CN108136583A - Mrk***和用于控制mrk***的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于控制人机协作***(100)的方法(200)以及一种MRK***，其中，MRK***(100)包括带有末端执行器(111)的至少一个操纵器(110)，并且其中，该方法包括以下步骤：在第一运行模式中使用所述末端执行器(111)(210)，其中，所述末端执行器(111)在第一运行模式中以降低的功率(351；451；551)来运行；在所述末端执行器(111)在所述第一运行模式中使用时，监视是否期望的对象(140)***纵(230)；以及当所述监视得出期望的对象(140)***纵时，提高(250)使所述末端执行器(111)运行的功率(352；451；551)，以便在第二运行模式中使用所述末端执行器。

Description

MRK***和用于控制MRK***的方法

技术领域

本发明涉及一种人机协作***(MRK***)以及一种用于控制MRK***的方法，其中，MRK***包括至少一个带有末端执行器的操纵器，并且其中，借助该方法可将提供给末端执行器的能量提高，而不使人有危险。

背景技术

通过使用现代安全技术，人机协作***(MRK***)可实现人与操纵器/机器人之间的协作。

MRK***的操纵器是可实现与周围环境进行物理学相互作用的器具。在MRK***中尤其是使用工业机器人，这些工业机器人是被自动引导的、配备有三个或更多个可自由编程的运动轴的多用途操纵器。工业机器人要么位置固定地，要么可移动地被用在工业应用中，并引导例如末端执行器或工件。末端执行器在此是工业机器人的运动学链的最后节肢，并可例如是抓具。

在MRK***中，可例如将操纵器的高工作效率与人的感知能力组合。可能的应用例如处于工业制造中，例如汽车制造中。典型应用是升降和装配装置，在这些升降和装配装置中，工件由操纵器提升并然后由人来定位。在这些所得出的合理潜能之外，这类应用也是有利的，因为例如可提高工位的人体工学和/或人的耐力。

在此，MRK***的前提是，与操纵器协作的人本身不由于操纵器而有危险。尤其地，应在MRK***中达到按照ISO 13849的分类3的机器安全性。在该情况下，MRK***被认为安全。为了排除对人的危险，经常降低由操纵器施加于工件上的力，使得不会出现对人的损伤或没有对人严重的损伤。尤其地，抓具的抓取力被降低，使得人不会由于操纵器的抓取而受伤。然而由此严重限制了应用范围。为了尽管如此可将高的力施加到工件上，大量的安全措施或结构设计措施是必要的。

例如应防止挤伤或夹住人或身体部分的结构设计措施同样经常限制了操纵器的使用范围，这是因为附加的安全构件被安装，或操纵器的工作范围受限。安全措施包括例如对末端执行器的安全的位置调节和/或力调节，由此产生巨大的计算开支。尤其地，经常在位置调节的运行与力调节的运行之间转切，由此产生非常高的调节技术上的要求。

发明内容

本发明的目的是，至少部分地消除上述缺点并提出相应的MRK***以及用于控制MRK***的方法。

本发明的目的由根据权利要求1的方法和根据权利要求14的MRK***实现。

尤其地，本发明的目的由用于控制人机协作***(MRK***)的方法实现，其中，MRK***包括至少一个带有末端执行器的操纵器，并且其中，该方法具有以下步骤：在第一运行模式中在应用的意义上使用末端执行器，其中，末端执行器在第一运行模式中以降低的功率来运行；在末端执行器在第一运行模式中使用时，监视期望的对象是否***纵；以及当监视得出期望的对象***纵时，提高使末端执行器运行的功率，以便在第二运行模式中使用末端执行器。

在第一运行模式中，末端执行器以降低的功率运行，使得可提供减小的功率用于操纵和/或加工对象/工件。优选地，末端执行器被始终提供恒定的能量额。这点可例如是压缩空气输入或电流。控制元件(例如节流装置或电流调节器)降低用于操纵和/或加工对象/工件的能量，使得末端执行器以降低的功率运行。

