DE212017000166U1

DE212017000166U1 - Roboter-Bedienhandgerätverbund mit einem Sensor

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Publication number: DE212017000166U1
Application number: DE212017000166.6U
Authority: DE
Original assignee: KUKA Deutschland GmbH
Current assignee: KUKA Deutschland GmbH
Priority date: 2016-06-23
Filing date: 2017-06-20
Publication date: 2019-01-28
Anticipated expiration: 2027-06-21
Also published as: WO2017220597A1; DE102016211243A1; DE102016211243B4

Abstract

Roboter-Bedienhandgerätverbund, aufweisend:- eine eigenständige Sicherheits-Grundsteuervorrichtung (15), die ein Gehäuse (19), ein am Gehäuse (19) angeordnetes sicherheitsrelevantes Schaltmittel (20) und eine Kommunikationsvorrichtung (21) zum steuerungstechnischen Verbinden der Sicherheits-Grundsteuervorrichtung (15) mit einer Robotersteuerung (12) eines Roboters (1) aufweist,- ein eigenständiges mobiles Endgerät (17), das eine Endgeräte-Steuerung (23) und einen Bildschirm (24) zum Anzeigen von Darstellungen aufweist,- sowie einen Halter (16), der ausgebildet ist, die Sicherheits-Grundsteuervorrichtung (15) mit dem mobilen Endgerät (17) in einer manuell lösbaren Verbundanordnung mechanisch zu verbinden, um den Roboter-Bedienhandgerätverbund (18) zu bilden,wobei die Sicherheits-Grundsteuervorrichtung (15) wenigstens einen Sensor (25) aufweist, mittels dem in der Verbundanordnung von Sicherheits-Grundsteuervorrichtung (15) und mobilem Endgerät (17) eine steuerungstechnische Zuordnung von Sicherheits-Grundsteuervorrichtung (15) und mechanisch verbundenem mobilen Endgerät (17) verifiziert wird dadurch gekennzeichnet, dassdie Sicherheits-Grundsteuervorrichtung (15) einen optischen Sensor (25.1) mit einer Sensorfläche (27) aufweist, die in der Verbundanordnung von Sicherheits-Grundsteuervorrichtung (15) und mobilem Endgerät (17) an einen Flächenabschnitt (28) des Bildschirms (24) des mobilen Endgeräts (17) optisch angekoppelt ist, derart, dass eine in diesem Flächenabschnitt (28) des Bildschirms (24) angezeigte Darstellung mittels des optischen Sensors (25.1) in Form von Bildinformationen erfasst wird,wobei die Sicherheits-Grundsteuervorrichtung (15) ausgebildet ist, die von dem Sensor (25.1) erfassten Bildinformationen über die Kommunikationsvorrichtung (21) an die Robotersteuerung (12) zu übermitteln und die Robotersteuerung (12) eingerichtet ist, aufgrund der übermittelten Bildinformationen die steuerungstechnische Zuordnung von Sicherheits-Grundsteuervorrichtung (15) und mechanisch verbundenem mobilen Endgerät (17) zu verifizieren.

Description

Die Erfindung betrifft ein Roboter-Bedienhandgerätverbund, aufweisend eine eigenständige Sicherheits-Grundsteuervorrichtung, die ein Gehäuse, ein am Gehäuse angeordnetes Nothalt-Schaltmittel und eine Kommunikationsvorrichtung zum steuerungstechnischen Verbinden der Sicherheits-Grundsteuervorrichtung mit einer Robotersteuerung eines Roboters aufweist, ein eigenständiges mobiles Endgerät, das eine Endgeräte-Steuerung und einen Bildschirm zum Anzeigen von Darstellungen aufweist, sowie einen Halter, der ausgebildet ist, die Sicherheits-Grundsteuervorrichtung mit dem mobilen Endgerät in einer manuell lösbaren Verbundanordnung mechanisch zu verbinden, um den Roboter-Bedienhandgerätverbund zu bilden.
Die WO 03/088011 A2 beschreibt eine mobile, einhändig haltbare, elektronische Recheneinheit, insbesondere in Art eines sogenannten Personal-Data-Assistant (PDA) oder Handheld-Computer, mit einer softwaregesteuerten Prozessoreinheit, wenigstens einer mit dieser verbundenen Speichervorrichtung zur Hinterlegung von abzuarbeitenden Softwaremodulen und/oder Daten, wenigstens einer Anzeigevorrichtung zur visuell erfassbaren Ausgabe von Informationen und mit wenigstens einer Eingabevorrichtung zumindest zur Beeinflussung der Betriebsfunktionen der Recheneinheit und/oder zur Eingabe von Daten, wobei die Anzeige- und Eingabevorrichtung in Art eines berührungssensitiven Bildschirms, beispielsweise in Form eines Touch-Screens, baulich überlagert bzw. funktionell kombiniert sind und mit wenigstens einer am Gehäuse der Recheneinheit standardmäßig ausgebildeten Schnittstelle, welche zur Verbindung mit peripheren, elektronischen oder elektrischen Geräten, wie z. B. einem Personal-Computer, vorgesehen ist, wobei die standardmäßig ausgebildete Schnittstelle oder eine eigenständig ausgebildete Schnittstelle zur Verbindung mit wenigstens einem Sicherheitsschaltelement in Art eines Not-Aus-Schalters und/oder eines Zustimmtasters vorgesehen ist.
Die DE 10 2010 025 781 A1 beschreibt eine tragbare Sicherheitseingabeeinrichtung mit wenigstens einem Eingabemittel zum Eingeben eines Sicherheitssignals an eine Robotersteuerung, welche eine Schnittstelle aufweist zur Kommunikation mit einem mit der Sicherheitseingabeeinrichtung, insbesondere lösbar, verbundenen Handgerät zum Steuern eines Roboters mittels Kommunikation mit dieser Robotersteuerung.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Roboter-Bedienhandgerätverbund zu schaffen, bei dem eine eindeutige und technisch sichere Zuordnung, insbesondere eine unmittelbare räumliche Nähe bzw. eine direkte mechanische Kopplung von Sicherheits-Grundsteuervorrichtung und mobilem Endgerät festgestellt werden kann.
Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch ein Roboter-Bedienhandgerätverbund, aufweisend:

- eine eigenständige Sicherheits-Grundsteuervorrichtung, die ein Gehäuse, ein am Gehäuse angeordnetes sicherheitsrelevantes Schaltmittel und eine Kommunikationsvorrichtung zum steuerungstechnischen Verbinden der Sicherheits-Grundsteuervorrichtung mit einer Robotersteuerung eines Roboters aufweist,
- ein eigenständiges mobiles Endgerät, das eine Endgeräte-Steuerung und einen Bildschirm zum Anzeigen von Darstellungen aufweist,
- sowie einen Halter, der ausgebildet ist, die Sicherheits-Grundsteuervorrichtung mit dem mobilen Endgerät in einer manuell lösbaren Verbundanordnung mechanisch zu verbinden, um den Roboter-Bedienhandgerätverbund zu bilden, wobei die Sicherheits-Grundsteuervorrichtung wenigstens einen Sensor aufweist, mittels dem in der Verbundanordnung von Sicherheits-Grundsteuervorrichtung und mobilem Endgerät eine steuerungstechnische Zuordnung von Sicherheits-Grundsteuervorrichtung und mechanisch verbundenem mobilen Endgerät verifiziert wird.

