KR20230147676A - 오브젝트와 장치 표면 사이의 최소 거리를 결정하기 위한 방법, 장치 표면을 갖는 핸들링 장치용 안전 디바이스, 및 핸들링 장치 - Google Patents

오브젝트와 장치 표면 사이의 최소 거리를 결정하기 위한 방법, 장치 표면을 갖는 핸들링 장치용 안전 디바이스, 및 핸들링 장치 Download PDF

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올리퍼 크리크
에띠엔 아이히슈테트
헤르만 비저
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라운드펙 테크놀로지스 게엠베하
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Abstract

오브젝트 (22) 와 장치 표면 (12a, 14a, 16a, 18a) 사이의 최소 거리 (M) 를 결정하기 위한, 특히 오브젝트 (22) 와 핸들링 장치 (10) 의 장치 표면 (12a, 14a, 16a, 18a) 사이의 최소 거리 (M) 를 결정하기 위한 방법이 기재된다. 이 경우, 오브젝트 (22) 의 1차 거리는 장치 표면 (12a, 14a, 16a, 18a) 에 또는 그 상의 거리 센서 유닛 (32) 에 의해 오브젝트의 거리로서 캡처된다. 장치 표면 (12a, 14a, 16a, 18a) 의 공간적 코스를 고려하여 장치 표면 (12a, 14a, 16a, 18a) 에 가장 가깝고 거리 센서 유닛 (32) 의 캡처 범위 (36) 내에서 그리고 거리 센서 유닛 (32) 으로부터 1차 거리에 있는 크리티컬 포인트가 또한 결정된다. 최종적으로, 크리티컬 포인트와 장치 표면 (12a, 14a, 16a, 18a) 사이의 최소 거리가 결정된다. 장치 표면 (12a, 14a, 16a, 18a) 을 갖는 핸들링 장치 (10) 를 위한 안전 디바이스 (30) 및 상기 안전 디바이스가 장비된 핸들링 장치 (10) 가 또한 제시된다.

Description

오브젝트와 장치 표면 사이의 최소 거리를 결정하기 위한 방법, 장치 표면을 갖는 핸들링 장치용 안전 디바이스, 및 핸들링 장치
본 발명은 오브젝트와 장치 표면 사이의 최소 거리를 결정하기 위한 방법, 특히 오브젝트와 핸들링 장치의 장치 표면 사이의 최소 거리를 결정하기 위한 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 장치 표면을 갖는 핸들링 장치를 위한 안전 디바이스에 관한 것으로, 특히 장치 표면을 갖는 로봇을 위한 안전 디바이스에 관한 것이다.
본 발명은 추가로 이러한 안전 디바이스 및 장치 표면을 갖는, 핸들링 장치, 특히 로봇에 관한 것이다.
이러한 방법들, 안전 디바이스들 및 핸들링 장치들은 종래 기술로부터 알려져 있다. 이들은 핸들링 장치와 사람들이 동일한 작업 공간을 공유하는 애플리케이션들에서 사용된다. 이는 예를 들어, 인간-로봇 협력의 맥락에서의 경우이다. 이러한 맥락에서, 핸들링 장치의 작업 공간 내에 존재하는 사람들이 안전하게 유지되는 것이 보장되어야 한다. 더욱이, 핸들링 장치 또는 그 컴포넌트와 작업 공간에서 다른 인간이 아닌 오브젝트 사이의 충돌이 회피되어야 한다.
이러한 목적을 위해 사람과 인간이 아닌 오브젝트 사이의 거리를 결정하기 위한 방법을 수행하도록 구성되는 안전 디바이스가 사용된다. 이에 의해 핸들링 장치의 이동은 측정된 거리를 고려하여 느려지거나, 정지되거나, 완전히 방해된다.
가독성을 더 용이하게 하기 위해, 사람들과 인간이 아닌 오브젝트들은 이하 오브젝트들로서 공동으로 지칭될 것이다.
이에 의해 거리 결정을 위해 실행가능한 안전 디바이스들 및 방법들이 알려져 있고 거리 결정을 위한 높은 레벨의 정확도를 가능하게 하지만 유사하게 높은 레벨의 경비가 든다. 이러한 방식으로, 연관된 핸들링 장치들이 안전하고 효율적으로 동작될 수 있다.
본 발명은 여기에 적용가능하며, 그 목적은 도입부에서 언급된 타입의 방법들, 안전 디바이스들 및 핸들링 장치들을 추가로 개선하는 것이다. 특히, 오브젝트들 사이의 거리들을 결정하기 위한 간단하고 신뢰성 있는 방법이 생성되어야 한다. 이러한 방법을 비교적 낮은 레벨의 경비로 수행하는 것이 또한 가능해야 한다. 동작 안전성과 관련하여 타협이 있어서는 안된다.
이 목적은 다음의 단계들을 포함하는 도입부에 언급된 타입의 방법에 의해 달성된다:
a) 장치 표면에 또는 그 상에 포지셔닝된 제 1 거리 센서 유닛에 의해 오브젝트의 1차 거리를 캡처하는 단계, 여기서 1차 거리는 오브젝트와 거리 센서 유닛 사이의 거리임,
b) 장치 표면의 3차원 코스를 고려하여, 장치 표면에 가장 가깝고 제 1 거리 센서 유닛의 캡처 범위 내에 그리고 제 1 거리 센서 유닛으로부터 1차 거리에 있는 크리티컬 포인트를 결정하는 단계, 및
c) 크리티컬 포인트와 장치 표면 사이의 최소 거리를 결정하는 단계.
이러한 방법은 간단하고 신뢰성 있게 수행될 수 있다. 이러한 맥락에서, 거리 센서 유닛들은 통상적으로 거리를 결정할 수 있지만, 연관된 캡처 범위 내에서 거리가 측정되는 곳을 표시할 수 없다는 사실에 대한 고려가 주어진다. 이 문제는 크리티컬 포인트 및 연관된 최소 거리를 결정함으로써 해결된다. 방법이 예를 들어, 장치 표면의 3차원 코스 덕분에, 실제 거리보다 큰 최소 거리를 결정하는 것은 불가능하다. 오히려, 의심스러운 경우에는 다소 짧은 거리가 출력된다. 따라서, 방법은 특히 안전하다.
방법을 위해 다음의 아이템들의 정보가 알려저야 한다: 적어도 관련 범위에서의 장치 표면의 코스, 장치 표면 상의 거리 센서의 포지션, 거리 센서 유닛의 캡처 범위. 이 정보는 방법을 수행하기 위해 구성되는 제어 유닛 상에 쉽게 저장될 수 있다.
거리 센서 유닛의 캡처 범위는 장치 표면이 그것을 스크린하지 않도록 항상 선택되는 것으로 이해된다. 그렇지 않으면, 거리 센서 유닛은 원하는 신뢰성으로 동작될 수 없을 것이다.
또한, 본 경우에서 거리 센서 유닛은 실질적으로 원뿔형의 캡처 범위를 갖는 것으로 가정된다.