优选地，这样选择使末端执行器运行在第一运行模式中的功率，使得排除对人的危险。在从第一运行模式转切到第二运行模式时，必须排除对人的危险，因为MRK***在第二运行模式中应无(例如抓取力)限制地运行。这是可实现的，因为在转切到潜在有危险的第二运行模式之前进行了监视，该监视识别是否期望的对象***纵并因此排除对人的危险。如果监视得出仅期望的对象***纵，则对人的危险可被排除。借助末端执行器进行的操纵，可尤其是对对象进行抓取、加工、测量和/或运输。

末端执行器可例如是抓具、螺丝刀、焊接工具或另外的用于加工、运输、测量和抓取对象的工具，其中，该对象优选是工件。在下面的非限制性的例子中，末端执行器是抓具。如果该抓具被使用在第一运行状态中，也就是说如果抓具以降低的功率来运行，则抓具的抓取力与第二运行状态相比减少，在该第二运行状态中，抓具的功率被提高。优选地，第一运行状态中的功率被这样地降低，使得造成的抓取力不能引起对人的危险。类似地，对每种末端执行器而言，可将第一运行状态中的功率减少。例如，在螺丝刀的情况下所降低的功率导致对转矩的限界，在焊接工具的情况下所降低的功率导致对温度的限界。一般而言，使末端执行器运行的、被降低的功率可在不同的末端执行器的情况下招致不同的效果。这些效果可为对力、力矩、温度、速度、加速度和/或类似量的限界。优选地，这样选择降低的功率，使得末端执行器在第一运行状态中的使用不导致对人的危险。监视在使用末端执行器时是否对人有危险确保了***后续/稍后可被转切到第二运行模式，而不对人有危险，这是因为优选地确保了期望的对象***纵、优选被抓取。

为了留在上述例子中，该监视可排除人或人的身体部分处于抓具的抓取范围中、焊接工具的焊接范围中或一般性地处于末端执行器的使用范围中，如果已识别出期望的对象***纵的话。

优选地，通过安全传感装置来进行是否期望的对象***纵的监视，使得可安全地确定期望的对象***纵。当期望的对象***纵时，MRK***可提高使末端执行器运行的功率，从而使得末端执行器可在不限界功率的情况下使用。例如，通过提高的功率可将抓取力提高，该抓取力被施加到对象/工件上。同样地，可提高温度，使得例如可实现焊接。以该方式，在第一运行模式中确保了，例如在闭合抓具时无人会有危险/受伤，但是一旦对象被抓取，则在第二运行模式中有或提供足够的力，以使该对象能够运动，而不使该对象例如从抓具中掉落。尤其地，为了转切到第二运行状态，不需要改变末端执行器的位置和/或末端执行器的部件的位置。如果例如对象在第一运行状态中被抓取，则可转切到第二运行状态(具有提高的抓取力)，而不必打开抓具和/或重新定位抓具。因此，人也可在转切时没有危险，因为例如没有身体部分或例如衣服可被带入对象与抓具之间。

由此，可无限制地使用MRK***，使得与传统MRK***相比得到扩展的应用领域。此外，所描述的方法比已知的安全调节方法更简单。

优选地，在第一运行模式中，使末端执行器运行的功率受上边界值限界，其中，监视和/或确保对上边界值的维持。优选地，上边界值定义了电流、压力、力或力矩，并优选这样设定，使得在第一运行模式中没人有危险或能遭受危险。

尤其地，上边界值不必被定义在就像使末端执行器运行的功率那样的相同物理量上。典型地，末端执行器将所输入的能量形式转换成另一能量形式。例如，抓具将电流和/或气动压力转换成抓取力。因此，可在就像使末端执行器运行的功率那样的相同物理量上或在被改变的物理量上进行上边界值的定义。

因此可实现，通过给定最大力来限界第一运行模式，尽管是将例如呈电流形式的能量输入给末端执行器。类似地，用于在液压和/或气动驱动器中输入压力所用的上边界值的定义，以及在机械***中输入力或力矩的情况下的上边界值的定义都是可行的。

优选地，这样地选择第一运行模式的该上边界值，使得没人有危险或能遭受危险。视末端执行器的结构设计和应用不同，可得出不同的上边界值。如果例如焊接电极被运行并且焊接电极在此发热，则上边界值可例如取决于焊接电极的屏蔽部。如果未设置屏蔽部，则可为必要的是这样去选择上边界值，使得焊接电极的最大温度例如被限界到60℃。与此相反，如果设置了用于保护人的屏蔽部，则可允许相应较高的温度。类似地，这点也适于限界其他的功率形式。如果考虑到受伤，则总是给出对人有危险。