Die Sicherheits-Grundsteuervorrichtung kann insbesondere eine mobile Sicherheits-Grundsteuervorrichtung sein. Alternativ kann die Sicherheits-Grundsteuervorrichtung auch eine stationäre Sicherheits-Grundsteuervorrichtung sein.
Generell können sicherheitsrelevante Einrichtungen, wie Stopp-Taster, Zustimmungstaster usw. vorgesehen sein, die über die Sicherheits-Grundsteuervorrichtung und ggf. über eine sichere Kommunikationsverbindung zur Robotersteuerung angekoppelt sein können, um bei einer kritischen Aktion am Roboter initiiert vom Eingabegerät eingreifen zu können, bzw. dazu geeignet sind, solche kritischen Aktionen auszulösen (z.B. Start-Taste, Drücken des Zustimmungsschalters).
Es kann auch vorgesehen sein, sicherheitskritische Anweisungen am Eingabegerät nur dann zuzulassen, wenn eine örtliche Nähe zur Robotersteuerung und/oder zum Roboter hergestellt ist, insbesondere durch die Kopplung mit der Sicherheits-Grundsteuervorrichtung, wobei diese dann mit der Robotersteuerung, beispielsweise über ein Kabel oder ein Reichweitenbegrenztes W-LAN, verbunden ist.
Zur Sicherstellung einer eindeutigen steuerungstechnischen Zuordnung von mobilem Endgerät und Sicherheits-Grundsteuervorrichtung, darf nur dasjenige Endgerät aktive Kommandos absetzen, welches mit der Sicherheits-Grundsteuervorrichtung verbunden und in örtlicher Nähe dazu ist bzw. mit ihr mechanisch verbunden ist.
Die Sicherheits-Grundsteuervorrichtung kann wenigstens ein sicherheitsrelevantes Schaltmittel aufweisen, das ein Nothalt-Auslösemittel, wenigstens eine Zustimmungseinrichtung, und/oder wenigstens ein Betriebsartauswahlmittel sein kann. Die Sicherheits-Grundsteuervorrichtung kann darüber hinaus auch nicht-sichere Eingabemittel und/oder Ausgabemittel aufweisen, so z.B. ein Touch-Display, ein Anzeigemittel, insbesondere ein elektronisches Display. Zumindest das wenigstens eine Nothalt-Auslösemittel, das wenigstens eine Zustimmungseinrichtung und/oder das wenigstens eine Betriebsartauswahlmittel können in sicherer Technik mit einer Robotersteuerung eines Roboters zu dessen Ansteuerung steuerungstechnisch verbunden sein, insbesondere mit dieser kommunizieren. Die Sicherheits-Grundsteuervorrichtung ist als eine eigenständige Sicherheits-Grundsteuervorrichtung ausgebildet, die auch ohne mit dem mobilen Endgerät steuerungstechnisch verbunden zu sein, mit seinen Grundfunktionen den Roboter steuern kann und zwar über eine optional sichere Verbindung mit der Robotersteuerung, die durch die Kommunikationsvorrichtung der Sicherheits-Grundsteuervorrichtung eingerichtet sein kann.
Die Sicherheits-Grundsteuervorrichtung ist demgemäß eine von der Robotersteuerung und dem Roboter separate Vorrichtung, die von einem Roboterbediener in der Hand gehalten und ggf. herumgetragen wird, demgemäß also mobil ist. In einer solchen Ausführung ist die Sicherheits-Grundsteuervorrichtung also nicht nur dann zum Ansteuern des Roboters ausgebildet und/oder eingerichtet, wenn das mobile Endgerät mit der Sicherheits-Grundsteuervorrichtung mechanisch und steuerungstechnisch verbunden ist, sondern auch dann zum Ansteuern des Roboters ausgebildet und/oder eingerichtet, wenn das mobile Endgerät von der Sicherheits-Grundsteuervorrichtung entfernt ist, insbesondere entnommen ist. In einem solchen Falle kann ein gewisser Umfang an Grundsteuerfunktionen über Eingabemittel angesteuert werden, welche Teil der Sicherheits-Grundsteuervorrichtung sind. Dies können insbesondere das bereits erwähnte Nothalt-Auslösemittel, die Zustimmungseinrichtung und/oder das Betriebsartauswahlmittel sein.
Darüber hinausgehende Funktionen des Roboters oder der Robotersteuerung können über das mobile Endgerät, insbesondere dessen Eingabemittel, wie ein Touchscreen angesteuert werden, wenn das mobile Endgerät steuerungstechnisch mit der Robotersteuerung und somit mit dem Roboter verbunden ist. Da das mobile Endgerät mit der Sicherheits-Grundsteuervorrichtung einen Roboter-Bedienhandgerätverbund bilden soll, ist sicherzustellen, dass das mobile Endgerät nicht nur mechanisch an der mobilen Sicherheits-Grundsteuervorrichtung befestigt ist, sondern auch steuerungstechnisch mit genau derjenigen mobilen Sicherheits-Grundsteuervorrichtung verbunden wird, an die das mobile Endgerät mechanisch angekoppelt ist. Deshalb ist es unter Sicherheitsaspekten wichtig, dass die eindeutige Zuordnung von mobilem Endgerät und mobiler Sicherheits-Grundsteuervorrichtung verifiziert wird, d.h. es muss zunächst zu Beginn einer Kopplung und insbesondere dann auch im laufenden Betrieb des Roboter-Bedienhandgerätverbunds sichergestellt sein, zu wissen, welches individuelle, konkrete mobile Endgerät mit welcher individuellen, konkreten mobilen Sicherheits-Grundsteuervorrichtung und/oder Robotersteuerung verbunden ist.
In allen Ausführungsformen kann das mobile Endgerät demgemäß einen programmgesteuerten elektronischen Rechner, d.h. die Endgeräte-Steuerung, ein Touch-Display und ein auf dem elektronischen Rechner gespeichertes Programm aufweisen, das zur Erstellung von Roboterprogrammen und/oder zum Ansteuern eines Roboters, insbesondere zum Bewegen eines Roboterarms ausgebildet ist und das über das Touch-Display zu bedienen ist. Generell werden unter mobilen Endgeräten tragbare Kommunikationsgeräte verstanden, die ortsungebunden zur Sprach- und/oder Datenkommunikation verwendet werden können. Mobile Endgeräte können demgemäß Mobiltelefone, Smartphones, Tablet-PCs, Netbooks und/oder Notebooks sein.
In einer alternativen Ausgestaltung kann der Roboter-Bedienhandgerätverbund, aufweisen:

- eine eigenständige Sicherheits-Grundsteuervorrichtung, die ein Gehäuse, ein am Gehäuse angeordnetes sicherheitsrelevantes Schaltmittel und eine Kommunikationsvorrichtung zum steuerungstechnischen Verbinden der Sicherheits-Grundsteuervorrichtung mit einer Robotersteuerung eines Roboters aufweist,
- ein eigenständiges mobiles Endgerät, das eine Endgeräte-Steuerung und einen Bildschirm zum Anzeigen von Darstellungen aufweist,
- sowie einen Halter, der ausgebildet ist, die Sicherheits-Grundsteuervorrichtung mit dem mobilen Endgerät in einer manuell lösbaren Verbundanordnung mechanisch zu verbinden, um den Roboter-Bedienhandgerätverbund zu bilden, wobei das mobile Endgerät wenigstens einen Sensor aufweist und die Sicherheits-Grundsteuervorrichtung ein an den Sensor ankoppelbares Anzeigemittel, insbesondere einen Bildschirm, ein Display oder ein Leuchtmittel aufweist, wobei mittels des Sensors in der Verbundanordnung von Sicherheits-Grundsteuervorrichtung und mobilem Endgerät eine steuerungstechnische Zuordnung von Sicherheits-Grundsteuervorrichtung und mechanisch verbundenem mobilen Endgerät verifiziert wird. Dem Sensor kann ein entsprechendes Signalerzeugungsmittel, wie z.B. ein Bildschirm passend zu einer Kamera zugeordnet sein, und/oder ein Vibrationsgeber dem Beschleunigungssensor zugeordnet sein.

