协作机械臂需要加安全墙吗？ 安全墙 光栅 干涉区

安全墙是什么

简介

机械臂中的安全墙是一种虚拟或物理的安全防护机制，用于限制机械臂的活动范围或在特定情况下停止机械臂的运动，以防止机械臂与周围的人员、设备或环境发生碰撞或其他危险情况，从而保障人员安全和设备正常运行。所以最好还是添加安全墙。以下是关于其是否需要添加的分析：

1. 物理安全墙

1.1 定义：

物理安全墙是在机械臂工作区域周围设置的实际障碍物或防护结构，通常由金属、塑料、玻璃等材料制成箱体罩着机械臂。

1.2 作用机制：

通过物理阻挡的方式，限制机械臂的活动范围，防止其超出安全区域与外部物体或人员发生接触。例如，在机械臂工作空间周围安装金属围栏，当机械臂运动到接近围栏的位置时，会受到围栏的阻挡而无法继续前进，从而避免了可能的碰撞事故。

1.3 应用场景：

常用于工业生产车间、仓库等环境，其中存在较多的大型机械设备和移动机器人，需要明确划分工作区域和安全区域，以保障现场工作人员的安全和设备的正常运行。

2. 虚拟安全墙

2.2 定义：

虚拟安全墙是一种基于软件和传感器技术的安全防护机制，它通过在机械臂控制系统中设置虚拟的边界或区域来实现安全防护功能。还有一种是防止人靠近的安全墙，比如说激光传感器，安全光栅，防止人进入到机械臂工作区域的，这种类似于安全光栅的很多厂家都会用。

2.3 作用机制：

利用传感器实时监测机械臂的位置、姿态和运动状态，当机械臂接近或超出预设的虚拟边界时，控制系统会发出警报并采取相应的措施，如减速、停止运动等。例如，在机械臂上安装激光测距传感器，通过测量机械臂与周围环境的距离来确定其位置，当检测到机械臂接近虚拟安全墙的边界时，控制系统根据传感器反馈的信息进行制动操作。

2.3 应用场景：

适用于对空间灵活性要求较高、人机协作较为频繁的场景，如一些智能工厂中的小型装配生产线，以及服务机器人在办公室、酒店等环境中的应用。虚拟安全墙可以在不占用实际物理空间的情况下，为机械臂和人员提供安全保障，同时也便于根据不同的工作任务和环境变化灵活调整安全区域的范围。

3. 安全毛毯

3.1 工作原理：

安全毛毯内含有压敏传感器。当有人或物体踏上安全毛毯时，压敏传感器会检测到压力变化，并将其转化为电信号。这个电信号会传输到与安全毛毯相连的控制系统中，控制系统接收到信号后，会根据预设的规则来判断是否需要采取相应的安全措施，如停止机械臂运动或发出警报等，以防止人员进入机械臂的危险工作区域，避免碰撞等安全事故的发生。

3.2 特点

1. 保护面积大：

可以根据实际需要定制不同的尺寸，能覆盖较大的地面区域，为机械臂周围提供广泛的安全防护范围。
价格相对较低：相较于一些复杂的安全防护设备，安全毛毯的成本较低，具有较高的性价比。

1. 使用寿命长：

采用耐磨、耐用的材料制作，正常使用情况下可以使用较长时间。
安全可靠：通过压敏传感器能够准确地检测到压力变化，及时触发安全机制，保障人员和设备安全。

1. 安装方便：

不需要复杂的安装工具和流程，只需将其平铺在机械臂周围的地面上，并连接好信号线即可投入使用。同时，它对现场的接入要求较低，能方便地与现有机械臂控制系统集成。

3.3 应用场景：

主要应用于各类工业生产场景中，如机械臂作业的车间、仓库等，在机器人进行码垛、拆垛、装卸货物以及冲压设备周边等场合广泛使用，为现场操作人员提供安全保障，防止因误入机械臂工作区域而发生意外。

4. 需要添加安全墙的情况

1. 人机协作场景：

当机械臂与操作人员在同一工作空间内协同工作时，存在机械臂意外碰撞到人员的风险。例如在一些自动化生产线上，工人可能需要靠近机械臂进行物料装卸、设备调试等操作，此时设置安全墙可以防止机械臂在运动过程中误伤到工人。像在汽车制造车间中，机械臂负责焊接、装配等工作，旁边有工人进行辅助操作，安全墙能有效保障工人的安全。

1. 复杂工作环境：

如果机械臂周围有其他重要设备、设施或易碎物品，一旦机械臂失控或超出正常运动范围，可能会对这些物品造成损坏。例如在电子设备生产车间，机械臂用于搬运精密电子元件，周围有各种检测仪器和昂贵的生产设备，添加安全墙可以避免机械臂因故障等原因撞击到这些设备，减少经济损失。

1. 高精度操作要求：

对于一些需要高精度操作的机械臂任务，如在医疗手术中使用的机械臂，为了确保手术的精准性和安全性，防止机械臂超出手术区域对患者造成伤害，需要设置严格的安全墙。如广东省第二人民医院的关节置换手术机器人，通过设置安全墙，能精准避免周边重要结构的损伤，提高手术的安全性和精准性。

5. 不一定需要添加安全墙的情况

1. 完全隔离的工作环境：

如果机械臂在一个完全封闭、无人进入的空间内工作，且周围没有其他易被损坏的物品，那么从防止人员受伤和设备损坏的角度来看，可能不需要设置安全墙。例如一些用于仓库货物搬运的机械臂，在一个独立的仓库区域内运行，周围没有人员和其他障碍物，只要机械臂本身的可靠性较高，可不设置安全墙。

1. 简单重复且风险低的任务：

像协作机器人，有碰撞检测的，或者是机械臂全身带感应皮肤的机械臂，碰到人就停止了，这种就没有必要加了。机械臂执行的是简单、重复且风险较低的任务，并且经过长时间运行验证其安全性较高时，在一定程度上可以考虑不设置安全墙。比如一些用于简单物料输送的机械臂，其运动轨迹固定，速度较慢，且周围环境简单，发生危险的可能性较小。但这种情况下，也需要综合考虑设备故障、突发情况等因素，不能完全忽视安全风险。
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最好还是加安全墙。