크리티컬 포인트는 장치 표면이 평탄할 때, 또는 장치 표면이 오브젝트의 방향으로 볼록하게 만곡되고 장치 표면의 곡률 반경이 1차 거리보다 클 때, 또는 장치 표면이 오브젝트의 방향으로 오목하게 만곡될 때 캡처 범위의 에지 상에 놓일 수 있다. 이러한 경우들에서, 크리티컬 포인트의 포지션은 특히 빠르고 간단한 방식으로 결정될 수 있다. 결과적으로, 최소 거리가 마찬가지로 빠르고 간단한 방식으로 결정될 수 있다. 장치 표면의 곡률에 관한 정보는 또한 방법을 수행하기 위해 구성되는 제어 유닛 상에 저장될 수 있다.
장치 표면에 또는 그 상에 포지셔닝된 제 2 거리 센서 유닛으로부터의 센서 신호는 바람직하게는 제 2 거리 센서 유닛이 오브젝트를 검출할 때 무시된다. 대안으로, 크리티컬 포인트는 제 2 거리 센서 유닛이 오브젝트를 검출하지 않을 때, 장치 표면에 또는 그 상에 포지셔닝된 제 2 거리 센서 유닛의 캡처 범위 외부에 놓인다. 후자의 경우, 결과적으로 제 2 거리 센서 유닛의 캡처 범위에 오브젝트가 존재하는 것을 배제할 수 있다. 따라서, 오브젝트는 또한 가능하게는 제 1 거리 센서 유닛과 제 2 거리 센서 유닛의 캡처 범위들의 제공된 오버랩 영역에 존재할 수 없다. 따라서, 크리티컬 포인트는 또한 오버랩 영역의 외부에 놓여야 한다. 전자의 경우, 제 2 거리 센서 유닛에 의해 캡처된 오브젝트가 제 1 거리 센서 유닛에 의해 캡처된 것과 동일한 오브젝트인지 또는 상이한 오브젝트인지가 결정될 수 없다. 안전상의 이유로, 이들은 2개의 상이한 오브젝트들인 것으로 가정되어야 한다. 따라서, 이 경우 제 2 거리 센서 유닛에 의해 생성된 센서 신호를 무시하면 제 1 거리 센서 유닛의 증가된 신뢰성을 야기한다. 다음 단계에서 제 2 거리 센서 유닛으로부터의 센서 신호가 자연스럽게 또한 평가될 수 있다는 것이 이해된다. 이러한 맥락에서, 제 1 거리 센서 유닛으로부터의 센서 신호는 무시될 수 있다.
2개의 거리 센서 유닛들이 제공되는 경우, 연관된 캡처 범위들 내의 캡처된 오브젝트의 포지션이 또한 결정될 수 있다. 이는 예를 들어, 양자의 거리 센서 유닛들이 오브젝트에 의해 반사된 신호의 위상을 캡처하고 따라서 연관된 위상 시프트가 결정될 수 있다는 사실에 의해 실시될 수 있다. 캡처 범위들 내의 포지션은 위상 시프트로부터 추론될 수 있다.
일 실시형태에서, 적어도 2개의 원시 거리들이 각각의 거리 센서 유닛에서 결정되고, 여기서 1차 거리는 원시 거리들 중 더 짧은 것이다. 적어도 2개의 거리 센서들은 바람직하게 거리 센서 유닛 내의 원시 거리들을 결정하기 위해 배열되고, 상기 센서들은 적어도 부분적으로 오버랩하는 검출 범위들을 갖는다. 따라서, 원시 거리들을 결정하기 위해 사용된 거리 센서들은 중복적이다. 그 결과, 이를 포괄하는 거리 센서 유닛 및 결과적으로 또한 본 발명에 따른 방법의 신뢰성이 증가된다.
바람직하게, 원시 거리들을 결정하기 위한 거리 센서들의 검출 범위들은 하나의 검출 범위가 완전히 다른 검출 범위 내에 놓이도록 오버랩한다. 따라서, 원시 거리는 연관된 오버랩 영역에서 2개의 거리 센서들에 의해 결정될 수 있다. 대안으로, 검출 범위들은 실질적으로 동일하다. 검출 범위들에 관한 상세들은 가능하게는 소정의 최소 거리 외부에서만 유효하다는 것이 이해된다. 기하학적 특징들로 인해 최소 거리 내에 불충분한 오버랩만이 존재할 수 있다. 극단적인 경우, 캡처 범위는 최소 거리 내에서 전혀 오버랩하지 않는다.
원시 거리들은 상이한 센서 원리들에 의해 비행 시간 방법에 따라 결정될 수 있다. 특히, 센서 원리들 중 하나는 전자기, 바람직하게는 광학, 센서 원리이고, 센서 원리들 중 다른 하나는 음향 센서 원리이다. 이러한 맥락에서, 각각의 비행 시간 센서는 송신 유닛 및 수신 유닛과 평가 유닛을 포함한다. 평가 유닛은 송신 유닛에 의해 출력된 신호가 수신 유닛에 의해 검출될 때까지 필요로 하는 실행 시간에 의존하여, 그리고 관련 공간에서의 파동 전파 속도의 지식으로, 거리 값 형태의 센서 신호를 결정한다. 따라서, 비행 시간 센서들은 비교적 빠르고 정확한 방식으로 동작한다. 그 결과, 이들은 특히 핸들링 장치들 또는 로봇들의 맥락에서 사용되기에 매우 적합하다. 상이한 센서 원리들을 사용함으로써, 원시 거리들을 결정할 때 견고성 및 에러 허용오차가 증가될 수 있다.
제 1 거리 센서는 적외선 센서일 수 있고, 제 2 거리 센서는 초음파 센서일 수 있다. 이에 의해, 핸들링 장치의 통상의 환경에서 사용된 사실상 임의의 오브젝트, 즉 임의의 방식으로 옷을 입은 사람 및 임의의 재료로 만들어진 오브젝트가 상이한 환경 조건들 (밝기, 안개, 공기 습도 등) 에서 인식될 수 있음이 보장된다. 이는 특히 작업 공간 및 먼지가 존재할 때 변동하는 수분에 의해 덜 신뢰성 있게 동작하는 용량성 센서들과 비교하여 적용된다. 또한, 공기에 가까운 유전 상수를 갖는 일부 합성 재료들은 용량성 센서들로 쉽게 인식될 수 없다.
일 변형에 따르면, 거리 센서 유닛들 중 적어도 하나는 동작 동안 변경될 수 있는 캡처 범위를 갖는다. 특히, 캡처 범위는 시간-의존적 방식으로 또는 측정된 거리 값에 의존하여 변경된다. 이러한 맥락에서, 예를 들어 비교적 좁은 측정 원뿔의 형태를 갖는 상대적으로 좁은 캡처 범위들은, 비교적 원격의 오브젝트들의 경우에 유용한데, 이는 이들 오브젝트들이 놓이는 방향이 더 잘 추정될 수 있기 때문이다. 대조적으로, 비교적 가까운 오브젝트들의 경우, 캡처의 갭을 최소화하거나 제거하기 위해, 예를 들어 넓은 측정 원뿔들의 형태로, 비교적 넓은 캡처 범위들을 제공하는 것이 유리하다. 캡처 범위들을 변경하면 전체적으로 캡처 정확도가 증가된다. 초음파 센서들의 경우, 예를 들어 캡처 범위는 사운드 주파수를 변경함으로써 특히 간단한 방식으로 변경될 수 있다.
