本发明涉及用于启动机器、特别是机器人的运行的一种安全控制装置和一种方法，以及一种用于执行该方法的计算机程序产品。
背景技术：
由专利文献ep2664971a1已知一种传感器装置，其检测施加在触摸屏的区域上的压力，在此，该控制装置执行取决于所施加的压力的响应。在优选的设计方案中设有操纵元件，其中，除了在触摸屏上施加压力之外还要对操纵元件的操纵进行分析，并且只有当操纵元件被附加地操纵时，才激活驱动器。
技术实现要素：
本发明的目的是改善机器、特别是机器人的运行。
本发明的目的通过一种具有权利要求1所述特征的安全控制装置以及一种具有权利要求7所述特征的方法来实现。权利要求12提出一种用于执行在此所述方法的计算机程序产品。优选的扩展方案由从属权利要求给出。
根据本发明的第一个方面，用于启动机器、特别是机器人的运行的安全控制装置包括：用于检测手动接触或者说手动施加的接触，特别是手动接触力或者说手动施加的接触力、尤其是手指接触或者说手指接触力的输入器件，在此，安全控制装置具有保持装置，用于特别是摩擦配合地将输入器件紧固在操作人员的手指上、特别是指尖上。
相应地在一种实施方式中，输入器件借助于保持装置被特别是摩擦配合地紧固在操作人员的手指上、特别是指尖上。
由此在一种实施方式中，可以说提供了一种虚拟的确认键，其即使在手通过手指进行其他应用时，例如在手动引导机器人或操纵输入元件(例如鼠标、操纵杆或触摸屏)时也可以有利地被随动地操纵。
在一种实施方式中，保持装置具有一个或多个带、特别是弹性的带和/或尼龙带，和/或一个或多个特别是弹性的夹子。在一种实施方式中，可以由此将输入元件有利地紧固在不同的手指上。
在一种实施方式中，保持装置被构造为，能够可松脱地或者持久地与输入元件特别是材料配合地连接，特别是被可松脱地或者持久地与输入元件特别是材料配合地连接，或者与输入元件整体地者说或一体地构成。
在一种实施方式中，输入器件和/或保持装置弹性地和/或箔片状地和/或特别是一起手指帽状地构成。在一种实施方式中，保持装置具有塑料、特别是热塑性塑料和/或热固性塑料和/或橡胶和/或人造皮肤，在一种实施方式中，输入器件可以至少部分地由上述材料构成或者成形。
在一种实施方式中，通过有弹性的和/或箔片状的和/或手指帽状的保持装置和/或特别是与保持装置整体构成的、有弹性的和/或箔片状的和/或手指帽状的输入器件，使得手的其他应用有利地仅受到略微的影响。
本发明的第二方面特别可以独立地实现或与第一方面相结合，根据本发明的第二方面，用于启动机器、特别是机器人的运行的安全控制装置具有：输入器件，用于检测手动接触或者说手动施加的接触，特别是手动接触力或者说手动施加的接触力，尤其是手指接触或者说手指接触力；以及信号器件，如果由输入器件检测到的接触力、特别是手指接触力小于预先设定的最小值上限(obererminimalwert)，或者说特别是硬件技术和/或软件技术地被设计用于此目的，则该信号器件至少部分地自动输出特别是光学信号、声学信号、触觉信号、热信号和/或电信号。
附加地或替代地，如果输入器件所检测到的接触力大于预先设定的最大值下限(unterermaximalwert)，或特别是硬件技术和/或软件技术地被设计用于此目的，则安全控制装置的信号器件输出特别是相同的信号或另一个特别是光学的、声学的、触觉的、热的和/或电的信号，
在一种实施方式中，由此可以在操作者(无意)离开接触力的允许区域之前有利地警告操作者，该允许区域由预先设定的小于最小值上限的最小值下限和预先设定的大于最小值下限的最大值上限来限定。相应地在一种实施方式中，信号能够被人特别是光学地、声学地、触觉地、热地和/或电地感知。
通过在低于最小值上限和超过最大值下限时输出不同的信号，可以有利地告知操作者接触力的改变方向。
