로봇의 안전성 평가 방법
Safety evaluation method of robot
특허 요약
로봇에 대한 안전성 평가 방법에 관한 것이다. 로봇의 안전성 평가 방법은 테스트 로봇의 3차원 형상을 획득하는 단계와, 테스트 로봇의 이동시간 및 이동경로를 설정하는 단계와, 테스트 로봇에 의해 피충돌체에 가해지는 충돌 압력 및 충돌 힘을 산출하는 단계, 및 테스트 로봇의 안전성을 평가하는 단계를 포함한다. 테스트 로봇의 3차원 형상을 획득하는 단계는 실제 로봇의 형상 정보를 포함하는 테스트 로봇의 3차원 영상 또는 3차원 모형을 획득한다. 테스트 로봇의 이동시간 및 이동경로를 설정하는 단계는 테스트 로봇의 이동시간 정보 및 이동경로 정보를 포함하는 프로파일 정보를 입력하여 테스트 로봇의 이동시간 및 이동경로를 설정한다. 테스트 로봇에 의해 피충돌체에 가해지는 충돌 압력 및 충돌 힘을 산출하는 단계는 테스트 로봇의 상해 유발 위험 부위에 대한 형상과, 유효질량과, 이동속도, 및 방향을 고려하여 피충돌체에 가해지는 충돌 압력 및 충돌 힘(force)을 산출한다. 로봇의 안전성을 평가하는 단계는 산출된 충돌 압력 및 충돌 힘의 크기가 기 설정된 최대 충돌 압력 및 최대 충돌 힘의 크기 내에 해당하는지를 판단하여 로봇의 안전성을 평가한다.
청구항
번호청구항
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실제 로봇의 형상 정보를 포함하는 테스트 로봇의 3차원 영상 또는 3차원 모형을 획득하는 단계;상기 테스트 로봇의 이동시간 정보 및 이동경로 정보를 포함하는 프로파일 정보를 입력하여 상기 테스트 로봇의 이동시간 및 이동경로를 설정하는 단계;상기 테스트 로봇의 상해 유발 위험 부위에 대한 형상과, 유효질량과, 이동속도, 및 방향을 고려하여 피충돌체에 가해지는 충돌 압력 및 충돌 힘(force)을 산출하는 단계; 및상기 산출된 충돌 압력 및 충돌 힘의 크기가 기 설정된 최대 충돌 압력 및 최대 충돌 힘의 크기 내에 해당하는지를 실시간으로 판단하여 상기 로봇의 안전성을 평가하는 단계;를 포함하며, 상기 테스트 로봇에 의해 피충돌체에 가해지는 충돌 압력 및 충돌 힘을 산출하는 단계는 일정 시간 단위 별로 상기 피충돌체에 가해지는 충돌 압력 및 충돌 힘을 산출하며, 상기 충돌 압력 및 충돌 힘의 크기가 상기 최대 충돌 압력 및 최대 충돌 힘의 크기 이상이면, 상기 피충돌체에 가해지는 충돌 압력 및 충돌 힘이 상기 최대 충돌 압력 및 최대 충돌 힘의 크기 미만이 되도록 상기 테스트 로봇의 속도를 제어하고, 상기 테스트 로봇에 의해 피충돌체에 가해지는 충돌 압력 및 충돌 힘을 산출하는 단계는 상기 테스트 로봇의 각 부위별 면적에 따라 상기 피충돌체에 가해지는 접촉압력을 산출하고, 상기 산출된 접촉압력 중 가장 큰 값을 갖는 부위, 상기 산출된 접촉압력이 기 설정된 값을 초과하는 부위 및 사용자에 의해 선택된 부위 중 적어도 하나를 상기 테스트 로봇에 대한 상기 상해 유발 위험 부위로 설정하여, 선택된 상기 상해 유발 위험 부위에서 상기 피충돌체에 가해지는 충돌 압력 및 충돌 힘을 산출함으로써, 상기 테스트 로봇의 형상에 대응되는 충돌 압력 및 충돌 힘을 산출하는 로봇의 안전성 평가 방법.

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제1항에 있어서, 상기 테스트 로봇은, 시뮬레이션 프로그램에 상기 로봇의 형상 정보를 입력하여 형성된 3차원 영상 또는 3차원 계측 센서를 통해 형성된 3차원 모형인 로봇의 안전성 평가 방법.

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제2항에 있어서, 상기 시뮬레이션 프로그램은 CAE(Computer Aided Engineering) 프로그램인 로봇의 안전성 평가 방법.

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제1항에 있어서, 상기 최대 충돌 압력 및 최대 충돌 힘의 크기는 국제표준화기구(ISO) 규격에 따르는 로봇의 안전성 평가 방법.

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제1항에 있어서, 상기 테스트 로봇은 1자유도 이상의 매니퓰레이터로 형성된 로봇의 안전성 평가 방법.