적어도 하나의 거리 센서 유닛의 캡처 범위는, 또한 거리 센서 유닛이 이동가능한 방식으로 장착되고 따라서 캡처 범위가 거리 센서 유닛의 이동가능성 내의 포지션에 의존하여 거리 센서 유닛을 둘러싸는 공간의 다른 섹션을 커버한다는 사실에 의해 변경될 수 있다.
이 목적은 또한 장치 표면에 또는 그 상에 포지셔닝될 수 있는, 제 1 거리 센서 유닛, 및 신호 기술의 관점에서 거리 센서 유닛에 커플링되고 거리 센서 유닛이 장착된 상태에 있을 때 본 발명에 따른 방법을 수행하도록 구성되는 평가 유닛을 포함하는, 도입부에서 언급된 타입의 안전 디바이스에 의해 달성된다. 따라서 장치 표면들의 최소 거리들은 안전 디바이스에 의해 간단하고 신뢰성 있는 방식으로 결정될 수 있다. 그 결과, 안전 디바이스가 장비된 장치들, 특히 핸들링 장치들은, 잠재적으로 충돌 위험이 있는 오브젝트들, 특히 사람이 또한 존재하는 그러한 작업 공간들에서 신뢰성 있게 동작될 수 있다.
더욱이, 방법과 관련하여 언급된 효과들 및 이점들은 또한 안전 디바이스에 적용가능하며, 그 역 또한 마찬가지이다.
또한, 제 2 거리 센서 유닛은 장치 표면에 또는 그 상에 포지셔닝될 수 있고 신호 기술의 관점에서 평가 유닛에 커플링된다. 안전 디바이스는 또한 본 발명에 따른 방법과 관련하여 이미 언급되었고 2개의 거리 센서 유닛들의 사용에 기초하는 이러한 기능들을 제공할 수 있다.
바람직하게, 제 1 거리 센서 유닛 및 제 2 거리 센서 유닛은 각각 캡처 범위를 포함하고, 캡처 범위들은 거리 센서 유닛들로부터 미리정의된 안전 거리 외부에서 오버랩한다. 이는 미리정의된 안전 거리 외부의 공간이 거리 센서 유닛들에 의해 신뢰성 있게 조명된다는 것을 의미한다. 특히, 미리정의된 안전 거리 외부의 공간은 거리 센서 유닛들에 의해 완전히 조명되며, 즉 미리정의된 안전 거리 외부에 조명 갭들이 없다. 그러나, 미리정의된 안전 거리 외부의 조명 갭들을 허용하는 것이 또한 가능하다. 그러나, 그 경우에 거리 센서 유닛들은 조명 갭들이 사이즈가 크리티컬하지 않도록 구성되고 포지셔닝된다. 이는 조명 갭들이 거리 센서 유닛들에 의해 검출될 오브젝트들보다 분명히 더 작다는 것을 의미한다. 그 결과, 검출될 오브젝트 또한 가장 불리한 경우에 조명 갭 내에 완전히 놓일 수 없고 따라서 항상 신뢰성 있게 검출되는 것이 달성된다. 예를 들어, 수 제곱 센티미터의 단면을 갖는 조명 갭은 공간에서 인접한 거리 센서 유닛들의 3개의 부분적으로 오버랩하는 조명 원뿔들에 의해 생성될 수 있다. 그러나, 사람들이 검출되고 있을 때 이것은 크리티컬하지 않은 것으로 간주된다. 크리티컬하지 않은 사이즈의 허용가능한 조명 갭들에 대한 유사성으로서, 그리드로 형성된 케이지가 고려될 수 있다. 그리드는 개구들을 포함하지만 미리정의된 오브젝트들이 통과할 수 없도록 사이징된다. 이에 대조적으로, 가능하게는 크리티컬하지 않은 사이즈를 초과하는 조명 갭들은 또한 미리정의된 안전 거리 내에서 허용된다. 전체적으로, 안전 거리 외부의 영역은 고도의 신뢰성 및 커버리지로 조명될 수 있다. 그러나, 이를 위해 최소한의 거리 센서 유닛들만이 필요하다. 따라서, 안전 유닛의 설계는 비교적 간단하고 비용 효율적이다.
일 실시형태에서, 거리 센서 유닛들의 각각은 비행 시간 방법에 따라 동작하는 적어도 2개의 거리 센서들을 포함한다. 이러한 맥락에서, 이미 설명된 비행 시간 센서들의 사용의 효과들 및 이점들에 대해 참조가 이루어질 수 있다.
거리 센서들 중 하나의 검출 범위와 거리 센서들 중 다른 하나의 검출 범위는 적어도 부분적으로 오버랩할 수 있다. 특히, 검출 범위들은 실질적으로 동일하거나 검출 범위들 중 하나가 다른 검출 범위를 완전히 포괄한다. 따라서, 거리들의 캡처에 소정의 중복성이 있다. 따라서, 안전 디바이스는 고도의 신뢰성 및 높은 레벨의 안전성을 보장한다.
유리하게, 거리 센서들은 상이한 센서 원리들을 사용한다. 특히, 거리 센서들 중 하나는 전자기, 바람직하게는 광학, 센서 원리를 사용하고, 거리 센서들 중 다른 하나는 음향 센서 원리를 사용한다. 본 발명에 따른 방법과 관련하여 이미 설명된 효과들 및 이점이 생성된다.
또한, 안전 디바이스와 관련하여, 거리 센서 유닛들 중 하나에서 사용되는 거리 센서들 중 적어도 하나는 동작 동안 변경될 수 있는 검출 범위를 가질 수 있다. 특히, 검출 범위는 시간-의존적 방식으로 또는 측정된 거리 값에 의존하여 설정된다.
본 발명에 따른 방법과 관련하여 이미 설명된 검출 범위를 변경하는 방식들에 부가하여, 안전 디바이스는 또한 이러한 맥락에서 그의 포지션이 조정될 수 있는 차폐 유닛을 가질 수 있다. 따라서, 검출 범위는 차폐 유닛의 포지션을 조정함으로써 변경된다. 차폐 유닛은 예를 들어, 압전 엘리먼트들에 의해 조정될 수 있다. 검출 범위의 설정을 위해, 차폐 유닛과 연관된 거리 센서 사이의 상대적 포지션만이 중요함을 이해한다. 유사한 방식으로, 이동가능하게 장착된 거리 센서와 협력하는 고정된 차폐 유닛이 또한 제공될 수 있다.
거리 센서 유닛은 또한 선택적으로 활성화해제가능할 수 있다. 이는 연관된 장치, 특히 핸들링 장치의 대부분의 자세에서, 거리 센서 유닛이 장치 표면 또는 핸들링 장치의 일부를 캡처하게 되도록 거리 센서 유닛들이 장치 표면 상에 포지셔닝될 때 특히 유리하다.
또한, 이 목적은 본 발명에 따른 안전 디바이스를 포함하는, 도입부에 언급된 타입의 핸들링 장치, 특히 로봇에 의해 달성되며, 안전 디바이스의 적어도 제 1 거리 센서 유닛은 장치 표면에 또는 그 상에 포지셔닝된다. 따라서, 오브젝트들과 장치 표면 사이의 거리들은 신뢰성 있게 캡처될 수 있다. 그 결과, 잠재적으로 충돌 위험이 있는 사람 및/또는 인간이 아닌 오브젝트들이 존재하는 작업 공간에서 안전하고 신뢰성 있는 방식으로 핸들링 장치가 동작될 수 있다.