Der Sensor des mobilen Endgeräts kann dabei eine im mobilen Endgerät insbesondere bereits zu allgemeinen Zwecken vorhandene Kamera sein.
Die Sicherheits-Grundsteuervorrichtung kann einen optischen Sensor mit einer Sensorfläche aufweisen, die in der Verbundanordnung von mobiler Sicherheits-Grundsteuervorrichtung und mobilem Endgerät an einen Flächenabschnitt des Bildschirms des mobilen Endgeräts optisch angekoppelt ist, derart, dass eine in diesem Flächenabschnitt des Bildschirms angezeigte Darstellung mittels des optischen Sensors in Form von Bildinformationen erfasst wird, wobei die Sicherheits-Grundsteuervorrichtung ausgebildet ist, die von dem Sensor erfassten Bildinformationen über die Kommunikationsvorrichtung an die Robotersteuerung zu übermitteln und die Robotersteuerung eingerichtet ist, aufgrund der übermittelten Bildinformationen die steuerungstechnische Zuordnung von mobiler Sicherheits-Grundsteuervorrichtung und mechanisch verbundenem mobilen Endgerät zu verifizieren.
Die Aufgabe der Erfindung wird demgemäß insbesondere gelöst durch einen Roboter-Bedienhandgerätverbund, aufweisend:

- eine eigenständige Sicherheits-Grundsteuervorrichtung, die ein Gehäuse, ein am Gehäuse angeordnetes Nothalt-Schaltmittel und eine Kommunikationsvorrichtung zum steuerungstechnischen Verbinden der mobilen Sicherheits-Grundsteuervorrichtung mit einer Robotersteuerung eines Roboters aufweist,
- ein eigenständiges mobiles Endgerät, das eine Endgeräte-Steuerung und einen Bildschirm zum Anzeigen von Darstellungen aufweist,
- sowie einen Halter, der ausgebildet ist, die Sicherheits-Grundsteuervorrichtung mit dem mobilen Endgerät in einer manuell lösbaren Verbundanordnung mechanisch zu verbinden, um den Roboter-Bedienhandgerätverbund zu bilden, wobei die Sicherheits-Grundsteuervorrichtung wenigstens einen optischen Sensor mit einer Sensorfläche aufweist, die in der Verbundanordnung von mobiler Sicherheits-Grundsteuervorrichtung und mobilem Endgerät an einen Flächenabschnitt des Bildschirms des mobilen Endgeräts optisch angekoppelt ist, derart, dass eine in diesem Flächenabschnitt des Bildschirms angezeigte Darstellung mittels des optischen Sensors in Form von Bildinformationen erfasst wird, wobei die Sicherheits-Grundsteuervorrichtung ausgebildet ist, die von dem Sensor erfassten Bildinformationen über die Kommunikationsvorrichtung an die Robotersteuerung zu übermitteln und die Robotersteuerung eingerichtet ist, aufgrund der übermittelten Bildinformationen die steuerungstechnische Zuordnung von mobiler Sicherheits-Grundsteuervorrichtung und mechanisch verbundenem mobilen Endgerät zu verifizieren.