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제6항에 있어서, 상기 테스트 로봇은 조인트를 통해 연결된 적어도 2개의 링크부와, 상기 링크부 중 하나에 연결된 엔드 이펙터(End-effector)를 포함하며, 상기 상해 유발 위험 부위는 상기 링크부 및 엔드 이펙터 중 선택된 하나 또는 둘 이상인 로봇의 안전성 평가 방법.

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제7항에 있어서, 상기 테스트 로봇에 의해 피충돌체에 가해지는 충돌 압력 및 충돌 힘을 산출하는 단계는,상기 테스트 로봇의 조인트의 각도를 조절하여 상기 링크부 및 엔드 이펙터의 자세를 변화시키고, 상기 자세의 변화에 따라 상기 테스트 로봇의 상해 유발 위험 부위에 의해 상기 피충돌체에 가해지는 충돌 압력 및 충돌 힘을 산출하는 단계를 더 포함하는 로봇의 안전성 평가 방법.

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실제 매니퓰레이터의 형상 정보를 포함하며, 적어도 1자유도를 갖는 테스트 매니퓰레이터의 3차원 영상 또는 3차원 모형을 획득하는 단계;상기 테스트 매니퓰레이터의 이동시간 정보 및 이동경로 정보를 포함하는 프로파일 정보를 입력하여 상기 테스트 매니퓰레이터의 이동시간 및 이동경로를 설정하는 단계; 상기 테스트 매니퓰레이터의 각 부위별 형상에 따라 피충돌체에 가해지는 접촉압력을 산출하고, 상기 산출된 접촉압력 값을 통해 상기 테스트 매니퓰레이터에 대한 적어도 하나의 상해 유발 위험 부위를 설정하는 단계; 상기 테스트 매니퓰레이터의 상해 유발 위험 부위에 대한 유효질량과, 이동속도, 및 방향을 고려하여 상기 피충돌체에 가해지는 충돌 압력 및 충돌 힘을 산출하는 단계; 및상기 산출된 충돌 압력 및 충돌 힘의 크기가 기 설정된 최대 충돌 압력 및 최대 충돌 힘의 크기 내에 해당하는지를 판단하여 상기 매니퓰레이터의 안전성을 평가하는 단계;를 포함하며, 상기 매니퓰레이터에 의해 상기 피충돌체에 가해지는 충돌 압력 및 충돌 힘을 산출하는 단계는 일정 시간 단위 별로 상기 피충돌체에 가해지는 충돌 압력 및 충돌 힘을 산출하며, 상기 충돌 압력 및 충돌 힘의 크기가 상기 최대 충돌 압력 및 최대 충돌 힘의 크기 이상이면, 상기 피충돌체에 가해지는 충돌 압력 및 충돌 힘이 상기 최대 충돌 압력 및 최대 충돌 힘의 크기 미만이 되도록 상기 매니퓰레이터의 속도를 일정 시간 단위별로 제어하고, 상기 테스트 매니퓰레이터에 대한 적어도 하나의 상해 유발 위험 부위를 설정하는 단계는 상기 산출된 접촉압력 중 가장 큰 값을 갖는 부위, 상기 산출된 접촉압력이 기 설정된 값을 초과하는 부위 및 사용자에 의해 선택된 부위 중 적어도 하나를 상기 테스트 매니퓰레이터에 대한 상기 상해 유발 위험 부위로 설정하여, 선택된 상기 상해 유발 위험 부위에서 상기 피충돌체에 가해지는 충돌 압력 및 충돌 힘을 산출함으로써, 상기 테스트 매니퓰레이터의 형상에 대응되는 충돌 압력 및 충돌 힘을 산출하는 로봇의 안전성 평가 방법.

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제11항에 있어서, 상기 최대 충돌 압력 및 최대 충돌 힘의 크기는 국제표준화기구(ISO) 규격에 따르는 로봇의 안전성 평가 방법.

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제11항에 있어서, 상기 테스트 매니퓰레이터는 조인트를 통해 연결된 적어도 2개의 링크부와, 상기 링크부 중 하나에 연결된 엔드 이펙터(End-effector)를 포함하며, 상기 상해 유발 위험 부위는 상기 링크부 및 엔드 이펙터 중 선택된 하나 또는 둘 이상인 로봇의 안전성 평가 방법.

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제15항에 있어서, 상기 테스트 매니퓰레이터에 의해 피충돌체에 가해지는 충돌 압력 및 충돌 힘을 산출하는 단계는,상기 테스트 매니퓰레이터의 조인트의 각도를 조절하여 상기 링크부 및 엔드 이펙터의 자세를 변화시키고, 상기 자세의 변화에 따라 상기 테스트 매니퓰레이터의 상해 유발 위험 부위에 의해 상기 피충돌체에 가해지는 충돌 압력 및 충돌 힘을 산출하는 단계를 더 포함하는 로봇의 안전성 평가 방법.