따라서, 핸들링 장치 또는 로봇은 세이프가딩(safeguarding)하는데 필요한 거리 센서 유닛들을 반송한다. 이는 또한 장치-중심 또는 로봇-중심 세이프가딩으로서 지칭된다.
또한, 본 발명에 따른 방법 및/또는 본 발명에 따른 안전 디바이스와 관련하여 언급된 효과들 및 이점들은 또한 본 발명에 따른 핸들링 장치에 적용가능하며, 그 역 또한 마찬가지이다.
핸들링 장치는 미리정의된 안전 거리 외부의 오브젝트들만이 안전 디바이스에 의해 캡처되는 경우 거리-제어된 동작 모드에서 동작할 수 있다. 대안으로, 핸들링 장치는 힘-제어된 동작 모드에서 동작하거나 안전 거리 내에서 오브젝트들이 캡처될 때 정지할 수 있다. 이러한 맥락에서, 힘-제어된 동작 모드는 핸들링 장치의 작업 또는 진행 속도의 감소와 연관되고, 따라서 핸들링 장치와 사람 사이에 접촉이 있는 경우, 접촉력이 너무 낮아서 부상이 발생할 수 없다. 대안으로, 핸들링 장치가 정지한다. 따라서 더 이상 이동하지 않는다. 오브젝트들이 더 이상 안전 거리에서 캡처되지 않을 때에만 이동의 재시작에 대한 판정이 이루어질 수 있다. 이러한 방식으로, 높은 동작 안전성이 또한 보장된다.
미리정의된 안전 거리에 부가하여, 미리정의된 임계 거리가 또한 제공될 수 있다. 이는 미리정의된 안전 거리보다 크며, 즉 그 외부의 영역에 놓인다. 핸들링 장치는, 오브젝트가 미리정의된 임계 거리 내에서 또는 미리정의된 임계 거리 외부에서 검출되는지 여부에 의존하여 특정한 동작 파라미터들에 대해, 상이한 한계 값들이 적용될 수 있도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 미리정의된 임계 거리 외부에서, 제 1, 바람직하게는 높은 최대 진행 속도가 허용되고, 여기서 미리정의된 임계 거리 내이지만, 안전 거리 외부에서, 제 2, 감소된 최대 진행 속도가 허용된다. 복수의 이러한 임계 거리들이 또한 정의될 수 있다는 것이 이해된다. 이러한 방식으로, 핸들링 장치는 효율적이면서 안전한 방식으로 동작될 수 있다.
이러한 맥락에서, 안전 거리 및/또는 임계 거리를 속도-의존적 방식으로 설정하는 것이 또한 유리하다. 안전 거리의 변수는 소위 정지 거리, 즉 비상 셧-오프 스위치가 멈춤으로 되기 전에 작동된 후 핸들링 장치가 여전히 진행하는 거리로 지향된다. 이 정지 거리는 안전 거리보다 더 짧아야 한다. 그렇지 않으면, 원하지 않는 충돌이 발생할 수도 있다.
핸들링 장치는 또한 방향 인식 유닛으로 장비될 수 있다. 따라서, 핸들링 장치가 캡처된 오브젝트를 향해 또는 이로부터 멀리 이동하고 있는지 여부가 인식될 수 있다. 이를 위해, 거리 센서 유닛들에 의해 캡처된 최소 거리들은 핸들링 장치의 이동 데이터와 조합하여 평가될 수 있다.
충돌 위험이 있는 오브젝트들이 항상 핸들링 장치의 작업 공간에 및/또는 작업 공간 한계에 가깝게 포지셔닝되는 경우에 대해, 핸들링 장치는 또한 이러한 오브젝트들의 영역에서 항상 힘-제어된 모드로 작업하도록 프로그램될 수 있다. 이는 특정 프로그래밍 또는 러닝 실행에 의해 영향을 받을 수 있다. 그러한 기능성의 목적은 그러한 오브젝트들에 의해 이전에 은닉되었던 사람들이 그러한 오브젝트들 뒤의 거리 센서 유닛들의 캡처 범위에 진입할 수 있다는 사실에 있다. 은폐 오브젝트는 또한 핸들링 장치 자체의 부분들일 수 있다.
이미 언급된 바와 같이, 핸들링 장치는 특히 로봇이다. 이는 예를 들어, 힌지 아암 로봇, 갠트리 로봇, 델타 로봇 또는 헥사포드 로봇으로서 설계된다. 힌지 아암 로봇은 구부러진 아암 로봇, 듀얼 아암 로봇 또는 소위 SCARA 로봇일 수 있다.
본 발명은 이하 첨부된 도면들에 도시되는 다양한 예시적인 실시형태들의 도움으로 설명될 것이다. 도면에 있어서:
- 도 1 은 본 발명에 따른 방법이 수행될 수 있는 본 발명에 따른 안전 디바이스가 장비되는 본 발명에 따른 핸들링 장치를 나타내며, 여기서 사람 및 2개의 인간이 아닌 오브젝트들이 나타나 있다.
- 도 2 는 본 발명에 따른 핸들링 장치의 예시적인 부분 및 본 발명에 따른 안전 디바이스의, 그 위에 포지셔닝된 컴포넌트들을 나타낸다.
- 도 3 은 본 발명에 따른 핸들링 장치의 다른 예시적인 부분 및 본 발명에 따른 안전 디바이스의, 그 위에 포지셔닝된 컴포넌트들의 단면도를 나타낸다.
- 도 4 는 평면 IV-IV 를 따른 단면도에서 도 1 의 핸들링 장치를 나타낸다.
- 도 5 는 본 발명에 따른 방법을 설명하기 위한 예시를 나타내며, 여기서 본 발명에 따른 핸들링 장치의 평면 장치 표면이 그에 대한 기초가 된다.
- 도 6 은 본 발명에 따른 방법을 설명하기 위한 추가 예시를 나타내며, 여기서 방법은 도 1 의 핸들링 장치를 사용하여, 도 4 에 대응하는 예시에 의해 설명된다.
- 도 7 은 2개의 동작 상태들에서 도 1 의 핸들링 장치의 예시적인 거리 센서의 상세도를 나타낸다.
- 도 8 은 특정 동작 상황에서 도 1 의 핸들링 장치의 개략도를 나타낸다.
- 도 9 는 이동가능한 거리 센서 유닛을 갖는 본 발명에 따른 안전 디바이스의 변형을 개략적으로 나타낸다.
도 1 은 예시된 실시형태에서 구부러진 아암 로봇으로서 설계되는 핸들링 장치 (10) 를 나타낸다.
핸들링 장치 (10) 는 베이스 (12), 제 1 아암 (14), 제 2 아암 (16) 및 그리퍼 (18) 를 포함한다.
제 1 아암 (14) 은 베이스 (12) 및 제 2 아암 (16) 에 관절 방식으로 연결된다. 제 1 아암 (14) 에 대향하는 측면에서, 제 2 아암 (16) 은 관절 방식으로 그리퍼 (18) 에 커플링된다.
