(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械部品での周辺監視のためのセンサシステム（１００）であって、
少なくとも１つの容量性センサ素子（１０；１０ａ；１０ｂ；１０ｃ）を有しており、当該容量性センサ素子は機械の表面または機械部分の表面に取り付け可能であり、
前記少なくとも１つのセンサ素子（１０；１０ａ；１０ｂ；１０ｃ）は、柔軟な層と導電性層と電気的絶縁性層とからなる層構造体（１４、１５、１６、１７；１７ａ〜１７ｃ、１８；１８ａ〜１８ｃ、１９；１９ａ〜１９ｃ、２０；２０ａ〜２０ｃ）から形成されており、
前記層構造体に含まれる複数の導電性ポテンシャル面は、当該導電性ポテンシャル面間に電気力線（１、２）が形成されるように側方で間隔をあけて、当該導電性ポテンシャル面間に位置する絶縁層を介して配置されており、前記電気力線（１、２）は、身体または物体の接近および／または接触時に測定可能に変化する、センサシステム（１００）において、
センサ素子（１０；１０ａ；１０ｂ；１０ｃ）の前記層構造体は、相互に別個に動作する、少なくとも２つの測定素子（２１、２２）を有しており、
前記少なくとも１つのセンサ素子（１０；１０ａ；１０ｂ；１０ｃ）は三角形または四角形の底面を有しており、複数のセンサ素子（１０；１０ａ；１０ｂ；１０ｃ）が存在しており、当該複数のセンサ素子は相互に電気的かつ機械的に接触接続され、
前記複数のセンサ素子は、センサ外被を形成する、
ことを特徴とするセンサシステム（１００）。
【請求項２】
前記センサ素子（１０；１０ａ；１０ｂ；１０ｃ）は、前記少なくとも２つの測定素子（２１、２２）を別個に駆動制御および評価する手段（５０、６０）を含んでいる、請求項１記載のセンサシステム。
【請求項３】
前記手段（５０、６０）は、前記少なくとも２つの測定素子（２１、２２）を時間的に連続して順次駆動制御する、請求項２記載のセンサシステム。
【請求項４】
前記電気力線（１、２）は相互に重畳している、請求項３記載のセンサシステム。
【請求項５】
前記少なくとも２つの測定素子（２１、２２）の測定信号を評価する評価手段（３５、３６）が設けられており、当該評価手段（３５、３６）は前記機械または機械部分と少なくとも間接的に接続されており、かつ前記少なくとも２つの測定素子（２１、２２）の信号が所定の限界値内にある場合にのみ、前記機械または機械部分が動作するように、前記機械または機械部分を駆動制御する、請求項１から４までのいずれか１項記載のセンサシステム。
【請求項６】
前記少なくとも２つの測定素子（２１、２２）は電気的に相互に分離されて構成されている、請求項１から５までのいずれか１項記載のセンサシステム。
【請求項７】
前記複数の測定素子（２１、２２）は共に、少なくとも１つの層の上に配置されており、かつ空間的に相互に分離されている、請求項１から６までのいずれか１項記載のセンサシステム。
【請求項８】
請求項１から７までのいずれか１項記載のセンサシステムの駆動制御および評価方法であって、
複数のセンサ素子（１０；１０ａ；１０ｂ；１０ｃ）が存在しており、少なくとも１つの電子評価装置に手段（５０、６０）が設けられており、当該手段は周期的に前記センサ素子（１０；１０ａ；１０ｂ；１０ｃ）をアドレッシングし、かつ少なくとも１つのセンサ素子（１０；１０ａ；１０ｂ；１０ｃ）において、基準値に対する容量変化が起こったか否かを検査し、
前記手段（５０、６０）は、センサ素子（１０；１０ａ；１０ｂ；１０ｃ）の前記少なくとも２つの測定素子（２１、２２）を、時間的に前後してアドレッシングする、
ことを特徴とする、センサシステムの駆動制御および評価方法。
【請求項９】
各センサ素子（１０；１０ａ；１０ｂ；１０ｃ）の前記少なくとも２つの測定素子（２１、２２）の電気力線（１、２）は相互に重畳している、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
第１のセンサ素子（１０；１０ａ；１０ｂ；１０ｃ）の１つの測定素子（２１、２２）と、別のセンサ素子（１０；１０ａ；１０ｂ；１０ｃ）の別の測定素子（２２、２１）とを前記手段（５０、６０）によって同時にアドレッシングする、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