优选地，安全地且优选通过至少两个传感器来进行期望的对象是否***纵的监视。优选地，通过利用至少两个传感器来监视，可实现冗余式且因此安全的监视。在该情况下优选地，安全意味着，通过两个通道并因此冗余式地，将值、力、力矩和/或其他参数进行确定，和/或传输到控制器和/或在该处进行评价。特别优选地，传感器可为冗余式传感器。安全的监视用于避免MRK***中的错误和/或监视时的错误，由此可避免和/或识别出有错误的传感器信号。这点可例如通过使用两个传感器来进行，这些传感器优选地探测相同的或同一待测量的事件，或相同的或同一待测量的变化。例如，借助传感器来确定：期望的对象是否***纵，并且尤其优选地，期望的构件是否被抓取。如果两个传感器报告期望的对象被安全地操纵，则可得出不存在有错误的传感器信号的结论。同样地，传感器可安全地回答，特定的对象/工件被抓取、加工、测量或运输。此外优选地，传感器可被如下使用，即借助这些传感器可直接排除对人有危险。优选地，所述传感器是热力学传感器、例如热成像相机，借助这些热力学传感器可确定没有人和/或没有身体部分位于潜在危险区域，例如末端执行器的工作区域。

优选地，借助至少一个电容传感器、电感传感器、电阻传感器和/或热力学传感器来进行期望的对象是否***纵的监视，这些传感器优选地被设置在末端执行器上。其他传感器，例如热电传感器、温差电传感器、压电传感器、光电传感器、磁电传感器和/或用以检测边界层上形成的电化学势能、相界上的输出功变化、电解质的离子传导能力、吸湿特性和例如单位面积压力和科里奥利力那样的机械量的传感器，同样可用以监视期望的对象是否***纵。这类传感器可例如在典型的对象材料(例如，塑料、陶瓷或金属和人的皮肤、毛发和/或衣服)之间进行区分。如果这些传感器被设置在末端执行器上，则可安全地区分所操纵的对象是人还是对象/工件。因此可识别并避免对人可能的危险。

优选地，借助至少一个光学和/或声学传感器来进行期望的对象是否***纵的监视，其中，借助光学和/或声学传感器可识别，是否对象和/或哪个对象在使用末端执行器时***纵。这类光学和/或声学传感器可例如是相机、基于激光的传感器或基于超声波的传感器。这些传感器典型地设置在末端执行器旁或之上，或它们可位置固定地或可移动地设置在其他合适的部位上。

尤其地，声学和/或光学传感器适于识别特定的对象、例如工件。通过合适的信号处理可在对象(工件)与人之间进行区分。光学和/或声学传感器可非常多方面地使用，并且可易于适配正在变化中的应用。尤其地，可对***示教新的对象，而不必适配硬件。

优选地，借助至少两个不同的传感器进行期望的对象是否***纵的监视。使用不同的传感器，即利用不同的探测方法，例如位置识别装置、电容传感器、电感传感器和隐性传感器和/或热力学传感器和/或声学和/或光学传感器，可实现安全地确认：期望的对象是否***纵。尤其地，可通过使用不同的传感器来监视不同的物理特性。这导致对期望的待操纵对象较高的识别概率，以及因此导致对人的危险的较高的识别概率。此外，使用不同的传感器允许了在正在变化的环境条件下进行监视，使得可防止传感装置的失灵和/或有错误的传感器信号和/或可以至少降低其发生概率。

优选地，在第一运行模式中取决于时间和/或取决于地点地执行期望的对象是否***纵的监视。如果应例如借助末端执行器来抓取对象，则典型地已知实施抓取过程所需要的持续时间。如果在第一运行模式中使用末端执行器，则使末端执行器运行的功率是降低的，并且由于降低的功率而排除了对人的危险。在实施抓取过程所需要的持续时间经过之后，执行期望的对象是否***纵的监视。如果是该情况，则可接着在第二运行模式中提高功率，以便以所需的高的力来抓取对象。

