ГОСТ Р 60.5.3.1-2022/ИСО 18646-4:2021

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Роботы и робототехнические устройства

РАБОЧИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И СООТВЕТСТВУЮЩИЕ МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ СЕРВИСНЫХ РОБОТОВ

Часть 4

Роботы для поддержки поясницы

Robots and robotic devices. Performance criteria and related test methods for service robots. Part 4. Lower-back support robots

ОКС 25.040.30

Дата введения 2023-01-01

Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным бюджетным учреждением "Российский институт стандартизации" (ФГБУ "РСТ") совместно с Федеральным государственным автономным научным учреждением "Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики" (ЦНИИ РТК) на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 141 "Робототехника"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 5 сентября 2022 г. N 877-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 18646-4:2021* "Робототехника. Критерии эффективности и связанные с ними методы испытаний сервисных роботов. Часть 4. Роботы для поддержки поясницы" (ISO 18646-4:2021 "Robotics - Performance criteria and related test methods for service robots - Part 4: Lower-back support robots", IDT).

________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2012 (пункт 3.5) и для увязки с наименованиями, принятыми в существующем комплексе национальных стандартов Российской Федерации.

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.rst.gov.ru)

Введение

Требования стандартов комплекса ГОСТ Р 60 распространяются на роботы и робототехнические устройства. Их целью является повышение интероперабельности роботов и их компонентов, а также снижение затрат на их разработку, производство и обслуживание за счет стандартизации и унификации процессов, интерфейсов, узлов и параметров.

Стандарты комплекса ГОСТ Р 60 представляют собой совокупность отдельно издаваемых стандартов. Стандарты данного комплекса относятся к одной из следующих тематических групп: "Общие положения, основные понятия, термины и определения", "Технические и эксплуатационные характеристики", "Безопасность", "Виды и методы испытаний", "Механические интерфейсы", "Электрические интерфейсы", "Коммуникационные интерфейсы", "Методы моделирования и программирования", "Методы построения траектории движения (навигация)", "Конструктивные элементы". Стандарты любой тематической группы могут относиться как ко всем роботам и робототехническим устройствам, так и к отдельным группам объектов стандартизации - промышленным роботам в целом, промышленным манипуляционным роботам, промышленным транспортным роботам, сервисным роботам в целом, сервисным манипуляционным роботам, сервисным мобильным роботам, а также к морским робототехническим комплексам.

Настоящий стандарт относится к тематической группе "Виды и методы испытаний" и распространяется на сервисные роботы по персональному уходу. Он идентичен международному стандарту ИСО 18646-4, разработанному Техническим комитетом ИСО/ТК 299 "Робототехника".

     1 Область применения

Настоящий стандарт описывает виды и методы испытаний роботов для поддержки поясницы.

Настоящий стандарт применяется независимо от назначения и применения роботов для поддержки поясницы и типов приводов (например, электрических, гидравлических, пневматических). Настоящий стандарт не распространяется на медицинские роботы, хотя методы испытаний, указанные в настоящем стандарте, могут быть использованы и для медицинских роботов.

Настоящий стандарт не предназначен для верификации или валидации требований безопасности.

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты [для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного стандарта, для недатированных - последнее издание (включая все изменения)]:

ISO 8373, Robots and robotic devices - Vocabulary (Роботы и робототехнические устройства. Термины и определения)

ISO 13482, Robots and robotic devices - Safety requirements for personal care robots (Роботы и робототехнические устройства. Требования безопасности к роботам для персонального ухода)

     3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ИСО 8373, ИСО 13482, а также следующие термины с соответствующими определениями.

ИСО и МЭК поддерживают терминологические базы данных для использования в документах по стандартизации по следующим адресам:

- платформа ИСО для онлайн-просмотра: доступна по адресу http://www.iso.org/obp;

- Электропедия МЭК: доступна по адресу http://www.electropedia.org.

3.1 робот (robot): Программируемый исполнительный механизм, обладающий определенной степенью автономности и способный перемещаться во внешней среде с целью выполнения задач по назначению.

Примечание 1 - В состав робота входят система управления и интерфейс системы управления.

Примечание 2 - Классификация роботов на промышленных роботов или сервисных роботов осуществлена в соответствии с их назначением.

[ИСО 8373:2012, статья 2.6, модифицировано - слова "исполнительный механизм, программируемый по двум или более степеням подвижности" заменены словами "программируемый исполнительный механизм"]

3.2 носимый робот (wearable robot): Робот, который дополняет или увеличивает персональные возможности человека, будучи прикрепленным к нему во время использования.

Примечание 1 - Термин "носимый робот" соответствует термину "робот для оказания физической помощи закрепляемого типа" в ИСО 13482:2014.

3.3 робот для поддержки поясницы (lower-back support robot): Носимый робот, предназначенный для снижения нагрузки на поясницу пользователя с помощью поддерживающего усилия или крутящего момента.

3.4 пользователь (user): Человек, на котором закреплен носимый робот, непосредственно получающий поддерживающее усилие или крутящий момент от робота.

3.5 закрепляемый компонент (restraint part): Компонент носимого робота, предназначенный для закрепления на присоединяемой части тела пользователя для передачи поддерживающего усилия или крутящего момента.

