この規格 プレビューページの目次
※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。
序文
ISO (国際標準化機構) は、国家標準化団体 (ISO メンバー団体) の世界的な連合体です。国際規格の作成作業は通常、ISO 技術委員会を通じて行われます。技術委員会が設立された主題に関心のある各会員団体は、その委員会に代表される権利を有します。政府および非政府の国際機関も ISO と連携してこの作業に参加しています。 ISO は、電気技術の標準化に関するあらゆる事項について、国際電気標準会議 (IEC) と緊密に協力しています。
この文書の作成に使用される手順と、そのさらなる保守を目的とした手順は、ISO/IEC 指令Part 1 部に記載されています。特に、さまざまな種類の ISO 文書に必要なさまざまな承認基準に注意する必要があります。この文書は、ISO/IEC 指令Part 2 部の編集規則に従って起草されました ( www.iso.org/directives を参照)
ISO は、この文書の実装には特許の使用が含まれる可能性があることに注意を促します。 ISO は、請求された特許権に関する証拠、有効性、または適用可能性に関していかなる立場もとりません。この文書の発行日の時点で、ISO はこの文書の実装に必要となる可能性のある特許の通知を受け取っていません。ただし、実装者は、これが www.iso.org/patents で入手可能な特許データベースから取得できる最新情報を表していない可能性があることに注意してください。 ISO は、かかる特許権の一部またはすべてを特定する責任を負わないものとします。
本書で使用されている商号は、ユーザーの便宜のために提供された情報であり、推奨を構成するものではありません。
規格の自主的な性質、適合性評価に関連する ISO 固有の用語と表現の意味、および貿易の技術的障壁 (TBT) における世界貿易機関 (WTO) 原則への ISO の準拠に関する情報については、以下を参照してください。 www.iso.org/iso/foreword.html
この文書は ISO/TC 299, ロボティクス技術委員会によって作成されました。
導入
この文書で指定されているすべてのテスト方法は、人間との生体力学的に安全な相互作用のために作られたロボットによる接触測定およびテストの研究分野における最新の最先端技術を表しています。この文書で説明されている手順は、実際の適用性に焦点を当てて開発されており、これを目的とした付録にいくつかの例が含まれています。この文書の対象ユーザーには、インテグレーター、オペレーター、共同アプリケーションのユーザー、および圧力測定装置 (PFMD) のメーカーが含まれます。
この文書の目的は、ISO 10218-2: —1 、付録 N, ロボット アプリケーションおよびロボット セルの統合 (RIA TR R15.806:2018 に基づく) または ISO/TS 15066 などの他の規格の適用を促進することです。
1 スコープ
この文書は、人間とロボットの物理的な接触における力と圧力を測定する方法を指定します。また、測定された力と圧力を分析する方法も規定しています。さらに、圧力測定装置 (PFMD) の特性も規定しています。
このドキュメントは、業務用の産業環境またはサービス環境に導入された共同アプリケーションに適用されます。
この文書は、非専門用ロボット (つまり、消費者向けロボット) や医療用ロボットには適用されませんが、提示された測定方法は、適切とみなされる場合、これらの分野に適用できます。さらに、この文書は、接触測定を実行するための組織的側面（責任やデータ管理など）、他の機械的接触タイプの評価（摩擦またはせん断など）、他の接触関連の危険性（落下、電気的または化学的危険性など）の評価には適用されません。 ）。さらに、この文書は特定の PFMD 設計の要件を設定したり、接触の危険を特定する方法を指定したりするものではありません。
2 規範的参照
以下の文書は、その内容の一部またはすべてがこの文書の要件を構成する形で本文中で参照されています。日付が記載された参考文献については、引用された版のみが適用されます。日付のない参照については、参照文書の最新版 (修正を含む) が適用されます。
- ISO 10218-2:—、 2ロボット工学 — 安全要件 — Part 2: 産業用ロボット システム、ロボット アプリケーションおよびロボット セル
- ISO 12100, 機械の安全性 — 設計の一般原則 — リスク評価とリスク軽減
- ISO/IEC Guide 50, 安全面 - 規格およびその他の仕様における子供の安全に関するガイドライン
3 用語と定義
この文書の目的上、ISO 12100 および ISO 10218-2 で与えられる用語と定義および以下が適用されます。
ISO と IEC は、標準化に使用する用語データベースを次のアドレスで維持しています。
3.1
接触の危険性
ロボットまたはロボットシステムが人体に力や圧力を及ぼす、人間とロボットまたはロボットシステムとの間の意図的または意図的でない物理的接触
3.2
圧力測定装置
PFMD
機械的接触の力と圧力を記録するセンサーを備えた測定器
3.3
生体力学的反応
生体力学 的応答曲線 (3.4) で説明できる機械的負荷を受けたときの生物学的システムの挙動
3.4
生体力学的反応曲線
組織の変形の関数として接触力をプロットする曲線
参考文献
| 1 | ISO 6487:2015, 道路車両 — 衝撃試験における測定技術 — 計装 |
| 2 | ISO 8373:2012, ロボットおよびロボット装置 — 語彙 |
| 3 | ISO 13849-1, 機械の安全性 — 制御システムの安全関連部分 — Part 1: 設計の一般原則 |
