DE202005002475U1

DE202005002475U1 - Foam covering for industrial robots reduces collision force with tactile sensors detecting proximity directly under the outer skin of the foam covering

Info

Publication number: DE202005002475U1
Application number: DE200520002475
Authority: DE
Original assignee: Heiligensetzer Peter Dr-Ing
Current assignee: Heiligensetzer Peter Dr-Ing
Priority date: 2005-02-15
Filing date: 2005-02-15
Publication date: 2006-06-22
Anticipated expiration: 2015-02-16

Abstract

Capacitive (2) and tactile (3) sensor elements fit into a flexible, energy-absorbent foam covering (1) that connects by screwing to a robot structure (5) along with the sensors. Sensor signals are transmitted via a plug-in connection (6).

Description

Die Erfindung betrifft einen Industrieroboter mit spezieller Schutzeinrichtung zur Vermeidung von Kollisionen mit der Roboterstruktur oder der Minderung der Kontaktkraft im Falle einer Kollision.The The invention relates to an industrial robot with a special protective device to avoid collisions with the robot structure or the Reduction of contact force in the event of a collision.

Normalerweise findet bei Industrierobotern keinerlei Überwachung auf Kollisionen statt. Für spezielle Anwendungen, insbesondere wenn Industrieroboter in direktem Kontakt mit Menschen arbeiten sollen ist eine besondere Schutzeinrichtung zur Vermeidung von Kollisionen bzw. zur Minderung der Kontaktkraft im Falle einer Kollision erforderlich.Usually There is no monitoring for collisions with industrial robots instead of. For special applications, especially when industrial robots in direct Working with people is a special protection to avoid collisions or to reduce the contact force in case of a collision required.

Es ist bekannt annäherungserkennende Sensoren in Kombination mit taktilen Sensoren zu verwenden. Weiterhin ist bekannt, starre Sensoren auf bzw. unter Abdeckungen des Roboters anzubringen und darüber eine dämpfende Schutzschicht anzubringen ( DE 10162412 A ). Auf diese Sensorsignale kann der Industrieroboter entsprechend z. B. durch Ausweichen oder Stopp reagieren.It is known to use proximity sensing sensors in combination with tactile sensors. Furthermore, it is known to mount rigid sensors on or under covers of the robot and to mount a damping protective layer over it ( DE 10162412 A ). On these sensor signals, the industrial robot according to z. B. react by dodging or stopping.

Durch die Überdeckung der Sensoren mit einer dämpfenden Schaumstoffschicht wird die Sensibilität der auf bzw. unter den Abdeckungen des Roboters angebrachten Annäherungssensoren reduziert, da die Messung zuerst den Schaumstoff durchdringen muß, bevor die eigentliche Annäherungsmessung erfolgt. Ein weitere Nachteil dieser Anordnung ist, daß die Messung an der Oberfläche der starren Robotermechanik erfolgt, die Außenkontour aber durch die Schaumstoffabdeckung gebildet wird. Dadurch wird die effektive Reichweite der Annäherungsmessung um die Dicke des Schaumstoffes reduziert.By the overlap the sensors with a damping Foam layer will increase the sensitivity of the cover or under the covers of the robot mounted proximity sensors reduced because the measurement must first penetrate the foam before the actual approach measurement he follows. Another disadvantage of this arrangement is that the measurement on the surface the rigid robot mechanism takes place, the Außenkontour but through the foam cover is formed. This will determine the effective range of the proximity measurement reduced by the thickness of the foam.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde die Reichweite und Zuverlässigkeit der Annäherungserkennung für das beschriebene System zur Kollisionsvermeidung oder Minderung der Kontaktkraft im Falle einer Kollision zu erhöhen.Of the Invention is the object of the range and reliability the proximity detection for the described system for collision avoidance or reduction of Increase contact force in case of a collision.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Annäherungssensoren innerhalb der Schaumstoffabdeckung unter der Außenhaut angeordnet sind.According to the invention Task solved by that the proximity sensors are arranged inside the foam cover under the outer skin.

