ГОСТ Р 60.5.3.1-2022/ИСО 18646-4:2021 Роботы и робототехнические устройства. Рабочие характеристики и соответствующие методы испытаний сервисных роботов. Часть 4. Роботы для поддержки поясницы

     5.2 Значимые характеристики

5.2.1 Общие положения

Для этого метода испытаний вводятся два показателя эффективности: индекс поддерживающего крутящего момента (ATI) и уменьшение сдавливания поясницы (LCR).

Благодаря поддерживающему крутящему моменту робота сила разгибания тазобедренных суставов и/или туловища пользователя будет уменьшена, а затем может быть уменьшена сжимающая сила на его поясничных дисках. В идеале сдавливание поясницы должно быть пропорционально силе разгибания тазобедренного сустава пользователя и положению туловища. Усилие выдвижения может быть уменьшено поддерживающим крутящим моментом робота. Поэтому для робота с такими характеристиками нет необходимости измерять сдавливание поясницы, поскольку сдавливание поясницы можно определить по поддерживающему крутящему моменту и позе.

Для некоторых роботов, для которых сдавливание поясницы может быть увеличено из-за механической структуры робота, массы и распределения массы над поясничным суставом и/или метода приведения в действие (например, искусственные мышцы на коже спины пользователя), сдавливание поясницы должно измеряться вместе с поддерживающим крутящим моментом.

Примечание - Согласно [1] сила сгибания на поясничных дисках может быть основной причиной травмы спины и, следовательно, часто используется в качестве индекса для оценки риска травмы спины. Исходя из этого вводится LCR в качестве показателя эффективности робота.

5.2.2 Индекс поддерживающего крутящего момента (ATI)

Индекс поддерживающего крутящего момента (ATI) состоит из пяти характерных значений, , , , и , которые вычисляют по формуле (1) в интервалах времени и , указанных в таблице 1. Верхний и нижний индексы ATI указывают на фазу стандартного движения и длительность времени в миллисекундах соответственно.

,                                                (1)

где ;

- фактический поддерживающий крутящий момент тазобедренных суставов испытательного устройства (см. 5.3.1) во время стандартных движений без робота;

- фактический выходной крутящий момент тазобедренных суставов испытательного устройства (см. 5.3.1) во время стандартных движений с роботом.

Примечание 1 - Как правило, поддерживающий крутящий момент робота влияет на продолжительность движения и необходимую силу или крутящий момент пользователя. Это является источником нестабильности результатов испытаний. Поэтому в настоящем стандарте принимается среднее значение времени в определенном временном диапазоне во время стандартных движений.

Примечание 2 - Поскольку стандартные движения, определенные в 5.3.2, являются антигравитационными движениями, , как ожидается, всегда отрицательно, и соотношение    всегда применимо. Однако этот стандарт определяет в более общем виде; чтобы сделать положительным, когда это необходимо, поддерживающий крутящий момент для стандартного движения робота должен находиться в одном и том же направлении (см. приложение А).

Примечание 3 - Когда положителен, крутящий момент робота в антигравитационном направлении (подъем) может уменьшить необходимый крутящий момент пользователя для достижения стандартных движений. Или, в некоторых случаях, пользователь должен вывести крутящий момент в направлении силы тяжести (сгибание), чтобы противостоять крутящему моменту робота. Когда отрицательно, крутящий момент робота в направлении силы тяжести (сгибание) может увеличить необходимый крутящий момент пользователя для достижения стандартных движений (см. приложение А).