In dieser Ausführungsform der Erfindung mit einem optischen Sensor wird der Bildschirm des mobilen Endgeräts insoweit als ein Sendemittel angesteuert, um eine Bildinformation, die beispielsweise einen das individuelle mobile Endgerät identifizierende Kennung enthält auszusenden, d.h. auf dem Bildschirm anzuzeigen, das von der mechanisch an das mobile Endgerät angekoppelten mobilen Sicherheits-Grundsteuervorrichtung erfasst werden kann und zwar mittels des optischen Sensors, so dass die Bildinformation, insbesondere die das individuelle mobile Endgerät identifizierende Kennung auf die Sicherheits-Grundsteuervorrichtung drahtlos übertragen werden kann. Da die Sicherheits-Grundsteuervorrichtung grundsätzlich bereits mit der Robotersteuerung, drahtlos oder kabelgebunden, in einer sicheren Kommunikationsverbindung steht, kann die Bildinformation, insbesondere die das individuelle mobile Endgerät identifizierende Kennung von der mobilen Sicherheits-Grundsteuervorrichtung auch unmittelbar an die Robotersteuerung weitergegeben werden. Die Robotersteuerung kann dann, insbesondere laufend, die eindeutige Zuordnung von mobilem Endgerät und mobiler Sicherheits-Grundsteuervorrichtung überprüfen und demgemäß verifizieren.
Die Endgeräte-Steuerung des mobilen Endgeräts kann eingerichtet sein, in zeitlicher Abfolge mehrere Darstellungen auf dem Flächenabschnitt des Bildschirms anzuzeigen, die aufgrund einer Unterschiedlichkeit der jeweiligen Darstellungen und/oder aufgrund ihrer unterschiedlichen Anzeigezeitpunkte und/oder ihrer unterschiedlichen Anzeigedauern, eine das individuelle mobile Endgerät kennzeichnende Information über den optischen Sensor an die Sicherheits-Grundsteuervorrichtung übermitteln.
Die unterschiedlichen Darstellungen können bspw. bekannte, standardisierte Strichcodes oder QR-Codes sein, oder proprietäre grafische Zeichen oder Symbole. Durch unterschiedliche Anzeigezeitpunkte und/oder Anzeigedauern können auch einfache oder identische Zeichen, Symbole oder Darstellungen, die auch schon einfache Pixel sein können, bspw. in vorbestimmten Rhythmen, Modulationen und/oder Frequenzmustern ausgestrahlt werden, wobei diese Rhythmen, Modulationen und/oder Frequenzmuster die zu übertragende, das individuelle mobile Endgerät kennzeichnende Information, insbesondere in verschlüsselter Form, enthält.
Die Robotersteuerung kann über eine Kommunikationsverbindung steuerungstechnisch mit dem mobilen Endgerät verbunden sein und die Robotersteuerung kann dabei ausgebildet sein, eine das individuelle mobile Endgerät kennzeichnende Information zu erzeugen und mittels der Kommunikationsverbindung an die Endgeräte-Steuerung des mobilen Endgeräts zu übermitteln, so dass die Endgeräte-Steuerung auf Grundlage der von der Robotersteuerung erhaltenen, das individuelle mobile Endgerät kennzeichnenden Information, die mehreren Darstellungen in zeitlicher Abfolge auf dem Flächenabschnitt des Bildschirms anzeigt.
Die Robotersteuerung kann eingerichtet sein, die mittels des Sensors erfassten Bildinformationen, die über die Kommunikationsvorrichtung an die Robotersteuerung übermittelt sind, mit den das individuelle mobile Endgerät kennzeichnenden Informationen, die von der Robotersteuerung erzeugt sind, zu vergleichen, um deren Übereinstimmung festzustellen.
Die Robotersteuerung kann eingerichtet sein, im Falle einer Übereinstimmung der mittels des Sensors erfassten und über die Kommunikationsvorrichtung an die Robotersteuerung übermittelten Bildinformationen mit den von der Robotersteuerung erzeugten, das individuelle mobile Endgerät kennzeichnenden Informationen, eine robotersteuerungstechnische Kommunikation der mobilen Sicherheits-Grundsteuervorrichtung mit dem mobilen Endgerät zuzulassen und im Falle einer fehlenden Übereinstimmung der mittels des Sensors erfassten und über die Kommunikationsvorrichtung an die Robotersteuerung übermittelten Bildinformationen mit den von der Robotersteuerung erzeugten, das individuelle mobile Endgerät kennzeichnenden Informationen, eine robotersteuerungstechnische Kommunikation der mobilen Sicherheits-Grundsteuervorrichtung mit dem mobilen Endgerät zu unterbinden.
Eine robotersteuerungstechnische Kommunikation zwischen dem mobilen Endgerät und der Robotersteuerung kann auch direkt erfolgen, d.h. ohne einen Umweg über einen Kommunikationskanal der Sicherheits-Grundsteuervorrichtung. Das mobile Endgerät kann beispielsweise über eine drahtlose Funkverbindung, wie bspw. W-LAN, direkt mit der Robotersteuerung, insbesondere in nicht sicherer Technik, kommunizieren. Grundsätzlich können auch mehrere, verschiedene mobile Endgeräte insbesondere lesend auf dieselbe Robotersteuerung zugreifen. Die Erfindung soll jedoch sicherstellen, dass nur dasjenige mobile Endgerät, das mechanisch an die Sicherheits-Grundsteuervorrichtung angekoppelt ist, sicherheitskritische Befehle, insbesondere Bewegungsbefehle, wie beispielsweise „Roboter verfahren“, „Programm starten“, „Greifer öffnen“ hervorrufen kann. Eine Unterbindung der Ausführung von sicherheitskritischen Befehlen muss nicht notwendiger Weise durch ein Unterbrechen einer Kommunikation zwischen Mobilem Endgerät und Robotersteuerung erfolgen. Es kann auch sein, dass die sicherheitskritische Befehle zwar über die Kommunikationsverbindung übertragen werden, aber nicht ausgeführt werden, wenn eine mechanische Kopplung von mobilem Endgerät und Sicherheits-Grundsteuervorrichtung fehlt.
Die Endgeräte-Steuerung des mobilen Endgeräts kann eingerichtet sein, einen das individuelle mobile Endgerät kennzeichnenden Identifikationscode als eine Bildinformation über den Sensor an die Sicherheits-Grundsteuervorrichtung zur Weiterleitung an die Robotersteuerung zu übermitteln.
Die Robotersteuerung kann einen Zufallszahlengenerator umfassen, der ausgebildet ist, eine Zufallszahl zu erzeugen, die als eine, das individuelle mobile Endgerät kennzeichnende Information benutzt wird.
Die auf dem Flächenabschnitt des Bildschirms angezeigte Darstellung kann ein diskretes Pixelbild sein, das sich kontrastreich von einem Hintergrundbild, welches sich bis an die Ränder des Flächenabschnitts erstreckt, optisch abhebt. Eine Kodierung kann dabei beispielsweise durch unterschiedliche Helligkeiten der einzelnen Pixel oder durch unterschiedliche Farben der einzelnen Pixel eingebettet sein. Eine Kodierung kann alternativ oder ergänzend auch durch eine Variation der Anzeigedauer, wie beispielsweise auch ein Blinken in einer bestimmten Frequenz oder bestimmten Frequenzen oder in sich ändernden Rhythmen des Pixelbildes und/oder der einzelnen Pixel erfolgen. Das diskrete Pixelbild hebt sich insbesondere als ein endliches Intervall oder in einem Abstand von anderen Pixeln, Pixelbilden und/oder von dem Hintergrundbild ab.
Ein grundlegendes Merkmal, das alle mobilen Endgeräte, wie beispielsweise Smartphones oder Tablet-PC gemeinsam haben, ist ein Display, auf dem Informationen für den Nutzer visualisiert werden. Die Größe des Displays variiert zwar, aber es ist bei allen Geräten vorhanden und an der Oberseite des mobilen Endgeräts angebracht. Des Weiteren existieren Visualisierungstechnologien, die geräte- und betriebssystemunabhängig sind, wie z.B. Browser-Technologien. Dieser Sachverhalt wird erfindungsgemäß zur Lösung der oben erläuterten Anforderung genutzt werden. An der mobilen Sicherheitsgrundsteuervorrichtung oder an dessen Halter, der einen Halterahmen aufweisen kann, wird ein Sensor, insbesondere ein optischer Sensor, wie beispielsweise ein Photodetektor integriert, der nach einem mechanischen Verbinden von mobiler Sicherheitsgrundsteuervorrichtung und mobilem Endgerät einen kleinen Teil des Displays des mobilen Endgeräts mit seinem Erfassungsfenster bedeckt. Dieser bedeckte Teil des Displays kann beispielsweise nur wenige Bildpunkte des Displays ausmachen. Damit wird der Displaybereich für die eigentliche Anwendung nur minimal eingeschränkt. Vorzugsweise ist der optische Sensor bzw. der Photodetektor in der Ecke des Halters bzw. des Halterahmens angebracht, da er hier am wenigsten stört und unabhängig von der Größe des Displays einen Display-Ausschnitt, d.h. einen Flächenabschnitt des Displays bedecken kann.
