ГОСТ Р 60.2.2.1-2016/ИСО 13482:2014 Роботы и робототехнические устройства. Требования безопасности для роботов по персональному уходу (Переиздание)

Приложение В
(справочное)

     
Примеры рабочих пространств для роботов по персональному уходу

В.1 Мобильный автономный робот для перевозки человека

Робот для перевозки человека весом 200 кг перемещается автономно по музею. Стены комнат определяют максимальное пространство. План полов в рабочем пространстве робота подготовлен на основе плана полов музея. Робот имеет рабочий объем и подвижные, вытягивающиеся звенья руки робота, которые не должны касаться стен. Это определяет ограниченное пространство. См. рисунок В.1.     

Рисунок В.1 - Рабочие пространства автономного робота для перевозки человека

a) Роботу разрешено находиться только в центральной части комнат и дверных проемов. Пока робот перемещается автономно, он осматривает окружающую среду с помощью бортовых сенсоров и с помощью установленных в музее сенсоров, определяющих динамическую контролируемую среду.

b) Пока робот перемещается в комнате, он динамически модифицирует свое защищенное пространство и пространство защитной остановки. Как только в защищенное пространство попадает связанный с безопасностью объект, робот снижает скорость в зависимости от реальных скоростей робота и связанных с безопасностью объектов, находящихся в окружающей его среде, поддерживая таким образом безопасные границы до любого связанного с безопасностью объекта.

c) Если связанный с безопасностью объект входит в пространство защитной остановки, то робот переходит в состояние защитной остановки. Для данного типа робота важно, чтобы контролируемое пространство перекрывало и охватывало по крайней мере защищенное пространство для обеспечения того, что робот имеет всю необходимую информацию для планирования своих движений так, чтобы не возникало столкновений или опасных ситуаций.

d) Если связанный с безопасностью объект неожиданно появляется в защищенном пространстве робота, то планировщик траектории движения робота выдает роботу команду немедленно реагировать на это, рассчитывая новую траекторию вокруг движущегося связанного с безопасностью объекта или останавливая робот в зависимости от их относительных скоростей.

В.2 Робот по персональному уходу с манипулятором (мобильный обслуживающий робот)

Данный случай сравним с промышленным применением робота. Максимальное пространство определено максимальным вытягиванием руки стационарного робота, и робот должен взаимодействовать с человеком в своем максимальном пространстве.

Для данного робота по персональному уходу можно выделить два случая:

a) Работа в режиме ручного управления. Робот полностью управляется вручную так, что оператор имеет полный контроль и управляет всеми движениями робота. Никаких сенсоров не требуется, и никаких определений пространств не используется.

b) Работа в режиме полуавтоматического управления: оператор только указывает, что должно быть выполнено некоторое действие. Робот использует сенсоры и некоторую форму планирования траектории для выполнения заданного действия. Оператор может управлять связанными с безопасностью функциями, но его реакция может запаздывать. Робот должен использовать сенсоры для идентификации цели (которой может быть человек) и положения, в котором следует выполнить поставленную задачу. Принимающий человек находится в пределах максимального пространства.

Защищенное пространство определено в той же области, где возможно безопасное взаимодействие между связанным с безопасностью объектом и роботом на пониженной (безопасной) скорости. Сенсоры активно контролируют позицию связанного с безопасностью объекта и робота. Система управления может адаптировать защищенное пространство и пространство защитной остановки, если связанный с безопасностью объект движется и робот оказывается в пространстве защитной остановки, то робот переходит в состояние защитной остановки. См. рисунок В.2.

Рисунок В.2 - Рабочие пространства робота по персональному уходу с манипулятором

В.3 Экзоскелетон (робот для оказания физической помощи)

Здоровый человек использует экзоскелетон для уменьшения своей физической рабочей нагрузки.

Можно выделить два случая:

а) Работа в режиме ручного управления: пользователь экзоскелетона управляет всеми движениями робота (он его надевает как скафандр). При этом никаких сенсоров может не потребоваться.

b) Робототехнический скафандр оснащен сенсорами, охватывающими контролируемое пространство, например, чтобы предотвратить ситуацию, когда человек, надевший экзоскелетон, случайно пойдет вниз по ступеням (связанное с безопасностью препятствие). Скафандр может контролировать/влиять на оператора. Не существует максимального пространства, определенного для данного применения, так как человек, несущий на себе робота, определяет, куда идти. Расположение запрещенного пространства (ступени и другие связанные с безопасностью препятствия) динамически модифицируется системой управления робота при его движении. В результате защищенное пространство и пространство защитной остановки постоянно перерассчитываются при движении оператора и робота. Если связанный с безопасностью объект попадает в защищенное пространство, то система управления подает сигнал оператору и снижает свою физическую помощь так, чтобы оператор безопасно снизил свою скорость. Если робот входит в зону защитной остановки, то он безопасно останавливается, позволяя оператору двигаться только в другом направлении, а не по ступеням. См. рисунок В.3.