線形に連結されて接続されている複数のセンサ素子（１０；１０ａ；１０ｂ；１０ｃ）をアドレッシングするために、センサ素子（１０；１０ａ；１０ｂ；１０ｃ）を起動させるための情報を前記連結に沿って複数のセンサ素子（１０；１０ａ；１０ｂ；１０ｃ）を介して転送することで、前記センサ素子（１０；１０ａ；１０ｂ；１０ｃ）のシーケンスを利用する、請求項９または１０記載の方法。
【請求項１２】
後の周期において、各センサ素子（１０；１０ａ；１０ｂ；１０ｃ）は自己診断を受け、この際に前記センサ素子（１０；１０ａ；１０ｂ；１０ｃ）に検査電圧または特徴的な信号パターンを加える、請求項１１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念に記載されている、機械部品での周辺監視のためのセンサシステムに関する。さらに本発明は、本発明のセンサシステムの駆動制御および評価方法に関する。
【０００２】
本出願人の、後に公開されたＤＥ１０２００９０２９０２１Ａ１号から、請求項１の上位概念に記載されているセンサシステムが公知である。機械の表面または機械部分の表面に取り付けられるこのセンサシステムは、柔軟な層と導電性の層と絶縁性の層とから成る層構造体から成る少なくとも１つのセンサ素子を有している。このようなセンサシステムによって、例えば、センサシステムを有している取り付けロボットの動作を停止させるために、身体または物体の接近および／または接触が測定される。
【０００３】
さらに、自動的な接近識別および／または衝突識別のために、機械の周辺監視を種々のセンサ原理およびセンサによって行うことが、それ自体公知である。これは例えば光学センサ、超音波センサまたは容量性センサによって、さらに例えばピエゾ圧電効果を介した接触力検出によっても行われる。このようなセンサは通常、例えば所定の運動路を有する簡易に形成された機械部分を監視するために特別の場合に使用され、従って、人間が接近していることが検出されると、例えば機械の駆動部または処理集合体の確実な制動がトリガされる。
【０００４】
他方では、比較的複雑に形成された表面または危険な機械部分の複雑な運動路の場合には、シームレスな、センサによる周辺監視にはしばしば、極めて高いコストがかかってしまう、または、場合によっては全く不可能である。例えば、機械表面のエッジおよびアンダーカット部分において、光学的な検出が影によって阻止されることがある、または極めて狭い構造空間へのセンサの組み込みが失敗することもある。
【０００５】
操作者にとって安全な機械に対しては通常、安全基準を満たすために、自己診断機能を備えた、相互に依存しない２つの安全チャネルを有する安全装置が用いられる。従って、システム内の個々のエラーによって安全が損なわれることはない。安全チャネルの故障は確実に識別され、通知される。また第２の安全チャネルが安全機能を担う。このような使用ケースでは二重の、かつ独立して行われるセンサ監視が必要である。複雑に形成された表面に柔軟に合わせられる２つの安全チャネルを有する機械を安全にするセンサは既知ではない。
【０００６】
さらに、ＤＥ２０２００５００２４７５Ｕ１から、産業用ロボットでの衝突識別のための用途のために特別に構成されている発泡材カバーが既知である。これには接近を識別する、触覚センサおよび容量性センサが設けられる。しかし種々の産業用ロボットへのこのような装置の取り付けにはしばしば、手間がかかってしまう。
【０００７】
発明の開示
上述した従来技術から、本発明の課題は、種々の構成部分ないしは機械の表面または機械部品の表面に容易に取り付け可能なセンサシステムを構成することである。このセンサシステムは同時に、診断機能を有する相互に依存していない安全チャネルを前提としている安全基準を満たすことが可能である。この課題は、請求項１の特徴部分に記載されている特徴を有する、機械部品での周辺監視のためのセンサシステムによって解決される。本発明の着想は、柔軟な層、導電性の層および電気的に絶縁性の層から成る層構造体を有するセンサ素子を形成することであり、ここで１つの層の複数の導電性ポテンシャル面は側方で次のように間隔が空けられて、その間に位置する絶縁層を介して配置されている。すなわち、身体または物体の接近および／または接触時に測定可能に変化する電気力線がこれらの導電性ポテンシャル面の間に形成されるように、配置されている。ここで、センサ素子のこの層構造体は、少なくとも２つの、相互に別個に動作する測定素子を有している。ここでこの柔軟な層構造体によって、センサ素子ないしはセンサシステムを、機械の可動部分ないしは複雑に形成されている機械表面に容易に合わせること、ないしは取り付けることが可能になり、センサ素子毎に相互に別個に動作する少なくとも２つの測定素子を設けることによって、これと同時に安全基準を満たすことが可能になる。