핸들링 장치 (10) 는 복수의 장치 표면들 (12a, 14a, 16a, 18a) 을 포함한다.
보다 정확하게, 베이스 (12) 는 장치 표면 (12a) 에 의해 범위가 정해진다. 제 1 아암 (14) 은 장치 표면 (14a) 을 포함하고, 제 2 아암 (16) 은 장치 표면 (16a) 을 포함한다. 그리퍼 (18) 는 장치 표면들 (18a) 을 포함하며, 그 중 단지 하나에만 예로서 참조 부호가 제공된다.
핸들링 장치 (10) 는 핸들링 장치 (10) 또는 그 부분들이 그들과 충돌할 수 있도록 부가적으로 포지셔닝되는 오브젝트들 (22) 이 제공되는 작업 공간 (20) 에서 동작될 수 있다.
구체적으로, 이러한 오브젝트들 (22) 은 예시된 실시형태에서 사람 (24) 의 형태로, 비교적 작은 블록 (26) 의 형태로 그리고 비교적 큰 블록 (28) 의 형태로 제공된다.
이러한 작업 공간 (20) 에서 핸들링 장치 (10) 를 안전하게 동작시키기 위해, 즉 오브젝트들 (22) 사이의 원하지 않는 충돌들을 배제하기 위해, 안전 디바이스 (30) 가 장비된다.
안전 디바이스 (30) 는 장치 표면들 (12a, 14a, 16a, 18a) 중 하나 상에 각각 포지셔닝되고 일부에만 도 1 의 참조 번호가 제공되는 복수의 거리 센서 유닛들 (32) 을 포함한다.
또한, 안전 디바이스 (30) 는 평가 유닛 (34) 을 포함한다. 모든 거리 센서 유닛들 (32) 은 신호 기술의 관점에서 평가 유닛 (34) 에 커플링된다.
도 1 에 예시된 실시형태에서, 총 11개의 거리 센서 유닛들 (32) 을 볼 수 있다.
거리 센서 유닛들 (32) 의 각각은 도시된 실시형태에서 실질적으로 원뿔형인 캡처 범위 (36) 를 갖는다. 캡처 범위 (36) 의 한계들은 각각의 경우에 2개의 얇은 라인들에 의해, 연관된 거리 센서 유닛 (32) 의 직접 환경에 나타나 있다. 개선된 명확성을 위해, 다시, 캡처 범위들 (36) 중 일부에만 도 1 에서 참조 부호가 제공된다.
캡처 범위 (36) 는 특히 도 2 및 도 3 에 나타낸 바와 같이, 적어도 부분적으로 오버랩될 수 있으며, 그 각각은 연관된 거리 센서 유닛들 (32) 및 이들의 연관된 캡처 범위들 (36) 을 갖는 핸들링 장치 (10) 의 예시적인 컴포넌트들 (38) 을 나타낸다.
따라서, 거리 센서 유닛 (32) 의 캡처 범위들 (36) 은, 적어도 핸들링 장치 (10) 의 선택된 영역에서, 핸들링 장치 (10) 주위의 슬리브 타입을 형성하고, 그 내에서 오브젝트들 (22) 이 검출되며 오브젝트들 (22) 과 장치 표면들 (12a, 14a, 16a, 18a) 사이의 거리가 결정될 수 있다.
특히 도 4 에서 알 수 있는 바와 같이, 거리 센서 유닛들 (32) 은 연관된 캡처 범위들 (36) 이 미리정의된 안전 거리 (S) 외부에서만 오버랩되도록 배열된다.
이에 의해, 오브젝트들 (22) 이 안전 거리 (S) 외부에서 신뢰성 있게 캡처될 수 있는 것이 보장된다.
그러나, 이것은 또한 안전 거리 (S) 내에서, 즉 도 4 에서 장치 표면 (16a) 과 안전 거리 (S) 를 나타내는 원 사이에서, 캡처 갭들이 발생한다는 것이 허용됨을 의미한다.
그러나, 거리 센서 유닛들 (32) 의 이러한 배열로, 센서들을 통해, 작업 공간 (20) 의 전반적인 신뢰성 있는 모니터링이 관리가능한 수의 거리 센서 유닛들 (32) 로 달성될 수 있다. 즉, 이러한 배열은 거리 센서 유닛들 (32) 에 대한 경비, 특히 재정 경비와 캡처 범위 (36) 에 의한 작업 공간 (20) 의 커버리지 사이에 양호한 절충을 제공한다.
이러한 구성에서, 핸들링 장치 (10) 는 허용된 캡처 갭들에도 불구하고 항상 안전하고 신뢰성 있는 방식으로 동작될 수 있다.
이것은 핸들링 장치 (10) 가 2개의 상이한 동작 모드들에서 동작될 수 있다는 사실에 기인한다.
이것은 안전 디바이스 (30), 보다 구체적으로 거리 센서 유닛들 (32) 이 단지 미리정의된 안전 거리 (S) 외부의 오브젝트들 (22) 을 캡처할 때, 거리-제어된 동작 모드에서 동작한다.
도 4 에서, 예로서, 오브젝트 (22) 는 안전 거리 (S) 외부에 나타나 있다.
오브젝트가 안전 거리 (S) 에서 캡처되자 마자, 즉 도 4 에서 오브젝트 (22) 가 안전 거리 (S) 를 나타내는 원형 라인을 터치하자 마자, 핸들링 장치 (10) 는 힘-제어된 동작 모드로 이동한다.
이러한 동작 모드에서, 특히 사람 (24) 과의 충돌이 부상을 초래하지 않을 정도로 핸들링 장치 (10) 의 진행 속도가 감소된다.
대안으로, 핸들링 장치 (10) 는 오브젝트 (22) 가 안전 거리 (S) 내에 캡처되는 한 정지될 수 있다.
핸들링 장치 (10) 의 동작 안전성을 더욱 증가시키기 위해, 각각의 거리 센서 유닛 (32) 은 또한 2개의 거리 센서들 (32a, 32b) 로 장비된다 (도 1 과 함께 도 4 참조).
모든 거리 센서들 (32a, 32b) 은 소위 비행 시간 방법에 따라 동작하며, 즉 거리 센서들의 각각은 더 상세하게는 도시되지 않고 센서 신호를 송신하는 송신 유닛과, 가능하게는 캡처 범위 (36) 내의 오브젝트 (22) 에 의해 반사될 수 있는 신호를 캡처할 수 있는 연관된 수신 유닛을 포함한다. 따라서, 센서 신호에 대해 그의 송신 시간으로부터 캡처 시간까지 필요한 시간, 및 작업 공간 (20) 에 제공된 매체, 예를 들어 공기 내에서의 신호 전파 속도를 사용하여, 거리가 계산될 수 있다.
거리 센서 유닛 (32) 의 거리 센서들 (32a, 32b) 은 거리 센서들 (32a, 32b) 의 검출 범위들이 실질적으로 동일하도록 배열된다. 따라서, 거리 센서 (32) 의 검출 범위는 캡처 범위 (36) 에 실질적으로 대응한다. 거리 센서 (32b) 의 검출 범위에 대해서도 마찬가지이다.