优选地，末端执行器被至少一个电动机驱动，其中，上边界值定义了最大电机电流，并且其中，至少一个电动机的电机电流被监视并与上边界值相比较，其中，优选冗余式地实施该监视。

优选地，也可仅确保：至少一个电动机的电机电流不可超过上边界值。在此情况下，尤其地可冗余式进行该确保。

这导致降低监视开支。如果例如应利用电驱动的末端执行器(抓具)来抓取对象，则在第一运行模式中根据维持上边界值来监视抓具的电机电流或产生抓取运动的电机的电机电流。优选确保的是，向抓具和/或产生抓取运动的电机仅提供不超过上边界值的(电机)电流。如果电机电流上升，则识别出末端执行器已经轻触对象并且抓取力被施加到对象上。如果上边界值被定义，则当相应于该边界值的抓取力被施加到对象上时可中断抓取。边界值可以以电机电流的形式来确定。同样地，可将相应的传感器安装在末端执行器上，这些传感器例如可实现抓取力的确定(例如力测量盒、应变仪等)。在转切到边界值被超过、也就是说输入给末端执行器的能量被提高的第二运行模式之前，检查是否所抓取或***纵的对象肯定不是人。如果被抓取的不是人，则可变换到第二运行模式并提高抓取力。因此，不必持久地执行，而是仅在变换到第二运行模式之前或超过第一运行模式的上边界值之前执行检查是否期望的对象***纵或抓取，或是否人有危险。

优选地，在此借助至少一个调节器来调节电机电流，其中，优选不安全地进行调节。对电机电流的调节在上述例子中可以以不安全的方式进行，如果这样地选择上边界值，使得在第一运行模式中由于末端执行器对人的危险被排除、也就是说可安全地识别出期望的待操纵对象存在和/或***纵。在该情况下，仅必须以安全的方式监视：能维持或不超过上边界值。替代地，可实现执行冗余式的、安全的调节，并监视是否所使用的调节器提供了相同的调节输出，由此可以将该调节评价为安全。然而，在使用仅一个调节器的条件下尤其可实现不安全的调节，以降低调节开支并节省资源以及计算能力。本申请实施方式在此情况下涉及使用两个调节器。一般地，如果冗余式地确定了数据/值等、例如如果通过两个不同的传感器确定了由抓具施加到对象上的力，则调节被认为安全。相应地，如果仅确定数据或测量值等形式中的一种或不存在冗余式的确定，则优选存在的是不安全的***或不安全的调节。

优选地，以电、液压和/或气动方式来运行末端执行器。尤其地，利用液压和/或气动压力的运行在抓取应用中被广泛使用，因为仅必须给末端执行器输入压力软管。因此，仅必须向末端执行器附加很少的配件。与之相反，电驱动器具有优势，即这些电驱动器可多方面使用并且例如可提供能可变调节的抓取力或受调节的转矩。

优选地，本方法还包括一方法步骤，根据该方法步骤，如果监视得出人有危险和/或没有期望的对象***纵，则切断向末端执行器输入的能量。由此可确保，在识别出人有危险时，不引起人受伤。借助输入给末端执行器的能量，以降低的和/或提高的功率来运行末端执行器，使得提供了降低的/提高的功率，用以操纵和/或加工对象/工件。

优选地，末端执行器是抓具，其在第一运行模式中以降低的抓取力来抓取对象，其中，如果监视得出期望的对象***纵，则抓具在第二运行模式中以提高的抓取力来抓取对象。因此，可例如首先以降低的抓取力来触碰待抓取对象。如果识别出期望的对象***纵/抓取、也就是没人有危险，则可提高抓取力并在不限制抓取力的情况下使抓具运行。在此，在从第一运行模式转切到第二运行模式时不需要重新打开抓具，而是可将抓具保留在第一运行模式的姿态中，使得没有身体部分和/或衣服可被带入对象与抓具之间。优选地，最大抓取力仅由所使用的抓具和待抓取对象的敏感性来预先给定。因此，可想象各式各样的应用。例如，在运输对象时，MRK***的载荷仅由所使用的操纵器的最大载荷所限制。此外，不必采取结构设计措施、例如末端挡块等，以排除对人的危险(其中，这些末端挡块等当然仍可附加地设置)。因此，MRK***的工作范围不受限制。