Ein beispielhafter Ablauf kann wie folgt erfolgen. Ein Roboterbediener startet am mobilen Endgerät eine Applikation. Diese Applikation bittet ihn, die Display-Ecke zu definieren, die in die Halterahmenecke geschoben wird, z.B. durch Berühren der Ecke eines Touch-Screens. Die Robotersteuerung generiert nun für diese Displayecke eine Bildfolge, die variabel beispielsweise in Form, Wechselfrequenz, Farbe etc. sein kann. Der Roboterbediener klemmt das mobile Endgerät in den Halterahmen. Der optische Sensor, insbesondere der Photodetektor erfasst die Bildfolge am Display und überträgt diese Bildfolge über eine Kabelverbindung oder eine kabellose Verbindung zur Robotersteuerung zurück. Dies erfolgt vorzugsweise über eine vorhandene Datenverbindung, über die auch der Halterahmen mit der Steuerung verbunden ist, z.B. zur Übertragung der Signale für Not-Aus-Taster und/oder Zustimmungsschalter. Die Steuerung vergleicht wiederholt die Bildfolge, die sie selbst zyklisch am Display erzeugt, mit der empfangenen Bildfolge. Bei Übereinstimmung werden die sicherheitskritischen Kommandos, wie Bewegen des Roboters, Greifer-Ansteuerung und/oder ein Roboterprogrammstart aktiviert. Sobald die Übereinstimmung nicht mehr gegeben ist, was z.B. auch durch die Entnahme des mobilen Endgeräts aus der Halterung erfolgen kann, sind sicherheitskritische Kommandos nicht mehr nutzbar.
Wichtig ist in einer solchen Ausführungsvariante zum einen, dass die Bildfolgen möglichst für jede individuelle Robotersteuerung unterschiedlich sind. So kann verhindert werden, dass ein mobiles Endgerät mit der einen Robotersteuerung verbunden ist, aber im Halterahmen einer anderen Robotersteuerung steckt. Falls hier bei der anderen Robotersteuerung die gleiche Bildfolge akzeptiert würde, wie bei der einen Robotersteuerung, könnte man diesen sicherheitskritischen Zustand evtl. nicht feststellen. Am besten ist es aber, wenn die von einer Robotersteuerung generierten Bildfolgen nicht vorhersehbar sind, z.B. durch einen Zufallszahlengenerator erzeugt werden, und sich nicht periodisch wiederholen. Damit ist auch ein mutwilliger Missbrauch ausgeschlossen. Denn wenn sich Bildfolgen wiederholen, dann könnte jemand selbst diese Bildfolgen generieren, d.h. vorsätzlich nachahmen, und diese der Erkennungseinheit, wie dem Sensor oder dem Photodetektor am Halterahmen vorspielen, wodurch mit einem anderen mobilen Endgerät weit entfernt vom Halterahmen und evtl. auch weit entfernt vom Roboter sicherheitsrelevante Kommandos ausgelöst werden könnten.
Die Bildfolge kann im einfachsten Fall aus einem weißen Bildbereich bestehen, auf dem für eine bestimmte Zeit ein schwarzer Fleck, beispielsweise ein Kreis oder Quadrat, eingeblendet wird. Die Dauer der Sichtbarkeit und des Verbergens des schwarzen Fleckes wird durch einen auf der Robotersteuerung laufenden Zufallszahlengenerator bestimmt oder anders bestimmt, aber nicht vorhersehbar. Der Sensor oder Photodetektor kann in diesem Fall aus einer einfachen Fotodiode bestehen. Da die Rahmenbreiten um das Display eines mobilen Endgeräts stark variiert, kann es sinnvoll sein, dass der Sensor bzw. der Photodetektor mechanisch verstellbar mit dem Halterahmen verbunden ist. Damit kann der Anwender den Sensor oder Photodetektor derart verschieben, dass er das Display erfassen kann. Wenn der Photodetektor in seine passende Position nur nach Freigabe, beispielsweise mittels eines Schlüsselschalters oder einem anderen sicheren Mechanismus, bewegt werden kann, hat man zusätzlich noch eine Möglichkeit, dass nur autorisierte Nutzer sicherheitsrelevante Kommandos absetzen können.
Um eine optimale optische Signalübertragung sicher zu stellen, kann es sinnvoll sein, dass der Erfassungsbereich des optischen Sensors bzw. des Photodetektors vor externer Lichteinstrahlung geschützt wird. Dies kann z.B. erfolgen durch feine Borsten, die sich an die unterschiedlichen Höhen des Displays anpassen und ggf. leicht verbiegen können. Alternativ kann der Sensor oder Photodetektor mit Schaumstoff vor externer Lichteinstrahlung geschützt werden. Bei Schaumstoff kann eine Anpassung durch Komprimierung erfolgen.
Mit dem oben beschriebenen Verfahren kann sichergestellt werden, dass das mobile Endgerät mechanisch, örtlich mit der mobilen Sicherheits-Grundsteuervorrichtung verbunden ist. Damit aber das mobile Endgerät eine Funk-Kommunikationsverbindung, beispielsweise über WLAN, mit der Robotersteuerung aufnehmen kann, muss üblicherweise eine Authentifizierungs- und/oder Anmelde-Prozedur durchgeführt werden. Dies sollte möglichst automatisch, ohne Zutun des Roboterbedieners erfolgen. Hierfür kann ebenfalls der optische Kommunikationskanal über den Photodetektor verwendet werden. Das mobile Endgerät überträgt hierfür mit Hilfe einer Applikation, die eine kodierte Bildfolge für den Photodetektor erzeugt, alle für die Funkkopplung erforderlichen Informationen von sich selbst, z.B. über seine eigene (MAC-) Adresse, an die Robotersteuerung. Daraufhin wird die Kommunikationsverbindung zwischen mobilem Endgerät und der mobilen Sicherheits-Grundsteuerung hergestellt. Im Anschluss hieran kann die oben beschriebene zyklische Sicherstellung der mechanischen und/oder örtlichen Verbindung mit dem Handbedien-Halterahmen aktiviert werden.
Der Sensor kann demgemäß an dem Gehäuse der mobilen Sicherheits-Grundsteuervorrichtung verstellbar gelagert sein. Durch eine verstellbare, insbesondere verschiebbare Lagerung des Sensors können unterschiedlichste Bauarten von mobilen Endgeräten, insbesondere unterschiedlich große mobile Endgeräte an die Sicherheits-Grundsteuervorrichtung angekoppelt werden und der Sensor auf den jeweiligen Bildschirm ausgerichtet werden.
Die Endgeräte-Steuerung des mobilen Endgeräts kann eingerichtet sein, ein vorbestimmtes diskretes Pixelbild auf dem Bildschirm zu verschiedenen Zeitpunkten an unterschiedlichen Stellen des Bildschirms anzuzeigen, und die Sicherheits-Grundsteuervorrichtung kann dabei ausgebildet sein, den Zeitpunkt, an dem das diskrete Pixelbild von dem optischen Sensor erfasst wird, zu bestimmen und an die Endgeräte-Steuerung des mobilen Endgeräts zu übermitteln, so dass die Endgeräte-Steuerung die momentane Lage des optischen Sensors auf dem Bildschirm aus diesem Zeitpunkt bestimmen kann.
Die Endgeräte-Steuerung des mobilen Endgeräts kann eingerichtet sein, das Pixelbild auf dem Flächenabschnitt des Bildschirms im Umgebungsbereich des optischen Sensors hin und her zu verschieben, um den optischen Erfassungsbereich des optischen Sensors zu bestimmen.
Die Endgeräte-Steuerung des mobilen Endgeräts kann eingerichtet sein, Daten auf dem mobilen Endgerät abzuspeichern, welche die Lage des optischen Sensors auf dem Bildschirm kennzeichnen und zwar bezogen auf die jeweilige individuelle, mit dem mobilen Endgerät verbundenen mobilen Sicherheits-Grundsteuervorrichtung, und eingerichtet ist, jeweils gespeicherte Daten der Lage des optischen Sensors auf dem Bildschirm aufzurufen, wenn die diesen Daten zugeordnete mobilen Sicherheits-Grundsteuervorrichtung mechanisch mit dem mobilen Endgerät verbunden ist.
