TCASMES XXX-2022 腰部有源助力外骨骼机器人（征求意见稿）

ICS25.040.30

CCSJ28

团体标准

T/CASMESXXX—2022

腰部有源助力外骨骼机器人

Waistactivepowerassistedexoskeletonrobot

（征求意见稿）

2022-XX-XX发布2022-XX-XX实施

中国中小企业协会发布

T/CASMESXXX—2022

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定

起草。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由迈宝智能科技（苏州）有限公司提出。

本文件由中国中小企业协会归口。

本文件起草单位：迈宝智能科技（苏州）有限公司、中国中小企业协会……

本文件主要起草人：魏巍……

II

T/CASMESXXX—2022

腰部有源助力外骨骼机器人

1范围

本文件规定了腰部有源助力外骨骼机器人（以下简称“机器人”）的术语和定义、基本要求、技术

要求、试验方法、检验规则、标志、说明书、包装、运输及贮存、质量承诺。

本文件适用于有腰部、上肢助力需求的人群作业时使用的外骨骼机器人。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB/T70.1内六角圆柱头螺钉

GB/T70.2内六角平圆头螺钉

GB/T70.3内六角沉头螺钉

GB/T96.1大垫圈A级

GB/T191包装储运图示标志

GB/T1184形状和位置公差未注公差值

GB/T1804一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差

GB/T9254—2008信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法

GB/T9969工业产品使用说明书总则

GB/T13306标牌

GB/T13384机电产品包装通用技术条件

GB/T16838—2021消防电子产品环境试验方法及严酷等级

GB/T17625.1电磁兼容限值谐波电流发射限值(设备每相输入电流≤16A)

GB/T17625.2电磁兼容限值对每相额定电流≤16A且无条件接入的设备在公用低压供电系统中

产生的电压变化、电压波动和闪烁的限制

GB/T17626.2电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验

GB/T17626.3电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验

GB/T17626.4电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验

GB/T17626.5电磁兼容试验和测量技术浪涌（冲击）抗扰度试验

GB/T17626.6电磁兼容试验和测量技术射频场感应的传导骚扰抗扰度

GB/T17626.8电磁兼容试验和测量技术工频磁场抗扰度试验

GB/T21564.1报警传输系统串行数据接口的信息格式和协议第1部分：总则

GB31241便携式电子产品用锂离子电池和电池组安全要求

GB/T34975信息安全技术移动智能终端应用软件安全技术要求和测试评价方法

GB/T37283服务机器人电磁兼容通用标准抗扰度要求和限值

GB/T37284服务机器人电磁兼容通用标准发射要求和限值

GB/T38834.1机器人服务机器人性能规范及其试验方法第1部分：轮式机器人运动

GB/T39785服务机器人机械安全评估与测试方法

1

T/CASMESXXX—2022

GB/T40013服务机器人电气安全要求及测试方法

ISO10218—1机器人和机器人设备—工业机器人的安全要求—第1部分：机器人（Robotsand

roboticdevices—Safetyrequirementsforindustrialrobots—Part1:Robots）

3术语和定义

GB/T38834.1界定的术语和定义适用于本文件。

4基本要求

研发设计

4.1.1应采用计算机辅助设计软件，对关节、控制系统等关键部件的强度、刚度、稳定性进行计算分

析，并结合试验测试进行优化设计。

4.1.2根据人体工程学进行机械结构设计。

4.1.3使用计算机仿真环境对机器人运动进行模拟仿真试验，验证运动人体运动规范。

原材料及零部件

4.2.1机器人加工件加工表面不应有划痕、擦伤等缺陷，未注尺寸公差应符合GB/T1804和GB/T1184

的要求。

4.2.2紧固件应符合GB/T70.1、GB/T70.2、GB/T70.3、GB/T96.1等标准的要求，尺寸及质量应符

合设计文件的规定并有相关的证明文件。

4.2.3机器人谐波减速器应符合通电低速（100r/min）运行，不可有异响或异常震动。

4.2.4机器人电机转动垂直度误差±0.15mm，外圆跳动误差±0.15mm。

4.2.5机器人电池宜选用锂电池，应符合GB31241的规定，应使用万用表对机器人电池和充电器的电

压进行测量，电压应符合额定值。

4.2.6通过设计人机交互力的限制进行对机器人运动零部件的风险评估，应使用符合ISO10218—1

要求的机器人。对应关节的功率、力和人体工程学的参数应该通过风险评估决定。

4.2.7机器人预期与人体接触部分材料，如绑带、末端抓取机构等，需要按照GB/T16886.1的要求完

成生物相容性评价活动，保证预期与人体接触部分材料的生物安全性。

4.2.8材料代用应保证不降低原设计的强度、刚度、稳定性、疲劳强度，不影响原设计规定的性能和

功能要求。

4.2.9材料代用还应考虑加工制造时产生的影响，如应力集中、可焊性、热处理性、内应力等，不得

降低承载能力和使用寿命。

工艺装备

机器人采用组装工艺，生产过程中对减速器装配、传感器装配、机器人控制系统装配环节进行过程

检验。

5技术要求

结构

5.1.1组成

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5.1.1.1机器人应包括本体、附属配件、控制系统以及相关应用软件。

