GBT 36896.1-2018 輕型有纜遙控水下機(jī)器人 第1部分：總則（正式版）

輕型有纜遙控水下機(jī)器人2018-12-28發(fā)布2019-07-01實施國家市場監(jiān)督管理總局中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會IGB/T36896.1—2018前言 2規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 14分類和組成 25要求 26試驗方法 57檢驗規(guī)則 78標(biāo)識和隨機(jī)文件 99包裝、運(yùn)輸及貯存 9ⅢGB/T36896《輕型有纜遙控水下機(jī)器人》分為四個部分：——第1部分：總則；——第2部分：機(jī)械手與液壓系統(tǒng)；——第3部分：導(dǎo)管螺旋槳推進(jìn)器；——第4部分：攝像、照明及其云臺。本部分為GB/T36896的第1部分。本部分按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識別這些專利的責(zé)任。本部分由中華人民共和國自然資源部提出。本部分由全國海洋標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC283)歸口。本部分起草單位：上海交通大學(xué)、浙江大學(xué)、國家海洋標(biāo)準(zhǔn)計量中心、國家海洋局第二海洋研究所、上海大學(xué)、杭州宇控機(jī)電工程有限公司、中國科學(xué)院沈陽自動化研究所。1輕型有纜遙控水下機(jī)器人GB/T36896的本部分規(guī)定了輕型有纜遙控水下機(jī)器人分類、技術(shù)要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、標(biāo)本部分適用于海洋水下環(huán)境觀察與作業(yè)，水下部分起吊(空氣)重量不大于1t的水下機(jī)器人的設(shè)計、生產(chǎn)、采購、檢驗等。江河湖泊用水下機(jī)器人(包括額定工作水深不小于100m的觀測型水下機(jī)器人，和額定工作水深不小于300m的作業(yè)型水下機(jī)器人)也可參考使用。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T191包裝儲運(yùn)圖示標(biāo)志GB5226.1機(jī)械電氣安全機(jī)械電氣設(shè)備第1部分：通用技術(shù)條件GB/T10250船舶電氣與電子設(shè)備的電磁兼容性GB11291.1工業(yè)環(huán)境機(jī)器人安全要求第1部分：機(jī)器人GB/T32065.2海洋儀器環(huán)境試驗方法第2部分：低溫試驗GB/T32065.4海洋儀器環(huán)境試驗方法第4部分：高溫試驗GB/T32065.10海洋儀器環(huán)境試驗方法第10部分：鹽霧試驗GB/T32065.14海洋儀器環(huán)境試驗方法第14部分：振動試驗GB/T32065.15海洋儀器環(huán)境試驗方法第15部分：水壓試驗SJ2737光纖光纜帶寬測量方法3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。有纜遙控水下機(jī)器人remotelyoperatedvehicle;ROV通過臍帶纜進(jìn)行信號和電力傳輸，在水下可自動定向、定深、懸浮或航行，通過水面控制單元被遙控進(jìn)退、橫移、轉(zhuǎn)向或升沉，進(jìn)行水下觀察、檢查和/或作業(yè)的遙控?zé)o人潛水器。以水下攝像為主，并通過水面控制單元進(jìn)行實時監(jiān)控的有纜遙控水下機(jī)器人。具有水下攝像系統(tǒng)，機(jī)械手裝置或其他作業(yè)工具，可通過水面監(jiān)控站進(jìn)行實時監(jiān)控，并能完成水下設(shè)備維護(hù)、打撈、切割、焊接、采樣等工作的有纜遙控水下機(jī)器人。2穩(wěn)態(tài)誤差steady-stateerror系統(tǒng)實際達(dá)到的穩(wěn)態(tài)值與控制指令值之間的偏差。為水下機(jī)器人提供數(shù)據(jù)傳輸、供電以及環(huán)境載荷的線纜及附屬裝置組合體。