicher wahrer Werte auf eine größere Datenmenge stützen kann. Beispiele für optische Sensoren sind Encoder (z. B. rotierend, linear, absolut, inkremental usw.). Beispiele für magnetische Sensoren sind Lagersensoren oder andere Geschwindigkeitssensoren. Der mobile Roboter 50 kann auch andere Arten von Sensoren enthalten, wie z. B. mechanische Sensoren, Temperatursensoren, Abstandssensoren (z. B. Entfernungsmesser) und/oder andere Sensoren.
Sicherheitssysteme
Roboter, wie die hier beschriebenen mobilen Roboter 50, können von Sicherheitssystemen profitieren, z. B. von solchen, die eine programmierbare Sicherheitslogiksteuerung (SPLC oder Sicherheits-SPS) verwenden. Der mobile Roboter 50 verfügt über einen integrierten Energiespeicher (z. B. eine oder mehrere Batterien), der im Falle einer Risikobestimmung, wie sie hier beschrieben wird, von der SPLC manipuliert werden kann.
2 zeigt schematisch ein Beispiel für ein Sicherheitssystem 100 gemäß einigen Ausführungsformen. Das Sicherheitssystem 100 kann eine SPLC 104, ein Geschwindigkeitsumwandlungsmodul 108, einen ersten Sensor 112, einen zweiten Sensor 114 und eine Antriebsbaugruppe 116 umfassen. Die SPLC 104 kann mit der Antriebsbaugruppe 116 über eine Kommunikationsleitung 120 kommunizieren. Die SPLC 104 kann zusätzlich oder alternativ direkt mit dem Geschwindigkeitsumwandlungsmodul 108 kommunizieren. Beispielsweise kann die SPLC 104 dem Geschwindigkeitsumwandlungsmodul 108 eine Anweisung geben, welcher Sensor ausgelesen werden soll. Das Geschwindigkeitsumwandlungsmodul 108 kann der SPLC 104 mitteilen, welcher Sensor ausgelesen wird.
Wie oben erläutert, kann die Antriebsbaugruppe 116 einen oder mehrere Motoren umfassen, die zum Antrieb der Räder 51 des mobilen Roboters 50 konfiguriert sind. In einigen Beispielen ist ein Motor mit jedem der angetriebenen Räder 51 verbunden. Andere Varianten sind möglich. Der Motor kann das entsprechende Rad 51 vorwärts und/oder rückwärts antreiben, und der Motor kann das Rad 51 mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten antreiben. Für Antriebsbaugruppen, die die Rotation an mehreren Rädern und/oder Motoren erfassen, können zusätzliche Geschwindigkeitsumwandlungsmodule und/oder Sensoren hinzugefügt werden. So können beispielsweise zusätzliche Geschwindigkeitsumwandlungsmodule und/oder Sensoren für jeweilige zusätzliche Räder und/oder Motoren verwendet werden (z. B. zwei Antriebsmotoren mit vier Sensoren, zwei Geschwindigkeitsumwandlungen usw.).
Der erste Sensor 112 und der zweite Sensor 114 können jeweils kinematische Informationen im Zusammenhang mit dem Motor messen. Zu den kinematischen Informationen kann eine Rotationsinformation gehören. Eine Rotationsinformation kann eine Anzahl von Umdrehungen, eine Drehrichtung, eine Zeitspanne usw. umfassen. Jeder der Sensoren 112, 114 kann die gleichen Informationen desselben Motors oder Motorteils (z. B. einer Motorwelle) messen. Beispielsweise können die Sensoren 112, 114 beide die Anzahl der Umdrehungen einer Motorwelle der Antriebsbaugruppe 116 über einen bestimmten Zeitraum messen. Diese Informationen können an das Geschwindigkeitsumwandlungsmodul 108 weitergeleitet werden. Die Informationen können in Echtzeit und/oder während des Empfangs und der Verarbeitung der Informationen weitergegeben werden.
Die Sensoren 112, 114 können die Rotationsinformationen mithilfe unterschiedlicher Verfahren erhalten. Zum Beispiel kann der erste Sensor 112 ein optischer Sensor und der zweite Sensor 114 ein magnetischer Sensor sein. Andere Arten und/oder Kombinationen von Sensoren sind möglich. Beispiele für optische Sensoren sind Encoder (z.B. rotierend, linear, absolut, inkrementell usw.) oder andere optische Sensoren. Beispiele für magnetische Sensoren sind Lagersensoren oder andere Geschwindigkeitssensoren. Das Sicherheitssystem 100 kann auch andere Arten von Sensoren enthalten, wie z. B. mechanische Sensoren, Temperatursensoren, Abstandssensoren (z. B. Entfernungsmesser) und/oder andere Sensoren.
Das Geschwindigkeitsumwandlungsmodul 108 kann die von den Sensoren 112, 114 erhaltenen Rotationsinformationen empfangen und die Rotationsinformationen in Geschwindigkeitsinformationen umwandeln. Das Geschwindigkeitsumwandlungsmodul 108 kann die Rotationsinformation von jedem der Sensoren 112, 114 separat umwandeln. Beispielsweise kann das Geschwindigkeitsumwandlungsmodul 108 die vom ersten Sensor 112 empfangene erste Rotationsinformation in eine erste Geschwindigkeitsinformation umwandeln, und das Geschwindigkeitsumwandlungsmodul 108 kann die vom zweiten Sensor 114 empfangene zweite Rotationsinformation in eine zweite Geschwindigkeitsinformation umwandeln. In einigen Beispielen kann das Geschwindigkeitsumwandlungsmodul 108 die Rotationsinformationen kombinieren (z. B. den Durchschnitt der Informationen bilden, die höchsten/niedrigsten Informationen nehmen usw.), bevor die Geschwindigkeitsinformationen an die SPLC 104 gesendet werden. Die Umwandlung von Rotationsinformationen in Geschwindigkeitsinformationen kann Berechnungen auf der Grundlage zusätzlicher erhaltener Informationen (z. B. Zeit, Richtung usw.) umfassen. Das Geschwindigkeitsumwandlungsmodul 108 kann zwei oder mehr Logiksteuerungen enthalten, wie hier erläutert.
Das Geschwindigkeitsumwandlungsmodul 108 kann so konfiguriert sein, dass es die Rotationsdaten mit einer Rate verarbeitet, die höher ist als die Verarbeitungsrate der SPLC 104. In einigen Beispielen ist das Geschwindigkeitsumwandlungsmodul 108 so konfiguriert, dass es Daten mit einer Rate verarbeitet, die mehr als das 5-fache, mehr als das 10-fache, mehr als das 25-fache, mehr als das 50-fache, mehr als das 75-fache, mehr als das 100-fache oder mehr als das 200-fache der Verarbeitungsrate der SPLC 104 beträgt. Die Verarbeitungsrate des Geschwindigkeitsumwandlungsmoduls 108 kann etwa 5 kHz, etwa 10 kHz, etwa 15 kHz, etwa 25 kHz, etwa 35 kHz, etwa 45 kHz, etwa 55 kHz, etwa 75 kHz, etwa 100 kHz, etwa 125 kHz, etwa 150 kHz, etwa 175 kHz, etwa 200 kHz, etwa 300 kHz, etwa 400 kHz, etwa 500 kHz, etwa 1 MHz, etwa 10 MHz oder einen beliebigen Wert darin betragen oder in einen Bereich mit Endpunkten darin fallen. In einigen Beispielen beträgt die Verarbeitungsrate des Geschwindigkeitsumwandlungsmoduls 108 etwa 400 kHz. Da das Geschwindigkeitsumwandlungsmodul 108 Daten so viel schneller verarbeiten kann als die SPLC 104, kann das Geschwindigkeitsumwandlungsmodul 108 den Informationsfluss durch das Sicherheitssystem 100 nicht wesentlich behindern oder verzögern.