5.1.1.2机器人应配有腰部、腿部防护带或其他辅助保护装置，防护带宽度应不小于60mm。

5.1.2本体

5.1.2.1机器人在使用过程中，不应存在各类正常搬运动作之间的运动范围干涉、人体干涉等现象。

5.1.2.2机器人在正常工作状态下，使用者可触及的区域内，不应存在被剪切、卷入、挤压或碰撞的

可能。

5.1.2.3机器人本体的机构运动应灵活、平稳、可靠，穿戴时其运动应始终处于受控状态。

5.1.2.4穿戴中与人体接触的依靠部位或其他必要部位应用软性材料防护。

5.1.3传感器

5.1.3.1本体的主动关节运动单元应设置能测量位姿信息的传感器。

5.1.3.2本体中的主动关节运动单元上应设置具有力或力矩测量功能的传感器或装置。

5.1.4控制系统

5.1.4.1控制系统应单独设置电源开关和急停装置。

5.1.4.2控制系统应设置正常运行指示灯和故障指示灯。

5.1.4.3控制系统应设置通信接口，支持1个或多个通信接口。

外观

5.2.1金属制件（不锈钢除外）表面，应进行电镀、喷塑等防锈处理。

5.2.2喷涂件表面色泽应均匀，光滑平整，不允许有露底、起泡、脱落、开裂、漏挂和明显的擦伤、

碰伤等缺陷。

5.2.3焊接件焊接缝表面应均匀平整，不应有漏焊、虚焊、焊瘤、夹渣、裂缝、烧穿、飞溅物等缺陷。

5.2.4硬质材料的边缘和尖角，应有半径不小于0.5mm的圆滑过渡或其他永久保护件予以防护。

软性材料

5.3.1各部位绑缚等的软性材料填充物应充盈饱满，缝边应牢固规整，外表面不应有皱褶、褪色、跳

线和破损等缺陷。

5.3.2与人体直接接触的零部件不应采用玻璃纤维等对人体有刺激的增强材料。

功能

5.4.1搬运助力功能

机器人工作模式应可设定，应具有如下工作模式中的一种或多种：

——弯腰助力；

——随动行走；

——弯腰托举；

——行走助力。

5.4.2信息监测功能

机器人应具有与穿戴者之间运动信息的监测功能，监测信息包括但不限于运动位姿、运动速度、相

互作用力和体能消耗等。

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T/CASMESXXX—2022

5.4.3数据分析功能

应具备实时判断机器人运行状态的功能。

5.4.4安全保护功能

5.4.4.1每次开机或者重置时，机器人应有自检和报错、通讯异常检测和报警功能。

5.4.4.2运行时若操作不当，机器人应仍能保证安全使用。

注：操作不当指运行参数设置错误等。

5.4.4.3穿戴作业时，有运行范围限定要求的运动部位应提供终端限位或其他限位方式作为最终的行

程限位措施，以防止运动部件有超出运行范围限定的过冲。

5.4.4.4机器人应具有急停功能，启动急停装置后，机器人应能保持在无助力效果、低阻力可运动状

态。

5.4.4.5机器人应具有声光提示功能，静音和复位时不应停止视觉提示。

5.4.4.6当电量低于20%时，机器人有语音和视觉提示。

5.4.5应用软件功能

5.4.5.1应用软件可实时监测和记录穿戴者与机器人之间的动态信息。

5.4.5.2后台服务应具有数据库，支持记录、保存、查询、存储等功能。

5.4.5.3应用软件安全技术应符合GB/T34975的要求。

运行参数

5.5.1运动速度

穿戴作业时外骨骼的随动步速应可根据穿戴者的步速自动调节，最高可适配到5km/h。

5.5.2绑带长度

机器人绑缚带实际长度相对于设定值或调节值的允差应不超过±40mm。

注：绑缚带是指腰部、肩部和腿部的绑带。

5.5.3关节运动角度

穿戴作业时，机器人可满足的关节运动角度应不小于相应的人体关节正常活动角度。

机械强度

机器人中用于支撑、固定的各部件，应设计、制造成使身体损伤和固定件意外松动的危险减到最小。

工作载荷

正常工作时，穿戴者进行辅助搬运，搬运的工作载荷应在40kg内。

疲劳强度

5.8.1运动的部件，按6.9进行100000次疲劳强度试验后不应产生任何裂纹、破损等现象，并仍可

按使用说明书进行正常操作和使用。

5.8.2当机器人由两种以上（含两种）的独立功能单元组成时，每一单元应能经受疲劳强度试验。

工作噪声

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机器人正常使用时产生的工作噪声在离产品1m处测量应不大于60dB（A）。

