为什么说MIR是最安全的自主移动机器人？

发布时间：2021-06-24 14:35:08     作者：显扬科技

      全面的安全性是协作移动机器人和自主移动机器人AMR的主要特性，这些机器人可以在动态环境中运行，并与人类一起工作。由于各行业对AMR的需求日益增长，提供确保安全的系统至关重要。

      讨论安全问题时，需要区别实现日常操作自主安全导航的机器人特征，以及机器人内部集成的安全功能，以确保即使主要系统出现故障，机器人也能始终确保安全。

      AMR特点：MiR机器人的传感输入确保安全导航

      MiR机器人日常操作的安全行驶模式依赖多传感器安全系统，通过将数据输入复杂的规划算法，帮助机器人确定行驶路线，并判断是否需要调整路径或立即安全停车以避免碰撞。

先进的双激光扫描仪方式进行导航并实时检测障碍

      所有MiR机器人都配备了双激光扫描仪，分别位于机器人的前后两个角落，提供360度的视场FoV。借助这种双激光方法，机器人能够在遇到无法移动的障碍物时安全后退，或者探测从后面或侧面接近的人，并在需要时停车或调整路线。作为第一家AMR制造商，MiR使用最新最先进的激光扫描技术——SICK microScan3。这些通过ISO 13849认证的激光扫描仪符合类别3性能水平d安全标准，性能优于市面所有其他激光扫描仪。借助SICK microScan3，机器人不受光线和灰尘的影响，而这些因素通常会严重影响机器人导航，而且这些激光扫描仪的精度是其他类型激光扫描仪的10倍。

双3D相机提升安全性

      激光扫描仪是MiR机器人综合安全和导航系统的主要组成部分。此外，确保MiR移动机器人日常操作安全顺利还需要许多其他功能。
      安装在机器人前侧的双3D相机可以帮助机器人探测0-1,700mm高的障碍物。在120°的水平视角下，机器人总能看到前进道路上的障碍物。相机可检测在安全激光扫描仪视场范围内外的障碍物。这使得机器人可以安全地围绕桌子移动，例如，桌子在激光扫描器的视场之上，但低于机器人的高度（包括顶部模块和负载）。还可以避开其他障碍物，如货架。

      2台3D 相机 | 视场：检测0-1,700mm高的物体 | 120°水平视角

用于检测脚部和托盘的接近传感器

      MiR500和MiR1000机器人配备了24个接近传感器，安装在机器人的各个角落并指向地面。这些传感器专门检测低于激光扫描仪视场的脚部和托盘。AMR行驶时，可以借助相机检测并绕开前方地板上的障碍物，但当它从静止状态转变为移动和转动时，激光扫描仪无法检测紧邻它且高度低于20cm的障碍物，例如脚部和空托盘等，这会导致危险情况发生。在这里，MiR机器人配备了其他AMR通常不具备的接近传感器，从而提升了安全性，而这对重载机器人至关重要，因为如果它们压过脚部，会造成严重伤害。


      每个角落配备6个接近传感器，检测空托盘和脚部

额外传感输入与软件提升安全性

      MiR机器人配备的其他传感器包括加速度计和陀螺仪，用于感测惯性力、加速度和旋转；每个轮子上都配备编码器以测量速度，并精确反馈给激光扫描仪，以检测机器人是否在潮湿的地板上打滑。
      机器人的保护区域取决于机器人的速度。这使得机器人在非常接近障碍物时能够安全缓慢地行驶，如果几厘米范围内出现一个人或障碍物，机器人就会自动停车。
      最后，还可以轻松为机器人编程来优化安全性。可以通过个人电脑、智能手机或平板电脑轻松在机器人地图上标记出禁区。其他指令编程也可以轻松实现，如定义首选路径或限制机器人在交通繁忙区域的速度。所有MiR机器人都配备独特的灯条，可以通过颜色变换提醒工作人员，还可以轻松设置声音提示，包括嘟嘟声、喇叭声或任何其他声音。

