[发明专利]人员保护系统及其运行方法

说明书

公开了一种人员保护系统(100)，用于避免车间场景中工业设备和工作人员发生碰撞，工业设备具有至少一个能够以一个或多个自由度运动的操作机构，人员保护系统包括定位与运动信息求取子系统(101)和控制子系统(103)，其中，定位与运动信息求取子系统(101)检测或求取各个工业设备的操作机构以及各个工作人员的实时位置和实时运动信息，控制子系统(103)基于实时位置求取各个工业设备与工作人员之间的实时距离、基于各个工业设备的操作机构和工作人员的几何结构参数以及所述实时运动信息求取实时警告距离和实时安全临界距离以及在所述实时距离分别小于等于所述实时警告距离和所属实时安全临界距离时采取相应的安全措施。

技术领域

本发明涉及一种人员保护系统以及一种用于运行所述人员保护系统的方法。

背景技术

迄今，为了在车间场景中避免具有可运动操作机构的工业设备伤害工作人员，通常设置物理栅栏或基于传感器的安全系统，其中，物理栅栏通常通过机械栅栏将工业设备隔离起来，从而使工作人员难以接近，基于传感器的安全系统通常通过图像传感器或激光传感器检测工作人员是否进入危险区并且在检测到工作人员进入危险区时触发工业设备停止运行。由此可见，迄今的安全措施基本上设置固定的危险区并且仅适用于位置固定的工业设备。尤其对于在车间场景中越来越多地使用具有行走能力的工业机器人的情况，迄今的安全措施显然无法提供可靠且灵活的人员保护。

发明内容

本发明的目的在于提供一种人员保护系统和一种用于运行所述人员保护系统的方法，其用于在存在可能对工作人员造成伤害的工业设备的车间场景中提供更可靠且更灵活的动态人员保护，一方面确保工作人员的人身安全而另一方面尽可能减少工业设备的不必要的减速或停机。

为了实现这个目的，本发明提供了一种人员保护系统，其用于避免车间场景中工业设备和工作人员发生碰撞，所述工业设备具有至少一个能够以一个或多个自由度运动的操作机构，其中，所述人员保护系统包括定位与运动信息求取子系统和控制子系统，其中，所述定位与运动信息求取子系统检测或求取各个工业设备的操作机构以及各个工作人员的实时位置和实时运动信息，所述控制子系统基于所述实时位置求取各个工业设备与工作人员之间的实时距离、基于各个工业设备的操作机构和工作人员的几何结构参数以及所述实时运动信息求取实时警告距离和实时安全临界距离以及在所述实时距离分别小于等于所述实时警告距离和所述实时安全临界距离时采取相应的安全措施。

在本发明的一种优选实施方式中，所述工业设备构造为具有行走能力的工业机器人。

在本发明的一种优选实施方式中，所述定位与运动信息求取子系统包括定位发射器、接收器和处理单元，其中，在每一个工业设备的每一个操作机构上设置至少两个、优选恰好两个定位发射器，并且每一个工作人员佩戴至少两个、优选恰好两个定位发射器，所述定位发射器构造成主动地发射信号，所述信号由设置在车间场景中的多个接收器接收并且由接收器传输给所述处理单元，所述处理单元根据由所述接收器接收到的信号求取每一个定位发射器的实时位置以及根据所求取的实时位置和定位发射器在每一个工作人员或每一个工业设备的每一个操作机构上的预先确定的布局求取相关工作人员或工业设备的操作机构的实时运动信息。

在本发明的一种优选实施方式中，所述实时运动信息涉及运动方向、运动速度和运动加速度。

在本发明的一种优选实施方式中，所述实时位置和所述实时运动信息涉及二维平面中的位置和运动信息或者涉及三维空间中的位置和运动信息。

在本发明的一种优选实施方式中，所述定位与运动信息求取子系统还包括一个或多个运动传感器。

在本发明的一种优选实施方式中，所述运动传感器是惯性传感器，其能够检测运动方向、运动速度和运动加速度等实时运动信息。

在本发明的一种优选实施方式中，根据由运动传感器检测的运动信息对基于定位发射器的信号求取的运动信息进行合理性验证或校正。