約束型身體輔助機器人(試驗設(shè)備)、約束型身體輔助機器人物理危險特性測試儀
一、試驗?zāi)繕?biāo)
驗證約束型身體輔助機器人(如外骨骼、康復(fù)機械臂)在正常操作中,其袖帶與人體接觸表面產(chǎn)生的壓力/牽引力是否超出安全閾值,防止用戶因長期摩擦導(dǎo)致軟組織損傷(如水泡、壓瘡)。
二、試驗原理
通過模擬人體皮膚-皮下組織的生物力學(xué)特性,構(gòu)建人造真皮及皮下組織假人系統(tǒng),復(fù)現(xiàn)機器人袖帶與人體接觸的力學(xué)環(huán)境。試驗分兩類路徑:
直接力控路徑:若機器人具備實時力監(jiān)測能力,直接比對測量值與人體耐受閾值。
間接損傷觀測路徑:若無法直接監(jiān)測應(yīng)力集中點,通過替代皮膚片的損傷表征風(fēng)險。
三、試驗設(shè)備配置
名稱 | 指標(biāo)/規(guī)格 | 數(shù)量 |
機械臂 | 六自由度,負載待定(根據(jù)需求定),末端具備六維力傳感器(力范圍根據(jù)負載待定); | 1 |
袖帶 | 分布式嵌入至少8個力傳感器(力范圍待定,根據(jù)需求定),靈敏度mN級別; | 1 |
仿生假人 | 具備人造皮膚(三層結(jié)構(gòu):聚氨酯凝膠(厚10mm)+丙烯酸膠帶(0.005mm)+傷口敷料),假人由金屬、木材和塑料等剛性材料組成,符合ISO 7250-1/-2的P95要求 | 1 |
軟件功能 | 控制機械臂末端位姿; 采集分析六維力傳感器數(shù)據(jù); 采集分析袖帶壓力傳感器數(shù)據(jù); | 1 |
1. 力傳感系統(tǒng)
組件 | 技術(shù)要求 | 依據(jù) |
微型力傳感器 | - 尺寸:10×10 mm2 ~ 20×20 mm2 | 8.2a |
力傳感袖帶 | - 分布式嵌入至少8個力傳感器 | 8.2c |
2. 仿生假人
組件 | 技術(shù)要求 | 依據(jù) |
假人基體 | - 材質(zhì):金屬/工程塑料(剛性與人體骨骼等效) | 8.2b |
人造真皮及皮下組織 | - 三層結(jié)構(gòu):聚氨酯凝膠(厚10mm)+丙烯酸膠帶(0.005mm)+傷口敷料 | 8.2b, 附錄B |
替代皮膚片(豬皮) | - 厚度:2~3 mm | 附錄E |
3. 運動復(fù)現(xiàn)系統(tǒng)
組件 | 技術(shù)要求 | 功能 |
多軸操作機 | - 自由度≥6 | 復(fù)現(xiàn)人體運動軌跡(8.2d) |

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