续航要求

机器人正常使用时，续航时间应不小于2h。

环境试验

应符合GB/T16838—2021中严酷等级Ⅰ级的要求。

安全试验

5.12.1机械安全应符合GB/T39785的要求。

5.12.2电气安全应符合GB/T40013的要求，其中泄漏电流应不超过0.75mA，线圈接线端与外壳应

能承受试验电压为150%额定电压，历时15s，不应发生绝缘击穿、表面闪络、泄漏电流明显增大或电

压突然下降等现象。

5.12.3报警功能应符合GB/T21564.1的要求（若有）。

电磁兼容性

5.13.1谐波电流、电压波动与闪烁以及骚扰限值应符合GB/T37284的规定。

5.13.2抗扰度要求应符合GB/T37283的规定，采用性能判据A。

6试验方法

试验环境

应具有对机器人成品进行出厂检验的检验场地，除另有说明，全部试验应在-25℃～45℃的环境

温度中完成。

结构检验

6.2.1组成检验

6.2.1.1结合使用说明书检测机器人的产品组成是否包含本体、附属配件、控制系统以及相关应用软

件。

6.2.1.2结构尺寸测量用游标卡尺、钢卷尺、钢板尺或专用量尺测量。

注1：线性尺寸采用卡尺、直尺、卷尺等进行测量。

注2：角度尺寸采用角度尺、量角器等进行测量。

6.2.2本体检验

6.2.2.1采用模拟试用的方法，检验是否存在各类正常搬运动作之间的机器人干涉、运动范围干涉、

人体干涉等现象。

6.2.2.2在使用者可触及的区域内，采用模拟试用的方法，检验是否存在被剪入、卷入、挤压或碰撞

的可能。

6.2.2.3按使用说明书实际操作，观察在额定搬运重量下，助力运动及交互力信息输出是否连续无冲

击和稳定可靠；按说明书设定助力等级，观察助力大小是否发生变化。

6.2.2.4采用目测、手感、试用、观察等方法评定与人体接触的依靠部位或其他必要部位是否存在软

性材料防护。

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T/CASMESXXX—2022

6.2.3传感器检验

按照说明书采用手动操作法进行检查。

6.2.4控制系统检验

6.2.4.1结合使用说明书，观察控制系统是否单独设置电源开关和急停装置，并按使用说明书规定的

方法模拟操作急停装置。

6.2.4.2结合使用说明书，观察操作系统是否配置正常运行指示灯和故障指示灯。

6.2.4.3按使用说明书模拟操作，检验控制系统能否接受传感器检测信息，是否能通过通信接口发送

控制指令。

外观检验

采用目测、手感、试用、观察等方式评定。由2人共同检验，以相同结论为评定结果。

软性材料检验

采用目测、手感、试用、观察等方式评定。由2人共同检验，以相同结论为评定结果。

功能试验

6.5.1助力功能试验

按使用说明书模拟操作，检验不同模式的设定功能。

6.5.2信息监测功能试验

按使用说明书模拟操作，检验是否具有与穿戴者之间运动信息的监测功能，且监测信息是否包括但

不限于运动位姿、运动速度、相互作用力等。

6.5.3数据分析功能试验

按使用说明书模拟操作，检验是否具有实时判断机器人运行状态的功能。

6.5.4安全保护功能试验

6.5.4.1按照5.4.4.1开机和重置时，观察是否有自检和报错功能。

6.5.4.2故意设置错误的运行参数，启动运行后观察能否保证安全使用。

6.5.4.3按使用说明书模拟操作，观察有运行范围限定要求的运动部位是否提供终端限位或其他限位

方式作为最终的行程限位措施，且该措施是否可正常实施。

6.5.4.4结合使用说明书，观察控制系统是否单独设置电源开关和急停装置，并按使用说明书规定的

方法模拟操作急停装置。

6.5.4.5按使用说明书模拟操作声光提示功能，观察静音和复位时是否停止视觉提示。

6.5.4.6使用直流电源连接机器人电池插头，调节电压至电量为20%状态。

6.5.5应用软件功能检验

6.5.5.1按使用说明书模拟操作，观察有无数据显示界面，后台数据库等。

6.5.5.2按使用说明书模拟操作，观察有无记录、保存、查询、存储等功能。

6.5.5.3按使用说明书模拟操作，观察控制软件有无预防和监控设置、代码的安全保护设置等。

运行参数试验

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T/CASMESXXX—2022

6.6.1运动速度试验

按使用说明书模拟操作，检测运动步幅或运动步速是否随动正常。

6.6.2绑带长度试验

对于机器人綁带长度，在空载状态下，采用通用量具测量绑带长度，并计算与设定值之间的偏差。

6.6.3关节运动角度试验

穿戴作业时，按使用说明书模拟机器人试用时的关节运动角度，采用角度仪测量始末位置的角度。

机械强度试验

穿戴者按6.8操作后，目测检查机器人状态，手动检查支撑系统的部件以及对安全方面危险防护有

影响的器件是否发生损坏。

工作载荷试验

穿戴者按使用说明书穿戴作业，执行搬运功能，搬运重物为40kg，试验后不应产生任何裂纹、破

损等现象，并仍可按使用说明书进行正常操作和使用。

疲劳强度试验

对运动的部件，尽可能在接近正常使用频率或小于1Hz和无冲击状态下对运动部件进行疲劳强度检