Die SPLC 104 empfängt Informationen vom Geschwindigkeitsumwandlungsmodul 108. Die SPLC 104 ist eine Art SPS oder programmierbare Logiksteuerung, die so konfiguriert ist, dass sie mehrere Informationsquellen aufnimmt und auf der Grundlage dieser Informationen feststellt, ob der Stromfluss zur Antriebsbaugruppe 116 reduziert oder gestoppt werden soll. Die SPLC 104 kann Redundanzprüfungen unter Verwendung von Daten durchführen, die von den mehreren Informationsquellen (z. B. dem ersten und zweiten Sensor 112, 114) stammen. Diese Redundanz trägt dazu bei, die Überwachung und Verwaltung von Sicherheitsprotokollen zu verbessern, so dass es weniger wahrscheinlich ist, dass sie übersehen oder anderweitig übergangen werden.
Zum Teil aufgrund der Redundanz der SPLC kann sie eingehende Daten mit einer wesentlich langsameren Rate abtasten und/oder verarbeiten als nicht sicherheitsbezogene (z. B. allgemeine) SPS. Die SPLC 104 kann Daten von dem Geschwindigkeitsumwandlungsmodul 108 mit einer Rate zwischen etwa 5 Hz und 500 Hz abtasten und/oder verarbeiten. Die Verarbeitungsrate der SPLC 104 kann etwa 5 Hz, etwa 10 Hz, etwa 15 Hz, etwa 25 Hz, etwa 35 Hz, etwa 45 Hz, etwa 55 Hz, etwa 75 Hz, etwa 100 Hz, etwa 125 Hz, etwa 150 Hz, etwa 175 Hz, etwa 200 Hz, etwa 300 Hz, etwa 400 Hz, etwa 500 Hz oder einen beliebigen Wert darin betragen oder in einen Bereich mit Endpunkten darin fallen. In einigen Beispielen beträgt die Verarbeitungsrate der SPLC 104 etwa 33 Hz. Bei der SPLC 104 kann es sich um eine Omron NX-SL3300 SPLC handeln. Da das Geschwindigkeitsumwandlungsmodul 108 Daten so viel schneller als die SPLC 104 verarbeiten kann, ist die SPLC 104 in der Lage, genaue Echtzeit-Geschwindigkeitsinformationen vom Geschwindigkeitsumwandlungsmodul 108 zu empfangen. Die SPLC 104 kann so konfiguriert sein, dass sie digitale Eingaben empfängt und/oder digitale Ausgaben sendet. In einigen Ausführungsformen kann die SPLC 104 so konfiguriert sein, dass sie analoge Eingaben empfängt und/oder Ausgaben sendet. In einigen Beispielen ist die SPLC 104 nur in der Lage, digitale Eingaben zu empfangen und/oder Ausgaben zu senden.
Die SPLC 104 kann die vom Geschwindigkeitsumwandlungsmodul 108 erhaltenen Geschwindigkeitsinformationen verarbeiten. Die SPLC 104 kann die erste Geschwindigkeitsinformation (vom ersten Sensor 112) mit der zweiten Geschwindigkeitsinformation (vom zweiten Sensor 114) vergleichen. Der Vergleich kann die Feststellung beinhalten, ob beide Geschwindigkeitsinformationen die gleiche Richtung angeben. Stimmen beide Geschwindigkeitsinformationen nicht in der gleichen Richtung überein, ist dies wahrscheinlich ein Hinweis darauf, dass einer oder beide Sensoren 112, 114 nicht ordnungsgemäß funktionieren. Eine solche Diskrepanz kann die SPLC 104 veranlassen, festzustellen, dass ein Risikoparameter des Sicherheitssystems 100 einen Schwellenwert überschritten hat. Für den Fall, dass die SPLC 104 feststellt, dass der Risikoparameter den Schwellenwert überschreitet, kann die SPLC 104 so konfiguriert sein, dass sie Anweisungen an die Antriebsbaugruppe 116 sendet, den Stromfluss zur Antriebsbaugruppe 116 zu verringern oder zu stoppen.
Die SPLC 104 kann anhand anderer Ergebnisse feststellen, dass der Risikoparameter überschritten wurde. Die SPLC 104 kann einen Signalausgang der Sensoren 112, 114 vergleichen. Wenn ein Sensor nicht funktionsfähig ist (z. B. nicht elektrisch angeschlossen), gibt der Sensor in einigen Implementierungen ein Ausgangssignal zurück, das seine Funktionsunfähigkeit anzeigt. In einigen Beispielen kann die SPLC 104 allein aus der Ausgabe der Funktionsunfähigkeit feststellen, dass der Risikoparameter den Schwellenwert überschritten hat.
Zusätzlich oder alternativ kann die SPLC 104 die von beiden Sensoren 112, 114 erhaltenen Geschwindigkeitsinformationen vergleichen, um eine Geschwindigkeitsdiskrepanz zu ermitteln. Wenn die Geschwindigkeitsdiskrepanz einen Diskrepanz-Schwellenwert überschreitet, kann die SPLC 104 feststellen, dass der Risikoparameter den Schwellenwert überschritten hat, und kann Abschaltanweisungen an die Antriebsbaugruppe 116 senden. Der Diskrepanz-Schwellenwert kann etwa 5 mm/s, etwa 10 mm/s, etwa 15 mm/s, etwa 20 mm/s, etwa 25 mm/s, etwa 30 mm/s, etwa 35 mm/s, etwa 40 mm/s, etwa 45 mm/s, etwa 50 mm/s, etwa 55 mm/s oder einen beliebigen Wert darin betragen oder in einen Bereich mit Endpunkten darin fallen. In einigen Beispielen liegt der Diskrepanz-Schwellenwert bei etwa 38 mm/s. Eine hohe Diskrepanz kann somit ein Indikator dafür sein, dass die Sensoren 112, 114 in ihren Messwerten zu weit auseinander liegen, dass das Geschwindigkeitsumwandlungsmodul 108 in seinen Berechnungen fehlerhaft ist und/oder dass die Antriebsbaugruppe 116 nicht richtig funktioniert. Wenn eine oder mehrere dieser Situationen zutreffend sein könnten, kann die SPLC 104 über die Kommunikationsleitung 120 ein Abschaltsignal an die Antriebsbaugruppe 116 senden. Auf diese Weise kann die SPLC 104 ungewollte Gefahren oder Schäden verhindern. Die Kommunikationsleitung 120 kann drahtgebunden oder drahtlos sein (z. B. Bluetooth, Wi-Fi oder andere Kommunikationsmittel).
