[发明专利]用于借助自适应保护区域保护移动的物流机器人的工作区域的方法

说明书

本发明涉及一种用于在变换的工作环境(A)中保护移动的物流机器人的工作区域(B)的方法，其中，物流机器人由控制系统控制，并且当前的工作环境(A)借助传感器系统检测并且由安全系统监测。本发明提出，控制系统在新的工作环境(A)中自主地定义意图的、安全的工作区域(B)，并且安全系统自主地将已定义的工作区域(B)作为自由的保护区域(S，1，2，3，4)验证并且监测，并且在由于物体(O)进入到自由的保护区域(S，1，2，3，4)中而侵犯保护区域时自动地使物流机器人处于安全状态中。

技术领域

本发明涉及一种用于在变换的工作环境中保护移动的物流机器人的工作区域的方法，其中，物流机器人由控制系统控制，并且当前的工作环境借助传感器系统检测并且由安全系统监测。

背景技术

机器人越来越多地使用在工业和物流业中，用于使工业制造中以及物流任务、例如拣选中的过程自动化。在此主要使用具有机械手臂、特别是机器人手臂的机器人。一个对此的实例是所谓的带有可弯曲手臂的机器人。

机械手臂的机器人应用在现今工业自动化中通常在单独的工作空间中运行，所述工作空间通常设计为由传感器监测的安全笼。在现有技术中第一协同机器人方案实现为当前的进一步改进方案，其中，人和机器人在同一工作环境中工作。然而出于安全原因在所述机器人方案中强烈地限制工作速度。所谓的协同速度为典型地最大250mm/s。此外，所述机器人方案由于与安全相关的力和力矩传感技术的必要性而具有非常高的制造成本。此外，通常只能提升非常小的有效负载(在小于千克范围内)，从而不利于调节有效负载与自载比。

现今机器人解决方案的主要部分可以表征为静止机器人解决方案，因为机器人手臂要么不动地固定在地面上要么可移动地安装在线性轴上。由此实现空间上强烈受限的工作空间，该工作空间通常通过安全围栏隔离。

存在具有在能自由移动的平台机器人上的手臂的移动式的第一方案。对此的实例是扁平的自动导引车辆(“automated guided vehicles”，AGV)或者无人驾驶地面运输工具、特别是移动拣选机器人。然而所述解决方案通常不能在混合运行中在不与操作员空间上隔离的情况下被使用。

虚拟保护围栏的第一方案实现为固定安置的安全围栏的变体，其中，借助适合的传感器(例如激光扫描仪)监测围绕机器人的自由区域。在侵犯通过虚拟保护围栏定义的保护区域时，机器人被安全地限制或关闭。

通过将机器人与人空间上隔离出现对于使用具有人-机器人协作的协同操作方案而言妨碍的栅栏。人和机器人并行使用的区域中的混合运行通常在例如安装在能运动的平台上的移动机器人单元的情况中也是不可能的。具有符合应用的运动学的、通过机器人壳体的造型实现避免危险的方案强烈地限制运动学的设计自由度。

这些障碍的结果表明对于已知的由其特征决定的协同机器人方案仅仅实现非常有限的应用领域。因此所述协同机器人方案目前仅仅实现极低的市场渗透。

在具有用于装卸的机器人手臂的物流机器人、特别是自主地面运输工具、例如移动拣选机器人的情况中实现协同方案是要求特别高的，因为物流机器人应该自由地在物流区域、例如贮存仓库中运动。所述物流机器人在此持续地遇到完全新的工作环境，这些工作环境必须被确保安全。

发明内容

本发明的任务在于，设计一种开头所述类型的方法，使得即使在变换的工作环境中在与人的混合运行中也能实现移动的、能自由行驶的物流机器人的安全可靠的运行。

该任务根据本发明通过如下方式来解决，控制系统在新的工作环境中自主地定义意图的、安全的工作区域，并且安全系统自主地将已定义的工作区域作为自由的保护区域验证并且监测，并且在由于物体进入到自由的保护区域而侵犯保护区域时自动地使物流机器人处于安全状态中。