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工業機器人

仙知機器人|六種安全措施,為移動機器人高效運行保駕護航

  2019年11月21日  

  隨著智能制造深入發展,移動機器人在生產車間與倉儲物流環節的應用越來越廣泛,并開始向醫療、教育、電商、零售等眾多領域快速延伸。在各類使用場景下如何保證移動機器人安全運行,一直都是考驗移動機器人性能的首要因素。仙知機器人作為移動機器人行業的標桿企業,是如何為移動機器人高效運行保駕護航的呢?

激光雷達

  激光雷達,它是激光導航移動機器人的“眼睛”,是移動機器人進行定位導航的核心零部件。其基本原理是通過測算激光發射信號與激光回波信號的往返時間,從而計算出目標的距離。首先,激光雷達發出激光束,激光束碰到障礙物后被反射回來,被激光接收系統進行接收和處理,從而得知激光從發射至被反射回來并接收之間的時間,即激光的飛行時間,根據飛行時間,可以計算出障礙物的距離。根據激光雷達的作用大致可以分為兩類,一類是導航激光,一類是避障激光。它們對移動機器人都能進行安全防護。

導航激光

  導航激光雷達主要用于移動機器人的定位導航,不同品牌及型號分別有10米、30米、60米等測距范圍,并且可以設置停障或減速的距離(如50cm或80cm)。在仙知機器人產品中,SRC核心控制器實時獲取導航激光雷達的數據,并通過實時的算法對采集的數據進行計算,如果有物體進入機器人的減速或停止范圍內,機器人便會減速或停止。

避障激光

  避障激光雷達也是一種IO型傳感器,將避障激光雷達的DO接入SRC核心控制器的DI,避障激光雷達檢測到有物體進入機器人減速或停止范圍內時會輸出電平信號,SRC核心控制器接收到信號后立即使移動機器人減速或停止。避障激光雷達可用于覆蓋導航激光雷達無法檢測到的盲區。

雙激光

  此外,針對用戶現場使用需求,仙知機器人還有雙激光解決方案。由于單激光移動機器人在使用過程中,后方的障礙物便無法識別檢測,機器人在倒走或后轉運動過程中便會存在一定的安全隱患,采用雙激光導航,前后對角線各安裝一個導航激光,這樣可以實現360°無死角全方位檢測,保證移動機器人安全運行。

3D相機

  在激光導航工業搬運移動機器人中,通常采用的是2D激光,機器人便只能識別檢測激光水平面的障礙,無法檢測到地面上的坑洞等小型立體障礙物,存在潛在的安全隱患。通過搭載3D相機,移動機器人便能識別地面上的坑洞及小型立體障礙物,并在系統中配置坑洞及障礙物的大小,機器人便能根據配置進行選擇停障或繞行,從而保證移動機器人安全運行。

安全觸邊

  安全觸邊又稱防撞條,是一種壓敏開關,呈現為柔軟的、可彎折的帶狀物。一般為常開邏輯,當觸發的時候,這些安全觸邊因其柔軟性而受壓迫變形,其由于傳感作用產生一個閉合的IO信號傳遞給SRC核心控制器,反饋此時AGV或自動叉車碰撞到了物體。

  安裝安全觸邊的意義在于由于AGV通常會使用二維激光來感知現場情況,只能對激光平面內的物體進行識別檢測,但是用戶現場可能存在立體障礙物(如L型)出現在AGV前進的道路上,激光是無法感知物體底部突起部分的,這時候突出來的下半部分就會觸碰到防撞條,AGV感知到防撞條觸發過后就會立刻停車。所以防撞條一般會安裝在激光無法掃描到的的平面上,而且一般會裝得比較低,并在機器人前后都會安裝防撞條。

  對于防撞條仙知機器人有比較豐富的對應邏輯,目前不僅支持最基本的防撞條觸發后停車,還支持觸發過后進行急停,并具備相應的解除邏輯。

紅外光電傳感器

  移動機器人常用的紅外傳感器實際上為漫反射光電傳感器。漫反射光電開關是一種集發射器和接收器于一體的傳感器,發射器會持續性地發射紅外光,如果前方沒有阻擋物體的時候,紅外光會直接發散,接收器不會檢測到任何紅外光,但當有被檢測物體經過時,被檢測物體將會將光電開關發射器發射的紅外光反射到接收器,于是光電開關就產生了開關信號。

  和安全觸邊不同的是,紅外傳感器不需要觸碰就能觸發,擁有一段距離的時間來讓AGV進行停車。在仙知機器人產品中,紅外光電傳感器使用最多的地方是基于SRC的激光SLAM自動叉車,在貨叉貨叉內部都藏有紅外傳感器,除確保自動叉車在行走過程中貨叉不會碰到障礙物之外,在貨叉叉取料架時,也會通過紅外傳感器確保貨叉準確叉取料架及貨物。

超聲傳感器

  超聲傳感器的原理是向某一方向發射超聲波,在發射時刻的同時計數器開始計時,超聲波在空氣中傳播,途中碰到障礙物面阻擋就立即反射回來,超聲波接收器收到反射回的超聲波就立即停止計時。超聲波在空氣中的傳播速度是已知的,根據計時器記錄的時間,就可以計算出發射點距障礙物面的距離。

  在仙知機器人解決方案中支持兩種超聲傳感器,一種是超聲傳感器能通過通訊協議來反饋超聲目前檢測到的障礙物距離,一種是通過IO反饋障礙物是否在指定距離之內。兩者比較,后者更為方便。

急停

  以上五種方式都是移動機器人自主導航及自主避障的有效途徑,并且都是以主動的方式進行的,而“急停”是一種被動的方式。當需要移動機器人由于其它因素需要停止運行時,可以手動拍下急停按鈕,機器人便會立即停止運行,也是一種有效的安全措施。

  此外,根據用戶需求,仙知機器人還可以通過增加警示探照燈、揚聲器等進行聲光提醒,或是在人流較大的生產車間劃定區域限定移動機器人的行駛速度,并對現場工作人員進行安全培訓等眾多其它方式來為移動機器人安全、高效運行提供保障,促進安全生產。

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