3A zeigt schematisch ein weiteres Beispiel eines Sicherheitssystems 200 gemäß einigen Ausführungsformen. Das Sicherheitssystem 200 umfasst eine SPLC 204, ein Geschwindigkeitsumwandlungsmodul 208, einen ersten Sensor 212, einen zweiten Sensor 214, eine Antriebsbaugruppe 216, eine Kommunikationsleitung 220, eine SPS 224, eine Not-Aus-Taste 228, eine Bedienfeld-Sicherheitseingabe 232, einen Türschaltersensor 236 und einen Abstandssensor 240. Das Sicherheitssystem 200 kann Elemente enthalten, die dieselbe Bezeichnung tragen wie bestimmte oben beschriebene Elemente. Aus Gründen der Kürze und Prägnanz können Elemente mit derselben Bezeichnung ein oder mehrere Merkmale der entsprechenden oben beschriebenen Elemente gemeinsam haben. Auch hier können zusätzliche Geschwindigkeitsumwandlungsmodule 208, ein erster Sensor 212 und ein zweiter Sensor 214 für Antriebsbaugruppen, die die Rotation an mehreren Rädern und/oder Motoren erfassen, hinzugefügt werden.
Die SPS 224 kann in elektrischer Verbindung mit der SPLC 204 stehen. In einigen Beispielen sind die SPLC 204 und die SPS 224 auf der gleichen Leiterplatte angeordnet. Die SPS 224 kann so konfiguriert sein, dass sie Betriebsbefehle an ein oder mehrere Elemente des Sicherheitssystems 200 bereitstellt. Beispielsweise kann die SPS 224 so konfiguriert sein, dass sie Fahrbefehle (z. B. Vorwärtsfahren, Rückwärtsfahren, Anhalten, Beschleunigen, Abbremsen usw.) an die Antriebsbaugruppe 216 übermittelt.
Die SPLC 204 kann so konfiguriert sein, dass sie Notfallinformationen von einer oder mehreren Quellen empfängt, wie z. B. der Not-Aus-Taste 228, der Bedienfeld-Sicherheitseingabe 232 und/oder dem Türschaltersensor 236. Wie oben erwähnt, kann der mobile Roboter 50 eine oder mehrere Not-Aus-Tasten 86 aufweisen. Die Not-Aus-Taste 228 des Sicherheitssystems 200 kann eine oder mehrere der Not-Aus-Tasten 86 enthalten. Wenn also die Not-Aus-Taste 228 gedrückt wird (z. B. manuell), kann ein Stoppsignal an die SPLC 204 übermittelt werden. Daraufhin kann die SPLC 204 ein Abschaltsignal an die Antriebsbaugruppe 216 weiterleiten.
Der SPLC 204 kann ein Notsignal von der Bedienfeld-Sicherheitseingabe 232 empfangen. Die Bedienfeld-Sicherheitseingabe 232 kann ein Signal enthalten, das über ein Bedienfeld des mobilen Roboters erzeugt wird. Beispielsweise kann der mobile Roboter ein Fördererzubehör mit einem Stößel enthalten, um ein Objekt (z. B. eine Palette) daran zu hindern, über eine mit einem Schutzanschlagseingang verbundene Plattform hinaus befördert zu werden. Die Leistung des Förderbandmotors kann über die SPLC 204 gesteuert werden, die mit dem Sicherheitsausgang des Benutzers verbunden ist. Wenn der Stößel während der Fahrt des mobilen Roboters nach unten fällt (was z. B. anzeigt, dass das Objekt nicht mehr sicher an Ort und Stelle gehalten wird), kann dies ein Hinweis darauf sein, dass das Objekt versehentlich vom Förderzubehör herunterfallen könnte. Daher kann es wünschenswert sein, die Bewegung des Roboters anzuhalten, damit die Palette nicht vom mobilen Roboter wegbefördert wird. Wenn der mobile Roboter dagegen bereits angehalten wurde und der Stößel fällt, kann dies ein Hinweis darauf sein, dass der mobile Roboter einen Abwurf vornimmt. So kann die Stromversorgung des Förderers notwendig sein, um die Palette zu bewegen, aber die Stromversorgung der Antriebsbaugruppe 216 des mobilen Roboters kann abgeschaltet werden, um zu verhindern, dass der mobile Roboter wegfährt. Dies kann unbeabsichtigte Verletzungen oder andere Schäden verhindern.
In einigen Beispielen kann der mobile Roboter mit einem oder mehreren Türschaltern ausgestattet sein. Die Türschalter können ausgelöst werden, wenn eine Außenhaut oder Abdeckung (z. B. die äußere Abschirmung 74 des mobilen Roboters 50) vom mobilen Roboter entfernt wird. Wenn ein oder mehrere Türschalter ausgelöst werden (z. B. während ein Benutzer im Inneren des mobilen Roboters arbeitet), kann die SPLC 204 so konfiguriert sein, dass sie Anweisungen zum Abschalten der Stromversorgung an die Antriebsbaugruppe 216 und/oder andere elektrische Komponenten des mobilen Roboters sendet und/oder aufrechterhält. Auf diese Weise kann die SPLC 204 für weitere Sicherheit sorgen, indem sie unbeabsichtigte Schocks für den Benutzer verhindert, wenn dieser beispielsweise mit Hochspannungselementen in Berührung kommt, während das Innere des mobilen Roboters zugänglich ist. In einigen Ausführungsformen kann das Sicherheitssystem 200 eine Nutzlastsicherheitsverriegelung 238 umfassen. Die Nutzlastsicherheitsverriegelung 238 kann Eingaben von der SPS 224 empfangen und/oder Ausgaben an diese liefern. Die Nutzlastsicherheitsverriegelung 238 kann eine Verriegelung zwischen der Bewegung des mobilen Roboters 50 und der Bewegung einer Nutzlastvorrichtung ermöglichen. Zum Beispiel kann sich ein anderer Roboter (z. B. ein stationärer Roboter mit einem beweglichen Arm) möglicherweise nur dann bewegen, wenn der mobile Roboter 50 angehalten ist. Ein Verriegelungsausgang von der SPLC 204 an die Nutzlastsicherheitsverriegelung 238 kann eine solche Verriegelung steuern. Zusätzlich oder alternativ kann der mobile Roboter 50 aufgefordert werden, anzuhalten, wenn sich die Nutzlastvorrichtung bewegt. Wie dargestellt, kann die SPLC 204 einen Eingang für dieses Signal empfangen.