또한, 상이한 센서 원리들에 따라 동작하는 거리 센서들 (32a, 32b) 은 항상 거리 센서 유닛 (32) 내에서 사용된다. 예시된 실시형태들에서, 거리 센서 (32a) 는 적외선 센서이고 거리 센서 (32b) 는 초음파 센서이다.
안전 디바이스 (30) 내에서, 거리 센서들 (32a, 32b) 에 의해 측정된 모든 거리들은 평가 유닛 (34) 에 통신된다.
평가 유닛 (34) 은 장치 표면들 (12a, 14a, 16a, 18a) 각각 및 거리 센서 유닛들 (32) 각각에 대해, 검출된 오브젝트 (22) 와 장치 표면 (12a, 14a, 16a, 18a) 사이의 최소 거리를 결정하기 위한 방법을 수행하도록 구성된다.
거리 센서들 (32a, 32b) 에 의해 결정된 거리 값들은 입력 파라미터들로서 이 방법에서 사용되고 원시 거리들로서 프로세싱된다.
원시 거리들을 사용하여, 초기에 1차 거리 (P) 가 결정된다.
1차 거리 (P) 는 거리 센서들 (32a, 32b) 에 의해 결정된 2개의 원시 거리들 중 더 짧은 것에 대응한다.
이러한 1차 거리 (P) 는 도 5 및 도 6 에 나타나 있다.
즉, 검출될 오브젝트 (22) 가 평가 거리 센서 유닛 (32) 의 캡처 범위 (36) 내에 위치되고 거리 센서 유닛 (32) 으로부터 1차 거리 (P) 에 있다는 것이 이제 알려진다.
그러나, 공간에서의 관련 장치 표면 (12a, 14a, 16a, 18a) 의 코스에 의존하여, 이러한 1차 거리 (P) 가 반드시 오브젝트 (22) 와 장치 표면 (12a, 14a, 16a, 18a) 사이의 최소 거리일 필요는 없다.
이러한 맥락에서, 도 5 는 장치 표면 (12a, 14a, 16a, 18a) 이 실질적으로 평탄한 예를 나타낸다.
장치 표면 (16a) 의 코스의 다른 예가 도 6 에 나타나 있다. 이 경우, 장치 표면 (16a) 은 볼록하게 만곡된다.
후속하여 크리티컬 포인트 (K) 가 결정되어야 하며, 상기 포인트는 관련 거리 센서 유닛 (32) 으로부터 1차 거리 (P) 에 놓여 있고 연관된 캡처 범위 (36) 내에 있지만, 그의 3차원 코스를 고려하여 장치 표면 (12a, 14a, 16a, 18a) 에 가장 가깝다.
도 5 의 실시형태에서, 장치 표면이 평탄하기 때문에, 이 크리티컬 포인트 (K) 는 거리 센서 유닛 (32) 의 캡처 범위 (36) 의 에지 상에 놓인다. 예시적인 목적들을 위해, 오브젝트 (22) 는 연관된 포지션에서 파선으로 나타낸다. 또한, 최소 거리를 결정하기 위해 오브젝트 (22) 가 이론적으로 크리티컬 포인트 (K) 로 시프트 또는 투영된다고 할 수 있다.
도 6 의 실시형태에서, 크리티컬 포인트 (K) 는 고려된 거리 센서 유닛 (32) 의 캡처 범위 (36) 의 에지 상에 놓이지 않는다.
이는 장치 표면 (16a) 이 오브젝트 (22) 의 방향으로 볼록하게 만곡되고 장치 표면 (16a) 의 곡률 반경이 거리 (P) 보다 더 짧다는 사실에 기인한다.
후속 단계에서, 크리티컬 포인트 (K) 와 장치 표면 (12a, 14a, 16a, 18a) 사이의 최소 거리 (M) 가 결정된다. 이 최소 거리 (M) 는 항상 안전한 동작을 보장하는 거리 값으로 동작하는 핸들링 장치 (10) 를 동작시키는데 사용된다.
이러한 맥락에서, 개별 거리 센서 유닛들 (32) 은 또한 활성화해제될 수 있거나 이에 의해 생성된 신호들은 무시될 수 있다.
이는 도 5 및 도 6 을 참조하여 설명될 것이다.
도 5 에서 좌측 상에 도시된 거리 센서 유닛 (32) 과 또한 우측 상에 도시된 거리 센서 유닛 (32) 이 활성인 경우, 그 후 이에 의해 좌측 상에 도시된 거리 센서 유닛 (32) 이 또한 오브젝트 (22) 를 캡처하는지 여부, 결정될 최소 거리, 또는 좌측 상에 도시된 거리 센서 유닛 (32) 이 도 5 에서 22’ 로 표기된 다른 오브젝트를 캡처하는지 여부에 관하여 차별화가 이루어질 수 없다.
도 5 의 예에서, 좌측 상에 도시된 거리 센서 유닛 (32) 은 양자의 오브젝트들 (22, 22') 을 캡처한다.
이러한 경우, 즉 평가될 거리 센서 유닛 (32) 에 인접한 거리 센서 유닛 (32) 이 또한 오브젝트를 캡처하는 경우, 초기에는 인접한 거리 센서 유닛 (32), 즉 도 5 의 좌측 상에 도시된 거리 센서 유닛 (32) 이 활성화해제되어야 하거나 또는 이에 의해 생성된 신호들이 무시되어야 한다. 그래야만 오브젝트 (22) 가 신뢰성 있게 인식되고 연관된 최소 거리 (M) 가 결정될 수 있다.
후속 단계에서, 도 5 에서 우측 상에 도시된 거리 센서 유닛 (32) 은 활성화해제되거나 이에 의해 생성된 신호들이 무시된다. 이러한 방식으로, 거리 센서 유닛들 (32) 의 각각을 사용함으로써, 신뢰성 있는 최소 거리 (M) 가 계산되고 핸들링 장치 (10) 를 동작시키기 위해 사용될 수도 있다.
도 5 의 경우, 거리 센서 유닛들 (32) 이 연속적으로 평가된다.
시계 반대 방향으로 인접한 거리 센서 유닛 (32) 이 어떠한 오브젝트 (22) 도 전혀 캡처하지 않는 도 6 에 도시된 경우에서만, 이 거리 센서 유닛 (32) 으로부터의 신호들이 실질적으로 동시에 평가될 수 있으며 평가되어야 한다.
이 경우, 최소 거리 (M) 가 결정될 오브젝트 (22) 가 인접한 센서 유닛 (32) 의 캡처 범위 내에 위치되는 것은 절대적으로 불가능하다. 따라서, 오브젝트 (22) 는 또한 2개의 인접한 거리 센서 유닛들 (32) 의 캡처 범위 (35) 의 오버랩 영역의 외부에 놓여야 한다. 도 6 에서, 오버랩 영역은 해칭으로 강조되어 있다. 따라서, 오브젝트 (22) 는 단지 단일 거리 센서 유닛 (32) 이 이용가능한 경우에서 보다 더 정확하게 위치될 수 있다.
또한, 거리 센서 유닛 (32) 은, 핸들링 장치 (10) 가 관련 거리 센서 유닛 (32) 이 단지 핸들링 장치 (10) 의 컴포넌트만을 캡처하는 자세를 가정하는 경우 선택적으로 활성화해제될 수 있어야 한다.