验，当已经进行一种以上的功能试验后，再进行每个单独试验前可以更换已经使用过的共用件。宜采用

下列试验条件：

——检验载荷：正常工况时允许承载的最大载荷；

——运动范围：超过80%的允许运动范围；

——承载方向：同正常工况时的承载方向，或与50%的人员确定的运动规律一致；

——循环次数：与产品的预期安全使用寿命相适应，宜不少于100000次（完成一个往复运动为1

次）。

注：共用件包括轴承、肘杖等。

工作噪声试验

6.10.1机器人置于背景噪声比测点声压级低10dB（A）的环境中，在额定负荷产生噪声最大的运行

状态下进行测量。

6.10.2测量声级计在正对被测声源处r=1m的测量半径上对称选择4点分别测量，取最大值。

续航要求试验

机器人固定在支撑吊架上连续行走测试，设备可连续运行2h。宜采用下列试验条件：

——检验载荷：正常工况时，允许空机试验；

——运动范围：超过80%的允许运动范围。

环境试验

按照GB/T16838—2021的规定进行。

安全试验

6.13.1机械安全按照GB/T39785的规定进行。

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T/CASMESXXX—2022

6.13.2电气安全按GB/T40013的规定进行，采用泄漏电流测试仪、耐压测试仪对机器人成品的泄漏

电流和耐压指标进行检测。

6.13.3具备的报警功能按照GB/T21564.1的规定进行。

电磁兼容性试验

6.14.1谐波电流

机器人的输入电流按照GB/T17625.1的规定进行。

6.14.2电压波动与闪烁

机器人的电压波动与闪烁限值按照GB/T17625.2的规定进行。

6.14.3骚扰限值

机器人的骚扰限值按照GB/T9254—2008中第4章中A级的测试方法进行。

6.14.4抗扰度

6.14.4.1静电放电抗扰度电试验按照GB/T17626.2的规定进行。

6.14.4.2射频电磁场抗扰度试验按照GB/T17626.3的规定进行。

6.14.4.3电快速瞬变脉冲群抗扰度试验按照GB/T17626.4的规定进行。

6.14.4.4浪涌抗扰度试验按照GB/T17626.5的规定进行。

6.14.4.5射频场感应的传导骚扰抗扰度按照GB/T17626.6的规定进行。

6.14.4.6工频磁场抗扰度试验按照GB/T17626.8的规定进行。

7检验规则

检验分类

检验分为出厂检验和型式检验。

出厂检验

7.2.1每台机器人出厂前必须做出厂检验，检验合格方可出厂，出厂产品须有合格证。

7.2.2出厂检验的项目按照表1的规定进行。出厂检验的项目应全部合格，若有不合格的项目应进行

返修直至合格为止。

型式检验

7.3.1型式检验的项目按表1的规定进行，从出厂检验合格的样品中随机抽取合适的数量进行检验有

下列情况之一时，应进行型式检验：

a)新设计制造的机器人或老产品转厂试制定型时；

b)正式生产后，如结构、材料、工艺发生较大改变等可能影响机器人性能时；

c)停产1年又重新恢复生产时；

d)出厂检验结果与上次型式试验有较大差异时；

e)国家或行业主管部门提出进行型式试验的要求时。

7.3.2型式试验应从出厂检验合格的样品中随机抽取2台进行检验。

7.3.3当检验项目均符合本文件要求时判该检验样品为合格，若有一项或一项以上不合格的项目，则

8

T/CASMESXXX—2022

判为型式检验不合格。

表1检验项目

序号项目要求试验方法出厂检验型式检验

1结构5.16.2√√

2外观5.26.3√√

3软性材料5.36.4√√

4搬运助力功能5.4.16.5.1√√

5信息监测功能5.4.26.5.2√√

6数据分析功能5.4.36.5.3√√

7安全保护功能5.4.46.5.4√√

8应用软件功能5.4.56.5.5√√

9运动速度5.5.16.6.1√√

10绑带长度5.5.26.6.2√√

11关节运动角度5.5.36.6.3√√

12机械强度5.66.7—√

13工作载荷5.76.8√√

14疲劳强度5.86.9—√

15工作噪声5.96.10√√

16续航要求5.106.11√√

17环境试验5.116.12—√

18安全试验5.126.13仅进行泄漏电流和耐压测试√

19谐波电流5.13.16.14.1—√

20电压波动与闪烁5.13.16.14.2—√

21骚扰限值5.13.16.14.3—√

22抗扰度5.13.26.14.4—√

注：“√”表示应检项目；“—”表示不检项目。

8标志、使用说明书、包装、运输、贮存

标志

8.1.1本体上应有永久性标牌，应符合GB/T13306的规定，标牌应置于明显位置。

8.1.2标牌上至少应包括以下内容：

a)产品名称；

b)产品型号；

c)制造商名称及厂址；

d)生产日期和出厂编号；

e)电源额定电压和功率；

f)安全使用寿命。

8.1.3应在机器人明显部位设置以下永久性的警示标识：

a)不当操作可能带来安全隐患的警告标记；

b)其他必须警示的内容和事项。

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T/CASMESXXX—2022