Die SPLC 204 kann mit dem Abstandssensor 240 in Verbindung stehen. Die Kommunikation zwischen der SPLC 204 und dem Abstandssensor 240 kann bidirektional sein. Zum Beispiel kann der Abstandssensor 240 ein sicheres STOPP-Signal an die SPLC 204 senden, wenn eine Gefahr erkannt wird. In einigen Ausführungsformen kann anstelle eines sicheren STOPP-Ausgangs ein STOPP-Ausgang bereitgestellt werden (z. B. außerhalb eines Bereichs für ein sicheres STOPP-Signal). Zusätzlich oder alternativ kann die SPLC 204 ein Suchabstandssignal an den Abstandssensor 240 senden. In einigen Ausführungsformen kann das Sicherheitssystem 200 eine Reihe von Sensoren mit unterschiedlichen Reichweiten umfassen, was bedeuten kann, dass eine bidirektionale Kommunikation zwischen der SPLC 204 und dem Abstandssensor 240 nicht erforderlich ist. Der Abstandssensor 240 kann einem oder mehreren der hier beschriebenen Abstandssensoren entsprechen (z. B. dem ersten Abstandssensor 82 und/oder dem zweiten Abstandssensor 84). Der Abstandssensor 240 kann einen LIDAR-Sensor oder einen anderen Entfernungsmesser umfassen. Der Abstandssensor 240 kann so konfiguriert sein, dass er in einem Suchabstand und/oder einem Entfernungsbereich vom mobilen Roboter nach potenziellen Gefahren sucht. Zum Beispiel kann der Abstandssensor 240 nach Objekten in einem Bereich von 5 bis 10 Metern vom mobilen Roboter suchen. Der Suchabstand kann ca. 0,2 m, ca. 0,5 m, ca. 1 m, ca. 2 m, ca. 5 m, ca. 7 m, ca. 10 m, ca. 15 m, ca. 20 m, ca. 25 m, ca. 25 m, ca. 30 m, ca. 35 m, ca. 40 m, ca. 45 m oder einen beliebigen Wert darin betragen oder in einen beliebigen Suchbereich mit Endpunkten darin fallen.
Wenn die SPLC 204 feststellt, dass ein Risikoparameter einen Schwellenwert überschritten hat, kann die SPLC 204 ein Signal an den Abstandssensor 240 senden, um den Suchabstand und/oder den Suchbereich zu aktualisieren. Zusätzlich oder alternativ kann die SPLC 204 die Suchentfernung und/oder den Suchbereich aktualisieren, wenn die SPLC 204 feststellt, dass der mobile Roboter mit einer anderen Geschwindigkeit fährt. Wenn die SPLC 204 beispielsweise feststellt, dass einer der Sensoren 212, 214 nicht ordnungsgemäß funktioniert, kann die SPLC 204 Anweisungen an die Antriebsbaugruppe 216 senden, die Geschwindigkeit des mobilen Roboters 50 zu verringern. Zusätzlich oder alternativ kann die SPLC 204 ein Signal an den Abstandssensor 240 senden, um seinen Suchabstand/-bereich zu verringern. Wenn der mobile Roboter seine Geschwindigkeit erhöht oder verringert, kann die SPLC 204 den Abstandssensor 240 anweisen, den Suchabstand/-bereich um den entsprechenden Betrag zu ändern. In einigen Beispielen können die Anweisungen der SPLC 204 darin bestehen, einen anderen Parameter der Suche auf der Grundlage der vom Geschwindigkeitsumwandlungsmodul 208 empfangenen Informationen zu ändern. So kann die SPLC 204 beispielsweise den Abstandssensor 240 anweisen, in einer anderen Richtung und/oder einem anderen Winkelbereich zu suchen. Andere Varianten sind möglich.
3B zeigt schematisch ein Beispiel für ein Geschwindigkeitsumwandlungsmodul 208 gemäß einigen Ausführungsformen. Das Geschwindigkeitsumwandlungsmodul 208 kann zwei oder mehr Logiksteuerungen umfassen. Wie dargestellt, umfasst das Geschwindigkeitsumwandlungsmodul 208 eine erste Logiksteuerung 209 und eine zweite Logiksteuerung 210. Die erste Logiksteuerung 209 kann so konfiguriert sein, dass sie die vom ersten Sensor 212 empfangene Information (z. B. Rotationsinformation) verarbeitet. Zusätzlich oder alternativ kann die zweite Logiksteuerung 210 so konfiguriert sein, dass sie eine Information vom zweiten Sensor 214 verarbeitet. Die erste Logiksteuerung 209 und die zweite Logiksteuerung 210 können entsprechende Daten unabhängig voneinander verarbeiten. Auf diese Weise können die verarbeiteten Informationen nicht durch andere Informationen beeinflusst werden. Eine oder beide Logiksteuerungen 209, 210 können so konfiguriert sein, dass sie eingehende Rotationsdaten mit einer Verarbeitungsrate von etwa 200 kHz, etwa 300 kHz, etwa 400 kHz oder mit irgendeiner anderen Verarbeitungsrate der hier beschriebenen Geschwindigkeitsumwandlungsmodule verarbeiten. In einem Beispiel können eine oder beide der logischen Steuerungen 209, 210 eine komplexe programmierbare Logikeinheit (CPLD) enthalten. In einem anderen Beispiel können eine oder beide der Logiksteuerungen 209, 210 Teil einer CPLD sein.
4 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Beispielverfahren 300 zur Verbesserung der Sicherheit eines mobilen Roboters gemäß bestimmten Ausführungsformen darstellt. Das Verfahren kann von einem oder mehreren hierin beschriebenen Elementen durchgeführt werden. Beispielsweise können Schritte des Verfahrens durch ein Sicherheitssystem (z. B. das Sicherheitssystem 100, das Sicherheitssystem 200), einen mobilen Roboter (z. B. den mobilen Roboter 50) und/oder Teile von einem oder beiden ausgeführt werden.
In Block 304 umfasst das Verfahren 300 die Bestimmung einer ersten Rotationsinformation eines Rades einer Antriebsbaugruppe unter Verwendung eines ersten Sensors. In Block 308 umfasst das Verfahren 300 die Bestimmung einer zweiten Rotationsinformation des Rades unter Verwendung eines zweiten Sensors.
In Block 312 kann das Verfahren 300 die Bestimmung einer entsprechenden ersten und zweiten Geschwindigkeitsinformation auf der Grundlage der ersten und zweiten Rotationsinformation umfassen. In Block 316 umfasst das Verfahren 300 die Bestimmung eines Risikoparameters auf der Grundlage der ersten und/oder zweiten Geschwindigkeitsinformation unter Verwendung einer SPLC. In einigen Ausführungsformen kann die Bestimmung dieses Risikoparameters die Berechnung der Bewegungskinematik des Fahrzeugs aus den Radgeschwindigkeiten umfassen. Beispielsweise kann der Risikoparameter von der relativen Annäherungsgeschwindigkeit zwischen Fahrzeug und Hindernis (z. B. der Differenz zwischen diesen Geschwindigkeiten) abhängen. Ein Sensor (z. B. der Sensor 240) könnte einen Doppler-LIDAR-Sensor enthalten und/oder die Objektgeschwindigkeit an die SPLC (z. B. die SPLC 204) ausgeben. Dies könnte eine komplexere Risikoberechnung ermöglichen, die sowohl die Fahrzeug- als auch die Objektgeschwindigkeit miteinbezieht.
In Block 320 umfasst das Verfahren 300 die Verringerung eines Stromflusses zur Antriebsbaugruppe in Reaktion auf die Feststellung, dass der Risikoparameter einen Schwellenwert überschreitet.
Das Verfahren 300 kann den Vergleich der ersten und zweiten Geschwindigkeitsinformation beinhalten. In einigen Beispielen basiert die Bestimmung des Risikoparameters auf dem Vergleich der ersten und zweiten Rotationsinformation. In einigen Beispielen umfasst der erste Sensor einen optischen Encoder. Zusätzlich oder alternativ dazu umfasst der zweite Sensor einen magnetischen Sensor.