在一种实施方式中，安全控制装置具有特别是能够与输入器件无线地或有线地连接的启动器件，特别是与输入器件无线地或有线地连接的启动器件，该启动器件用于只有在由输入器件检测到的接触力大于预先设定的最小值下限和/或小于预先设定的最大值上限的情况下，才启动机器运行。通过无线地连接可以有利地提高灵活性，通过有线的连接可以有利地提高安全性。
在一种实施方式中，启动器件只有当由输入器件所检测到的接触力大于预先设定的最小值下限和/或小于预先设定的最大值上限时，才至少部分地自动启动机器运行。
在一种实施方式中，通过为输入器件所检测到的接触力预先设定最小值下限，能够有利地减少意外启动运行的风险。在一种实施方式中，通过特别是附加地或累积地预先设定输入器件所检测到的接触力的最大值上限，能够有利地减少恐慌地或下意识地意外启动运行的风险。
在一种实施方式中，最小值下限小于最小值上限，最小值下限和/或最小值上限小于最大值下限和/或最大值上限，和/或最大值下限小于最大值上限。
(待启动或已启动的)运行特别可以包括使机器、特别是机器人的一个或多个、特别是所有的轴运动，特别是包括以超过预先设定的(降低的)最大速度的速度运动。换句话说，在一种实施方式中，未被启动的运行可以包括使一个或多个轴以没有超过预先设定的(降低的)最大速度的速度运动。同样地，在另一种实施方式中，只要运行未被启动，也可以停止或阻止机器、特别是机器人的一个或多个、特别是所有轴的运动。
输入器件特别是可以通过输出相应的启动信号，关闭或激活对机器的驱动器的能量供给等方式来启动运行。相应地在一种实施方式中，启动器件特别是可以通过输出使机器停机、特别是中断对机器的驱动器的能量供给等的故障信号的方式不启动运行。
在一种实施方式中，(信号器件)自动地根据或者说取决于接触力相对于最小值和/或最大值的差至少部分地改变信号器件所输出的信号，或者特别是硬件技术和/或软件技术地被设计用于此目的。
(信号器件)特别是可以根据或基于接触力相对于最小值下限或最小值上限的差和/或根据或基于接触力相对于最大值下限或最大值上限的差来改变信号器件所输出的信号。特别是在相对于最小值下限和/或最大值上限的差变小和/或在相对于最小值上限的差变大并离开最大值下限和/或相对于最大值下限的差变大并离开最小值上限的情况下，颜色、亮度、闪烁频率、响度、音高、振动频率和/或振动幅度、温度和/或电流强度可以增大，特别是连续地或以一个或多个离散的级增大。由此能够有利地使操作者更准确地判断其必须改变接触力的程度。
为此，特别是可以优选如前所述的那样在超过最大值下限和最小值上限时输出不同的信号，以便能够据此告知操作者接触力的改变方向。
在一种实施方式中，用于检测预先设定的用来启动机器运行的最小力或者接触力的最小值下限的输入器件的接触面、特别是手指接触面的最小调节行程为最大1mm，特别是最大0.5mm，特别是最大0.1mm，并特别是小于0.05mm。
换句话说，在一种实施方式中提出：特别是将(硬的)无活节的、对触碰特别是压力敏感的表面、特别是触摸垫或触摸屏用作确认键。
这对于以下情况是特别有利的：即，在由于启动器件错误地启动导致机器在低于最小值下限或超过最大值上限的情况下停机之前，在低于最小值上限或高于最大值下限时通过信号对操作者发出警告。因此在一种实施方式中，特别是在这样小的调节行程下，尤其是在宏观上或触觉上至少基本上没有调节行程的触摸垫或触摸屏中，由于操作者在小的调节行程下不会获得基于显著的、特别是能通过触觉可靠检测到的调节行程的触觉反馈，故而能够减少机器由于错误操作确认键而意外停机的风险。
在一种实施方式中，检测器件至少在局部自动地特别是光学地、热地、电地和/或基于负荷地检测输入器件在手指上的紧固，或者特别是通过软件技术和/或硬件技术被构造或设计用于此目的。
由此在一种实施方式中，在输入器件没有被紧固在手指上的情况下，能够有利地降低例如由于不经意地放置在未被贴靠的输入器件上的物件而发生错误地检测接触力的风险。