优选地，抓具包括至少两个抓取元件，其中，通过监视抓取元件相对彼此的定位来进行期望的对象是否***纵的监视。监视抓取元件的定位使得监视被简化，因为例如抓取元件相对彼此的间距在抓取期望的待操纵对象时是已知的。如果在第一运行状态中达到了抓取元件的间距，则将对象以降低的抓取力来抓取，该降低的抓取力相应于降低的功率。紧接着，可在操纵器的优选静止的姿态中检查：期望的构件是否被抓取。特别优选地，用以监视的第一传感器可为位置传感器。作为位置传感器，不必明确地设置传感器本身，而是如下任何的元件都被视为相应的传感器，该元件可查明或确定抓取元件位置，该抓取元件位置优选作为抓取元件相对彼此的位置来查明。然后，可转切到第二运行状态中，并且使末端执行器运行的功率(也就是说抓取力)将被提高。

在抓取期望的待操纵对象时，在此优选这样地选择抓取元件相对彼此的间距，使得在抓具与对象之间不能带入人和人的一部分。类似地，可转换对另外的末端执行器的位置监视。

本发明的目的还由一种MRK***实现，其包括至少一个操纵器，末端执行器被设置在该操纵器上。此外，MRK***的控制装置被设置为，在第一运行模式中使用末端执行器，其中，末端执行器在第一运行模式中以降低的功率来运行。MRK***同样包括：传感器，其被设置为监视在使用末端执行器时期望的对象是否***纵；控制元件，其被设置为将使末端执行器运行的功率提高，以当监视得出期望的工件***纵时，将末端执行器在第二运行模式中使用。

这类MRK***适于实施上述方法并实现所描述的优点。被设置为将末端执行器运行的功率提高的控制元件可例如包括附加的能量源，该能量源在第二运行模式中被接通。如果电能被输入，则控制元件可包括开关，该开关在降低的第一运行模式功率与提高的第二运行模式功率之间进行转切。如果应利用液压和/或气动压力来使用末端执行器，则控制元件可例如包括可调的节流装置。借助该节流装置，末端执行器可在第一运行模式中以降低的压力运行并在第二运行模式中提高压力(也就是空气量)。同样可以设置其他的控制元件用以提高功率。

优选地，设置控制装置用于传感器评价。在控制装置中集中地评价传感器是有优势的，因为紧邻传感器不必提供另外的计算单元。替代地，然而也可在非中心的计算单元(例如微控制器、处理器和/或类似器件)中实施计算任务、例如评价传感器。优选地，通过安全的总线***(例如EtherCAT安全技术(FSoE)、安全总线p、CAN开放安全技术、CIP安全技术、PROFI安全技术等)来进行传感器和/或非中心的计算单元与控制装置的连接。

优选地，以电、气动或液压方式来运行末端执行器，并将末端执行器优选地设置用于加工、抓取、测量和/或运输对象。尤其地，可通过提供两个不同的运行模式在MRK***中使用传统末端执行器，而不必为了在MRK***中使用而改变这些传统末端执行器。由此，尤其显著提高了有MRK能力的可用末端执行器的使用多样性。

附图说明

下面参照附图详细说明本发明。在此示出：

图1为MRK***的示意图；

图2为用于控制MRK***的方法的示意性流程图；

图3为用于监视是否期望的工件***纵并用于提高末端执行器的运行功率的装置的示意图；

图4为用于控制MRK***的装置的另一示意图；和

图5为用于控制MRK***的装置的另一示意图。

具体实施方式

尤其地，图1示出MRK***100，其包括操纵器110，该操纵器被实施为具有至少三个可自由编程的运动轴的工业机器人。操纵器110引导末端执行器111，该末端执行器在图1的示图中为抓具。抓具111为此被设置用于抓取或操纵对象140。尤其地，操纵器110是有MRK能力的操纵器，使得可实现操纵器110与人150之间的协作。

例如，可将操纵器110设置为，借助末端执行器111来抓取和运输对象140。在MRK***中，人150可例如承担对所抓取的对象140进行精细定位的任务，使得装配步骤被正确实施或在机器人旁实施另外的、优选附属的工作。

