安全墻是什么

簡介

機械臂中的安全墻是一種虛擬或物理的安全防護機制，用于限制機械臂的活動范圍或在特定情況下停止機械臂的運動，以防止機械臂與周圍的人員、設備或環境發生碰撞或其他危險情況，從而保障人員安全和設備正常運行。所以最好還是添加安全墻。以下是關于其是否需要添加的分析：

1. 物理安全墻

1.1 定義：

物理安全墻是在機械臂工作區域周圍設置的實際障礙物或防護結構，通常由金屬、塑料、玻璃等材料制成箱體罩著機械臂。

1.2 作用機制：

通過物理阻擋的方式，限制機械臂的活動范圍，防止其超出安全區域與外部物體或人員發生接觸。例如，在機械臂工作空間周圍安裝金屬圍欄，當機械臂運動到接近圍欄的位置時，會受到圍欄的阻擋而無法繼續前進，從而避免了可能的碰撞事故。

1.3 應用場景：

常用于工業生產車間、倉庫等環境，其中存在較多的大型機械設備和移動機器人，需要明確劃分工作區域和安全區域，以保障現場工作人員的安全和設備的正常運行。

2. 虛擬安全墻

2.2 定義：

虛擬安全墻是一種基于軟件和傳感器技術的安全防護機制，它通過在機械臂控制系統中設置虛擬的邊界或區域來實現安全防護功能。還有一種是防止人靠近的安全墻，比如說激光傳感器，安全光柵，防止人進入到機械臂工作區域的，這種類似于安全光柵的很多廠家都會用。

2.3 作用機制：

利用傳感器實時監測機械臂的位置、姿態和運動狀態，當機械臂接近或超出預設的虛擬邊界時，控制系統會發出警報并采取相應的措施，如減速、停止運動等。例如，在機械臂上安裝激光測距傳感器，通過測量機械臂與周圍環境的距離來確定其位置，當檢測到機械臂接近虛擬安全墻的邊界時，控制系統根據傳感器反饋的信息進行制動操作。

2.3 應用場景：

適用于對空間靈活性要求較高、人機協作較為頻繁的場景，如一些智能工廠中的小型裝配生產線，以及服務機器人在辦公室、酒店等環境中的應用。虛擬安全墻可以在不占用實際物理空間的情況下，為機械臂和人員提供安全保障，同時也便于根據不同的工作任務和環境變化靈活調整安全區域的范圍。

3. 安全毛毯

3.1 工作原理：

安全毛毯內含有壓敏傳感器。當有人或物體踏上安全毛毯時，壓敏傳感器會檢測到壓力變化，并將其轉化為電信號。這個電信號會傳輸到與安全毛毯相連的控制系統中，控制系統接收到信號后，會根據預設的規則來判斷是否需要采取相應的安全措施，如停止機械臂運動或發出警報等，以防止人員進入機械臂的危險工作區域，避免碰撞等安全事故的發生。

3.2 特點

1. 保護面積大：

可以根據實際需要定制不同的尺寸，能覆蓋較大的地面區域，為機械臂周圍提供廣泛的安全防護范圍。
價格相對較低：相較于一些復雜的安全防護設備，安全毛毯的成本較低，具有較高的性價比。

1. 使用壽命長：

采用耐磨、耐用的材料制作，正常使用情況下可以使用較長時間。
安全可靠：通過壓敏傳感器能夠準確地檢測到壓力變化，及時觸發安全機制，保障人員和設備安全。

1. 安裝方便：

不需要復雜的安裝工具和流程，只需將其平鋪在機械臂周圍的地面上，并連接好信號線即可投入使用。同時，它對現場的接入要求較低，能方便地與現有機械臂控制系統集成。

3.3 應用場景：

主要應用于各類工業生產場景中，如機械臂作業的車間、倉庫等，在機器人進行碼垛、拆垛、裝卸貨物以及沖壓設備周邊等場合廣泛使用，為現場操作人員提供安全保障，防止因誤入機械臂工作區域而發生意外。

4. 需要添加安全墻的情況

1. 人機協作場景：

當機械臂與操作人員在同一工作空間內協同工作時，存在機械臂意外碰撞到人員的風險。例如在一些自動化生產線上，工人可能需要靠近機械臂進行物料裝卸、設備調試等操作，此時設置安全墻可以防止機械臂在運動過程中誤傷到工人。像在汽車制造車間中，機械臂負責焊接、裝配等工作，旁邊有工人進行輔助操作，安全墻能有效保障工人的安全。

1. 復雜工作環境：

如果機械臂周圍有其他重要設備、設施或易碎物品，一旦機械臂失控或超出正常運動范圍，可能會對這些物品造成損壞。例如在電子設備生產車間，機械臂用于搬運精密電子元件，周圍有各種檢測儀器和昂貴的生產設備，添加安全墻可以避免機械臂因故障等原因撞擊到這些設備，減少經濟損失。

1. 高精度操作要求：

對于一些需要高精度操作的機械臂任務，如在醫療手術中使用的機械臂，為了確保手術的精準性和安全性，防止機械臂超出手術區域對患者造成傷害，需要設置嚴格的安全墻。如廣東省第二人民醫院的關節置換手術機器人，通過設置安全墻，能精準避免周邊重要結構的損傷，提高手術的安全性和精準性。

5. 不一定需要添加安全墻的情況

1. 完全隔離的工作環境：

如果機械臂在一個完全封閉、無人進入的空間內工作，且周圍沒有其他易被損壞的物品，那么從防止人員受傷和設備損壞的角度來看，可能不需要設置安全墻。例如一些用于倉庫貨物搬運的機械臂，在一個獨立的倉庫區域內運行，周圍沒有人員和其他障礙物，只要機械臂本身的可靠性較高，可不設置安全墻。

1. 簡單重復且風險低的任務：

像協作機器人，有碰撞檢測的，或者是機械臂全身帶感應皮膚的機械臂，碰到人就停止了，這種就沒有必要加了。機械臂執行的是簡單、重復且風險較低的任務，并且經過長時間運行驗證其安全性較高時，在一定程度上可以考慮不設置安全墻。比如一些用于簡單物料輸送的機械臂，其運動軌跡固定，速度較慢，且周圍環境簡單，發生危險的可能性較小。但這種情況下，也需要綜合考慮設備故障、突發情況等因素，不能完全忽視安全風險。
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最好還是加安全墻。