【０００８】
機械部品において周囲の監視を行う、本発明のセンサシステムの有利な発展形態が従属請求項に記載されている。本発明には、請求項、明細書および／または図面において開示されている少なくとも２つの特徴から成る全ての組み合わせが含まれている。
【０００９】
センサ素子が、少なくとも２つの測定素子を別個に駆動制御および評価する手段を含んでいる発明の構成が特に有利である。これによって、測定素子の妨害ないしは損傷時にも、それぞれ別の測定素子が動作し続けることが保証される。
【００１０】
少なくとも２つの測定素子の測定値の双方向の妨害を排除するために、さらに、別個の駆動制御および評価のためのこの手段が少なくとも２つの測定素子を時間的に連続して駆動制御するように設定することができる。
【００１１】
特に確実であり、かつ安全基準の遵守に相応する、危険、殊に人物に対する危険を排除する機械動作を可能にするために、さらに、少なくとも２つの測定素子の測定信号を評価する評価手段を設け、この評価手段が機械または機械部分と少なくとも直接的に作用接続され、これを次のように駆動制御するようにすることができる。すなわち、機械の動作または機械部分の動作が、少なくとも２つの測定素子の信号が所定の限界値内にある場合にのみ行われるように駆動制御する。
【００１２】
複数のセンサ素子から成るセンサシステムを機械の種々の表面または機械部品の種々の表面に合わせることを可能にする、センサ素子の構造上の形態では、少なくとも１つのセンサ素子が、三角形または四角形の基準面を有し、複数のセンサ素子が存在する場合には、これらが相互に電気的に接触接続可能であり、有利にはセンサ外被を形成することが提案される。
【００１３】
複数の測定素子が少なくとも１つの層の上に共に配置され、空間的に相互に離されている場合に、センサ素子の特にコンパクトかつ容易な構造がさらに可能である。
【００１４】
本発明は、本発明によるセンサシステムを駆動制御および評価する方法も含んでいる。ここでは、複数のセンサ素子が存在する場合に、少なくとも１つの電子評価装置に手段が設けられる。この手段は、周期的にセンサ素子をアドレッシングし、少なくとも１つのセンサ素子において、基準値に対する重大な容量変化が生じたか否かを検査する。さらにこの手段は、センサ素子の少なくとも２つの測定素子を時間的に相前後してアドレッシングする。このような方法は特に安全かつ確実に動作する。なぜなら、センサ素子の２つの測定素子の測定値の双方向の影響が回避されるからである。
【００１５】
同時の時点で、第１のセンサ素子の測定素子および別のセンサ素子の別の測定素子がこの手段によってアドレッシングされる場合には、特に迅速、ひいては確実に、はっきりとした形をとる衝突を検出することができる。
【００１６】
線形に連結されて接続されているセンサ素子をアドレッシングするために、センサ素子のシーケンスが利用される場合には、構造にかかるコストないしは測定素子の配線のために必要なコストが低減される。これは、データが複数のセンサ素子を介してこの連結に沿って、手段に転送されることによって行われる。
【００１７】
さらに、後の周期において各センサ素子に自己診断を施す方法が特に有利である。ここでこのセンサ素子には、検査電圧または特徴的な信号パターンが加えられる。このような方法によって殊に、センサ素子での損傷が確実に識別される。従って、センサシステムの特に確実な動作が可能になる。
【００１８】
本発明のさらなる利点、特徴および詳細を、有利な実施例の以降の説明並びに図面に基づいて記載する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明によるセンサシステムの個々のセンサ素子の概略的な平面図