尤其地，末端执行器111可被提供具有一个传感器130或多个传感器130，所述传感器可实现探测人和/或对象或者工件。这些传感器130可例如是电容传感器、电感传感器、电阻传感器或热力学传感器。同样地，可安装如下这样的传感器，该传感器可监视抓取力或力矩或例如监视电机电流或压力。此外，传感器可监视抓取元件相对彼此的定位。

此外，可提供光学和/或声学传感器131，其识别是否和/或哪个构件被末端执行器111操纵。该光学和/或声学传感器131可例如具有相机或超声波传感器，并且被安装在操纵器110附近、优选的抓取位置附近或操纵器110上。优选地，借助控制装置120进行一个传感器130和/或多个传感器130、131的评价，该控制装置被设置用于控制MRK***100。同样地，可在至少一个非中心的计算单元中评价传感器130和/或传感器131，该计算单元被安装紧邻传感器130、131或被安装在操纵器110上。这可实现例如自主地调节末端执行器111。

图2示出用于控制MRK***的方法200的示意图。在方法200的第一方法步骤210中，末端执行器(例如抓具111)被使用在第一运行模式中，其中，第一运行模式的特征在于，末端执行器以减少的功率运行。由此，例如抓具的最大抓取力受限，或者说使抓钳运动得彼此合起来的力受限。在方法步骤230中监视，是否期望的对象***纵/抓取。同样地，可在使用末端执行器210时监视，是否超过第一运行模式的上边界值。优选地，借助传感器进行该监视，这些传感器监视例如抓取力、电机电流或一般来说向末端执行器输入的能量或由末端执行器转化的能量，和/或末端执行器运行的功率。

如果在步骤230中确定，没有期望的对象***纵/抓取以及人有危险，则在方法步骤270中将输入给末端执行器111的能量切断，以防止对人有危险和/或使人受伤，或将其限界到小的程度上。优选地，借助热力学传感器、电阻传感器、电容传感器、电感传感器、声学传感器、位置和/或光学传感器130、131进行是否期望的对象***纵/抓取的监视230。如果监视230得出期望的对象***纵/抓取或者没人有危险，则可在步骤250中切换到第二运行模式，在该第二运行模式中，末端执行器111运行的功率被提高。

图3示出用于控制MRK***的装置300的示意图，其中，末端执行器340运行的功率351、352可从降低的第一功率351被转切到提高的第二功率352。为此，设置控制元件311、312，其例如是开关或阀。控制元件311、312可实现从第一运行状态到第二运行状态的安全转切，末端执行器340在该第一运行状态中以降低的功率351运行。在该第二运行模式中，末端执行器340以提高的功率352运行。

例如可提供呈不同电流强度的电流、压力、例如液压和/或气动压力等形式的功率351、352。如果配属的传感器331、332识别出期望的对象***纵，则控制元件311、312被分别切换。通过提供产生冗余的两个传感器331、332并通过串联器件311、312，如果两个传感器331、332识别出期望的对象***纵，才转切到第二运行状态。此外，传感器331、332可优选地是冗余式传感器。

传感器331、332的传感器信号被循环地监视，并在至少一个计算单元321、322中被评价，该计算单元可集成在MRK***100的控制装置120中或单独地构造。如果传感器331、332识别出期望的对象***纵，则切换信号被发送到控制元件311、312，该切换信号预设为从降低的功率351切换到提高的功率352。如果与之相反没有期望的对象***纵并且人有危险，则没有切换信号被发送到控制元件311、312，并继续进行监视，直至期望的对象***纵以及不再有危险。

使末端执行器340运行的功率351、352优选是未被调节的并且由上边界值限界。例如，可在第一运行状态中向末端执行器340输入第一(降低的)电机电流或降低的压力(例如呈气压或油压形式)。如果期望的对象***纵，则将电机电流/压力提高到第二值252。在此优选地，降低的功率351被这样选择，使得借助末端执行器340不产生对人的危险。因此，不必监视在抓取时哪个功率或者力起作用并会传递到人，因为在第一运行模式中仅允许受限界的、降低的功率或者力。