Das Verfahren 300 kann ferner die Erkennung potenzieller Gefahren innerhalb eines ersten Abstands zum mobilen Roboter unter Verwendung eines Abstandssensors umfassen. Der Abstandssensor kann LIDAR umfassen. Das Verfahren 300 kann als Reaktion auf die Bestimmung des Risikoparameters das Senden von Anweisungen zur Erkennung potenzieller Gefahren innerhalb eines zweiten Abstands vom mobilen Roboter, der sich vom ersten Abstand unterscheidet, umfassen. Andere Variationen sind unter Berücksichtigung der hier erläuterten Details möglich.
Beispielhafte Ausführunasformen
Im Folgenden wird eine Reihe von nicht einschränkenden Ausführungsbeispielen aufgeführt, die bestimmte oben beschriebene Merkmale enthalten. Diese sind nur beispielhaft aufgeführt und sollten nicht als Einschränkung des Umfangs der obigen Beschreibung interpretiert werden.
In einer ersten Ausführungsform umfasst ein Robotersicherheitssystem: einen ersten Sensor, der betriebsmäßig mit einer Antriebsbaugruppe eines mobilen Roboters gekoppelt und so konfiguriert ist, dass er eine erste Rotationsinformation eines Rades der Antriebsbaugruppe bestimmt; einen zweiten Sensor, der betriebsmäßig mit der Antriebsbaugruppe gekoppelt und so konfiguriert ist, dass er eine zweite Rotationsinformation des Rades bestimmt; ein Geschwindigkeitsumwandlungsmodul, das so konfiguriert ist, dass es: die erste und zweite Rotationsinformation mit einer ersten Verarbeitungsrate empfängt; und eine entsprechende erste und zweite Geschwindigkeitsinformation auf der Grundlage der ersten und zweiten Rotationsinformation bestimmt; eine programmierbare Sicherheitslogiksteuerung (SPLC), die mit dem Geschwindigkeitsumwandlungsmodul kommuniziert und so konfiguriert ist, dass sie: die erste und zweite Geschwindigkeitsinformation vom Geschwindigkeitsumwandlungsmodul mit einer zweiten Verarbeitungsrate empfängt, die niedriger ist als die erste Verarbeitungsrate; einen Risikoparameter auf der Grundlage der ersten und/oder zweiten Geschwindigkeitsinformation bestimmt; als Reaktion auf die Feststellung, dass der Risikoparameter einen Schwellenwert überschreitet, Anweisungen zur Verringerung eines Stromflusses zur Antriebsanordnung sendet.
In einer 2. Ausführungsform, das Robotersicherheitssystem der Ausführungsform 1, wobei die SPLC ferner so konfiguriert ist, dass sie die erste und zweite Geschwindigkeitsinformation vergleicht.
In einer 3. Ausführungsform, das Robotersicherheitssystem der Ausführungsform 2, wobei die SPLC ferner so konfiguriert ist, dass sie den Risikoparameter auf der Grundlage eines Vergleichs der ersten und zweiten Rotationsinformation bestimmt.
In einer 4. Ausführungsform, das Robotersicherheitssystem einer der Ausführungsformen 1-3, wobei der erste Sensor einen optischen Encoder umfasst.
In einer 5. Ausführungsform, das Robotersicherheitssystem einer der Ausführungsformen 1-4, wobei der zweite Sensor einen magnetischen Sensor umfasst.
In einer 6. Ausführungsform, das Robotersicherheitssystem einer der Ausführungsformen 1-5, ferner mit einem Abstandssensor, der so konfiguriert ist, dass er potenzielle Gefahren innerhalb eines ersten Abstands zum mobilen Roboter erkennt.
In einer 7. Ausführungsform, das Robotersicherheitssystem der Ausführungsform 6, wobei der Abstandssensor LIDAR umfasst.
In einer 8. Ausführungsform, das Robotersicherheitssystem einer der Ausführungsformen 6-7, wobei die SPLC ferner so konfiguriert ist, dass sie als Reaktion auf die Bestimmung des Risikoparameters Anweisungen sendet, um potenzielle Gefahren innerhalb eines zweiten Abstands zum mobilen Roboter, der sich vom ersten Abstand unterscheidet, zu erkennen.
In einer 9. Ausführungsform, das Robotersicherheitssystem einer der Ausführungsformen 1-8, wobei die erste Abtastrate größer als etwa 10.000 Hz ist.
In einer 10. Ausführungsform, das Robotersicherheitssystem einer der Ausführungsformen 1-9, wobei die zweite Abtastrate niedriger als etwa 500 Hz ist.
In einer 11. Ausführungsform, das Robotersicherheitssystem einer der Ausführungsformen 1-10, ferner mit einem zweiten Rad und einer zweiten Antriebsbaugruppe.
In einer 12. Ausführungsform, das Robotersicherheitssystem der Ausführungsform 11, darüber hinaus umfassend: einen dritten Sensor, der betriebsmäßig mit der zweiten Antriebsbaugruppe des mobilen Roboters gekoppelt und so konfiguriert ist, dass er eine erste Rotationsinformation des zweiten Rades bestimmt; und einen vierten Sensor, der betriebsmäßig mit der zweiten Antriebsbaugruppe gekoppelt und so konfiguriert ist, dass er eine zweite Rotationsinformation des zweiten Rades bestimmt.
In einer 13. Ausführungsform, das Robotersicherheitssystem der Ausführungsform 12, ferner mit einer zweiten SPLC, die mit dem zweiten Geschwindigkeitsumwandlungsmodul kommuniziert und so konfiguriert ist, dass sie: einen zweiten Risikoparameter auf der Grundlage der ersten Geschwindigkeitsinformation des zweiten Rades und/oder der zweiten Geschwindigkeitsinformation des zweiten Rades bestimmt.
In einer 14. Ausführungsform, das Robotersicherheitssystem der Ausführungsform 13, wobei die zweite SPLC weiterhin so konfiguriert ist, dass sie: als Reaktion auf die Feststellung, dass der zweite Risikoparameter einen zweiten Schwellenwert überschreitet, Anweisungen zur Verringerung eines Stromflusses zur zweiten Antriebsbaugruppe sendet.
In einer 15. Ausführungsform, ein Verfahren zur Verbesserung der Sicherheit eines mobilen Roboters, umfassend: Bestimmung einer ersten Rotationsinformation eines Rades einer Antriebsbaugruppe unter Verwendung eines ersten Sensors; Bestimmung einer zweiten Rotationsinformation des Rades unter Verwendung eines zweiten Sensors; Bestimmung einer entsprechenden ersten und zweiten Geschwindigkeitsinformation auf der Grundlage der ersten und zweiten Rotationsinformation; Bestimmung eines Risikoparameters unter Verwendung einer programmierbaren Sicherheitslogiksteuerung (SPLC) auf der Grundlage der ersten Geschwindigkeitsinformation und/oder zweiten Geschwindigkeitsinformation; und als Reaktion auf die Feststellung, dass der Risikoparameter einen Schwellenwert überschreitet, Verringern eines Stromflusses zur Antriebsbaugruppe.
In einer 16. Ausführungsform, das Verfahren der Ausführungsform 15, ferner umfassend, die erste und zweite Geschwindigkeitsinformation zu vergleichen.