【図２】図１に示されたセンサ素子の構造の展開図
【図３】別の形状を有する、図１とは異なるセンサ素子の平面図
【図４】別の形状を有する、図１とは異なるセンサ素子の平面図
【図５】別の形状を有する、図１とは異なるセンサ素子の平面図
【図６】異なる時点での、自身の２つの測定素子の駆動制御中の、図１に示されたセンサ素子の斜視図
【図７】異なる時点での、自身の２つの測定素子の駆動制御中の、図１に示されたセンサ素子の斜視図
【図８】相互に接続されているセンサ素子を使用したセンサ外被の一部分の斜視図
【図９】センサ素子の測定素子の駆動制御を示すブロック回路図
【図１０】複数のセンサ素子から成るセンサシステムを示すブロック回路図
【図１１】異なる中央ユニットによる、センサ素子の種々の測定素子の駆動制御の図
【実施例】
【００２０】
図において、同じ構成部分ないしは同じ機能を有する構成部分には、同じ参照符号が付与されている。
【００２１】
図１および２には、センサ素子１０が、後でより詳細に説明するセンサシステム１００の構成部分として示されている。センサシステム１００ないしはセンサ素子１０はここで、機械部品、例えば産業用ロボット等の可動ロボットアームでの周辺監視のために用いられる。
【００２２】
殊に図２から見て取れるように、センサ素子１０は、相互に接続された複数の柔軟な層から成る層構造体を有している。この層構造体は例示的に、従って制限するものでなく、基本層１１を含んでいる。この基本層は例えば約５ｍｍの厚さのフォームラバーまたはゴムから成る。基本層１１内には、２つの中抜き部分１２、１３が、図１、２に示されていない電子回路を収容するために、ないしは電子部品を収容するために形成されている。基本層１１の下面は、例えば機械部品に接して配置されている。基本層１１の上面には、相互に分離された、それぞれ三角形の２つの接地面１４、１５が配置されている。２つの接地面１４、１５は、例えば０．５ｍｍの厚さを有する銅フリースから成る。２つの接地面１４、１５は、基本層１１に対向する側で、絶縁層１６によって覆われている。この絶縁層は例えば、１．５ｍｍの厚さを有するフォームラバーから成る。絶縁層１６の上面で、これは、全部で４つの、殊に銅から成る、導電性ポテンシャル面を形成している電極面１７〜２０と接続されている。電極面１７と１９はそれぞれ角度を成して、２つの同じ長さの辺で形成されており、２つの別の電極面１８と２０はそれぞれ三角形に形成されている。さらに、２つの電極面１７と１９は送信電極として作用し、２つの電極面１８と２０は、受信電極として作用する。これに対して、２つの接地面１４および１５はシールド電極として作用する。重要なのはさらに、電極面１７〜２０がそれぞれ相互に間隔を空けて配置されている、ということである。電極面１７と１８は、第１の測定素子２１を形成し、２つの別の電極面１９と２０は、第２の測定素子２２を形成する。
【００２３】
殊に、図６と図７から見て取れるように、第１の測定素子２１ないしは第２の測定素子２２への電圧の印加時には、各電極面１７と１８の間、ないしは、１９と２０の間の電気力線１ないし２を有するそれぞれ１つの電界が形成される。換言すれば、これは次のことを意味する。すなわち、第１の測定素子２１と第２の測定素子２２とがそれぞれ１つの容量性センサを形成する、ということを意味する。この容量性センサの電気力線１ないしは２は、対象物または人間への接近時に、例えば３０ｍｍ〜６０ｍｍを下回る間隔から、変化し始める。電気力線１、２のこの変化は結果として、２つの測定素子２１ないし２２の容量変化を生起させる。この容量変化は、センサ素子１０によって検出される。
【００２４】
同時に存在する電気力線１、２によって生じるであろう、センサ素子１０の２つの測定素子２１、２２の測定結果の双方向の影響を阻止するために、本発明では２つのセンサ素子２１、２２が時間的に相前後して駆動制御される。このことは図６および図７に示されており、図６では、例えば電気力線１を伴う第１の測定素子２１が起動されており、別の測定素子２２は起動されていない。これに対して図７では第２の測定素子２２が起動されて、これによって電気力線２が形成され、第１の測定素子２１は起動されていない。
【００２５】