4分類和組成水下機(jī)器人按功能方式不同分為觀測型水下機(jī)器人和作業(yè)型水下機(jī)器人。組成分別如下：與控制、供配電與通信、螺旋槳推進(jìn)器和水下攝像系統(tǒng)與云臺等組成；水面部分由水面控制單部分由水面控制單元、水面監(jiān)控站和收放系統(tǒng)等組成。注：本部分提到的水下機(jī)器人，如未指明具體類型，則所述條件同時適用于觀測型和作業(yè)型。要求如下：b)成套設(shè)備中，所有緊固件，連接件，應(yīng)裝配牢固、嚴(yán)密。所有相對轉(zhuǎn)動，相對滑動部位應(yīng)靈活c)主體材料若采用金屬材料制作，宜采用同種金屬，有不同金屬的部件應(yīng)進(jìn)行電化學(xué)隔離。d)漆皮表面應(yīng)光潔，不應(yīng)有漏漆、起皮、脫落等缺陷，鍍件、陽極氧化件等表面處理件應(yīng)無露底要求如下：a)水下機(jī)器人應(yīng)能通過臍帶纜與水面控制、供電單元建立通信和供電傳輸，實現(xiàn)水下姿態(tài)、部件工作狀態(tài)以及周圍環(huán)境等實時監(jiān)控及供電；應(yīng)協(xié)調(diào)一致；c)作業(yè)型水下機(jī)器人通過水面控制單元應(yīng)能完成其標(biāo)稱功能的相關(guān)動作。水下機(jī)器人最大前進(jìn)靜水速度應(yīng)不小于3kn,后退速度應(yīng)不小于2kn,垂向速度應(yīng)不小于0.5kn。3水下機(jī)器人的系柱前進(jìn)推力應(yīng)不小于150N,系柱后退推力應(yīng)不小于120N,系柱橫移推力和系柱升沉推力應(yīng)不小于75N。觀測型水下機(jī)器人最低負(fù)載重量應(yīng)不小于5kg(水中),作業(yè)型水下機(jī)器人最低負(fù)載重量應(yīng)不小于偏航角控制精度等級是指偏航角控制穩(wěn)態(tài)誤差與水下機(jī)器人最小旋轉(zhuǎn)角度之比；深度控制精度等級是指深度控制穩(wěn)態(tài)誤差與水下機(jī)器人額定深度之比；高度控制精度等級是指高度控制穩(wěn)態(tài)誤差與水下機(jī)器人高度計量程之比。各控制精度等級見表1、表2和表3。表1偏航角控制精度等級等級偏航角控制精度α120.005<α≤0.0130.01<a≤0.0340.03<α≤0.1表2深度控制精度等級等級深度控制精度D1D≤0.00520.005<D≤0.0130.01<D≤0.0340.03<D≤0.1表3高度控制精度等級等級高度控制精度L12344水下機(jī)器人的臍帶纜通信帶寬應(yīng)不小于50MHz。水下機(jī)器人的臍帶纜通信平均誤碼率應(yīng)不大于10-10水下機(jī)器人的水面部分的安全應(yīng)符合GB11291.1中設(shè)計要求及保護(hù)措施的相關(guān)規(guī)定。水下機(jī)器人、水面控制單元、手持式操縱盒以及動力源都應(yīng)接地并有明顯接地標(biāo)識。不能明顯表明的接地點，應(yīng)在其附近標(biāo)明明顯的接地標(biāo)識。水面控制系統(tǒng)阻值不得超過0.1Ω,水下機(jī)器人電控系統(tǒng)阻值不得超過1Ω。要求如下：a)水面控制單元動力交流電源電路與殼體之間絕緣電阻冷態(tài)時阻值應(yīng)不小于50MΩ,熱態(tài)阻值應(yīng)不小于1MΩ;b)水下控制艙的電路與殼體之間的冷態(tài)絕緣電阻應(yīng)不小于20MΩ,熱態(tài)絕緣阻值應(yīng)不小于c)充油艙內(nèi)的電路與殼體間的冷態(tài)絕緣阻值應(yīng)不小于10MΩ,熱態(tài)絕緣阻值應(yīng)不小于0.5MΩ;d)連接的水密電纜冷態(tài)絕緣電阻值應(yīng)不小于10MΩ,熱態(tài)阻值應(yīng)不小于0.5MΩ。5.5環(huán)境適應(yīng)性水下機(jī)器人在低溫0℃,高溫40℃的環(huán)境中，應(yīng)能正常工作。水下機(jī)器人的貯存溫度在-10℃~60℃之間。水下機(jī)器人的空艙、浮力材料，應(yīng)能在標(biāo)稱的壓力條件下不產(chǎn)生殘余形變，試驗結(jié)束后應(yīng)能正常工作。