ГОСТ Р 60.2.0.1—2022
С.З
Модульное построение экзоскелетов
Роботы для оказания физической помощи предназначены для оказания помощи пользователям при выпол
нении необходимых двигательных задач за счет добавления и увеличения их личных возможностей. С точки зре ния
модульности акцент может быть сделан на использовании взаимозаменяемых модулей, которые подходят к
интерфейсам с отдельными суставами человека и обеспечивают приложение внешней помогающей энергии для
поддержки движений человека. На рисунке С.5 представлены некоторые примеры носимых роботов для оказания
физической помощи или экзоскелетов.
Рисунок С.5 — Роботы по персональному уходу, используемые для оказания физической помощи
(слева направо: бедро, нижняя часть тела, нижняя часть тела плюс плечи, полный экзоскелет)
Носимые экзоскелеты могут быть использованы для поддержки разнообразных двигательных задач челове
ка, таких как поддержание устойчивости при стоянии, физическая поддержка при вставании из сидячего положения
или приседании из стоячего положения, при ходьбе и подъеме или спуске по лестнице. Подобные носимые экзо
скелеты также могут быть использованы для восстанавливающих упражнений, а разные рабочие режимы могут
быть описаны в виде набора действий, как показано на рисунке С.6.
Датчики
шарниров
Поддержка 1: Удержание равновесия
Помощь 1: Обеспечение 30 %поддер
живающего усилия
Помощь 2: Обеспечение адаптивного
поддерживающего усилия
Приводы
шарниров
Рисунок С.6 — Рабочие действия носимых экзоскелетов
Данные действия могут быть реализованы с помощью применения модульного подхода к управлению же
лательными движениями отдельного сустава человека. На рисунке С.7 показан общий подход к использованию
модульного принципа проектирования приложения физического восстанавливающего/помогающего усилия к от
дельному суставу с использованием сенсорных модулей, измеряющих движения человека, включая такие датчики,
как инерциальные измерительные устройства (ИИУ), датчики усилия и угла поворота сустава, для определения
желаемого движения сустава в качестве входных параметров при определении информации для управления дви
гателем, обеспечивающим необходимый вращающий момент в шарнире. Вопросы безопасности, рассмотренные в
разделе 5, должны быть учтены, чтобы установить принятые при проектировании безопасные ограничения на углы
поворота шарнира с помощью интерфейсных протоколов модуля робота. Необходимо отметить, что для об легчения
понимания здесь опущены некоторые проблемы, например, детали, касающиеся источника питания и
защищенности данных о движениях человека, а также вопросы, связанные с окружающей средой.
55