图4示出用于控制MRK***的装置400的另一示意图。借助于调节器450来调节末端执行器或者末端执行器440的驱动器。该调节可例如是力调节、位置调节、电流调节、压力调节和/或类似调节。下面为了简化说明，以电流调节为出发点。

在上方的第一方框中，电机电流451、452被监视并且冗余式地与上边界值455相比较。上边界值限制了降低的功率，末端执行器以该降低的功率在第一运行模式中运行。如果比较器(由“≥”表示)识别出超过边界值455，则输出例如逻辑“1”。冗余式比较器的输出通过连接关系“或”来连接。如果比较器报告超过了边界值455，则***以超过边界值455为出发点，并且输出边界值信号457。

例如，末端执行器440可为抓具，该抓具以电方式运行。抓具的最大抓取力由上边界值455来限制，也就是由使抓具运行的功率来限制。例如，上边界值是电机电流。如果该边界值455被冗余式被监视的电机电流451、452超过，则这被识别出并且与监视信号437相比较，该监视信号在下方的方框中生成。

借助传感器信号431、432生成该监视信号437。例如，由电容传感器、电感传感器、电阻传感器、位置和/或热力学传感器，以及由声学和/或光学传感器或其组合推导出传感器信号431、432。这些传感器信号431、432与比较值420相比较。例如，比较值420指示的是期望的对象***纵，也就是优选地没人有危险。如果两个传感器信号431、432指示的是期望的对象***纵，也就是优选地没人有危险，则通过连接关系“与”来输出逻辑“1”。与之相反，如果至少一个传感器信号431、432指示的是没有期望的对象***纵，也就是有潜在危险，则输出逻辑“0”。该输出在方框“非”中被转化，使得如果这些传感器信号431、432中的至少一个指示的是潜在危险，则监视信号437输出逻辑“1”。

如果边界值信号457指示的是边界值455被超过(逻辑“1”)并且监视信号437指示的是没有期望的对象***纵、也就是有潜在危险(逻辑“1”)，则继续进行方框470并且将输入给末端执行器的能量切断或者不切换到第二运行状态。尤其地，可通过冗余式监视例如是电机电流的上边界值455，来省略冗余式调节末端执行器440。因此，仅需要一调节器。与之相反，如果监视信号437指示的是期望的对象***纵(逻辑“0”)，则切换到第二运行模式并提高向末端执行器输入的功率。

图5示出用于控制MRK***的另一装置500的另一示意图，其中，使用两个调节器550、560，以调节末端执行器540。在该示例中，以电方式使末端执行器540运行。另外的实施方式是可行的。末端执行器540的电机位置被送回调节器550、560，以调节末端执行器。此外，使末端执行器540运行的功率551、552被监视并与上边界值555相比较。这借助调节器550、560冗余式地进行。同样地，传感器信号531、532被输入给调节器550、560，这些传感器信号允许对期望的对象是否***纵进行监视。借助调节器550、560，边界值555的维持以及期望的对象是否***纵的监视借助于传感器信号531、532被冗余式地监视。通过方框“或”来比较这些调节器的输出。如果这些调节器中的一个调节器或两个调节器550、560指示的是超过边界值555并且没有期望的对象***纵(或者人有危险)，则在步骤570中将输入给末端执行器540的能量切断。如果期望的对象***纵，则可将输入给末端执行器的能量提高。

附图标记列表

100 MRK***

110 操纵器

111 末端执行器

120 控制装置

130，131 传感器

140 对象

150 人

190 控制元件

200 方法

210 在第一运行模式中使用末端执行器

230 监视，是否期望的对象***纵

250 提高使末端执行器运行的功率

270 将输入给末端执行器的能量切断

300用于控制MRK***的装置的示意图

311，312 控制元件

321，322 计算单元

331，332 传感器

340 末端执行器

351，352 使末端执行器运行的功率

400 用于控制MRK***的装置的示意图

420 比较值

431，432 传感器信号

437 监视信号

440 末端执行器

450 调节器

451，452 使末端执行器运行的功率

455 上边界值

457 边界值信号

470 将输入给末端执行器的能量切断

500 用于控制MRK***的装置的示意图

531，532 传感器信号

540 末端执行器

550，560 调节器

551，552 使末端执行器运行的功率

555 上边界值

570 将输入给末端执行器的能量切断

Claims (16)