3.6 поддерживающий крутящий момент (assistive torque): Крутящий момент, развиваемый носимым роботом для помощи пользователю при выполнении задач по назначению.

3.7 присоединяемая часть тела (attached body part): Часть тела пользователя, присоединяемая к закрепляемому компоненту носимого робота.

3.8 метод ввода (input method): Интерфейс, позволяющий пользователю управлять поддерживающим усилием или крутящим моментом носимого робота с помощью надлежащего входного воздействия.

3.8.1 биологический ввод (biological input): Метод ввода, при котором в качестве входного воздействия используют биологические сигналы, коррелированные с усилием или крутящим моментом, прилагаемым к части тела пользователя, предназначенной для оказания помощи.

Примечание 1 - Биологические сигналы включают биоэлектрические сигналы, такие как миоэлектрические сигналы.

3.8.2 кинематический ввод (kinematic input): Метод ввода, при котором в качестве входного воздействия используют движение или пространственное расположение частей тела пользователя, предназначенных для оказания помощи.

Примечание 1 - Биологический ввод и кинематический ввод исключают друг друга.

3.8.3 командный ввод (command input): Любой другой метод ввода, отличный от биологического ввода или кинематического ввода.

Примечание 1 - Командный ввод включает использование задающих устройств, дыхательных переключателей или голосового ввода.

Примечание 2 - Командный ввод включает использование биологических сигналов, которые не коррелируют с усилием или крутящим моментом, прилагаемым к части тела пользователя, предназначенной для оказания помощи.

Примечание 3 - Командный ввод включает движение и/или пространственное расположение частей тела пользователя, не предназначенных для оказания помощи.

3.9 индекс поддерживающего крутящего момента; ATI (assistive torque index ATI): Мера того, насколько уменьшается выходной крутящий момент пользователя, когда пользователь выполняет определенное движение в течение определенного диапазона времени с помощью робота для поддержки поясницы.

Примечание 1 - Индекс поддерживающего крутящего момента является абсолютной величиной по отношению к среднему крутящему моменту в течение определенного периода времени данного профиля тестового движения. Индекс поддерживающего крутящего момента может быть использован для относительного сравнения роботов.

3.10 уменьшение компрессии поясницы; LCR (lumbar compression reduction LCR): Мера того, насколько уменьшается сжимающее усилие поясничных дисков пользователя, когда пользователь выполняет определенное движение в течение определенного диапазона времени с помощью робота для поддержки поясницы.

3.11 нормальные условия эксплуатации (normal operating conditions): Диапазон условий окружающей среды и других параметров, которые могут повлиять на работу робота (например, нестабильность электроснабжения, электромагнитные поля), в пределах которого реализуются рабочие характеристики робота, указанные производителем.

Примечание 1 - Условия окружающей среды включают, например, температуру и влажность.

[ИСО 8373:2012, 6.1]

3.12 коэффициент поддержки (rate of assistance): Мера уменьшения крутящего момента с помощью робота, поддерживающего поясницу, суммированного за период времени данного профиля тестового движения.

Примечание 1 - Коэффициент поддержки является нормализованной величиной по отношению к суммированному крутящему моменту за период времени данного профиля тестового движения. Коэффициент поддержки может быть использован для относительного сравнения различных профилей тестового движения робота.

     4 Условия испытаний

     4.1 Общие положения

Робот для поддержки поясницы должен быть полностью собран, настроен и работоспособен. Все тесты самодиагностики должны быть успешно завершены. Кроме того, необходимо обеспечить безопасную работу робота на протяжении всего испытания.

Испытаниям должна предшествовать подготовка к эксплуатации в соответствии с указаниями изготовителя, включая калибровку соответствующих датчиков, влияющих на результаты испытаний.

Все условия, указанные в разделе 4, должны быть выполнены для испытаний, описанных в настоящем стандарте, если в конкретных пунктах не указано другое.

Каждое испытание, определенное в настоящем стандарте, может иметь разные виды испытаний, каждый из которых требует отдельного порядка проведения испытания. Для каждой конфигурации испытания может быть выполнено несколько попыток, если это указано в порядке проведения испытания.

     4.2 Условия окружающей среды

Во время всех испытаний должны поддерживаться следующие условия окружающей среды:

- температура окружающей среды: от 10°C до 30°C;

- относительная влажность: от 0% до 80%.

Если условия окружающей среды, указанные изготовителем, выходят за пределы данных условий, это должно быть заявлено в результатах испытаний.

     4.3 Условия эксплуатации

Все рабочие характеристики следует измерять при нормальных условиях эксплуатации. Если рабочие характеристики измерены при других условиях, то это должно быть отмечено в протоколе наряду с результатами испытания.

     5 Метод испытания для определения индекса поддерживающего крутящего момента и уменьшения сдавливания поясничного отдела

     5.1 Назначение

В данном разделе представлены методы определения и оценки рабочих характеристик роботов для поддержки поясницы.

Примечание - Теоретические основы и экспериментальные проверки приведены в [6], что дает основание сосредоточить внимание только на изгибающих моментах и сжимающих силах. На текущем этапе рынка есть только те продукты, которые предназначены для помощи в сагиттальном движении. Чтобы не усложнять испытательное оборудование и метод испытаний, ограничение метода испытаний считается приемлемым для измерения репрезентативной производительности роботов.