在頻率13.2Hz～100Hz、振幅7m/s2的條件下，水下機(jī)器人的結(jié)構(gòu)應(yīng)運(yùn)動靈活無明顯變形，設(shè)備表面無裂痕，緊固件無松動，以及各電性能穩(wěn)定。在濃度為4.9%～5.1%,pH值6.5～7.2(35℃)鹽霧條件下，安裝電子元器件的金屬艙表面以及水5下機(jī)器人本體金屬結(jié)構(gòu)不得出現(xiàn)明顯腐蝕現(xiàn)象。5.6電磁兼容水下機(jī)器人各電子部件的射頻電磁場輻射抗擾度和發(fā)射應(yīng)符合GB/T10250中最小抗擾度和發(fā)射要求，試驗中應(yīng)能正常工作。5.7電源適應(yīng)性水下機(jī)器人在電壓波動不小于±15%,頻率波動不小于±10%,零線電壓波動不小于士10%各自的范圍內(nèi)運(yùn)行，工作應(yīng)正常。6試驗方法6.1外觀和結(jié)構(gòu)檢查方法如下：a)目視和觸摸檢查水下機(jī)器人的外觀、文字和標(biāo)識；b)檢查水下機(jī)器人的連接件和主體材料。6.2功能檢查按如下步驟進(jìn)行檢查：a)水下機(jī)器人放置在水池中，水面控制單元通過臍帶纜與水下機(jī)器人建立通信后，水面控制單元應(yīng)能夠在屏幕上顯示水下機(jī)器人水下姿態(tài)數(shù)據(jù)、部件工作狀態(tài)反饋值以及監(jiān)控視頻等相關(guān)b)在空載下，輸入相關(guān)指令控制水下機(jī)器人完成5.2b)規(guī)定的相關(guān)運(yùn)動，水下機(jī)器人的動作應(yīng)與輸入指令協(xié)調(diào)一致；c)按照作業(yè)型水下機(jī)器人的作業(yè)功能，輸入相關(guān)指令控制水下機(jī)器人，應(yīng)能完成5.2c)其中一項6.3性能試驗6.3.1最大靜水速度在水下機(jī)器人的本體上安裝慣導(dǎo)系統(tǒng)，將水下機(jī)器人放在水池中，讓水下機(jī)器人定深在水面以下距離設(shè)備頂部1m左右的深度處，通過手持操縱盒給定輸入控制其進(jìn)退和左右橫移方向，讓水下機(jī)器人本體以最高速度進(jìn)退或左右橫移，來回重復(fù)三次，記錄慣導(dǎo)系統(tǒng)在測試界面上速度所顯示的數(shù)據(jù)參數(shù)，最終的測量結(jié)果即測量值正負(fù)測量誤差(方法誤差十儀器誤差十安裝誤差)。按如下步驟進(jìn)行檢查：a)將水下機(jī)器人固定在系柱推力測試臺上，一起放到水下測試；b)系柱推力測試臺與水下機(jī)器人本體通過5根鋼絲繩連接，其中水平4根，底部1根，前進(jìn)、橫移和垂直方向各有一根鋼絲繩帶拉力傳感器；c)收緊不帶拉力傳感器的2根水平鋼絲繩，使對應(yīng)的拉力傳感器顯示有120%左右的推力值，記錄3個拉力傳感器的輸出值；d)分別控制操縱手柄在三個方向的給定輸入，讓水下機(jī)器人本體以0.005Hz左右的頻率在進(jìn)6退、左右移、升沉的極限轉(zhuǎn)速之間正反向運(yùn)動，來回重復(fù)五次取平均值；e)記錄3個拉力傳感器讀到的最大值與最小值，減去它們的初始值，就是機(jī)器人本體在前進(jìn)、后退、側(cè)向以及升沉三個方向上的最大系柱推力，最終的測量結(jié)果即測量值正負(fù)測量誤差(方法誤差十儀器誤差十安裝誤差)。水下機(jī)器人的相關(guān)位置固定與最低負(fù)載能力相當(dāng)?shù)闹貕K，機(jī)器人在水池中應(yīng)處于基本水平的狀態(tài)，且仍然可以通過垂直推進(jìn)器實現(xiàn)垂直升降運(yùn)動，最終的測量結(jié)果即測量值正負(fù)測量誤差(方法誤差十儀器誤差十安裝誤差)。6.3.4控制精度等級按以下步驟進(jìn)行試驗：a)偏航角控制精度試驗步驟如下：1)在水下機(jī)器人整機(jī)上加裝標(biāo)準(zhǔn)的羅盤；2)用計算機(jī)代替水下機(jī)器人的操作手柄控制其偏航角；3)以0.005Hz左右的頻率控制水下機(jī)器人在360°范圍內(nèi)正反向運(yùn)動；4)記錄計算機(jī)輸入值與標(biāo)準(zhǔn)羅盤讀到的水下機(jī)器人輸出偏航角，來回重復(fù)五次取平均值；5)零速度下穩(wěn)定后5min,計算閉環(huán)控制誤差的最大均方差E。