聚焦检测设备技术、标准解读、设备选型与实验室建设应用资讯。
运动康复训练机器人在使用过程中,会通过座椅、支撑平台、支承杆、把手、抓握杆和防护带等结构直接或间接承受人体重量。
这些结构如果刚度和机械强度不足,在患者长期使用或承受较大载荷时,可能出现明显变形、连接松动、裂纹甚至结构破损。
静载强度试验的主要目的,就是在规定位置施加稳定载荷,检查机器人主要承载部件在受力过程中产生的变形,以及卸载后是否出现永久变形、裂纹、破损或其他影响安全的异常。
运动康复训练机器人静载强度测试主要依据GB/T 37704-2019《运动康复训练机器人通用技术条件》。
该标准对主要支承部件、把手和抓握杆、防护带等结构提出了静载强度要求。
对于医用下肢外骨骼机器人,还需要结合YY/T 1973-2025《医用下肢外骨骼机器人》进行相应结构的静载强度测试。
两类产品在结构和预期用途上存在差异,因此正式测试时应根据被测产品实际适用标准确定加载位置、载荷方向和专用夹具。
主要支承部件是指在正常使用状态下承担人体全部或主要重量的结构。
根据不同康复机器人结构,可能包括:
座椅承载部件;
身体支撑平台;
下肢支撑结构;
悬臂式承载部件;
承载人体重量的机械框架。
静载测试时应在正常使用状态下最不利的受力位置施加载荷。
其目的不是简单验证“能不能压住”,而是同时评价结构受力后的变形量和卸载后的恢复情况。
对于适用YY/T 1973-2025的医用下肢外骨骼机器人,承载人体全部质量的主要支承部件需要进行2000N静载强度测试。
两端支承式结构在正常使用时最大受力位置施加载荷。
一端支承式结构则在正常使用时的悬臂端部施加载荷。
如果承载面由多个分开的区域共同承担人体重量,载荷应根据实际承载关系同时作用于整个承载区域。
因此2000N静载测试不仅与最大加载力有关,还与样品安装方式和加载位置直接相关。
两端支承式结构可以理解为承载部件两端都有固定或支撑点。
在载荷作用下,中间区域通常是主要变形位置。
相关静载要求中,两端支承式承载表面最大变形量不应超过:
L/100
其中L表示两支承点之间的有效支承距离。
例如支承距离越长,在相同载荷下结构更容易产生弯曲,因此允许变形量需要结合实际支承距离计算。
一端支承式结构类似悬臂结构。
部件一端固定,另一端悬空并承受载荷。
这类结构在端部受力后通常更容易产生弯曲,因此相关标准对其变形控制更加严格。
一端支承式承载表面的最大变形量不应超过:
L/150
所以静载试验机不仅需要测量加载力,还需要同步测量结构在受力过程中的位移变化。
如果只知道设备已经加载到2000N,并不能说明被测结构满足要求。
结构可能在达到目标载荷后已经发生很大的弯曲。
因此静载强度测试通常需要同时关注:
实际加载力;
加载过程中的最大变形;
卸载后的永久变形;
结构表面和连接位置是否发生损坏。
LSK-GQD通过力传感器测量加载力,并配置位移测量功能,用于记录样品在载荷作用下的变形量。
结构在加载时出现一定弹性变形属于正常现象。
如果卸载以后结构能够基本恢复到原来位置,这部分主要属于弹性变形。
如果载荷完全移除以后,结构仍然保持明显弯曲、下沉或偏移,就属于永久变形。
主要支承部件完成规定静载测试以后,不应出现不符合标准要求的永久变形,同时结构本身也不能出现裂纹和破损。
康复训练过程中,患者可能通过把手和抓握杆保持身体稳定、调整姿势或者辅助发力。
因此把手和抓握杆不仅是操作部件,也可能成为重要的人体支撑结构。
GB/T 37704-2019规定,把手和抓握杆应能承受:
1000N垂直载荷
以及:
500N水平载荷
测试完成以后,应检查结构是否出现断裂、松动及过大的永久变形。
实际使用中,患者对抓握杆的作用力并不是只有一个方向。
身体起身、调整姿势或保持平衡时,可能向下压把手。
身体偏移或移动时,也可能对把手施加水平方向作用力。
所以静载测试需要分别考虑不同方向的受力情况。
测试设备如果只具备单一垂直压缩功能,就不能直接完成所有把手和抓握杆静载项目。
运动康复训练机器人通常使用防护带、腰带或髋部固定带防止患者身体倾斜或者脱离训练位置。
如果防护带本身或连接件强度不足,在患者失去平衡时可能产生安全风险。
因此防护带需要进行静态拉伸强度测试。
相关要求中,防护带应能够承受1000N静态拉伸载荷。
卸载以后,防护带及连接结构应保持牢固,并且不能出现影响使用的损坏。
静载试验不是达到规定载荷以后马上卸载。
