面向无约束碰撞伤害防护数据的初步替代实验:人手研究
摘要
物理人机交互(pHRI)的安全性在所有应用领域都备受关注。虽然当前工业机器人应用的安全标准提供了针对钝性冲击疼痛起始的安全约束,但这些冲击阈值难以应用于边缘或尖头冲击物。最严重的伤害发生在可能发生挤压的约束接触场景中。然而,可能导致约束接触的情况仅出现在工作空间的某些区域,可以通过设计或组织方法加以避免。剩下的风险来自难以在保持机器人运动效率的同时避免的无约束意外接触。尽管如此,在无约束碰撞中,由边缘或尖头冲击物造成的伤害概率和严重程度研究甚少。在本文中,我们提出了一种实验装置和程序,使用两个摆锤分别模拟人手/手臂和机器人,以理解人手与边缘物体无约束碰撞的伤害潜力。猪脚样本因其生理特性与人手高度相似而被用作离体样本,以建立关于无约束边缘或尖头冲击造成伤害严重程度的初步数据库。对于典型轻量级机器人的有效质量范围,当速度降低至< 0.5 m/s时,无约束碰撞导致皮肤割伤或骨骼/肌腱损伤等伤害的概率较低。所提出的实验装置和程序应辅以充分的人体建模,并最终将有助于全面理解pHRI中的生物力学伤害潜力。
关键词
引用
@article{arxiv.2408.06175,
title = {Towards Unconstrained Collision Injury Protection Data Sets: Initial Surrogate Experiments for the Human Hand},
author = {Robin Jeanne Kirschner and Jinyu Yang and Edonis Elshani and Carina M. Micheler and Tobias Leibbrand and Dirk Müller and Claudio Glowalla and Nader Rajaei and Rainer Burgkart and Sami Haddadin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2408.06175},
year = {2024}
}
备注
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