In einer 17. Ausführungsform, das Verfahren der Ausführungsform 16, wobei die Bestimmung des Risikoparameters auf dem Vergleich der ersten und zweiten Rotationsinformation beruht.
In einer 18. Ausführungsform, das Verfahren nach einer der Ausführungsformen 15-17, wobei der erste Sensor einen optischen Encoder umfasst.
In einer 19. Ausführungsform, das Verfahren nach einer der Ausführungsformen 15-18, wobei der zweite Sensor einen magnetischen Sensor umfasst.
In einer 20. Ausführungsform, das Verfahren nach einer der Ausführungsformen 15-19, ferner umfassend, potenzielle Gefahren innerhalb eines ersten Abstands zum mobilen Roboter unter Verwendung eines Abstandssensors zu erkennen.
In einer 21. Ausführungsform, das Verfahren der Ausführungsform 20, wobei der Abstandssensor LIDAR umfasst.
In einer 22. Ausführungsform, das Verfahren einer der Ausführungsformen 20-21, ferner umfassend, als Reaktion auf die Bestimmung des Risikoparameters Anweisungen zu senden, um potenzielle Gefahren innerhalb eines zweiten Abstands zum mobilen Roboter, der sich vom ersten Abstand unterscheidet, zu erkennen.
In einer 23. Ausführungsform, das Verfahren einer der Ausführungsformen 15-22, ferner umfassend: Verwendung eines dritten Sensors, der betriebsmäßig mit einer zweiten Antriebsbaugruppe des mobilen Roboters gekoppelt ist, um eine erste Rotationsinformation eines zweiten Rades der zweiten Antriebsbaugruppe zu bestimmen; und Verwendung eines vierten Sensors, der betriebsmäßig mit der zweiten Antriebsbaugruppe gekoppelt ist, um eine zweite Rotationsinformation des zweiten Rades zu bestimmen.
In einer 24. Ausführungsform, das Verfahren der Ausführungsform 23, ferner umfassend: Verwendung einer zweiten SPLC, die mit dem zweiten Geschwindigkeitsumwandlungsmodul kommuniziert, um einen zweiten Risikoparameter auf der Grundlage der ersten Geschwindigkeitsinformation des zweiten Rades und/oder der zweiten Geschwindigkeitsinformation des zweiten Rades zu bestimmen.
In einer 25. Ausführungsform, das Verfahren der Ausführungsform 24, ferner umfassend: als Reaktion auf die Feststellung, dass der zweite Risikoparameter einen zweiten Schwellenwert überschreitet, Senden von Anweisungen zur Verringerung des Stromflusses zur zweiten Antriebsbaugruppe.
Zusätzliche Überlegungen
Die hier verwendeten Orientierungsbegriffe, wie „oben“, „unten“, „proximal“, „distal“, „längs“, „seitlich“ und „Ende“, werden im Zusammenhang mit dem dargestellten Beispiel verwendet. Die vorliegende Offenbarung sollte jedoch nicht auf die dargestellte Ausrichtung beschränkt sein. Tatsächlich sind andere Ausrichtungen möglich und fallen in den Umfang dieser Offenbarung. Hier verwendete Begriffe, die sich auf kreisförmige Formen beziehen, wie z. B. Durchmesser oder Radius, sind nicht so zu verstehen, dass sie perfekte kreisförmige Strukturen erfordern, sondern sollten vielmehr auf jede geeignete Struktur mit einem Querschnittsbereich angewendet werden, der von einer Seite zur anderen gemessen werden kann. Begriffe, die sich auf Formen im Allgemeinen beziehen, wie z. B. „kreisförmig“, „zylindrisch“, „halbkreisförmig“ oder „halbzylindrisch“ oder verwandte oder ähnliche Begriffe, müssen nicht streng mit den mathematischen Definitionen von Kreisen oder Zylindern oder anderen Strukturen übereinstimmen, sondern können Strukturen umfassen, die einigermaßen gute Annäherungen darstellen.
Konditionale Ausdrücke wie „kann“, „könnte“, sofern nicht ausdrücklich anders angegeben oder im jeweiligen Kontext anders aufzufassen, sollen im Allgemeinen ausdrücken, dass bestimmte Beispiele bestimmte Merkmale, Elemente und/oder Schritte enthalten oder auch nicht. Derartige bedingte Formulierungen sollen also nicht generell implizieren, dass Merkmale, Elemente und/oder Schritte in irgendeiner Weise für ein oder mehrere Beispiele erforderlich sind.
Konjunktionale Ausdrücke wie z. B. „mindestens eines von X, Y und Z“ werden, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist, im verwendeten Kontext allgemein so verstanden, dass ein Gegenstand, ein Begriff usw. entweder X, Y oder Z sein kann. Daher sollen solche konjunktiven Ausdrücke nicht generell bedeuten, dass bestimmte Beispiele das Vorhandensein von mindestens einem von X, mindestens einem von Y und mindestens einem von Z erfordern.
Die hier verwendeten Begriffe „ungefähr“, „etwa“ und „im Wesentlichen“ stehen für eine Menge, die nahe an der angegebenen Menge liegt und dennoch eine gewünschte Funktion erfüllt oder ein gewünschtes Ergebnis erzielt. In einigen Beispielen können sich nach Maßgabe des Kontexts die Begriffe „ungefähr“, „etwa“ und „im Wesentlichen“ z.B. auf eine Menge beziehen, die innerhalb von weniger als oder gleich 10 % der angegebenen Menge liegt. Der hier verwendete Begriff „im Allgemeinen“ bezieht sich auf einen Wert, eine Menge oder ein Merkmal, das überwiegend einen bestimmten Wert, eine bestimmte Menge oder ein bestimmtes Merkmal umfasst oder dazu tendiert. In bestimmten Beispielen kann sich der Begriff „im Allgemeinen parallel“ nach Maßgabe des Kontexts auf etwas beziehen, das von einer exakten Parallele um weniger als oder gleich 20 Grad abweicht. Alle Bereiche schließen die Endpunkte ein.
Es wurden mehrere anschauliche Beispiele für mobile Roboter und Ladeschnittstellen offenbart. Obwohl diese Offenbarung in Bezug auf bestimmte anschauliche Beispiele und Verwendungen beschrieben wurde, fallen auch andere Beispiele und andere Verwendungen, einschließlich Beispiele und Verwendungen, die nicht alle hier dargelegten Merkmale und Vorteile bieten, in den Umfang dieser Offenbarung. Komponenten, Elemente, Merkmale, Handlungen oder Schritte können anders angeordnet oder ausgeführt werden als beschrieben, und Komponenten, Elemente, Merkmale, Handlungen oder Schritte können in verschiedenen Beispielen kombiniert, zusammengelegt, hinzugefügt oder weggelassen werden. Alle möglichen Kombinationen und Unterkombinationen von Elementen und Komponenten, die hier beschrieben werden, sollen in dieser Offenbarung enthalten sein. Kein einzelnes Merkmal oder eine Gruppe von Merkmalen ist notwendig oder unerlässlich.
