Vše

Co hledáte?

Vše
Projekty
Výsledky výzkumu
Subjekty

Rychlé hledání

  • Projekty podpořené TA ČR
  • Významné projekty
  • Projekty s nejvyšší státní podporou
  • Aktuálně běžící projekty

Chytré vyhledávání

  • Takto najdu konkrétní +slovo
  • Takto z výsledků -slovo zcela vynechám
  • “Takto můžu najít celou frázi”

3D Collision-Force-Map for Safe Human-Robot Collaboration

Identifikátory výsledku

  • Kód výsledku v IS VaVaI

    <a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F68407700%3A21230%2F21%3A00348713" target="_blank" >RIV/68407700:21230/21:00348713 - isvavai.cz</a>

  • Výsledek na webu

    <a href="https://doi.org/10.1109/ICRA48506.2021.9561845" target="_blank" >https://doi.org/10.1109/ICRA48506.2021.9561845</a>

  • DOI - Digital Object Identifier

    <a href="http://dx.doi.org/10.1109/ICRA48506.2021.9561845" target="_blank" >10.1109/ICRA48506.2021.9561845</a>

Alternativní jazyky

  • Jazyk výsledku

    angličtina

  • Název v původním jazyce

    3D Collision-Force-Map for Safe Human-Robot Collaboration

  • Popis výsledku v původním jazyce

    The need to guarantee safety of collaborative robots limits their performance, in particular, their speed and hence cycle time. The standard ISO/TS 15066 defines the Power and Force Limiting operation mode and prescribes force thresholds that a moving robot is allowed to exert on human body parts during impact, along with a simple formula to obtain maximum allowed speed of the robot in the whole workspace. In this work, we measure the forces exerted by two collaborative manipulators (UR10e and KUKA LBR iiwa) moving downward against an impact measuring device. First, we empirically show that the impact forces can vary by more than 100 percent within the robot workspace. The forces are negatively correlated with the distance from the robot base and the height in the workspace. Second, we present a data-driven model, 3D Collision-Force-Map, predicting impact forces from distance, height, and velocity and demonstrate that it can be trained on a limited number of data points. Third, we analyze the force evolution upon impact and find that clamping never occurs for the UR10e. We show that formulas relating robot mass, velocity, and impact forces from ISO/TS 15066 are insufficient—leading both to significant underestimation and overestimation and thus to unnecessarily long cycle times or even dangerous applications. We propose an empirical method that can be deployed to quickly determine the optimal speed and position where a task can be safely performed with maximum efficiency.

  • Název v anglickém jazyce

    3D Collision-Force-Map for Safe Human-Robot Collaboration

  • Popis výsledku anglicky

    The need to guarantee safety of collaborative robots limits their performance, in particular, their speed and hence cycle time. The standard ISO/TS 15066 defines the Power and Force Limiting operation mode and prescribes force thresholds that a moving robot is allowed to exert on human body parts during impact, along with a simple formula to obtain maximum allowed speed of the robot in the whole workspace. In this work, we measure the forces exerted by two collaborative manipulators (UR10e and KUKA LBR iiwa) moving downward against an impact measuring device. First, we empirically show that the impact forces can vary by more than 100 percent within the robot workspace. The forces are negatively correlated with the distance from the robot base and the height in the workspace. Second, we present a data-driven model, 3D Collision-Force-Map, predicting impact forces from distance, height, and velocity and demonstrate that it can be trained on a limited number of data points. Third, we analyze the force evolution upon impact and find that clamping never occurs for the UR10e. We show that formulas relating robot mass, velocity, and impact forces from ISO/TS 15066 are insufficient—leading both to significant underestimation and overestimation and thus to unnecessarily long cycle times or even dangerous applications. We propose an empirical method that can be deployed to quickly determine the optimal speed and position where a task can be safely performed with maximum efficiency.

Klasifikace

  • Druh

    D - Stať ve sborníku

  • CEP obor

  • OECD FORD obor

    20204 - Robotics and automatic control

Návaznosti výsledku

  • Projekt

    <a href="/cs/project/GX20-24186X" target="_blank" >GX20-24186X: Vědomí celého povrchu těla pro bezpečnou a přirozenou interakci: od mozku ke kolaborativním robotům</a><br>

  • Návaznosti

    P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Ostatní

  • Rok uplatnění

    2021

  • Kód důvěrnosti údajů

    S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Údaje specifické pro druh výsledku

  • Název statě ve sborníku

    IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA)

  • ISBN

    978-1-7281-9077-8

  • ISSN

    1050-4729

  • e-ISSN

    2577-087X

  • Počet stran výsledku

    7

  • Strana od-do

    3829-3835

  • Název nakladatele

    IEEE Xplore

  • Místo vydání

  • Místo konání akce

    Xi’an

  • Datum konání akce

    30. 5. 2021

  • Typ akce podle státní příslušnosti

    WRD - Celosvětová akce

  • Kód UT WoS článku

    000765738803010