図１に示されているセンサ素子１０は、平面図において、例えば約６０ｍｍのエッジ長を有する正方形の基準面を有している。図３および図４には、変形されたセンサ素子１０ａおよび１０ｂが示されている。これらのセンサ素子は、それぞれ長方形の基準面を有している。ここでこのセンサ素子１０ａは、例えば４０ｍｍと６０ｍｍのエッジ長を有しており、センサ素子１０ｂは３０ｍｍと６０ｍｍのエッジ長を有している。センサ素子１０ａおよび１０ｂでは、電極面１７ａ、１７ｂ、１８ａ、１８ｂ、１９ａ、１９ｂ並びに２０ａ、２０ｂはそれぞれ、長方形ないしはストリップ状に形成されており、交互に間隔を空けて、各センサ素子１０ａ、１０ｂの上面に配置されている。図５に示されているセンサ素子１０ｃはこれとは異なり、平面図において、三角形の形を有している。ここで２つの短い辺のエッジ長は、例えばそれぞれ６０ｍｍである。電極面１７ｃと１９ｃはそれぞれストリップ状に形成されており、２つの別の電極面１８ｃと２０ｃはそれぞれ三角形の形を有している。
【００２６】
図８には、センサ外被２５の一部が示されている。このセンサ外被は、実施例においてはそれぞれ正方形に形成されている複数のセンサ素子１０から成る。センサ素子１０はここでは、自身の側面で、機械的に、例えば面ファスナーの形態でも、また、電気的に、例えば図示されていない差し込み接続の形態でも、相互に接続されている。ここで重要なのは、センサ素子１０の電気的な接続時に、各第１の測定素子２１並びに各第２の測定素子２２が電気的に相互に接続されている、ということである。従って、接続は、センサ素子１０の線形連結の形態で行われる。
【００２７】
当然ながら、図８に示された実施例の変形において、ないしは実際に、センサ外被２５を形成するために、異なった形状を有するセンサ素子１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃが相互に機械的かつ電気的に接続されているのが通常である。このセンサ外被は、監視されるべき機械部分、例えば、産業用ロボットのアームの形に次のように合わせられている。すなわち、このセンサ外被２５が例えばロボットアームを取り囲んで置かれるように合わせられている。このために同様に、センサ外被２５によって監視されるべき機械部分とセンサ外被２５が相互に接続されるようにされる。これは、例えば同様に、面ファスナー素子によって行われる。このような面ファスナー素子は、センサ外被の迅速な取り付け、ないしは機械部分からの剥離を可能にする。付加的に、センサ外被２５は非導電性の、例えば繊維の保護層によって覆われ、湿気、汚れおよび他の物理的または化学的な外乱影響がセンサ外被２５から遠ざけられる。電気力線１、２はここでこの保護層を突き抜ける。従ってセンサ機能は影響を受けない。
【００２８】
センサシステム１００は、これまで説明してきたセンサ素子１０、１０ａ、１０ｂおよび１０ｃの他に、センサ素子１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃの２つの測定素子２１、２２を監視するために、２つの中央ユニット５０、６０を有している。これらを、以降でより詳細に説明する。さらにセンサシステム１００は、センサシステム１００のアプリケーションおよびメンテナンスのためのコンピューターソフトウェアと、センサシステム１００を監視されるべき部品に固定するための附属品（例えばケーブル、面ファスナーおよび取り付け材料）とを含んでいる。監視されるべき構成部分、例えば産業用ロボットの一部は、図９に示されている制御部３０を有している。これは少なくとも、産業用ロボットの場合には、ロボット制御部３１と安全制御部３２とを含んでいる。さらに、図９に基づいて、センサシステム１００が、ロボット制御部３１とも安全制御部３２とも作用接続されていることが見て取れる。図９では、センサシステム１００が、自身の２つの測定素子２１および２２を有する唯一のセンサ素子１０の例に即して示されている。２つの測定素子２１および２２の各々に、それぞれ１つの入力段３３、３４が割り当てられていることが見て取れる。これらの入力段３３、３４はここでは殊に、中抜き部分１２、１３内に配置されている、センサ素子１０の電子回路である。２つの入力段３３、３４は、評価段３５、３６と作用的に接続されている。これらの評価段は、中央ユニット５０、６０の構成部分である。２つの評価段３５、３６はそれぞれ１つのＧｏ／Ｎｏ  Ｇｏ出力側３７を有している。これは、ロボット制御部３１と接続されている。また、Ｅｒｒ／Ｎｏ  Ｅｒｒ出力側３８は安全制御部３２と作用的に接続されている。
