ISO 18646-4:2021
Робототехника. Критерии эффективности и соответствующие методы испытаний для сервисных роботов. Часть 4. Роботы с поддержкой поясницы.

Стандартный №

ISO 18646-4:2021

Дата публикации

2021

Разместил

International Organization for Standardization (ISO)

Последняя версия

ISO 18646-4:2021

сфера применения

Анализ основного содержания стандарта

Стандарт ISO 18646-4:2021 устанавливает полную структуру оценки производительности для роботов поддержки поясницы, которая в основном включает две основные системы испытаний:

• Индекс вспомогательного крутящего момента (ATI): Количественно определяет влияние робота на снижение крутящего момента в тазобедренном суставе пользователя
• Скорость снижения поясничной компрессии (LCR): Оценивает способность робота снижать давление на поясничный диск

---

Определение ключевых показателей производительности

Тип индикатора	Формула расчета	Время окно	Сценарий применения
ATI1000Понижение	ψ(τref(t),τ(t)) интегрировано от td-1 до td секунд	1 секунда	Оценка возможности непрерывной помощи
ATI200Повышение	ψ(τref(t),τ(t)) интегрировано от 0 до 0,2 секунд	0,2 секунды	Оценка возможности переходного процесса
LCR1000Удержание	ψ(Fref(t),F(t)) интегрируется от td-0,5 до td+0,5 секунд	1 секунда	Оценка поддержки статической позы

---

Технические требования к испытательному устройству

Согласно стандарту, испытательное устройство должно имитировать параметры человеческого тела:

• Распределение массы: масса верхней конечности составляет 55,5% (включая 7,4% веса руки)
• Диапазон движения сустава: активный привод тазобедренного/коленного сустава, ошибка ≤5°
• Датчик точность: измерение силы/крутящего момента поясничного отдела позвоночника требует частоты дискретизации более 10 Гц

Типичные примеры тестовых сценариев

Когда целевой угол туловища θ_t^target установлен на 50°, а коэффициент распределения крутящего момента между бедром и коленом k установлен на 1,5:

1. Тестовое устройство выполняет 2-секундное приседание (без робота)
2. Тест повторяется после установки робота поддержки поясницы
3. Сравнительный расчет ATI₂₀₀^Lower отражает мгновенный эффект помощи

---

Рекомендации по внедрению стандарта

Ключевые моменты для выбора оборудования

• Совместимость режимов привода: Стандарт применим к роботам с различными режимами привода, такими как электрический/гидравлический/пневматический
• Адаптация входного сигнала: Тестовый интерфейс необходимо настроить в соответствии с типом биоэлектрического сигнала/кинематического сигнала/командного сигнала

Управление тестовой средой

Параметр	Стандартный диапазон	Допустимое отклонение
Температура окружающей среды	10-30℃	Должно быть указано в отчете
Относительная влажность	0-80%	Превышение предела требует заявления

Анализ развития технологий

Инновации этого стандарта по сравнению с традиционными методами испытаний промышленных роботов:

1. Оценка биомеханической связи: отражает эффект взаимодействия человека и машины с помощью двойных индикаторов ATI/LCR
2. Тест динамического отклика: оценивает время реакции поясничного отдела позвоночника человека на внезапную нагрузку в интервале времени 0,2 секунды
3. Стандартизированная траектория теста: использует полиномы пятого порядка для моделирования реальных кривых движения человека

ISO 18646-4:2021 Ссылочный документ

• ISO 13482 Роботы и роботизированные устройства. Требования безопасности к роботам индивидуального ухода.
• ISO 8373 Робототехника — Словарь*， 2021-11-08 Обновление

ISO 18646-4:2021 История

• 2021 ISO 18646-4:2021 Робототехника. Критерии эффективности и соответствующие методы испытаний для сервисных роботов. Часть 4. Роботы с поддержкой поясницы.

стандарты и спецификации