일 변형에서, 조정가능한 검출 범위를 갖는 하나 이상의 거리 센서들 (32c) 은 또한 거리 센서 유닛 (32) 내에서 사용될 수 있다. 이는 도 7 을 참조하여 설명될 것이다.
도 7 에 나타낸 거리 센서 (32c) 는 변위가능하게 장착되는 차폐 디바이스 (40) 를 포함한다.
도 7(a) 의 구성에서, 차폐 디바이스 (40) 는 후퇴된 포지션에 있고, 따라서 원뿔 각도 (W1) 를 갖는 원추형 검출 범위가 생성된다.
도 7(b) 의 구성에서는, 차폐 디바이스 (40) 가 확장된 포지션에 있다. 결과적인 차폐 효과 덕분에, 원뿔 각도 (W1) 보다 명확하게 더 작은 원뿔 각도 (W2) 를 갖는 원추형 캡처 범위가 생성된다.
이러한 거리 센서들 (32c) 은, 단지 핸들링 장치 (10) 로부터 비교적 먼 거리에서 오브젝트들 (22) 을 캡처하는 를 포착하는 것에 관한 문제인 경우, 도 7(b) 에 대응하는 구성에서, 즉 비교적 좁은 검출 범위로 유리하게 동작된다. 이러한 방식으로, 핸들링 장치 (10) 에 대한 오브젝트 (22) 의 포지션을 해결하는 것이 더 용이하다.
대조적으로, 도 7(a) 의 구성은 바람직하게는 매우 근접한 오브젝트들 (22) 이 검출될 때 사용된다. 이러한 방식으로, 핸들링 장치 (10) 의 관련 컴포넌트의 환경의 완전한 커버리지는, 특히 매우 근접하게 생성된다. 즉, 이러한 방식으로 안전 거리 (S)(도 4 참조) 는 상대적으로 짧게 유지될 수 있다.
평가 유닛 (34) 에서, 거리 센서 유닛 (32) 에 의해 검출된 이전에 설명된 거리들, 특히 결정된 최소 거리들 (M) 은 항상 핸들링 장치 (10) 의 이동 방향과 관련하여 프로세싱된다.
후자의 정보는 이러한 맥락에서 핸들링 장치 (10) 의, 더 상세하게 도시되지는 않은, 제어 유닛에 의해 이용가능하게 된다. 이 제어 유닛은 구체적으로 핸들링 장치 (10) 의 이동들을 제어 또는 조절하도록 구성된다.
따라서, 평가 유닛 (34) 에 의해, 거리들은 핸들링 장치 (10) 의 현재 이동 방향과 관련하여 캡처될 수 있다. 따라서, 검출된 거리가 핸들링 장치 (10) 의 이동 방향에서 전방에 있는지 또는 후방에 있는지가 결정될 수 있다. 즉, 핸들링 장치 (10) 가 검출된 오브젝트 (22) 를 향해 또는 이로부터 멀리 이동하고 있는지가 확립된다.
이동 방향에서 후방에 대한 거리들은 이동 방향에서 전방에 대한 거리들보다 안전성의 관점에서 핸들링 장치 (10) 의 동작에 명확히 덜 크리티컬하다는 것이 이해된다.
예를 들어, 핸들링 장치 (10) 의 그리퍼 (18) 가 도 1 의 예시에서 방향 R 로 이동하는 경우, 사람 (24) 의 포지션은 실질적으로 크리티컬하지 않은 것으로 간주된다. 그 결과, 핸들링 장치 (10) 의 진행 속도가 사람 (24) 으로 인해 제한될 필요가 없다.
예시된 구성에서는, 따라서 진행 속도를 조정할 때 오브젝트들 (26, 28) 만이 고려될 것이다.
평가 유닛 (34) 은 또한 작업 공간 (20) 내에 위치된 오브젝트들 (22) 에 관한 정보를 저장하고 이들 오브젝트들 (22) 을 분류하도록 구성된다.
이는 캡처 범위들 (36) 이 거리 센서 유닛들 (32)(도 8 참조) 에 의해 은폐되거나 제한될 수 있도록 작업 공간 (20) 내에 배열되는 그러한 오브젝트들 (22) 에 특히 중요하다. 그러한 오브젝트들에 대해, 다른 오브젝트, 특히 이동하는 오브젝트가 말하자면 그림자로부터 나오고 따라서 거리 센서 유닛들 (32) 에 의해 이러한 접근법이 캡처될 수 없으면서, 핸들링 장치 (10) 의 근접부로 직접 진입하는 상황이 발생할 수도 있다.
이는 사람 (24) 이 캡처 범위 (36) 를 적어도 부분적으로 은폐하는 이러한 오브젝트 뒤에서 나타날 수 있는 경우 특히 중요하다.
따라서, 핸들링 장치는 오브젝트 (22) 또는 사람 (24) 이 나타날 때 적시에 여전히 정지할 수 있는 그러한 감소된 진행 속도로 그러한 오브젝트들의 환경에서 항상 동작되어야 한다. 대안으로, 이것은 그러한 오브젝트들의 환경에서 힘-제어된 모드로 동작되어야 한다.
평가 유닛 (34) 상에 이러한 크리티컬 오브젝트들 (22) 에 관한 정보를 저장하고 분류하는 것은, 예를 들어 러닝 실행의 범위 내에서 실시될 수 있다.
도 9 는 안전 디바이스 (30) 의 변형을 나타낸다.
거리 센서 유닛 (32) 은 장치 표면 (16a) 상에서 이동가능하도록 배열된다.
2개의 화살표들로 표시된 바와 같이, 거리 센서 유닛 (32) 은 레일 (42) 을 따라 이동될 수 있다.
이러한 방식으로, 단일 거리 센서 유닛 (32) 이 비교적 넓은 공간에서 오브젝트들을 검출할 수 있다.
안전 디바이스 (30) 는 또한 복수의 이러한 이동가능한 거리 센서 유닛들 (32) 을 포함할 수 있다는 것이 이해된다.
거리 센서 유닛 (32) 의 이동 범위는 애플리케이션-특정 방식으로 선택될 수 있다. 도 9 에 나타낸 것과는 대조적으로, 이러한 맥락에서, 거리 센서 유닛 (32) 이 아암 (16) 의 전체 원주에 걸쳐 이동될 수 있도록 실질적으로 환형의 원주 레일 (42) 이 또한 제공될 수 있다.