| 4 | ISO 13854, 機械の安全性 - 人体の一部の衝突を避けるための最小限の隙間 |
| 5 | ISO/TS 15066:2016, ロボットおよびロボット装置 — 協働ロボット |
| 6 | RIA TR R15, 806:2018, 協調ロボット アプリケーションにおける圧力と力のテストに関するガイド |
| 7 | Herbster S.、Behrens R.、Elkmann N.、自由衝突における協調ロボットの危険性を評価するための新しい変換方法。著書: Bruno Siciliano, Cecilia Laschi, Oussama Khatib (編): 実験ロボット工学。チャム、202チャム: Springer International Publishin 2021, 222-232 |
| 8 | Behrens R.、Elkmann N.、 「協調ロボット工学における接触危険の複雑さを管理するための改訂フレームワーク」 。参加場所: ロボット工学のインテリジェンスと安全性に関する IEEE 国際会議。 2021, 252-258 |
| 9 | Behrens R.、Zimmermann J.、機械的危険の評価のための生体力学的コリドーの決定と将来の測定装置の剛性パラメータの推定。で: DGUV 研究レポート。 2022年 |
| 10 | Behrens R.、Pliske G.、Umbreit M.、Piatek S.、Walcher F.、Elkmann N.、協働ロボットとの物理的に安全な相互作用の生体力学的限界を決定するための統計モデル。前に。ロボット。 2022.AI 8, 記事 667818 |
| 11 | Behrens R.、Pliske G.、人間とロボットのコラボレーション: DGUV および標準化の出版物に含めるための適合性に関する [痛みの閾値の] 部分的な補足検査。で: DGUV 研究レポート。 2019年 |
| 12 | Melia M.、Geissler B.、König J.、Ottersbach HJ, Umbreit M.、Letzel S.、Muttray A.、圧迫痛の閾値: 被験者の要因とピーク圧の意味。 European Journal of Pain (イギリス、ロンドン) 2019, 23 (1), 167-182 |
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the different types of ISO document should be noted. This document was drafted in accordance with the editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives ).
ISO draws attention to the possibility that the implementation of this document may involve the use of (a) patent(s). ISO takes no position concerning the evidence, validity or applicability of any claimed patent rights in respect thereof. As of the date of publication of this document, ISO had not received notice of (a) patent(s) which may be required to implement this document. However, implementers are cautioned that this may not represent the latest information, which may be obtained from the patent database available at www.iso.org/patents . ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see www.iso.org/iso/foreword.html .
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 299, Robotics.
Introduction
All testing methods specified in this document represent the latest state-of-the-art in the research field of contact measurement and testing with robots made for biomechanically safe interactions with humans. The procedures described in this document have been developed with a focus on practical applicability and several examples have been included in the annexes to this effect. The intended users of the document include integrators, operators, and users of collaborative applications as well as manufacturers of pressure-force measurement devices (PFMD).
