[发明专利]具有带传感器的、被覆盖的可运动结构的自动化装置，特别是机器人

说明书

一种自动化装置具有至少部分地由带传感器的覆盖件覆盖的可运动结构。该带传感器的覆盖件包括多个覆盖件模块，其包括一个或多个带传感器的覆盖件模块。每个带传感器的覆盖件模块具有包括彼此堆叠的多个不同层的结构，该结构包括由刚性或半刚性材料制成的具有预设形状的承载层以及由承载层携带的由弹性可压缩材料制成的至少一个缓冲层。每个带传感器的覆盖件模块集成了至少一个接触传感器装置（C），该至少一个接触传感器装置包括第一下导电层（61）和第二上导电层（63），在第一下导电层和第二上导电层之间设置有电绝缘层（62）。电绝缘层（62）由弹性可压缩材料制成并且具有多个贯通开口（62a），多个贯通开口被布置成使得第一下导电层（61）和第二上导电层（63）在贯通开口（62a）处局部地面向彼此。

技术领域

本发明涉及工业生产领域中使用的自动化装置，并且已经特别参考人类操作者与这种自动化装置之间的协作问题而被开发。本发明优选应用于机器人领域，但是也可以有利地在工业生产领域中使用的其它装置上实施。

背景技术

为了有效地利用生产过程中自动化的贡献，并由此提高生产过程的效率，有必要使人类操作者与自动化装置（特别是机器人）之间的交互变得自然和安全。这样，人类操作者可以被委托那些需要极度复杂的自动化的过程，而需要例如相当大的努力、执行的快速性、高精确度和质量的操作可以被委托给自动化装置。

为了使这些生产过程成为可能，需要使人类与自动化装置的交互自然且安全的解决方案。目前用于该目的方法基本上与被动安全和主动安全问题有关。

具体参考工业机器人，与人类操作者和机器人的操纵器之间的交互中的被动安全的增加相关联的方法基本上旨在修改后者的结构和操作以便降低事故的可能性及其严重性。根据这种方法，例如已经提出了以轻结构为特征的机器人操纵器，其覆盖有不具有尖锐拐角或边缘的软材料，以便最小化由对人类操作者的任何可能撞击所引起的伤害。

与主动安全方面的增加相关联的方法（而不是基于专用传感器系统的控制策略）旨在保证对机器人操纵器周围的环境的持续监测，以便在潜在危险情况时动态地修改其行为，所述潜在危险情况例如是在给定功能的执行期间人类操作者靠近操纵器或者操作者与操纵器之间的接触。目前用于该目的传感器类型基本上如下：

- 旨在光学地重建该操纵器周围的环境的几何形状的传感器，例如摄像机和激光扫描仪；

- 旨在识别操纵器与人类操作者之间的接触或碰撞的电传感器，例如力或接触传感器；以及

- 旨在识别操纵器与人类操作者之间的过度靠近的电传感器，例如接近传感器。

已经提出了这样的机器人，其中，被动安全和主动安全两种策略被集成在相应操纵器的带传感器的覆盖件或涂层中。这些覆盖件通常由一种“皮肤”构成，普遍由弹性顺应材料制成，其包围操纵器的对应部分并且集成了接触传感器或接近传感器。

前述已知的覆盖件在操纵器的可运动结构上的安装通常是复杂的并且远不能实用。而且，在偶然故障的情况下，相应地移除或更换覆盖件或其部分是费力的。此外，传感器装置在覆盖件中的集成和校准通常是复杂和昂贵的。在工业生产领域中使用的具有除机器人之外的可运动部件的自动化装置中也发现了类似的问题。

发明内容

本发明的目的基本上是提供一种自动化工业装置，特别是机器人，其设置有基本上没有上述缺点的带传感器的覆盖件，而能够确保装置和人类操作者之间的高度协作，同时保证必要的安全要求。根据不同的方面，本发明的目的是提供一种自动化工业装置，其中，可以容易地检测相应的带传感器的覆盖件的操作状况或状态。

根据本发明，通过具有所附权利要求中所提及的特性的自动化工业装置和用于自动化工业装置的带传感器的覆盖件实现了将在下文中清楚地显现的上述和其他目的。

权利要求形成了本文提供的与本发明相关的技术教导的组成部分。

附图说明