Die vorliegende Ausführungsform zur Lageerkennung beschreibt insoweit ein Verfahren zur automatischen Kalibrierung der optischen Kopplung zwischen der mobilen Sicherheits-Grundsteuervorrichtung bzw. dessen Sensor und dem mobilen Endgerät bzw. dessen Bildschirm, insbesondere dessen Flächenabschnitt, so dass keine manuelle Interaktion mehr stattfinden muss, um die vom Sensor abgedeckte und auszuwertende Stelle des Bildschirms anzugeben. Im Allgemeinen ist davon auszugehen, dass zur optischen Kommunikation zwischen der mobilen Sicherheits-Grundsteuervorrichtung und dem mobilen Endgerät nur ein schmaler Streifen, evtl. nur 1 Pixel breit, entlang des Bildschirmrandes verwendet wird. Zur Lösung wird vorgeschlagen während bzw. nach erfolgter mechanischer Kopplung den relevanten Streifen am Rande des Bildschirms z.B. schwarz zu machen und dann entlang dieses Streifens ein kleines optisches Anzeigeobjekt mit starkem Kontrast zum Hintergrund des Streifens z.B. ein weißes Quadrat, dessen Seitenlänge der Dicke des Streifens entspricht, zu bewegen. Zu dem Zeitpunkt, an dem das Quadrat sich unter dem Sensor befindet, wird vom Sensor eine Signalveränderung, in diesem Beispiel Wechsel von dunkel nach hell, festgestellt. Die Position des Quadrates auf dem Bildschirm zu diesem Zeitpunkt kann als die vom Sensor abgedeckte Fläche erfasst werden. Nachträglich ist es möglich, das Quadrat in einer Umgebung der erkannten Position hin und her zu verschieben, dabei den Helligkeitswert laufend zu messen und diejenige Position als optimal zu erfassen, bei der sich ein maximaler Helligkeitswert ergibt. Ähnlich ist es möglich, die benötigte Breite des Streifens zu bestimmen. Dazu kann nach erfolgter Kopplung der Bildschirm schwarz gemacht werden und dann beginnend bei einem Pixel einen weißen Streifen um den Bildschirmrand darzustellen und die Breite solange zu erhöhen, bis durch den Sensor kein Unterschied mehr gemessen werden kann. Dies wird dann der Fall sein, wenn die Breite des Streifens den gesamten von Sensor abgedeckten Bereich ausfüllt.
Eine alternative Lösung zur automatischen Kalibrierung kann darin bestehen, dass auf dem Bildschirm eine dünne (mind. ein Pixel) waagerechte Linie von oben nach unten (oder umgekehrt) beweget wird und danach eine senkrechte Linie von links nach rechts (oder umgekehrt) bewegt wird. Der Sensor kann dabei erkennen, wann die jeweilige Linie in den abgedeckten Bereich eintritt bzw. aus dem abgedeckten Bereich wieder austritt. Dadurch kann der gesamte vom Sensor abgedeckte Bereich erkannt werden. Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass Sensoren so prinzipiell auf beliebigen Stellen des Bildschirms und nicht nur am Rand platziert werden können.
Zusätzlich ist es möglich, die nach einer initialen Kalibrierung erfasste Position dem jeweiligen Bediengerät zuzuordnen und abzuspeichern, so dass bei allen nachfolgenden Kopplungen keine Kalibrierung mehr durchgeführt werden muss bzw. ein Anfangswert für die Kalibrierung vorhanden ist.
Da das mobile Endgerät ggf. in unterschiedlichen Orientierungen an die Sicherheits-Grundsteuervorrichtung mechanisch angekoppelt werden kann, ist es möglich, dass die gespeicherte Position des Bildbereiches zur Datenkommunikation nicht mehr passt. Um dieses Problem zu lösen, kann in einer ersten Variante der gespeicherte Bildbereich auf dem Display angezeigt werden, so dass der Anwender weiß, in welcher Orientierung er das mobile Endgerät an die Sicherheits-Grundsteuervorrichtung ankoppeln muss bzw. in eine Halterung platzieren muss. In einer zweiten Variante kann automatisches Erkennen erfolgen, dass an der gespeicherten Stelle kein Sensor vorhanden ist. Der Anwender erhält dann einen Hinweis und kann die Kalibrierung neu aktivieren. In einer dritten Variante kann durch die Inertialsensoren des mobilen Endgerätes der Bildbereich ggf. automatisch an die richtige Stelle transformiert werden. Dies ist insbesondere bei einem symmetrischen Endgeräte-Display zweckmäßig.
Der Sensor kann alternativ oder ergänzend zu einem optischen Sensor auch zur Nahfeldkommunikation (NFC) ausgebildet sein und somit ein Aufnehmer sein, wobei die Sicherheits-Grundsteuervorrichtung ausgebildet ist, mittels des Aufnehmers eine das mobile Endgerät identifizierende Information zu erfassen, die durch einen zur Nahfeldkommunikation (NFC) ausgebildeten, in der Verbundanordnung von mobiler Sicherheits-Grundsteuervorrichtung und mobilem Endgerät mit dem Aufnehmer kommunizierender Geber von dem mobilen Endgerät an die Sicherheits-Grundsteuervorrichtung übermittelt wird.
Grundsätzlich ist es somit auch möglich eine sichere mechanische und/oder örtliche Verbindung von mobiler Sicherheits-Grundsteuervorrichtung und mobilem Endgerät zu realisieren. Die Besonderheit von Aufnehmern und/oder Gebern zur Nahfeldkommunikation (NFC) liegt darin, dass beide Geräte in einem Abstand von wenigen Zentimetern gehalten werden müssen, damit eine Übertragung stattfinden kann. Viele mobile Endgeräte haben bereits einen Baustein zur Nahfeldkommunikation integriert. Die Kommunikation kommt nur dann sicher zustande, wenn beide Geräte nur wenige Zentimeter voneinander entfernt sind.
Das mobile Endgerät kann, alternativ oder ergänzend zu einem optischen Sensor und/oder einem Aufnehmer zur Nahfeldkommunikation (NFC), einen Vibrationsgeber aufweisen, wobei die Endgeräte-Steuerung ausgebildet ist, den Vibrationsgeber moduliert anzusteuern, derart, dass eine das mobile Endgerät identifizierende Information in Form eines Vibrationsmusters erzeugt wird, der Sensor von einem Vibrationsaufnehmer der mobilen Sicherheits-Grundsteuervorrichtung gebildet wird, und die Sicherheits-Grundsteuervorrichtung ausgebildet ist, mittels des durch den Vibrationsaufnehmer erfassten Vibrationsmusters die das mobile Endgerät identifizierend Information zu erlangen, um die steuerungstechnische Zuordnung von mobiler Sicherheits-Grundsteuervorrichtung und mobilem Endgerät zu verifizieren.
Eine eventuelle weitere Möglichkeit sicherzustellen, dass sich das mobile Endgerät in einem Verbund mit der mobilen Sicherheits-Grundsteuervorrichtung befindet, kann demgemäß sein, den insbesondere bereits vorhandenen Vibrationsgenerator eines mobilen Endgeräts zu nutzen. Die Steuerung erzeugt dabei Vibrationen im mobilen Endgerät und nimmt diese über den Vibrationsaufnehmer über die Sicherheits-Grundsteuervorrichtung auf. Bei Übereinstimmung sind sicherheitsrelevante Kommandos zulässig. Ein weiterer großer Nachteil gegenüber der optischen Lösung ist, dass der Vibrationsgenerator für diese Funktionalität belegt ist und bei dauerhafter Überwachung, d.h. Überprüfung, ob das mobile Endgerät in der Halterung steckt, fällt die Möglichkeit den Vibrationsgenerator für Anwenderfeedback zu nutzen weg.
Mehrere konkrete Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert. Konkrete Merkmale dieser exemplarischen Ausführungsbeispiele können unabhängig davon, in welchem konkreten Zusammenhang sie erwähnt sind, gegebenenfalls auch einzeln oder in weiteren Kombinationen betrachtet, allgemeine Merkmale der Erfindung darstellen.
Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Roboters aufweisend einen Roboterarm und eine Robotersteuerung, sowie einen erfindungsgemäßen Roboter-Bedienhandgerätverbund bestehend aus einer mobilen Sicherheits-Grundsteuervorrichtung und einem mobilen Endgerät,
2 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Roboter-Bedienhandgerätverbunds mit einem optischen Sensor,
3 eine schematische Schnittdarstellung der ersten Ausführungsform des Roboter-Bedienhandgerätverbunds mit beispielhaften Borsten, die in der Verbundanordnung den Erfassungsbereich des optischen Sensors vor externer Lichteinstrahlung schützten,
4 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines Roboter-Bedienhandgerätverbunds mit einem zur Nahfeldkommunikation ausgebildeten Aufnehmer, und
5 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform eines Roboter-Bedienhandgerätverbunds mit einem Vibrationsaufnehmer.