【００２９】
上述したように、各センサ素子１０の２つの測定素子２１および２２は、時間的に前後して駆動制御される。ここでは、電極面１７、１８ないし１９、２０の容量が検出され、１つないしは複数の所定の限界値と比較される。容量の特定の変化速度の場合、または容量が事前に定められた境界値を下回るないしは上回る場合に、ここから、センサ素子１０と対象物、例えば人との間の衝突の危険のある接近が推測される。この場合には、各測定素子２１、２２のＧｏ／Ｎｏ  Ｇｏ出力側３７でＮｏ  Ｇｏ信号が形成される。この信号は、ロボット制御部３１に入力値として供給される。ロボット制御部３１はこれに、例えば、操作ロボットの運動速度の低減または停止でもって応答する。センサ素子１０の２つの測定素子２１、２２の１つにおいて相応の信号が形成されれば、事足りる。さらに、２つの測定素子２１、２２は、以降でより詳細に説明するように、周期的に繰り返される自己診断を受ける。その結果は、各測定素子２１、２２のＥｒｒ／Ｎｏ  Ｅｒｒ出力側３８で出力される。第１の測定素子２１または第２の測定素子２２における自己診断内で、測定素子２１、２２のエラーが推測される場合には、相応の信号がＥｒｒ／Ｎｏ  Ｅｒｒ出力側３８で形成され、安全回路３２へ入力信号として供給される。安全制御部３２はこれに応答する。これは例えば同様に、産業用ロボットの動作が停止される、ないしは制限されることによって行われる。従って、接近に関する、相互に独立した２つのチャネルの周辺検査並びに相応の自己診断が行われる。
【００３０】
評価段３５、３６は、上述したように、各中央ユニット５０ないしは６０の構成部分である。次に図１０では、任意の数のセンサ素子１０が電気的に連結の形態で（並びに機械的に）相互に接続されているケースが示されている。殊に、各測定素子２１ないしは２２の各入力段３３、３４が相互に接続されていることも見て取れる。２つの中央ユニット５０、６０は、センサ素子１０の各測定素子２１、２２に前後して周期的に問い合わせる。ここで有利には、各センサ素子１０が特別なアドレスを有しているようにされており、このアドレスに基づいて各センサ素子１０は、センサ外被２５内の自身の位置に関して識別される。２つの中央ユニット５０、６０は接続部３９を介して相互に次のように接続されるないしは同期される。すなわち、個々のセンサ素子１０の問い合わせ、ないしはアドレッシングが中央ユニット５０、６０によって前後して行われるように、接続ないしは同期される。さらに、２つの中央ユニット５０、６０がそれぞれ同じ構成を有しており、電圧供給部４０と、ＰＣのオプションとしての接続のためのシリアルインタフェース４１と、ロボット制御部３１用のＧｏ信号ないしはＮｏ  Ｇｏ信号としての出力側４２、４３と、安全制御部３２用のＥｒｒ信号ないしはＮｏ  Ｅｒｒ信号としての出力側４４、４５と、スピーカーのための接続端子４７と、ロボット制御部３１と接続されている入力側４８を有していることが見て取れる。
【００３１】
図１１には、中央ユニット５０、６０によるセンサ素子１０の可能な駆動制御の時間的な経過が示されている：殊に、例えば６つのセンサ素子１０で、この１つの中央ユニット５０は各第１の測定素子２１を前後して、第１のセンサ素子１０から開始して駆動制御することが見て取れる。これに相応して、第２の中央ユニット６０は、第１の中央ユニット５０が第１の測定素子１０の第１の測定素子２１を駆動制御する時点において、自身の第２の測定素子２２での第４のセンサ素子１０を駆動制御する。これに続いて、第５および第６のセンサ素子１０、引き続き最初の３つのセンサ素子１０が駆動制御される。換言すればこれは、同一の時点において、２つの中央ユニット５０、６０がそれぞれセンサ素子１０を自身の各測定素子２１ないしは２で駆動制御するが、同時に２つの測定素子２１、２２が、同一のセンサ素子１０で、中央ユニットから駆動制御されることがないことを意味している。
【００３２】
中央ユニット５０、６０による各センサ素子１０のアドレッシングは、電子的に、シフトレジスターによって行われる。メインプログラムループの各周期の後、各センサ素子１０は一度読み出され、マイクロコントローラーのＲＡＭ領域内に格納される。
