ISO 15066协作机器人功率和力限制测量系统

ISO/TS 15066 在 ISO 10218 标准基础上，规定了四种主要协同作业方式：

安全等级监控停止

手动引导

速度与分离监控

功率和力限制

功率和力限制

该协作操作不同于前 3 种类型，其目的在于从更加底层和根本上限制机器人对人员的伤害程度，这也是区分传统工业机器人与协作机器人的最明显特征。功率和力限制是为应对人员和包括工件在内的整个机器人系统发生有意或无意物理接触的情况，它要求机器人系统经过特殊设计来满足该要求。另外 3 种协作操作，传统工业机器人经过改装后也可实现，但这一条通常无法满足。这是因为现有工业机器人一般都是大惯量、重载和高速运动，其输出功率和力远远超过标准要求。

机器人运动部件与人体可能出现的接触被分为以下 2 类：

(1) 准静态接触：包括人体在机器人系统运动部件间的挤压或碰撞。这种情况下，机器人系统将会在情况解除前对被困人体部分持续施加一定时间的力或压力。

(2) 瞬态接触：这种情况也被称作动态冲击，人体被机器人系统的移动部件所撞击，但人体不会像第 一种情况那样被机器人系统夹住或困住，属于相对短时的接触;瞬态接触效果取决于机器人和人体的惯量以及相对速度大小。

人机交互生物力学限制

安全规范分别对身体 29 个区域进行不同部位单独的疼痛测试准静态接触时人体各部位的允许压力值，也可理解为人体不同部位对疼痛的生理耐受极限.一般取平均值约 150 N 左右，这也是不少协作机器人厂家将各自的协作机器人默认输出力阈值设定在 150 N 的原因。

准静态接触和瞬态接触测量系统

CoboSafe 是一款力压测量系统，用于检测协作机器人上的瞬态和准静态力压。该系统易于使用，采用模块化设计，包含力测量装置、压力测量组件和评估软件，用于验证是否符合所需的限值。用户可根据需要组合使用多个力传感器和压力测量组件。

工作原理是“生物仿真”，即模拟人体结构，从而确保碰撞场景的真实性。该测量系统的力测试器包含弹簧和阻尼元件，可以模拟几乎所有相关人体部位的变形行为。这使得它能够根据以下标准测量生物力学极限值：

DIN EN ISO 10218-2

ISO/TS 15066

DGUV信息“FB HM-080”

RIA TR R15.806-2018(美国国家标准协会机器人工业协会)

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