Die 1 zeigt einen Roboter 1, der einen Roboterarm 2 und eine Robotersteuerung 12 aufweist. Der Roboterarm 2 umfasst im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels mehrere, nacheinander angeordnete und mittels Gelenke 13 verbundene Glieder 14. Bei den Gliedern 14 handelt es sich insbesondere um ein Gestell 3 und ein relativ zum Gestell 3 um eine vertikal verlaufende Achse A1 drehbar gelagertes Karussell 4. Weitere Glieder des Roboterarms 2 sind im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels eine Schwinge 5, ein Armausleger 6 und eine vorzugsweise mehrachsige Roboterhand 7 mit einer als Flansch 8 ausgeführten Befestigungsvorrichtung zum Befestigen eines nicht näher dargestellten Endeffektors. Die Schwinge 5 ist am unteren Ende z.B. an einem nicht näher dargestellten Schwingenlagerkopf auf dem Karussell 4 um eine vorzugsweise horizontale Drehachse A2 schwenkbar gelagert. Am oberen Ende der Schwinge 5 ist wiederum um eine ebenfalls vorzugsweise horizontale Achse A3 der Armausleger 6 schwenkbar gelagert. Dieser trägt endseitig die Roboterhand 7 mit ihren vorzugsweise drei Drehachsen A4, A5, A6.
Der Armausleger 6 weist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ein schwenkbar an der Schwinge 5 gelagertes Armgehäuse 9 auf. An dem Armgehäuse 9 ist ein Handgrundgehäuse 10 des Armauslegers 6 um die Achse A4 drehbar gelagert.
Der Roboterarm 2 ist mittels dreier elektrischer Antriebsmotoren 11 in seinen drei Grundachsen und mittels dreier weiterer elektrischer Antriebsmotoren 11 in seinen drei Handachsen beweglich.
Die Robotersteuerung 12 des Roboters 1 ist ausgebildet bzw. eingerichtet, ein Roboterprogramm auszuführen, durch welches die Gelenke 14 des Roboterarms 2 gemäß des Roboterprogramms automatisiert oder in einem Handfahrbetrieb automatisch verstellt bzw. drehbewegt werden können. Dazu ist die Robotersteuerung 12 mit den ansteuerbaren elektrischen Antriebsmotoren 11 verbunden, die ausgebildet sind, die Gelenke 14 des Roboterarms 2 zu verstellen. Mit der Robotersteuerung 12 ist eine im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels mobile Sicherheits-Grundsteuervorrichtung 15 steuerungstechnisch verbunden. Mittels eines beispielhaften Halters 16 ist ein mobiles Endgerät 17, das im Falle des gezeigten Ausführungsbeispiels als ein Tablet-PC dargestellt ist, verbunden, wodurch der Roboter-Bedienhandgerätverbund 18 gebildet wird.
Die 2 zeigt eine erste beispielhafte Ausführungsform des Roboter-Bedienhandgerätverbunds 18. Der Roboter-Bedienhandgerätverbund 18 umfasst in diesem Fall die eigenständige mobile Sicherheits-Grundsteuervorrichtung 15, das eigenständige mobile Endgerät 17 und den Halter 16.
Die mobile Sicherheits-Grundsteuervorrichtung 15 weist ein Gehäuse 19, ein am Gehäuse 19 angeordnetes Nothalt-Schaltmittel 20 und eine Kommunikationsvorrichtung 21 zum steuerungstechnischen Verbinden der mobilen Sicherheits-Grundsteuervorrichtung 15 mit der Robotersteuerung 12 ( 1) beispielsweise mittels des Verbindungskabels 22. Außerdem weist die mobile Sicherheits-Grundsteuervorrichtung 15 einen Zustimmtaster 26 auf.
Das eigenständige mobile Endgerät 17 weist eine Endgeräte-Steuerung 23 und einen Bildschirm 24 zum Anzeigen von Darstellungen auf.
Der Halter 16 ist ausgebildet, die mobile Sicherheits-Grundsteuervorrichtung 15 mit dem mobilen Endgerät 17 in einer manuell lösbaren Verbundanordnung, wie bspw. in 2, 4 und 5 gezeigt, mechanisch zu verbinden, um den Roboter-Bedienhandgerätverbund 18 zu bilden. Die mobile Sicherheits-Grundsteuervorrichtung 15 weist erfindungsgemäß einen Sensor 25 auf, mittels dem in der Verbundanordnung von mobiler Sicherheits-Grundsteuervorrichtung 15 und mobilem Endgerät 17 eine steuerungstechnische Zuordnung von mobiler Sicherheits-Grundsteuervorrichtung 15 und mechanisch verbundenem mobilen Endgerät 17 verifiziert werden kann.
In der ersten Ausführungsform weist die mobile Sicherheits-Grundsteuervorrichtung 15 einen optischen Sensor 25.1 mit einer Sensorfläche 27 (3) auf, die in der Verbundanordnung von mobiler Sicherheits-Grundsteuervorrichtung 15 und mobilem Endgerät 17 an einen Flächenabschnitt 28 des Bildschirms 24 des mobilen Endgeräts 17 optisch angekoppelt ist, derart, dass eine in diesem Flächenabschnitt 28 des Bildschirms 24 angezeigte Darstellung 29 mittels des optischen Sensors 25.1 in Form von Bildinformationen erfasst wird, wobei die mobile Sicherheits-Grundsteuervorrichtung 15 ausgebildet ist, die von dem Sensor 25.1 erfassten Bildinformationen über die Kommunikationsvorrichtung 21 an die Robotersteuerung 12 zu übermitteln und die Robotersteuerung 12 eingerichtet ist, aufgrund der übermittelten Bildinformationen die steuerungstechnische Zuordnung von mobiler Sicherheits-Grundsteuervorrichtung 15 und mechanisch verbundenem mobilen Endgerät 17 zu verifizieren. Die mobile Sicherheits-Grundsteuervorrichtung 15 weist im Falle des in 3 gezeigten Ausführungsbeispiels Borsten 31 auf, die in der Verbundanordnung den Erfassungsbereich des optischen Sensors 25.1 vor externer Lichteinstrahlung schützen
Die Endgeräte-Steuerung 23 des mobilen Endgeräts 17 ist dabei eingerichtet, in zeitlicher Abfolge mehrere Darstellungen 29 auf dem Flächenabschnitt 28 des Bildschirms 24 anzuzeigen, die aufgrund einer Unterschiedlichkeit der jeweiligen Darstellungen 29 und/oder aufgrund ihrer unterschiedlichen Anzeigezeitpunkte und/oder ihrer unterschiedlichen Anzeigedauern, eine das individuelle mobile Endgerät 17 kennzeichnende Information über den Sensor 25.1 an die mobile Sicherheits-Grundsteuervorrichtung 15 übermitteln.
Die Robotersteuerung 12 kann über eine insbesondere separate Kommunikationsverbindung 30 steuerungstechnisch mit dem mobilen Endgerät 17 verbunden sein und die Robotersteuerung 12 kann dabei ausgebildet sein, eine das individuelle mobile Endgerät 17 kennzeichnende Information zu erzeugen und mittels der Kommunikationsverbindung 30 an die Endgeräte-Steuerung 23 des mobilen Endgeräts 17 zu übermitteln, so dass die Endgeräte-Steuerung 23 auf Grundlage der von der Robotersteuerung 12 erhaltenen, das individuelle mobile Endgerät 17 kennzeichnenden Information, die mehreren Darstellungen 29 in zeitlicher Abfolge auf dem Flächenabschnitt 28 des Bildschirms 24 anzeigt.
Die Robotersteuerung 12 ist eingerichtet, die mittels des Sensors 25, 25.1 erfassten Bildinformationen, die über die Kommunikationsvorrichtung 21 an die Robotersteuerung 12 übermittelt sind, mit den das individuelle mobile Endgerät 17 kennzeichnenden Informationen, die von der Robotersteuerung 12 erzeugt sind, zu vergleichen, um deren Übereinstimmung festzustellen. Die Robotersteuerung 12 ist eingerichtet, im Falle einer Übereinstimmung der mittels des Sensors 25, 25.1 erfassten und über die Kommunikationsvorrichtung 21 an die Robotersteuerung 12 übermittelten Bildinformationen mit den von der Robotersteuerung 12 erzeugten, das individuelle mobile Endgerät 17 kennzeichnenden Informationen, eine robotersteuerungstechnische Kommunikation der mobilen Sicherheits-Grundsteuervorrichtung 15 mit dem mobilen Endgerät 17 zuzulassen und im Falle einer fehlenden Übereinstimmung der mittels des Sensors 25. 25.1 erfassten und über die Kommunikationsvorrichtung 21 an die Robotersteuerung 12 übermittelten Bildinformationen mit den von der Robotersteuerung 12 erzeugten, das individuelle mobile Endgerät 17 kennzeichnenden Informationen, eine robotersteuerungstechnische Kommunikation der mobilen Sicherheits-Grundsteuervorrichtung 15 mit dem mobilen Endgerät 17 zu unterbinden.
In der zweiten Ausführungsform gemäß 4 ist der Sensor 25 ein zur Nahfeldkommunikation (NFC) ausgebildeter Aufnehmer 25.2 und die mobile Sicherheits-Grundsteuervorrichtung 15 ist dabei ausgebildet, mittels des Aufnehmers 25.2 eine das mobile Endgerät 17 identifizierende Information zu erfassen, die durch einen zur Nahfeldkommunikation (NFC) ausgebildeten, in der Verbundanordnung von mobiler Sicherheits-Grundsteuervorrichtung 15 und mobilem Endgerät 17 mit dem Aufnehmer 25.2 kommunizierender Geber 32 von dem mobilen Endgerät 17 an die mobile Sicherheits-Grundsteuervorrichtung 15 übermittelt wird. Im Falle des dargestellten zweiten Ausführungsbeispiels weist das mobile Endgerät 17 den Geber 32 auf. Der Geber 32 kann beispielsweise ein Transponder („RFID-Tag“) sein, der an dem mobilen Endgerät 17 befestigt ist.
In der dritten Ausführungsform gemäß 5 weist das mobile Endgerät 17 einen Vibrationsgeber 33 auf und die Endgeräte-Steuerung 23 ist ausgebildet, den Vibrationsgeber 33 moduliert anzusteuern, beispielsweise über die Verbindung 34, derart, dass eine das mobile Endgerät 17 identifizierende Information in Form eines Vibrationsmusters erzeugt wird, der Sensor 25 von einem Vibrationsaufnehmer 25.3 der mobilen Sicherheits-Grundsteuervorrichtung 15 gebildet wird, und die mobile Sicherheits-Grundsteuervorrichtung 15 ausgebildet ist, mittels des durch den Vibrationsaufnehmer 25.3 erfassten Vibrationsmusters die das mobile Endgerät 17 identifizierende Information zu erlangen, um die steuerungstechnische Zuordnung von mobiler Sicherheits-Grundsteuervorrichtung 15 und mobilem Endgerät 17 zu verifizieren.
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

