ГОСТ Р 60.1.2.3-2021/ISO/TS 15066:2016 Роботы и робототехнические устройства. Требования безопасности для роботов, работающих совместно с человеком

Приложение А
(справочное)

Пределы для квазистатического и кратковременного контактов

А.1 Общие положения

В ИСО 10218-2:2011 (подпункт 5.11.5.5) указано, что параметры мощности, силы и эргономики, относящиеся к робототехническим комплексам для совместной работы с ограничениями по мощности и силе, следует определять в процессе оценки рисков. Информация о конструкции робототехнического комплекса для совместной работы приведена в 5.4.4 настоящего стандарта.

В настоящем приложении приведены указания о том, как устанавливать пороговые предельные значения для робототехнического комплекса, предназначенного для совместной работы, в частности, для прикладных систем с ограничением мощности и силы. Основополагающее предположение, лежащее в основе этого руководства, заключается в том, что ограничения, налагаемые на робототехнический комплекс для совместной работы, можно рассчитать на основе порогов чувствительности боли в ситуациях, когда такой контакт возникает при взаимодействии человека и робота. Пороговые предельные значения могут быть использованы для установления предельных значений давления и силы для различных участков тела с применением модели тела. Эти данные затем могут быть экстраполированы для установления пределов передачи энергии при взаимодействии человека с роботом. Роботу, перемещающемуся в совместном рабочем пространстве, могут быть предписаны ограничения скорости. Предельные значения скорости будут ограничивать значения силы и давления ниже порога чувствительности к боли, если произойдет контакт оператора с роботом.

Предельные значения в настоящем приложении основаны на консервативных оценках и научных исследованиях по болевым ощущениям.

Руководство в настоящем приложении предназначено как информативное средство для описания метода, с использованием которого интеграторы могут устанавливать ограничения по мощности и величине сил в разрабатываемых ими приложениях.

А.2 Модель тела

При оценке рисков в совместных прикладных системах с ограничением мощности и силы предполагается, что может произойти случайный контакт между частями робототехнического комплекса и оператором.

На первом шаге процедуры оценки рисков устанавливается, какой частью тела оператор может войти в контакт с роботом. Значение этого исследования состоит в том, что разные участки тела будут иметь разные пороговые значения для выдерживания биомеханической нагрузки без каких-либо даже незначительных травм.

В настоящем описании используется модель тела, включающая 29 участков тела, находящихся в 12 областях. На рисунке А.1 указаны точки контакта в модели тела, в таблице А.1 показаны конкретные участки тела, входящие в общие области, расположенные с передней либо с задней стороны.

     Рисунок А.1 - Модель тела

Таблица А.1 - Модель тела

А.3 Биомеханические ограничения

А.3.1 Общие положения

Биомеханические ограничения устанавливают допустимый уровень нагрузки, возникающей вследствие движения робота, которая может создать возможность даже незначительной травмы оператора в случае его контакта с роботом.

Они могут быть применены для нахождения пределов давления и силы с использованием оценок, установленных исследованиями (см. [2], [3], [4] и [7]), в случае кратковременного контакта. Энергия переноса, возникающая в результате гипотетического контакта между роботом и человеком, может быть смоделирована в предложении полностью неупругого контакта между роботом и оператором и с учетом грузоподъемности робота и факторов, связанных с областью тела оператора, находящегося в контакте. Как только энергия переноса будет установлена, смогут быть установлены рекомендации ограничения скорости движения робота в совместном рабочем пространстве для поддержания энергии передачи на уровне ниже порога даже незначительной травмы человека в случае контакта между роботом и оператором в совместном рабочем пространстве.

А.3.2 Максимальные значения давления и силы

В таблице А.2 приведены максимальные значения давления и силы для квазистатического и временного контактов между людьми и робототехническим комплексом.

Контактные данные в таблице А.2 не отражают какого-либо использования средств индивидуальной защиты или чего-либо иного, кроме одежды, типичной для любой рабочей среды.

Хотя в таблице А.2 и приведены данные для контакта с лицом, черепом и лбом, контакт с этими местами недопустим (см. 5.5.5.3 настоящего стандарта).