Claims (15)

  1. 오브젝트 (22) 와 장치 표면 (12a, 14a, 16a, 18a) 사이의 최소 거리 (M) 를 결정하기 위한, 특히 오브젝트 (22) 와 핸들링 장치 (10) 의 장치 표면 (12a, 14a, 16a, 18a) 사이의 최소 거리 (M) 를 결정하기 위한 방법으로서, 다음의 단계들:
    a) 상기 장치 표면 (12a, 14a, 16a, 18a) 에 또는 그 상에 포지셔닝된 제 1 거리 센서 유닛 (32) 에 의해 상기 오브젝트 (22) 의 1차 거리 (P) 를 캡처하는 단계로서, 상기 1차 거리 (P) 는 상기 오브젝트 (22) 와 상기 거리 센서 유닛 (32) 사이의 거리인, 상기 오브젝트 (22) 의 1차 거리 (P) 를 캡처하는 단계,
    b) 상기 장치 표면 (12a, 14a, 16a, 18a) 의 3차원 코스를 고려하여 상기 장치 표면 (12a, 14a, 16a, 18a) 에 가장 가깝고 상기 제 1 거리 센서 유닛 (32) 의 캡처 범위 (36) 내에서 그리고 상기 제 1 거리 센서 유닛 (32) 으로부터 상기 1차 거리 (P) 에 있는 크리티컬 포인트 (K) 를 결정하는 단계, 및
    c) 상기 크리티컬 포인트 (K) 와 상기 장치 표면 (12a, 14a, 16a, 18a) 사이의 상기 최소 거리 (M) 를 결정하는 단계
    를 포함하는, 오브젝트와 장치 표면 사이의 최소 거리를 결정하기 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 크리티컬 포인트 (K) 는,
    상기 장치 표면 (12a, 14a, 16a, 18a) 이 평탄할 때, 또는
    상기 장치 표면 (12a, 14a, 16a, 18a) 이 상기 오브젝트 (22) 의 방향으로 볼록하게 만곡되고 상기 장치 표면의 곡률 반경이 상기 1차 거리 (P) 보다 클 때, 또는
    상기 장치 표면 (12a, 14a, 16a, 18a) 이 상기 오브젝트 (22) 의 방향으로 오목하게 만곡될 때,
    상기 캡처 범위 (36) 의 에지 상에 놓이는 것을 특징으로 하는, 오브젝트와 장치 표면 사이의 최소 거리를 결정하기 위한 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 장치 표면 (12a, 14a, 16a, 18a) 에 또는 그 상에 포지셔닝된 제 2 거리 센서 유닛 (32) 으로부터의 센서 신호는 상기 제 2 거리 센서 유닛 (32) 이 오브젝트 (22) 를 검출할 때 무시되거나, 또는
    상기 크리티컬 포인트 (K) 는 상기 제 2 거리 센서 유닛 (32) 이 오브젝트 (22) 를 검출하지 않을 때, 상기 장치 표면 (12a, 14a, 16a, 18a) 에 또는 그 상에 포지셔닝된 제 2 거리 센서 유닛 (32) 의 캡처 범위 (36) 외부에 놓이는 것을 특징으로 하는 오브젝트와 장치 표면 사이의 최소 거리를 결정하기 위한 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 2개의 원시 거리들이 각각의 거리 센서 유닛 (32) 에서 결정되고, 상기 1차 거리 (P) 는 상기 원시 거리들 중 더 짧은 것인 것을 특징으로 하는 오브젝트와 장치 표면 사이의 최소 거리를 결정하기 위한 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 원시 거리들은 상이한 센서 원리들에 의해 비행 시간(time-of-flight) 방법에 의해 결정되고, 특히 상기 센서 원리들 중 하나는 전자기, 바람직하게는 광학, 센서 원리이고 상기 센서 원리들 중 다른 것은 음향 센서 원리인 것을 특징으로 하는 오브젝트와 장치 표면 사이의 최소 거리를 결정하기 위한 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 거리 센서 유닛 (32) 들 중 적어도 하나는 동작 동안 변경될 수 있는 캡처 범위 (36) 를 포함하고, 특히 상기 캡처 범위 (36) 는 시간-의존적 방식으로 또는 측정된 거리 값에 의존하여 변경되는 것을 특징으로 하는 오브젝트와 장치 표면 사이의 최소 거리를 결정하기 위한 방법.
  7. 장치 표면 (12a, 14a, 16a, 18a) 을 포함하는 핸들링 장치 (10) 를 위한, 특히 장치 표면 (12a, 14a, 16a, 18a) 을 포함하는 로봇을 위한 안전 디바이스 (30) 로서,
    상기 장치 표면 (12a, 14a, 16a, 18a) 에 또는 그 상에 포지셔닝될 수 있는 제 1 거리 센서 유닛 (32) 및 신호 기술의 관점에서 상기 거리 센서 유닛 (32) 에 커플링되고 상기 거리 센서 유닛 (32) 이 장착된 상태에 있을 때 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 수행하도록 구성되는 평가 유닛 (34) 을 갖는, 안전 디바이스 (30).
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 장치 표면 (12a, 14a, 16a, 18a) 에 또는 그 상에 포지셔닝될 수 있고 신호 기술의 관점에서 상기 평가 유닛 (34) 에 커플링되는 제 2 거리 센서 유닛 (32) 을 특징으로 하는, 안전 디바이스 (30).
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 거리 센서 유닛 (32) 및 상기 제 2 거리 센서 유닛 (32) 은 각각 캡처 범위 (36) 를 포함하고, 상기 캡처 범위들 (36) 은 상기 거리 센서 유닛들 (32) 로부터 미리정의된 안전 거리 (S) 외부에서 오버랩하는 것을 특징으로 하는, 안전 디바이스 (30).
  10. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 거리 센서 유닛들 (32) 의 각각은 비행 시간 방법에 따라 동작하는 적어도 2개의 거리 센서들 (32a, 32b, 32c) 을 포함하는 것을 특징으로 하는, 안전 디바이스 (30).
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 거리 센서들 (32a, 32b, 32c) 중 하나의 검출 범위와 상기 거리 센서들 (32a, 32b, 32c) 중 다른 하나의 검출 범위는 적어도 부분적으로 오버랩하며, 특히 상기 검출 범위들은 실질적으로 동일하거나 또는 상기 검출 범위들 중 하나가 다른 검출 범위를 완전히 포괄하는 것을 특징으로 하는, 안전 디바이스 (30).
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 거리 센서들 (32a, 32b, 32c) 은 상이한 센서 원리들을 사용하고, 특히 상기 거리 센서들 (32a, 32b, 32c) 중 하나는 전자기, 바람직하게는 광학, 센서 원리를 사용하고 상기 거리 센서들 (32a, 32b, 32c) 중 다른 하나는 음향 센서 원리를 사용하는 것을 특징으로 하는, 안전 디바이스 (30).
  13. 제 7 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 거리 센서 유닛 (32a, 32b, 32c) 은 선택적으로 활성화해제될 수 있는 것을 특징으로 하는, 안전 디바이스 (30).
  14. 제 7 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 기재된 장치 표면 (12a, 14a, 16a, 18a) 및 안전 디바이스 (30) 를 갖는 핸들링 장치 (10), 특히 로봇으로서,
    상기 안전 디바이스 (30) 의 적어도 제 1 거리 센서 유닛 (32) 은 상기 장치 표면 (12a, 14a, 16a, 18a) 에 또는 그 상에 포지셔닝되는, 핸들링 장치 (10).
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 핸들링 장치 (10) 는, 미리정의된 안전 거리 (S) 외부의 오브젝트들 (22) 만이 상기 안전 디바이스 (30) 에 의해 캡처되는 경우 거리-제어된 동작 모드에서 동작하고, 그리고
    상기 핸들링 장치 (10) 는 힘-제어된 동작 모드에서 동작하거나 상기 안전 거리 (S) 에서의 오브젝트들 (22) 이 캡처될 때 정지하는 것을 특징으로 하는, 핸들링 장치 (10).
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