WO 03/088011 A2 [0002]
DE 102010025781 A1 [0003]

Claims

Roboter-Bedienhandgerätverbund, aufweisend: - eine eigenständige Sicherheits-Grundsteuervorrichtung (15), die ein Gehäuse (19), ein am Gehäuse (19) angeordnetes sicherheitsrelevantes Schaltmittel (20) und eine Kommunikationsvorrichtung (21) zum steuerungstechnischen Verbinden der Sicherheits-Grundsteuervorrichtung (15) mit einer Robotersteuerung (12) eines Roboters (1) aufweist, - ein eigenständiges mobiles Endgerät (17), das eine Endgeräte-Steuerung (23) und einen Bildschirm (24) zum Anzeigen von Darstellungen aufweist, - sowie einen Halter (16), der ausgebildet ist, die Sicherheits-Grundsteuervorrichtung (15) mit dem mobilen Endgerät (17) in einer manuell lösbaren Verbundanordnung mechanisch zu verbinden, um den Roboter-Bedienhandgerätverbund (18) zu bilden, wobei die Sicherheits-Grundsteuervorrichtung (15) wenigstens einen Sensor (25) aufweist, mittels dem in der Verbundanordnung von Sicherheits-Grundsteuervorrichtung (15) und mobilem Endgerät (17) eine steuerungstechnische Zuordnung von Sicherheits-Grundsteuervorrichtung (15) und mechanisch verbundenem mobilen Endgerät (17) verifiziert wird dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheits-Grundsteuervorrichtung (15) einen optischen Sensor (25.1) mit einer Sensorfläche (27) aufweist, die in der Verbundanordnung von Sicherheits-Grundsteuervorrichtung (15) und mobilem Endgerät (17) an einen Flächenabschnitt (28) des Bildschirms (24) des mobilen Endgeräts (17) optisch angekoppelt ist, derart, dass eine in diesem Flächenabschnitt (28) des Bildschirms (24) angezeigte Darstellung mittels des optischen Sensors (25.1) in Form von Bildinformationen erfasst wird, wobei die Sicherheits-Grundsteuervorrichtung (15) ausgebildet ist, die von dem Sensor (25.1) erfassten Bildinformationen über die Kommunikationsvorrichtung (21) an die Robotersteuerung (12) zu übermitteln und die Robotersteuerung (12) eingerichtet ist, aufgrund der übermittelten Bildinformationen die steuerungstechnische Zuordnung von Sicherheits-Grundsteuervorrichtung (15) und mechanisch verbundenem mobilen Endgerät (17) zu verifizieren.
Roboter-Bedienhandgerätverbund nach Anspruch 1, wobei die Endgeräte-Steuerung (23) des mobilen Endgeräts (17) eingerichtet ist, in zeitlicher Abfolge mehrere Darstellungen auf dem Flächenabschnitt (28) des Bildschirms (24) anzuzeigen, die aufgrund einer Unterschiedlichkeit der jeweiligen Darstellungen und/oder aufgrund ihrer unterschiedlichen Anzeigezeitpunkte und/oder ihrer unterschiedlichen Anzeigedauern, eine das individuelle mobile Endgerät (17) kennzeichnende Information über den optischen Sensor (25.1) an die Sicherheits-Grundsteuervorrichtung (15) übermitteln.
Roboter-Bedienhandgerätverbund nach Anspruch 2, wobei die Robotersteuerung (12) über eine Kommunikationsverbindung (30) steuerungstechnisch mit dem mobilen Endgerät (17) verbunden ist und die Robotersteuerung (12) ausgebildet ist, eine das individuelle mobile Endgerät (17) kennzeichnende Information zu erzeugen und mittels der Kommunikationsverbindung (30) an die Endgeräte-Steuerung (23) des mobilen Endgeräts (17) zu übermitteln, so dass die Endgeräte-Steuerung (23) auf Grundlage der von der Robotersteuerung (12) erhaltenen, das individuelle mobile Endgerät (17) kennzeichnenden Information, die mehreren Darstellungen in zeitlicher Abfolge auf dem Flächenabschnitt (28) des Bildschirms (24) anzeigt.
Roboter-Bedienhandgerätverbund nach Anspruch 3, wobei die Robotersteuerung (12) eingerichtet ist, die mittels des optischen Sensors (25.1) erfassten Bildinformationen, die über die Kommunikationsvorrichtung (21) an die Robotersteuerung (12) übermittelt sind, mit den das individuelle mobile Endgerät (17) kennzeichnenden Informationen, die von der Robotersteuerung (12) erzeugt sind, zu vergleichen, um deren Übereinstimmung festzustellen.
Roboter-Bedienhandgerätverbund nach Anspruch 4, wobei die Robotersteuerung (12) eingerichtet ist, im Falle einer Übereinstimmung der mittels des Sensors (25, 25.1) erfassten und über die Kommunikationsvorrichtung (21) an die Robotersteuerung (12) übermittelten Bildinformationen mit den von der Robotersteuerung (12) erzeugten, das individuelle mobile Endgerät (17) kennzeichnenden Informationen, eine robotersteuerungstechnische Kommunikation der Sicherheits-Grundsteuervorrichtung (15) mit dem mobilen Endgerät (17) zuzulassen und im Falle einer fehlenden Übereinstimmung der mittels des Sensors (25, 25.1) erfassten und über die Kommunikationsvorrichtung (21) an die Robotersteuerung (12) übermittelten Bildinformationen mit den von der Robotersteuerung (12) erzeugten, das individuelle mobile Endgerät (17) kennzeichnenden Informationen, eine robotersteuerungstechnische Kommunikation der Sicherheits-Grundsteuervorrichtung (15) mit dem mobilen Endgerät (17) zu unterbinden.
Roboter-Bedienhandgerätverbund nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei die Endgeräte-Steuerung (23) des mobilen Endgeräts (17) eingerichtet ist, einen das individuelle mobile Endgerät (17) kennzeichnenden Identifikationscode als eine Bildinformation über den Sensor (25.1) an die Sicherheits-Grundsteuervorrichtung (15) zur Weiterleitung an die Robotersteuerung (12) zu übermitteln.
Roboter-Bedienhandgerätverbund nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei die Robotersteuerung (12) einen Zufallszahlengenerator umfasst, der ausgebildet ist, eine Zufallszahl zu erzeugen, die als eine das individuelle mobile Endgerät (17) kennzeichnende Information benutzt wird.
Roboter-Bedienhandgerätverbund nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die auf dem Flächenabschnitt (28) des Bildschirms (24) angezeigte Darstellung ein diskretes Pixelbild ist, das sich kontrastreich von einem Hintergrundbild, welches sich bis an die Ränder des Flächenabschnitts (28) erstreckt, optisch abhebt.
Roboter-Bedienhandgerätverbund nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Sensor (25, 25.1) an dem Gehäuse (19) der Sicherheits-Grundsteuervorrichtung (15) verstellbar gelagert ist.
Roboter-Bedienhandgerätverbund nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Endgeräte-Steuerung (23) des mobilen Endgeräts (17) eingerichtet ist, ein vorbestimmtes diskretes Pixelbild auf dem Bildschirm (24) zu verschiedenen Zeitpunkten an unterschiedlichen Stellen des Bildschirms (24) anzuzeigen, und die Sicherheits-Grundsteuervorrichtung (15) ausgebildet ist, den Zeitpunkt, an dem das diskrete Pixelbild von dem optischen Sensor (25.1) erfasst wird, zu bestimmen und an die Endgeräte-Steuerung (23) des mobilen Endgeräts (17) zu übermitteln, so dass die Endgeräte-Steuerung (23) die momentane Lage des optischen Sensors (25.1) auf dem Bildschirm (24) aus diesem Zeitpunkt bestimmen kann.
Roboter-Bedienhandgerätverbund nach Anspruch 10, wobei die Endgeräte-Steuerung (23) des mobilen Endgeräts (17) eingerichtet ist, das Pixelbild auf dem Flächenabschnitt (28) des Bildschirms (24) im Umgebungsbereich des optischen Sensors (25.1) hin und her zu verschieben, um den optischen Erfassungsbereich des optischen Sensors (25.1) zu bestimmen.
Roboter-Bedienhandgerätverbund nach Anspruch 10 oder 11, wobei die Endgeräte-Steuerung (23) des mobilen Endgeräts (17) eingerichtet ist, Daten auf dem mobilen Endgerät (17) abzuspeichern, welche die Lage des optischen Sensors (25.1) auf dem Bildschirm (24) kennzeichnen und zwar bezogen auf die jeweilige individuelle, mit dem mobilen Endgerät (17) verbundenen Sicherheits-Grundsteuervorrichtung (15), und eingerichtet ist, jeweils gespeicherte Daten der Lage des optischen Sensors (25.1) auf dem Bildschirm (24) aufzurufen, wenn die diesen Daten zugeordnete Sicherheits-Grundsteuervorrichtung (15) mechanisch mit dem mobilen Endgerät (17) verbunden ist.
Roboter-Bedienhandgerätverbund nach Anspruch 1 bis 12, wobei der Sensor (25) ein zur Nahfeldkommunikation (NFC) ausgebildeter Aufnehmer (25.2) ist und die Sicherheits-Grundsteuervorrichtung (15) ausgebildet ist, mittels des Aufnehmers (25.2) eine das mobile Endgerät (17) identifizierende Information zu erfassen, die durch einen zur Nahfeldkommunikation (NFC) ausgebildeten, in der Verbundanordnung von Sicherheits-Grundsteuervorrichtung (15) und mobilem Endgerät (17) mit dem Aufnehmer (25.2) kommunizierender Geber (32) von dem mobilen Endgerät (17) an die Sicherheits-Grundsteuervorrichtung (15) übermittelt wird.
Roboter-Bedienhandgerätverbund nach Anspruch 1 bis 13, wobei das mobile Endgerät (17) einen Vibrationsgeber (33) aufweist und die Endgeräte-Steuerung (23) ausgebildet ist, den Vibrationsgeber (33) moduliert anzusteuern, derart, dass eine das mobile Endgerät (17) identifizierende Information in Form eines Vibrationsmusters erzeugt wird, der Sensor (25) von einem Vibrationsaufnehmer (25.3) der mobilen Sicherheits-Grundsteuervorrichtung (15) gebildet wird, und die Sicherheits-Grundsteuervorrichtung (15) ausgebildet ist, mittels des durch den Vibrationsaufnehmer (25.3) erfassten Vibrationsmusters die das mobile Endgerät (17) identifizierende Information zu erlangen, um die steuerungstechnische Zuordnung von Sicherheits-Grundsteuervorrichtung (15) und mobilem Endgerät (17) zu verifizieren.