,計算最大均方差E。與水下機(jī)器人最小旋轉(zhuǎn)角度的比值。b)深度或高度控制精度試驗步驟如下：1)在水下機(jī)器人整機(jī)上加裝標(biāo)準(zhǔn)的深度或高度傳感器；2)用計算機(jī)代替水下機(jī)器人的操作手柄控制其深度或高度；3)以0.005Hz左右的頻率控制水下機(jī)器人在額定工作水深的正負(fù)10m,或額定離底高度的正負(fù)5m范圍內(nèi)正反向運(yùn)動；4)記錄計算機(jī)輸入值與標(biāo)準(zhǔn)深度或高度傳感器讀到的水下機(jī)器人輸出深度或高度，來回重復(fù)6.3.4b)3)五次取平均值；5)零速度下穩(wěn)定后5min,計算閉環(huán)控制誤差的深度和高度最大均方差E。,計算深度最大均方差E。與水下機(jī)器人額定工作深度比值，并計算高度最大均方差E。與高度計量程的比值。光纖纜按SJ2737光纖光纜帶寬測量方法進(jìn)行檢測。臍帶纜中的雙絞線或同軸纜通過網(wǎng)絡(luò)測試儀進(jìn)行測試，以一定的速率發(fā)送一定長度的數(shù)據(jù)包，同時以一定的速率發(fā)送背景流量，通過觀察數(shù)據(jù)包丟包率的變化情況來確定臍帶纜的有效帶寬。對于帶光纖纜的臍帶纜的光纖纜兩端分別連接誤碼率監(jiān)測儀和數(shù)字發(fā)生器，通過數(shù)字發(fā)生器和光纜之間連接的光端機(jī)作為光發(fā)送部分，然后在誤碼率檢測儀和光纜之間的光端機(jī)進(jìn)行接收，測試值應(yīng)不大于10-10。臍帶纜中的其他信號纜可直接通過誤碼率測試儀進(jìn)行測試。6.4安全要求試驗按GB11291.1設(shè)計要求及保護(hù)措施規(guī)定的方法對水下機(jī)器人水面部分進(jìn)行功能檢測。7測試水下機(jī)器人的接地電阻。按GB5226.1規(guī)定的絕緣電阻試驗要求檢驗。6.5環(huán)境適應(yīng)性試驗將推進(jìn)器、液壓源、控制艙、攝像和燈等搭載部件或整機(jī)分別按照GB/T32065.2、GB/T32065.4規(guī)定的方法，進(jìn)行儲存溫度和工作溫度的高低溫試驗。6.5.2靜水壓力試驗水下機(jī)器人的空艙、浮力材料靜水壓力，按照GB/T32065.15規(guī)定的方法進(jìn)行試驗；充油電路按照GB/T32065.15進(jìn)行帶電試驗，電路工作應(yīng)正常。按GB/T32065.14規(guī)定的方法進(jìn)行試驗。按GB/T32065.10規(guī)定的方法，對安裝電子元器件的金屬艙以及水下機(jī)器人本體金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行試驗。按GB/T10250規(guī)定的方法進(jìn)行檢測。6.7電源適應(yīng)性在電源額定電壓的±15%范圍內(nèi)時，水下機(jī)器人各運(yùn)行15min,運(yùn)行中工作應(yīng)正常。7檢驗規(guī)則7.1檢驗分類產(chǎn)品檢驗分為出廠檢驗和型式檢驗，具體情況如下：a)有下列情況之一者需要進(jìn)行型式檢驗：1)定型樣機(jī)鑒定時；2)結(jié)構(gòu)、工藝有重大改變，直接影響性能時；3)合同規(guī)定。b)正常生產(chǎn)時僅進(jìn)行出廠檢驗。7.2型式檢驗7.2.1檢驗項目檢驗項目按表4規(guī)定執(zhí)行。8不足1臺按1臺計，數(shù)量大于5臺時，抽取20%。所有檢驗項目均符合規(guī)定的要求時，則判定檢驗合格。若發(fā)現(xiàn)某個檢驗項目不合格，應(yīng)停止檢驗，并在采取糾正措施后，根據(jù)缺陷的嚴(yán)重程度，經(jīng)協(xié)商可重新進(jìn)行全檢或僅對不合格項進(jìn)行檢驗。若再次檢驗仍不合格，則判定檢驗不合格。7.3出廠檢驗7.3.1檢驗項目檢驗項目按表4規(guī)定執(zhí)行。檢驗抽樣應(yīng)全檢或按合同規(guī)定。經(jīng)過對規(guī)定檢驗項目的檢驗，其性能符合規(guī)定的要求，判為合格。若有不合格的檢驗項目，應(yīng)查明原因，采取糾正措施后再對不合格項目和相關(guān)項目進(jìn)行檢驗，若仍有不合格項目，則判為不合格。表4檢