Bestimmte Merkmale, die in dieser Offenbarung im Zusammenhang mit separaten Implementierungen beschrieben werden, können auch in Kombination in einer einzigen Implementierung implementiert werden. Umgekehrt können verschiedene Merkmale, die im Zusammenhang mit einer einzigen Implementierung beschrieben werden, auch in mehreren Implementierungen separat oder in jeder geeigneten Unterkombination implementiert werden. Auch wenn oben Merkmale als in bestimmten Kombinationen wirkend beschrieben sind, können ein oder mehrere Merkmale einer beanspruchten Kombination in einigen Fällen aus der Kombination herausgenommen werden, und die Kombination kann als Unterkombination oder Variation einer Unterkombination beansprucht werden.
Jeder Teil jeglicher Schritte, Prozesse, Strukturen und/oder Vorrichtungen, die in einem Beispiel in dieser Offenbarung offenbart oder dargestellt sind, kann mit jedem anderen Teil der Schritte, Prozesse, Strukturen und/oder Vorrichtungen, die in einem anderen Beispiel oder Flussdiagramm offenbart oder dargestellt sind, kombiniert oder verwendet werden (oder anstelle davon). Die hier beschriebenen Beispiele sind nicht als eigenständig und voneinander getrennt zu betrachten. Kombinationen, Variationen und einige Implementierungen der offenbarten Merkmale fallen in den Umfang dieser Offenbarung.
Obwohl die Arbeitsgänge in den Zeichnungen in einer bestimmten Reihenfolge dargestellt oder in der Beschreibung in einer bestimmten Reihenfolge beschrieben sind, müssen diese Arbeitsgänge nicht in der gezeigten Reihenfolge oder in aufeinanderfolgender Reihenfolge ausgeführt werden oder alle Arbeitsgänge ausgeführt werden, um die erwünschten Ergebnisse zu erzielen. Andere Vorgänge, die nicht abgebildet oder beschrieben sind, können in die Beispielverfahren und -prozesse einbezogen werden. So können beispielsweise ein oder mehrere zusätzliche Arbeitsgänge vor, nach, gleichzeitig oder zwischen den beschriebenen Arbeitsgängen durchgeführt werden. Darüber hinaus können die Vorgänge in einigen Ausführungen neu angeordnet oder neu geordnet werden. Auch die Trennung verschiedener Komponenten in den oben beschriebenen Ausführungen ist nicht so zu verstehen, dass eine solche Trennung in allen Ausführungen erforderlich ist, und es ist davon auszugehen, dass die beschriebenen Komponenten und Systeme im Allgemeinen zusammen in ein einziges Produkt integriert oder in mehrere Produkte verpackt werden können. Außerdem fallen einige Implementierungen in den Umfang dieser Offenbarung.
Auch wenn illustrative Beispiele beschrieben wurden, fallen alle Beispiele mit äquivalenten Elementen, Änderungen, Auslassungen und/oder Kombinationen ebenfalls in den Umfang dieser Offenbarung. Darüber hinaus, obwohl bestimmte Aspekte, Vorteile und neuartige Merkmale hierin beschrieben sind, werden möglicherweise nicht unbedingt alle diese Vorteile gemäß einem bestimmten Beispiel erreicht. Beispielsweise erreichen einige Beispiele im Rahmen dieser Offenbarung einen Vorteil oder eine Gruppe von Vorteilen, wie sie hierin beschrieben sind, ohne notwendigerweise andere hierin beschriebene oder vorgeschlagene Vorteile zu erreichen. Ferner können einige Beispiele andere Vorteile als die hierin gelehrten oder vorgeschlagenen erzielen.
Einige Beispiele sind in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben worden. Die Figuren sind maßstabsgetreu gezeichnet und/oder dargestellt, aber ein solcher Maßstab sollte nicht einschränkend sein, da andere Abmessungen und Proportionen als die gezeigten in Betracht gezogen werden und in den Umfang der offenbarten Erfindung fallen. Abstände, Winkel usw. dienen lediglich der Veranschaulichung und stehen nicht notwendigerweise in einem exakten Verhältnis zu den tatsächlichen Abmessungen und der Anordnung der abgebildeten Vorrichtungen. Komponenten können hinzugefügt, entfernt und/oder neu angeordnet werden. Darüber hinaus kann die Offenbarung eines bestimmten Merkmals, Aspekts, Verfahrens, einer Eigenschaft, einer Charakteristik, einer Qualität, eines Attributs, eines Elements oder dergleichen in Verbindung mit verschiedenen Beispielen auch für alle anderen hier dargestellten Beispiele verwendet werden. Darüber hinaus kann jedes hier beschriebene Verfahren mit jeder Vorrichtung durchgeführt werden, die für die Durchführung der genannten Schritte geeignet ist.
Zum Zwecke der Zusammenfassung der Offenbarung wurden bestimmte Aspekte, Vorteile und Merkmale der Erfindungen hier beschrieben. Nicht alle oder irgendwelche dieser Vorteile werden notwendigerweise in Übereinstimmung mit einem bestimmten Beispiel der hier offenbarten Erfindungen erreicht. Keine Aspekte dieser Offenbarung sind wesentlich oder unerlässlich. In vielen Beispielen können die Vorrichtungen, Systeme und Verfahren anders konfiguriert sein als in den Figuren oder der vorliegenden Beschreibung dargestellt. So können beispielsweise verschiedene Funktionen, die von den dargestellten Modulen bereitgestellt werden, kombiniert, neu angeordnet, hinzugefügt oder gelöscht werden. In einigen Implementierungen können zusätzliche oder andere Prozessoren oder Module einige oder alle der Funktionen ausführen, die unter Bezugnahme auf die in den Figuren beschriebenen und dargestellten Beispiele beschrieben werden. Viele Ausführungsvarianten sind möglich. Jedes der in dieser Beschreibung offenbarten Merkmale, Strukturen, Schritte oder Verfahren kann in jedem Beispiel enthalten sein.
Zusammenfassend sind verschiedene Beispiele für mobile Roboter und zugehörige Verfahren offenbart worden. Diese Offenbarung erstreckt sich über die speziell offenbarten Beispiele hinaus auf andere alternative Beispiele und/oder andere Verwendungen der Beispiele sowie auf bestimmte Modifikationen und Äquivalente davon. Darüber hinaus wird in dieser Offenbarung ausdrücklich in Betracht gezogen, dass verschiedene Merkmale und Aspekte der offenbarten Beispiele miteinander kombiniert oder gegeneinander ausgetauscht werden können. Dementsprechend sollte der Umfang dieser Offenbarung nicht durch die oben beschriebenen Beispiele eingeschränkt werden, sondern nur durch eine genaue Lektüre der Ansprüche bestimmt werden. In einigen Ausführungsformen können die hier offenbarte(n) Antriebsbaugruppe(n) und/oder Sicherheitssysteme in anderen Systemen als einem mobilen Roboter verwendet werden.