Durch die erfindungsgemäße Lösung wird die Dämpfung der Sensorsignale minimiert, da die Distanz, die ein Meßsignal durch den Schaumstoff zurück legen muß sehr gering ist. Weiterhin erfolgt die Abstandsmessung am äußersten Rand des geschützten Robotersystems. Dadurch ergibt sich bei gegebener Erkennungsreichweite der Sensoren ein maximaler Abstand zur Erkennung der Annäherung von Objekten zum Roboter.By the solution according to the invention is the damping the sensor signals minimized because the distance that a measurement signal back through the foam must lay very much is low. Furthermore, the distance measurement takes place utmost Edge of the protected Robot system. This results in a given detection range the sensors a maximum distance to detect the approach of Objects to the robot.

Eine bevorzugte Ausgestaltung sieht eine Anordnung von kapazitiven Annäherungssensoren über taktilen Sensoren in Form von Schaltleisten vor. In den Schaltleisten erfolgt bei Druck ein Kontakt zwischen zwei elektrischen Leitern. Der durch diesen Kotakt entstehende Kurzschluß dient als Kontaktsignal. Kapazitive Sensoren und Schaltleisten sind in einem elastischen energieabsorbierenden Schaumstoff angeordnet. Die Sensorelemente in dem Schaumstoff sind ebenfalls elastisch, um im Falle einer Kollision sich der Verformung des Schaumstoffes anzupassen. Dadurch soll im Fall der Kollision verhindert werden, daß die Sensorelemente beschädigt werden oder das Objekt, das kollidiert ist, beschädigt wird. Die Schaumstoffabdeckung ist lösbar durch Verschraubung an der Roboterstruktur angebracht. Die Sensorsignale werden über eine Steckverbindung übertragen.A A preferred embodiment provides an arrangement of capacitive proximity sensors via tactile Sensors in the form of safety edges before. In the safety edges takes place when in contact, a contact between two electrical conductors. The through This contact resulting short circuit serves as a contact signal. Capacitive sensors and safety edges are in an elastic Energy absorbing foam arranged. The sensor elements in the foam are also elastic, in case of a collision to adapt to the deformation of the foam. This should be in the Case of collision can be prevented that the sensor elements are damaged or the object that collided is damaged. The foam cover is solvable attached by screwing to the robot structure. The sensor signals be over transmit a plug connection.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Zeichnung im einzelnen erläutert ist. Dabei zeigtFurther Advantages and features of the invention will become apparent from the claims and from the following description, in which an embodiment is explained in detail with reference to the drawing. It shows

1 eine Schnittansicht durch die Schaumstoffabdeckung mit Sensorelementen und die Roboterstruktur. 1 a sectional view through the foam cover with sensor elements and the robot structure.

In die elastische, energieabsorbierende Schaumstoffabdeckung 1 sind kapazitive 2 und taktile 3 Sensorelemente angeordnet. Die Schaumstoffabdeckung incl. Sensoren ist durch Verschraubung 4 mit der Roboterstruktur 5 verbunden. Die Sensorsignale werden über eine Steckverbindung 6 übertragen.In the elastic, energy absorbing foam cover 1 are capacitive 2 and tactile 3 Sensor elements arranged. The foam cover incl. Sensors is by screwing 4 with the robot structure 5 connected. The sensor signals are via a plug connection 6 transfer.

Claims

Collision force mitigating foam cover for industrial robots, characterized in that proximity sensing sensors are located directly under the skin of the foam cover, via tactile sensors that could interfere with proximity detection.

Foam cover according to claim 1, characterized in that that approach recognizing and tactile sensors are designed to be elastic.

Foam cover according to one of the preceding Claims, characterized in that the Foam covers detachable from the robot structure (eg by screwing) are and the sensor connection is designed pluggable.