在一种实施方式中，如果检测器件没有检测到输入器件在手指上的紧固，或者特别是通过软件技术和/或硬件技术被设计或构造用于此目的，则检测器件至少部分地自动停止启动机器的运行。
基于负载的检测特别是可以包括对保持装置(中)(通过手指产生)的张力或应力的检测。
在一种实施方式中，输入器件、信号器件、启动器件和/或检测器件和/或它们的信号或数据连接被安全技术地、特别是冗余地、特别是多样地构成。相应地在一种实施方式中，通过输入器件、利用检测器件将输入器件紧固在手指上、利用信号器件输出信号和/或利用启动器件启动运行，对手动接触、特别是手指接触、特别是(手指)接触力进行安全技术地、特别是冗余地、特别是多样地检测。
在一种实施方式中，输入器件以光学的、热的、电的、特别是电容的、电阻的、电感的方式等来检测手动接触、特别是手指、手掌等的手动接触，或者特别是通过软件技术或硬件技术被设计或构造用于此目的。附加地或替代地，在一种实施方式中，输入器件特别是基于所检测到的压力、应力、变形等来检测手动的接触力，特别是由手指、手掌等施加在特别是输入器件的接触面上的接触力，或特别是通过软件技术和/或硬件技术被设计或构造用于此目的。(面式分布的)接触压力在本发明中也被概括地理解为接触力。相应地在一种实施方式中，输入器件检测手动施加的接触力，特别是由手指、手掌等施加在输入器件、特别是触摸垫或触摸屏的接触面上的压力，或特别是通过软件技术和/或硬件技术被设计或构造用于此目的。
本发明意义下的器件可以被硬件技术和/或软件技术地构成，特别是具有：优选与存储系统和/或总线系统数据连接或信号连接的处理单元，特别是数字式处理单元，尤其是微处理器(cpu)；和/或一个或多个程序或程序模块。cpu可以被设计用于：处理被实现为储存在存储系统中的程序的命令；检测数据总线的输入信号和/或将输出信号发送数据总线上。存储系统可以具有一个或多个特别是不同的存储介质，特别是光学介质、磁性介质、固体介质和/或其他的的非易失性介质。程序可以被设计为能够体现或执行在此所述的方法，使得cpu能够执行该方法的步骤并由此能够特别是启动机器的运行。
附图说明
其他的优点和特征由从属权利要求和实施例给出。为此局部为示意性示出地：
图1示出了根据本发明的一种实施方式的安全控制装置在执行用于启动机器人运行的方法时的情况。
具体实施方式
图1示出了机器人100和机器人控制器20，在机器人控制器中至少部分地实现了根据本发明一种实施方式的、用于启动机器人运行的安全控制装置的信号器件和启动器件，在此如图1中虚线所示，机器人控制器20与机器人100的驱动器信号连接。
此外，这种安全控制还包括手指帽状的输入器件1，用于检测由操作人员的指尖10所施加的或作用在指尖上的接触力p，该输入器件借助于仅示意性示出的保持装置2摩擦配合地被紧固在手指上。箔片状的输入器件1由压敏性的表面构成，其将压力或者说力转换成电参量或者被设计用于此目的，并通过发射器3以无线的方式与机器人控制器20信号连接，如图1中虚线所示。
在机器人控制器20中至少部分实现的信号器件和启动器件自动地执行根据本发明一种实施方式的方法，该方法将在下面参照图1进行说明。
在第一步骤s10中，启动器件检查由输入器件1检测到的(手指)接触力p是否小于预先设定的最小值下限p1。如果是(s10：“y”)，则输入器件执行步骤s50，在该步骤中，输入器件将禁止或者说不启动机器人100的运行，例如通过断开机器人的能量供给或输出相应的故障信号(“i＝0”)。
否则(s10：“n”)，启动器件将在下一步骤s20中检查：输入器件1所检测到的接触力p是否大于预先设定的最大值上限p4。如果是(s20：“y”)，则启动器件将再次执行步骤s50。该方法在任何情况下都从步骤s50例如循环地返回到步骤s10。
