约束型身体辅助机器人物理危险特性测试仪

文章来源：上海程斯智能科技发布时间： 2026-06-22 16:43:39 浏览次数：次

CSI-JQ010约束型身体辅助机器人（试验设备），约束型身体辅助机器人物理危险特性测试仪

一、试验目标

验证约束型身体辅助机器人（如外骨骼、康复机械臂）在正常操作中，其袖带与人体接触表面产生的压力/牵引力是否超出安全阈值，防止用户因长期摩擦导致软组织损伤（如水泡、压疮）。

二、试验原理

通过模拟人体皮肤-皮下组织的生物力学特性，构建人造真皮及皮下组织假人系统，复现机器人袖带与人体接触的力学环境。试验分两类路径：

直接力控路径：若机器人具备实时力监测能力，直接比对测量值与人体耐受阈值。

间接损伤观测路径：若无法直接监测应力集中点，通过替代皮肤片的损伤表征风险。

三、试验设备配置

名称	指标/规格	数量
机械臂	六自由度，负载待定（根据需求定），末端具备六维力传感器（力范围根据负载待定）；	1
袖带	分布式嵌入至少8个力传感器（力范围待定，根据需求定），灵敏度mN级别；	1
仿生假人	具备人造皮肤（三层结构：聚氨酯凝胶（厚10mm）+丙烯酸胶带（0.005mm）+伤口敷料），假人由金属、木材和塑料等刚性材料组成，符合ISO 7250-1/-2的P95要求	1
软件功能	控制机械臂末端位姿；采集分析六维力传感器数据；采集分析袖带压力传感器数据；	1

1、力传感系统

组件	技术要求	依据
微型力传感器	- 尺寸：10×10 mm² ~ 20×20 mm² - 测量范围：0~200 N（根据需求待定，精度±0.5%） - 类型：六维力传感器（同时捕获法向力/剪切力）	8.2a
力传感袖带	- 分布式嵌入至少8个力传感器 - 采样频率≥1 kHz - 无线数据传输（避免干扰运动）	8.2c

2、仿生假人

组件	技术要求	依据
假人基体	- 材质：金属/工程塑料（刚性与人体骨骼等效） - 仿形：大腿/上臂/腰部等目标部位，符合ISO 7250-1/-2的P95要求	8.2b
人造真皮及皮下组织	- 三层结构：聚氨酯凝胶（厚10mm）+丙烯酸胶带（0.005mm）+伤口敷料 - 粘弹性参数（图5-6）： - 存储模量G'（0.1Hz）：1.8~2.2 MPa - 损耗模量G''（0.1Hz）：0.4~0.6 MPa	8.2b, 附录B
替代皮肤片（猪皮）	- 厚度：2~3 mm - 处理：脱毛+去除多余脂肪（附录E） - 固定方式：医用粘合剂贴合于人造真皮表面	附录E

3、运动复现系统

组件	技术要求	功能
多轴操作机	- 自由度≥6 - 重复定位精度±0.1 mm - 最大负载≥50 kg（根据需求待定）	复现人体运动轨迹（8.2d）