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

US 63030758 [0001]

Claims

Robotersicherheitssystem, aufweisend: einen ersten Sensor, der betriebsmäßig mit einer Antriebsbaugruppe eines mobilen Roboters gekoppelt und so konfiguriert ist, dass er eine erste Rotationsinformation eines Rades der Antriebsbaugruppe bestimmt; einen zweiten Sensor, der betriebsmäßig mit der Antriebsbaugruppe gekoppelt und so konfiguriert ist, dass er eine zweite Rotationsinformation des Rades bestimmt; ein Geschwindigkeitsumwandlungsmodul, das so konfiguriert ist, dass es: die erste und zweite Rotationsinformation mit einer ersten Verarbeitungsrate empfängt; und eine entsprechende erste und zweite Geschwindigkeitsinformation auf der Grundlage der ersten und zweiten Rotationsinformation bestimmt; eine programmierbare Sicherheitslogiksteuerung (SPLC), die mit dem Geschwindigkeitsumwandlungsmodul kommuniziert und so konfiguriert ist, dass sie: die erste und zweite Geschwindigkeitsinformation vom Geschwindigkeitsumwandlungsmodul mit einer zweiten Verarbeitungsrate empfängt, die niedriger ist als die erste Verarbeitungsrate; einen Risikoparameter auf der Grundlage der ersten und/oder zweiten Geschwindigkeitsinformation bestimmt; als Reaktion auf die Feststellung, dass der Risikoparameter einen Schwellenwert überschreitet, Anweisungen zur Verringerung eines Stromflusses zur Antriebsbaugruppe sendet.
Robotersicherheitssystem nach Anspruch 1, wobei die SPLC ferner so konfiguriert ist, dass sie die erste und zweite Geschwindigkeitsinformation vergleicht.
Robotersicherheitssystem nach Anspruch 2, wobei die SPLC ferner so konfiguriert ist, dass sie den Risikoparameter auf der Grundlage eines Vergleichs der ersten und zweiten Rotationsinformation bestimmt.
Robotersicherheitssystem nach Anspruch 1, wobei der erste Sensor einen optischen Encoder umfasst.
Robotersicherheitssystem nach Anspruch 1, wobei der zweite Sensor einen magnetischen Sensor umfasst.
Robotersicherheitssystem nach Anspruch 1, ferner mit einem Abstandssensor, der so konfiguriert ist, dass er potenzielle Gefahren innerhalb eines ersten Abstands zum mobilen Roboter erkennt.
Robotersicherheitssystem nach Anspruch 6, wobei der Abstandssensor LIDAR umfasst.
Robotersicherheitssystem nach Anspruch 6, wobei die SPLC ferner so konfiguriert ist, dass sie als Reaktion auf die Bestimmung des Risikoparameters Anweisungen sendet, um potenzielle Gefahren innerhalb eines zweiten Abstands zum mobilen Roboter, der sich vom ersten Abstand unterscheidet, zu erkennen.
Robotersicherheitssystem nach Anspruch 1, wobei die erste Abtastrate größer als etwa 10.000 Hz ist.
Robotersicherheitssystem nach Anspruch 1, wobei die zweite Abtastrate niedriger als etwa 500 Hz ist.
Robotersicherheitssystem nach Anspruch 1, ferner mit einem zweiten Rad und einer zweiten Antriebsbaugruppe.
Robotersicherheitssystem nach Anspruch 11, darüber hinaus umfassend: einen dritten Sensor, der betriebsmäßig mit der zweiten Antriebsbaugruppe des mobilen Roboters gekoppelt und so konfiguriert ist, dass er eine erste Rotationsinformation des zweiten Rades bestimmt; und einen vierten Sensor, der betriebsmäßig mit der zweiten Antriebsbaugruppe gekoppelt und so konfiguriert ist, dass er eine zweite Rotationsinformation des zweiten Rades bestimmt.
Robotersicherheitssystem nach Anspruch 12, ferner mit einer zweiten SPLC, die mit dem zweiten Geschwindigkeitsumwandlungsmodul kommuniziert und so konfiguriert ist, dass sie: einen zweiten Risikoparameter auf der Grundlage der ersten Geschwindigkeitsinformation des zweiten Rades und/oder der zweiten Geschwindigkeitsinformation des zweiten Rades bestimmt.
Robotersicherheitssystem nach Anspruch 13, wobei die zweite SPLC weiterhin so konfiguriert ist, dass sie: als Reaktion auf die Feststellung, dass der zweite Risikoparameter einen zweiten Schwellenwert überschreitet, Anweisungen zur Verringerung eines Stromflusses zur zweiten Antriebsbaugruppe sendet.
Verfahren zur Verbesserung der Sicherheit eines mobilen Roboters, wobei das Verfahren umfasst: Bestimmung einer ersten Rotationsinformation eines Rades einer Antriebsbaugruppe unter Verwendung eines ersten Sensors; Bestimmung einer zweiten Rotationsinformation des Rades unter Verwendung eines zweiten Sensors; Bestimmung einer entsprechenden ersten und zweiten Geschwindigkeitsinformation auf der Grundlage der ersten und zweiten Rotationsinformation; Bestimmung eines Risikoparameters unter Verwendung einer programmierbaren Sicherheitslogiksteuerung (SPLC) auf der Grundlage der ersten Geschwindigkeitsinformation und/oder zweiten Geschwindigkeitsinformation; und als Reaktion auf die Feststellung, dass der Risikoparameter einen Schwellenwert überschreitet, Verringern eines Stromflusses zur Antriebsbaugruppe.
Verfahren nach Anspruch 15, ferner umfassen, die erste und zweite Geschwindigkeitsinformation zu vergleichen.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Bestimmung des Risikoparameters auf dem Vergleich der ersten und zweiten Rotationsinformation beruht.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei der erste Sensor einen optischen Encoder umfasst.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei der zweite Sensor einen magnetischen Sensor umfasst.
Verfahren nach Anspruch 15, ferner umfassend, potenzielle Gefahren innerhalb eines ersten Abstands zum mobilen Roboter unter Verwendung eines Abstandssensors zu erkennen.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei der Abstandssensor LIDAR umfasst.
Verfahren nach Anspruch 20, ferner umfassend, als Reaktion auf die Bestimmung des Risikoparameters Anweisungen zu senden, um potenzielle Gefahren innerhalb eines zweiten Abstands zum mobilen Roboter, der sich vom ersten Abstand unterscheidet, zu erkennen.
Verfahren nach Anspruch 15, ferner umfassend: Verwendung eines dritten Sensors, der betriebsmäßig mit einer zweiten Antriebsbaugruppe des mobilen Roboters gekoppelt ist, um eine erste Rotationsinformation eines zweiten Rades der zweiten Antriebsbaugruppe zu bestimmen; und Verwendung eines vierten Sensors, der betriebsmäßig mit der zweiten Antriebsbaugruppe gekoppelt ist, um eine zweite Rotationsinformation des zweiten Rades zu bestimmen.
Verfahren nach Anspruch 23, ferner umfassend: Verwendung einer zweiten SPLC, die mit dem zweiten Geschwindigkeitsumwandlungsmodul kommuniziert, um einen zweiten Risikoparameter auf der Grundlage der ersten Geschwindigkeitsinformation des zweiten Rades und/oder der zweiten Geschwindigkeitsinformation des zweiten Rades zu bestimmen.
Verfahren nach Anspruch 24, ferner umfassend: als Reaktion auf die Feststellung, dass der zweite Risikoparameter einen zweiten Schwellenwert überschreitet, Senden von Anweisungen zur Verringerung eines Stromflusses zur zweiten Antriebsbaugruppe.