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康复训练机器人电磁兼容检测技术要求

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陈婉如吴瑞豪吴佳欢

摘要：康复训练机器人是医用机器人中的一种，是集医学、生物力学、机械学、机器人等诸多学科为一体的新型交叉研究领域，其结构复杂、组成部件多，应用于患者，存在较大的使用风险，尤其是电磁兼容方面的风险。目前并无康复训练机器人的国家标准，也没有相关的检测方法。本文从康复训练机器人的标准、运行模式、测试布置等进行研究，建立康复训练机器人电磁兼容检测流程与方法。

关键词：康复训练机器人;电磁兼容;检测

中图分类号：TP311 ? ? ? 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2020）17-0173-02

《国家中长期科技发展规划纲要（2006-2020）》将发展智能服务机器人作为前沿技术[1]。机器人的种类有很多，随着科学技术的发展与医疗水平的提高，医用机器人研究和使用量逐年上升。医用机器人是作为医用设备或医用系统使用的机器人，康复训练机器人是其中的一种，[2]随着中国人口老龄化越来越严重，越来越多的老年人需要通过康复训练机器人恢复其运动功能。

1 康复训练机器人结构组成及工作原理

康复机器人是指用于执行康复、评价、补偿或缓解的医用机器人。机器人一般由机械、传感、控制三大部分组成，机械部分包括驱动系统和机械系统，传感部分包括感知系统和机器人-环境交互系统，控制部分包括了人机交互系统和控制系统，共六个子系统，如图1所示。

2 运行模式的选择

康复训练机器人作为医用机器人中的一种，种类多，上肢康复训练机器人、下肢康复训练机器人是目前研究的较多的康复训练机器人。不同的机器人、不同的工作方式对确定不同康复训练机器人的工作模式带来了很大的挑战，但是康复训练机器人作为一种医用电气设备，电磁兼容测试需要满足YY0505标准要求，康复训练机器人属于服务机器人中的一种，因此需要参照服务机器人的电磁兼容检测标准进行检测，2019年新发布《GB/T 37283 服务机器人电磁兼容通用标准抗扰度要求和限值》和《GB/T 37284服务机器人电磁兼容通用标准发射要求和限值》两项服务机器人电磁兼容检测标准。

康复训练机器人通常是载人康复训练，因此在选择工作模式时，应模拟实际工作时的状态，重点研究载人模式下的电磁兼容检测。康复训练机器人的工作模式见表1。

无论是固定式康复训练机器人还是移动式康复训练机器人，当模式1和模式2不能涵盖最大发射状态或者最敏感状态时，可以自定义模式，并且需要在测试报告中说明模式状态。

移动式康复训练机器人在充电或连接电源时可以正常工作，则按照额定速度下的典型工作模式进行测试。当康复训练机器人在充电和电池供电状态下都可以工作，则可以选上表中2.工作模式、3.可选模式检测。

3 基本性能的判定

医用电气设备、康复训练机器人在运行时不正常运行，会给患者、操作者带来不可承受的风险与伤害，因此“安全”的概念已经从基本安全延伸到基本性能[3]。

康复训练机器人应根据其临床用途定义其基本性能，常见的抗扰度不合格性能判据，如：显示屏黑屏、电机停止、误报警、通信中断等。

康復训练机器人电磁兼容测试应满足以下测试标准，如表2。

4 测试布置

康复训练机器人测试布置应依照标准进行，通常参照GB/T 6113.201和GB/T 6113.203标准进行布置，仅桌面式的康复训练机器人按照台式设备进行设备测试布置;仅落地式的康复训练机器人按照落地式设备测试布置;桌面式或落地式的康复训练机器人按照台式设备测试布置;支架固定式康复训练机器人按照支架或台式设备测试布置;其他壁挂式、吊顶式等康复训练机器人，按照台式设备测试布置，即机器人正常工作方向，模拟实际工作状态进行布置。

移动式机器人在正常工作时，需要放置在一个绝缘材料支撑系统（高度不高于15cm），使机器人驱动系统可以自由运动[4]，移动式机器人布置如图2所示。

说明：h——0.10m;

R——不导电滚轴;

G——半点波暗室或开阔试验场的接地平板;

B——全电波暗室测试区域底部平面。

5 问题与改进

由于我国康复工程发展时间短，科技投入严重不足等原因[5]，我国目前没有康复训练机器人相关标准，亟须制定康复训练机器人标准填补空白。随着康复训练机器人应用领域的扩展，合理规划和制定康复训练机器人相关标准，开发具有知识产权的检测仪器、监控装置将会进一步推动医疗康复机器人检测行业的快速发展。

参考文献：

[1] 乐珺，陈忠，郭凤仙.国内外医用康复机器人行业标准的研究[J].机械制造与自动化，2018，47（1）：176-180.

[2] Russell H. Taylor. A Perspective on Medical Robotics[J].Proceedings of the IEEE，2006，94（9）：1652-1664

[3] IEC 60601-2-8-2010+Amd 1-2015，CSV Consolidated version Medical electrical equipment-Part 1： General requirements for basic safety and essential performance [S]

[4] GB/T 37284-2019，服务机器人电磁兼容通用标准发射要求和限值[S].

[5] 乐珺，陈忠，郭凤仙.国内外医用康复机器人行业标准的研究[J].机械制造与自动化，2018，47（1）：176-180.

【通联编辑：梁书】

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