使用说明书

使用说明书应符合GB/T9969的要求。

包装

8.3.1包装箱应符合GB/T13384的要求。

8.3.2包装标志应符合GB/T191的要求。

8.3.3包装箱内应附装箱清单、产品合格证、使用说明书、备件及专用工具。

运输

运输、装卸时应小心轻放、严禁抛掷和碰撞，防止剧烈撞击、振动。避免雨雪直接淋袭、接触腐蚀

性气体。

贮存

机器人应存放在室内或能避雨、雪、风、沙的干燥场所，井不应与腐蚀性物品共同存放。存储环境

温度为-10℃～+40℃，相对湿度应在30%～70%的范围。

9质量承诺

制造厂应保证所供应的机器人在用户妥善保管和合理使用的条件下，自发货日算起18个月内，产

品因制造质量不良而发生损坏或不能正常工作时，制造厂应给予修理或更换。

可追溯性结构件信息保存备查不少于5年。

产品制造商应配备专门的售后服务人员，24h内响应。

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参考文献

[1]GB/T16754机械安全急停功能设计原则

[2]GB/T38260服务机器人功能安全评估

11

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目次

前言.................................................................................II

1范围...............................................................................1

2规范性引用文件.....................................................................1

3术语和定义.........................................................................2

4基本要求...........................................................................2

5技术要求...........................................................................2

6试验方法...........................................................................5

7检验规则...........................................................................8

8标志、使用说明书、包装、运输、贮存.................................................9

9质量承诺..........................................................................10

参考文献.............................................................................11

I

T/CASMESXXX—2022

腰部有源助力外骨骼机器人

1范围

本文件规定了腰部有源助力外骨骼机器人（以下简称“机器人”）的术语和定义、基本要求、技术

要求、试验方法、检验规则、标志、说明书、包装、运输及贮存、质量承诺。

本文件适用于有腰部、上肢助力需求的人群作业时使用的外骨骼机器人。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB/T70.1内六角圆柱头螺钉

GB/T70.2内六角平圆头螺钉

GB/T70.3内六角沉头螺钉

GB/T96.1大垫圈A级

GB/T191包装储运图示标志

GB/T1184形状和位置公差未注公差值

GB/T1804一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差

GB/T9254—2008信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法

GB/T9969工业产品使用说明书总则

GB/T13306标牌

GB/T13384机电产品包装通用技术条件

GB/T16838—2021消防电子产品环境试验方法及严酷等级

GB/T17625.1电磁兼容限值谐波电流发射限值(设备每相输入电流≤16A)

GB/T17625.2电磁兼容限值对每相额定电流≤16A且无条件接入的设备在公用低压供电系统中

产生的电压变化、电压波动和闪烁的限制

GB/T17626.2电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验

GB/T17626.3电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验

G