Pinch Point
- 又稱: crush point, trapping point
- 類別: Control › Human in the loop
- 標籤: safety, risk-assessment, collaborative-robots, machine-safety, workcell-design
當兩個部件之間的間隙閉合時，人體某一部位可能被夾在機器人的兩個部件之間、或機器人與固定物體之間的位置。
定義
夾點（pinch point）是任何一個正在閉合的間隙可能夾住人體某一部位（最常見的是手指或手）的位置。在機器人上，它可能出現在機器人自身的兩個連桿之間，例如肘部緊緊折起之處，或手腕靠近前臂之處；也可能出現在夾爪手指之間，或機器人與桌子、治具、牆壁或輸送帶等固定物體之間。機械安全使用幾個相關的術語：身體部位被擠壓的壓碎或夾緊危險，兩個邊緣互相滑過的剪切危險，以及旋轉零件把材料捲入的捲入點。夾點是涵蓋這些夾住情況的日常用語。
對於在人附近工作的機器人，夾點特別重要，因為在開闊空間中無害的接觸，在身體部位無處可退時可能變得危險。因此，協作機器人的相關指引區分了人可以縮回的暫態接觸，以及人被壓在機器人與物體之間的準靜態或夾緊接觸，並以更嚴格的標準看待夾緊。一般機械安全標準規定了避免壓傷特定身體部位的最小間隙，所以一種設計作法是讓開口要嘛大到不會壓傷，要嘛小到手指伸不進去。
夾點同時取決於機構設計與動作。設計者以防止緊密折疊的連桿外形與護蓋、受限的關節範圍以及襯墊來減少夾點。程式設計人員則藉由讓軌跡遠離固定表面、避免在人附近出現連桿互相折疊的姿勢、在間隙閉合處放慢速度，以及確保停止後的機器人能被移動或回驅以鬆開被夾住的手，來減少夾點。對機器人程式的自動檢查，可以標記出連桿之間或連桿與環境之間的距離低於門檻值的姿勢或路徑。
為何重要
夾點是機器人工作單元風險評估中最常被找出的危險之一；即使在力量受限的協作機器手臂上，它們依然是危險，因為即使力量不大，夾緊也會產生很高的壓力。在硬體與程式中找出夾點，是任何在人附近部署機器人的人必備的基本技能。
主要應用
- 機器人工作單元與協作工作站的風險評估
- 連桿、護蓋與夾爪的機構設計
- 檢查機器人程式與軌跡中的夾住危險
- 在協作機器手臂周圍配置治具與工作台面
- 訓練操作員在機器人移動時把手放在哪裡
實際應用
一位技術人員使用自然語言介面，為工作台上的一支協作機器手臂產生一個取放程式。執行之前，一個檢查工具在模擬中逐步走過規劃好的軌跡，計算前臂與上臂之間、以及夾爪與工作台面之間的距離。它發現有一段軌跡中，肘部急遽折起，而夾爪在工作台上方幾公分處經過，旁邊正是操作員放手的地方。這個工具把它標記為夾點；程式被修改成以較張開的肘部從上方接近，並在最後的接近階段放慢速度，然後在程式核准之前重新執行檢查。
常見誤解
- 力量受限的協作機器人不會造成夾傷 — 當手被夾在一個表面上時，即使是中等的力量集中在小面積上，也可能造成傷害
- 夾點只存在於機器人與周圍環境之間 — 機器人連桿、腕關節與夾爪手指本身就能夾住手指
- 夾點是由硬體決定的 — 同一台機器人會產生還是避開夾點，取決於它的程式如何撰寫以及治具放在哪裡
誰需要了解
- 機器人工作單元整合商與安全工程師
- 機器人程式設計人員與應用工程師
- 機器手臂、夾爪與護蓋的機構設計師
- 開發自動程式檢查工具的研究人員
相關技術
- 風險評估（Risk Assessment）
- 碰撞檢查（Collision Checking）
- 最小距離計算（Minimum Distance Computation）
- 功率與力量限制（Power and Force Limiting）
- 安全雷射掃描器（Safety Laser Scanners）
相關術語
相關專案
- NASA Ogma: NASA runtime monitor generator for safe robotics and flight systems