如果检测到的接触力p小于最大值上限p4(s20：“n”)，则信号器件在步骤s30中检查：输入器件1所检测到的接触力p是否小于预先设定的最小值上限p2，该最小值上限大于最小值下限并小于最大值上限。如果是(s30：“y”)，则信号器件执行步骤s60，在该步骤中，信号器件输出信号(“+！”)，该信号要求操作者提高接触力p。该信号可以根据接触力p相对于最小值下限p1的差发生变化，特别是在相对于p1的差较小并同时相对于p2的差相应较大时会更强烈地变化。
在步骤s60之后，启动器件将进入步骤s75，下面对其进行说明。
如果检测到的接触力p不小于最大值上限p2(s30：“n”)，则信号器件在步骤s40中检查：输入器件1所检测到的接触力p是否大于预先设定的最大值下限p3，该最大值下限大于最小值上限并小于最大值上限(p1<p2<p3<p4)。如果是(s40：“y”)，则信号器件执行步骤s70，在该步骤中，信号器件输出另一信号(“-！”)，该信号要求操作者降低接触力p。该信号可以根据接触力p相对于最大值上限p4的差进行变化，特别是在相对于p4的差较小并同时相对于p3的差相应较大时会更强烈地强化。
在步骤s70之后，启动器件执行步骤s75。
另一方面，如果检测到的接触力p不大于最大值下限p3(s40：“n”)，则启动器件执行步骤s75，而信号器件不执行步骤s70。
在发射器3中实现了检测器件，该检测器件自动地检测输入器件1在手指10上的紧固。
检测器件在步骤s75中检查：输入器件1是否被紧固在手指10上。如果不是(s75：“n”)，则该方法进入步骤s50，从而不启动机器人100的运行。
如果检测器件在步骤s75中确定输入器件1被紧固在手指10上(s75：“y”)，则启动器件执行步骤s80，在该步骤中，启动器件例如通过关闭机器人的能量供给或输出相应的启动信号(“i＝1”)来启动机器人100的运行。随后本方法例如从步骤s50返回到步骤s10。
在一种实施方式中，通过步骤s30、s40、s60和s70，可以在操作者(无意地)离开接触力p的由最小值下限p1和最大值上限p4所限定的允许区域[p1，p4]之前，有利地对操作者发出警告。
通过在低于最小值上限p2和超过最大值下限p3时输出不同的信号(“+！”；“-！”)，可以有利地对操作者给出接触力的改变方向。
在输入器件没有紧固在手指上的情况下，通过步骤s75能够减少例如由于不经意地放置在未被贴靠的输入器件上的物品而错误地检测接触力的风险。
输入器件、信号器件、启动器件和检测器件以及它们的信号或数据连接以安全的技术构成。
虽然在前面的说明中已经描述了示例性的实施方式，但是要指出的是还可能有很多的变型。
因此，在一个实施例中使第一方面和第二方面一起实现或者被说明。同样地，在另一种实施方式中，输入器件可以具有触摸垫或触摸屏，它们带有相对刚性的、触敏的表面，因此为了检测接触力的最小值下限，触敏表面或(手指)接触面的最小调节路径为最大1mm、特别是最大0.5mm、特别是最大0.1mm并特别小于0.05mm。
特别是在这样小的调节路径的情况下，操作者不会获得基于显著的、特别是能通过触觉可靠检测到的调节行程的触觉反馈，因此，通过步骤s30、s40、s60和s70，能够减少由于错误操作被用作确认键的触摸垫或触摸屏而使机器意外停机的风险。
相反，也可以使用紧固在手指上的确认键，而无需在离开允许区域之前输出信号。
此外需要指出，这些示例性的实施方式仅仅是举例，它们不应构成对保护范围、应用方案和结构的任何限制。相反，前面的描述能够给予本领域技术人员对至少一个示例性实施方式进行转换的教导，在此，在不脱离保护范围的情况下，本领域技术人员特别是关于所描述的组件的功能和布置方面能够进行各种不同的修改，例如基于权利要求和与其等效的特征组合来获得。
附图标记列表
1输入器件
2保持装置
3发射器+检测器件
10手指(指尖)
20机器人控制器(启动器件和信号器件)
100机器人
p接触力
p1最小值下限
p2最小值上限
p3最大值下限
p4最大值上限。