The purpose of this document is to facilitate the application of other standards such as ISO 10218-2:— 1 , Annex N, robot applications and robot cells integration (based on RIA TR R15.806:2018) or ISO/TS 15066.
1 Scope
This document specifies methods of measuring forces and pressures in physical human-robot contacts. It also specifies methods for analyzing the measured forces and pressures. It further specifies the characteristics of pressure-force measurement devices (PFMD).
This document applies to collaborative applications deployed in an industrial or service environment for professional use.
This document does not apply to non-professional robots (i.e. consumer robots) or medical robots, although the measurement methods presented can be applied in these areas, if deemed appropriate. Additionally, this document does not apply to organizational aspects for performing contact measurements (e.g. responsibilities or data management), assessment of other mechanical contact types (e.g. friction or shearing), assessment of other contact-related hazards (e.g. falling, electrical or chemical hazards). Further, this document does not set requirements for specific PFMD-design or specify methods to identify contact hazards.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
- ISO 10218-2:—, 2Robotics — Safety requirements — Part 2: Industrial robot systems, robot applications and robot cells
- ISO 12100, Safety of machinery — General principles for design — Risk assessment and risk reduction
- ISO/IEC Guide 50, Safety aspects — Guidelines for child safety in standards and other specifications
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 12100 and ISO 10218-2 and the following apply.
ISO and IEC maintain terminology databases for use in standardization at the following addresses:
3.1
contact hazard
intended or unintended physical contact between human and robot or robot system in which the robot or robot system exerts forces and pressures on the human body
3.2
pressure-force measurement device
PFMD
measuring instrument with sensors to record forces and pressures of mechanical contacts
3.3
biomechanical response
behaviour of a biological system when subjected to mechanical load that can be described by biomechanical response curves (3.4)
3.4
biomechanical response curve
curves that plot the contact force as a function of tissue deformation
Bibliography
| 1 | ISO 6487:2015, Road vehicles — Measurement techniques in impact tests — Instrumentation |
| 2 | ISO 8373:2012, Robots and robotic devices — Vocabulary |
| 3 | ISO 13849-1, Safety of machinery — Safety-related parts of control systems — Part 1: General principles for design |
| 4 | ISO 13854, Safety of machinery — Minimum gaps to avoid crushing of parts of the human body |
| 5 | ISO/TS 15066:2016, Robots and robotic devices — Collaborative robots |
| 6 | RIA TR R15, 806:2018, A Guide to Testing Pressure and Force in Collaborative Robot Applications |
| 7 | Herbster S., Behrens R., Elkmann N., A New Conversion Method to Evaluate the Hazard Potential of Collaborative Robots in Free Collisions. In: Bruno Siciliano, Cecilia Laschi und Oussama Khatib (Hg.): Experimental Robotics. Cham, 2021. Cham: Springer International Publishing. 2021, 222-232 |
| 8 | Behrens R., Elkmann N., A Revised Framework for Managing the Complexity of Contact Hazards in Collaborative Robotics. In: IEEE International Conference on Intelligence and Safety for Robotics. 2021, 252-258 |
| 9 | Behrens R., Zimmermann J., Determination of Biomechanical Corridors for the Evaluation of Mechanical Hazards and Estimation of Stiffness Parameters for Future Measurement Devices. In: DGUV study reports. 2022 |
| 10 | Behrens R., Pliske G., Umbreit M., Piatek S., Walcher F., Elkmann N., A Statistical Model to Determine Biomechanical Limits for Physically Safe Interactions With Collaborative Robots. In: Front. Robot. 2022. AI 8, Artikel 667818 |
| 11 | Behrens R., Pliske G., Human-Robot Collaboration: Partial Supplementary Examination [of Pain Thresholds] for Their Suitability for Inclusion in Publications of the DGUV and Standardization. In: DGUV study reports. 2019 |
| 12 | Melia M., Geissler B., König J., Ottersbach H. J., Umbreit M., Letzel S., Muttray A., Pressure pain thresholds: Subject factors and the meaning of peak pressures. European journal of pain (London, England). 2019, 23 (1), 167-182 |