保持阶段可以让结构在持续载荷下充分受力,并观察其变形是否继续发展。
对于医用下肢外骨骼机器人相关静载测试,2000N主要支承部件、把手抓握杆和防护带的规定加载需要保持一定时间。
因此静载强度试验机应具备目标力值控制和保持时间设置功能。
如果标准要求2000N,而设备实际加载明显偏低,测试强度就不足。
如果实际加载远高于目标值,又可能人为增加试验严酷程度。
因此静载试验设备需要通过力传感器实时测量实际加载力,并将试验载荷控制在规定误差范围内。
对于YY/T 1973-2025相关静载试验,试验载荷误差要求不超过±2%。
运动康复训练机器人产品结构差异非常大。
有的承载结构是平面座椅;
有的是横梁;
有的是悬臂支撑;
有的是管状抓握杆;
有的则是柔性防护带。
如果全部使用同一个压头进行加载,很难保证施力方向和受力区域符合标准要求。
因此完整的静载强度测试设备通常需要根据项目配置不同的压头、拉伸夹具和样品固定方式。
静载强度主要评价结构在规定载荷持续作用下的承载能力和变形情况。
疲劳强度则评价机器人经过大量重复运动或者循环载荷以后是否出现裂纹、破损及功能异常。
静载试验关注的是:
规定载荷;
结构变形;
永久变形;
裂纹和破损。
疲劳试验关注的是长期重复工作后的耐久能力。
所以两项测试不能互相替代。
不能简单理解为所有康复机器人都统一进行2000N测试。
具体测试载荷应根据被测产品类别、适用标准以及部件功能确定。
对于适用YY/T 1973-2025的医用下肢外骨骼机器人,主要支承部件明确涉及2000N静载要求。
普通运动康复训练机器人则应按照GB/T 37704-2019及实际产品结构确定对应测试项目。
因此正式检测前,应先确认产品分类和执行标准。
不完全一样。
GB/T 37704-2019适用于运动康复训练机器人。
YY/T 1973-2025则专门针对医用下肢外骨骼机器人。
两项标准在主要支承结构、把手抓握杆及防护带等静载项目方面存在相似要求,但医用下肢外骨骼机器人还具有其自身结构特点和医疗器械属性。
正式测试时不能仅因为设备都属于“康复机器人”,就忽略具体产品标准的适用范围。
静载测试需要逐步建立载荷,并在达到目标力值后保持相对稳定。
电机和丝杆加载结构便于实现低速、连续的机械加载。
结合力传感器以后,可以实时显示实际作用力,并根据目标载荷控制执行机构。
同时丝杆机构也方便调整加载高度,适配不同尺寸的康复机器人样品。
不同机器人结构的加载高度和变形范围不同。
如果执行机构超过允许行程,可能导致压头、力传感器、丝杆或者被测样品受到额外机械损伤。
因此设备需要设置上下行程限制。
当加载机构达到预设边界时自动停止,可以降低调试和正式测试过程中的设备风险。
首先确认产品执行GB/T 37704-2019还是YY/T 1973-2025,或者同时涉及其他医疗机器人标准。
然后明确需要测试:
主要支承部件;
把手和抓握杆;
防护带。
如果主要测试承载人体重量的结构,应重点确认设备最大加载力、力值控制误差、位移测量范围以及一端和两端支承夹具。
如果还需要测试把手和抓握杆,应配置水平和垂直加载结构。
如果需要测试防护带,则需要增加适合柔性带状结构的拉伸夹具。
深圳市朗斯科检测仪器有限公司LSK-GQD运动康复训练机器人静载强度试验机用于康复机器人主要承载结构的静态加载和变形测试。
设备采用电机、丝杆及力传感器加载系统,可根据测试项目设置目标载荷和保持时间,并通过位移测量系统记录受力结构的变形情况。
设备可根据不同产品结构配置两端支承、一端支承、把手抓握杆以及防护带等专用测试工装。
产品详细参数可查看:
运动康复训练机器人静载强度试验机
主要检查规定载荷下的结构变形,以及卸载后是否存在永久变形、裂纹或破损。
两端支承式承载表面最大变形量不应超过L/100。
一端支承式承载表面最大变形量不应超过L/150。
相关静载项目包括1000N垂直载荷和500N水平载荷。
相关静载要求为1000N静态拉伸载荷。
不能直接把N和kg作为同一单位使用。
2000N是力值,kg是质量单位。在设备和标准资料中应保留标准规定的N作为载荷单位。
取决于设备结构。
静载测试主要要求稳定加载和位移测量,而疲劳测试要求大量重复循环。两种测试对驱动机构和控制系统的要求不同。
本文标签:
版权说明:如非注明,本站文章均为 深圳市朗斯科检测仪器有限公司原创,转载请注明出处和附带本文链接 https://www.golsk.com/hy/9480.html。