1.一种用于控制人机协作(MRK)***(100)的方法(200)，其中，MRK***(100)包括带有末端执行器(111)的至少一个操纵器(110)，并且其中，该方法包括以下步骤：

在第一运行模式中对所述末端执行器(111)进行使用(210)，其中，所述末端执行器(111)在所述第一运行模式中以降低的功率(351；451；551)来运行；

在所述末端执行器(111)被使用在所述第一运行模式中时，监视期望的对象(140)是否***纵(230)；以及

当监视得出期望的对象(140)***纵时，提高使所述末端执行器(111)运行的功率(352；451；551)，以便在第二运行模式中使用所述末端执行器(250)。

2.根据权利要求1所述的方法(200)，其中，使所述末端执行器(111)在所述第一运行模式中运行的功率由上边界值(455；555)来限界，其中，监视和/或确保对所述上边界值的维持。

3.根据权利要求2所述的方法(200)，其中，所述上边界值(455；555)定义了电流、压力、力或力矩，并且被优选地设定为，使得在所述第一运行模式中不会危及到人。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法(200)，其中，安全地进行对期望的对象(140)是否***纵的所述监视(230)，优选通过至少两个传感器(130；131)进行。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法(200)，其中，借助至少一个电容传感器、电感传感器、电阻传感器和/或热力学传感器(130)来进行期望的对象(140)***纵的所述监视(230)，所述传感器优选地被设置在所述末端执行器(111)上。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法(200)，其中，借助至少一个光学和/或声学传感器(131)来进行期望的对象(140)***纵的所述监视(230)，其中，借助所述光学和/或声学传感器能识别，是否对象(140)和/或哪个对象(140)在使用所述末端执行器(111)时***纵。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法(200)，其中，借助至少两个不同的传感器(130，131)来进行期望的对象(140)是否***纵的所述监视(230)。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法(200)，其中，在所述第一运行模式中取决于时间和/或取决于地点地执行期望的对象是否***纵的所述监视。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法(200)，其中，所述末端执行器被至少一个电动机(440；540)驱动，并且所述上边界值定义了最大电机电流，其中，所述至少一个电动机的电机电流被监视并与所述上边界值(455；555)相比较，其中，优选冗余式实施该监视。

10.根据权利要求9所述的方法(200)，其中，借助至少一个调节器(450；550，560)来调节所述电机电流，其中，优选不安全地进行所述调节。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法(200)，其中，以电、液压和/或气动方式来运行所述末端执行器。

12.根据前述权利要求中任一项所述的方法(200)，其中，

所述末端执行器(111)是抓具，所述抓具在所述第一运行模式中以降低的力来抓取对象(140)，并且其中，

当监视得出期望的对象(140)被抓取时，所述抓具在所述第二运行模式中以提高的力来抓取对象。

13.根据权利要求12所述的方法(200)，其中，所述抓具包括至少两个抓取元件，并且其中，通过监视所述抓取元件相对彼此的定位来监视(230)期望的对象是否***纵。

14.一种MRK***(100)，包括：

至少一个操纵器(100)，末端执行器(111)被设置在所述至少一个操纵器上；

控制装置(120)，所述控制装置被设置为，在第一运行模式中使用所述末端执行器(111)，其中，所述末端执行器(111)在所述第一运行模式中以降低的功率(351；451；551)来运行；

至少一个传感器(130；131)，所述至少一个传感器被设置为，在所述第一运行模式中使用所述末端执行器(111)时，监视期望的对象(140)是否***纵；以及

控制元件(190)，所述控制元件被设置为，将使所述末端执行器(111)运行的功率提高，以便当所述监视得出期望的对象(140)***纵时，在第二运行模式使用所述末端执行器。

15.根据权利要求14所述的MRK***(100)，其中，所述控制装置(120)被设置用于所述传感器(130；131)的评价。

16.根据权利要求14或15所述的MRK***(100)，其中，所述末端执行器(111)以电、气动或液压方式运行，并且优选地被设置用于加工、抓取、测量和/或运输对象(140)。