【００３３】
全てのセンサ素子１０、接続ケーブルおよびマイクロコントローラーは周期的に自己診断を受け、これによって機能エラー時には、例えば産業用ロボットは確実にスイッチオフされる。中央ユニット５０、６０およびその接続ケーブルは通常は固定して、スイッチングボックス内に取り付けられるが、センサ素子１０およびその接続ケーブルは、例えばロボットアームの運動および生じ得る衝突に晒される。各センサ素子１０は、１秒間に複数回、完全に自己診断によって検査される。中断、アースに対するショート、動作電圧に対するショート、電気部品の故障並びにさらなるエラーが識別される。ここではエラーは、例えば、６つの診断基準に基づいて診断される。この診断基準は、例えばセンサ素子１０への検査電圧の印加または特徴的な信号パターンに応じて形成される。ここでは、６つの診断基準のうちの１つが反応すれば、自己診断時に相応するエラー信号が形成される。
【００３４】
ここまで記載してきたセンサシステム１００ないしはセンサ素子１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ並びに制御部での接続は、本発明の意図を逸脱することなく、多様に変更ないしは修正可能である。従って殊に、センサ素子１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃが別の大きさまたは別の形状を有することが可能である。同様に、異なる形状の電極面配置が可能である。さらに、アナログの測定値ないしは信号伝達の代わりに、デジタル信号伝送を、センサ素子１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃから、各中央ユニット５０、６０へと行うことができる。
【００３５】
基本素子ないしは相互に接続されている個々のセンサ素子１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃから成るセンサ外被２５のモジュール構造の代わりに、モノリシックな製造方法が使用可能である。この製造方法によって、完全なセンサ外被２５が１つの部分から製造される（例えば射出成形による被覆によって、ケーブル製品としての製造）。さらに、安全性を高めるために、センサシステム１００の動作時に、各センサ素子１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、相互に独立して動作する２つの測定素子２１、２２の代わりに、より多くの数の測定素子、例えば３つまたは４つの測定素子を有することができる。
【００３６】
このシステムは異なる使用領域内で使用可能であり、これは例えば産業用ロボットまたはサービスロボット、モバイルプラットフォーム、車両（殊に無人車両）、医療技術または娯楽産業において使用可能である。
【００３７】
安全機能の他に、センサシステム１０は、他のまたは付加的な周辺監視機能を担うことができる。例えば、周囲とロボットのインターアクションまたはジェスチャー識別を行うことができる。これは制御部が制御データをセンサ素子１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃの空間配置に関する情報と結び付け、解釈することによって行われる。センサデータの時間的な展開もさらに、有用な情報を提供することができる。
【００３８】
１つの変化形態では、容量測定が行われる。これは送信動作および受信動作を、２つまたはそれよりも多くのセンサ素子１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃに分配することによって行われる。測定フィールドの電気力線１、２はこの場合にはより大きい基礎間隔にわたって延在し、これによって、到達距離が拡大され、センサ素子１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ間の生じ得る間隙が閉じられる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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