      可以轻松更新机器人地图的不同区域，
      这些区域用不同的颜色区分。
      在这张地图上，您可以看到：
      红色区域=禁区 | 绿色区域=首选区域 | 黄色区域=机器人发声区域


功能安全增加了MiR安全系统的可靠性

      在没有外部安全措施的环境中，自主移动机器人与人一起搬运货物。有些AMR体积较小，只能承载小型货物，但重载AMR的负载较高，可以装载托盘或大型货物，最大重量可达1,000公斤。如果常规安全系统由于某种原因出现故障，重载AMR尤其容易造成伤害。例如，一种非常危险的情况就是电机控制器短路。如果没有配备额外安全功能，AMR会全速运行而无法停车，这可能造成巨大危害。这只是AMR必须提供符合安全标准的功能安全措施的一个例子，以解决固有安全设计措施（如传感输入）无法解决的潜在风险。


AMR安全系统要求的性能水平

      所有安全系统的设计都有一个基本前提，即任何系统都有可能发生故障。根据AMR最适用的安全标准EN 1525，AMR的安全功能应根据EN ISO 13849类别3性能水平d进行设计，它用于评估与安全相关的控制系统。所需性能级别作为风险评估的一部分而确定，其中危险情况被划分为5个性能级别，从PL“a”（低）到PL“e”（高）。风险越大，安全系统的可靠性要求就越高。如果一个安全系统是PLd级，这意味着系统发生危险故障的概率是每小时>10-7 到 >10-6次，相当于20年不到一次。类别是指用以达到特定性能水平的电路结构。类别3意味着电路是多通道结构，始终能够检测单个故障。

图例

      I: 起点 | PLr: 需要的性能水平

参数

S: 损坏的严重程度 | S1: 轻伤 | S2: 重伤
F: 风险发生频率
F1: 罕见到频繁，持续时间短 | F2: 频繁到连续，持续时间长
P: 避免风险或限制损失的可能性
P1: 在某些情况下是可能的 | P2: 不太可能

      风险图用于确定指定安全功能所需的性能级别（PLr）。如果AMR系统发生故障，可能会对人造成严重的伤害，因此大多数安全功能都需要达到PLd级。

设计符合安全标准

      MiR机器人满足EN 1525和美国相应标准ANSI / ITSDF标准B56.5-2012，产品设计面向未来标准，如ISO/FDIS 3691-4、ISO/FDIS 10218、RIA 15:08以及UL 3100，配备各类相关安全功能，以确保即使主要安全功能发生故障，机器人也能做出反应确保安全。MiR机器人的安全功能在Sistema报告中有记载，MiR可以根据客户要求共享信息。


      四大功能；紧急停车、区域切换、人员检测和超速检测是AMR的强制要求，所有MiR机器人都包含这些功能。这些功能可以确保机器人在发生故障时停车，因为如果发生故障，紧急停车会切断电力传动的电源。
      五大安全功能；区域屏蔽、安全限制速度、安全保护停车、移动能力和系统紧急停车都是为了应对与负载和容量相关的危险，因此MiR500和MiR1000包含这些功能。机器人在日常操作中也会主动使用这些功能。例如，当机器人停靠在托盘架上时，现场减弱用于减弱/减少保护区域；因为通常情况下，为了确保在人类周围时的安全性，重载机器人的保护区域相当大，而在行驶进入托盘架时，保护区域需要显著缩小。一旦机器人行驶出托盘架，保护区域将重新激活。同样，装卸货物时也使用安全保护停车和行走功能，以确保机器人在装卸货物时禁止行驶。当装卸完成后，这些功能将被停用，机器人可以再次行驶。


始终确保安全至上

      投资AMR的重要考量是不能危及安全。必须始终以安全的方式使用AMR，因为您的员工将与它在同一场所工作。因此，当您投资AMR系统时，必须考虑AMR的设计是否能够应对安全特性故障。

      MiR机器人配备了先进的多传感器安全系统和功能安全措施，堪称市场上最安全的AMR。MiR机器人不仅符合当前和未来的安全标准，也是营造AMR与人类协作的安全工作环境的解决方案。