(高清版)GB∕T 38834.1-2020 機(jī)器人 服務(wù)機(jī)器人性能規(guī)范及其試驗(yàn)方法 第1部分：輪式機(jī)器人運(yùn)動(dòng)

ICS25.040.30GB/T38834.1—2020/ISO18646-1:2016機(jī)器人服務(wù)機(jī)器人性能規(guī)范及其Part1:Locomotionforwheeledrobots(ISO18646-1:2016,ID國家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)IGB/T38834.1—2020/ISO18646-1:2016 Ⅲ 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 1 34.1通則 34.2環(huán)境條件 34.3行進(jìn)表面條件 34.4操作條件 45額定速度 4 45.2試驗(yàn)設(shè)施 45.3試驗(yàn)步驟 45.4試驗(yàn)結(jié)果 5 5 56.2試驗(yàn)設(shè)施 56.3試驗(yàn)步驟 56.4試驗(yàn)結(jié)果 57最大斜坡角度 5 57.2試驗(yàn)設(shè)施 67.3試驗(yàn)步驟 67.4試驗(yàn)結(jié)果 6 6 68.2試驗(yàn)設(shè)施 68.3試驗(yàn)步驟 78.4試驗(yàn)結(jié)果 79翻越門檻能力 7 79.2試驗(yàn)設(shè)施 79.3試驗(yàn)步驟 89.4試驗(yàn)結(jié)果 8Ⅱ 10.2試驗(yàn)設(shè)施 10.3試驗(yàn)步驟 10.4試驗(yàn)結(jié)果 附錄A(資料性附錄)轉(zhuǎn)彎寬度的試驗(yàn)配置實(shí)例 參考文獻(xiàn) ⅢGB/T38834.1—2020/ISO18646-1:2016——第1部分：輪式機(jī)器人運(yùn)動(dòng)； —--第3部分：操作；——第4部分：腰部支撐機(jī)器人。本部分為GB/T38834的第1部分。本部分按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。本部分使用翻譯法等同采用ISO18646-1:2016《機(jī)器人服務(wù)機(jī)器人性能規(guī)范及其試驗(yàn)方法第1本部分由中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)提出。本部分由全國自動(dòng)化系統(tǒng)與集成標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC159)歸口。GB/T38834.1—2020/ISO18646-1:2016本部分目的是為了增進(jìn)用戶與制造商對(duì)輪式機(jī)器人性能的理解。本部分定義了輪式機(jī)器人重要的本部分給出了顯著影響機(jī)器人性能的試驗(yàn)方法的特性。本部分的使用者將根據(jù)規(guī)定的要求來選擇本部分的性能規(guī)范不期望被解釋為安全要求的驗(yàn)證和確認(rèn)。本部分僅用于室內(nèi)環(huán)境服務(wù)機(jī)器人。1GB/T38834.1—2020/ISO18646-1:2016機(jī)器人服務(wù)機(jī)器人性能規(guī)范及其試驗(yàn)方法第1部分：輪式機(jī)器人運(yùn)動(dòng) ——IECElectropedia:3.1注1:機(jī)器人包括控制系統(tǒng)和控制系統(tǒng)接口。注3:改寫GB/T12643—2013,定義2.6。3.2[GB/T12643—2013,定義2.10]3.3[GB/T12643—2013,定義2.13]3.4注：改寫GB/T12643—2013,定義3.2GB/T38834.1—2020/ISO18646-1:20163.5注1:移動(dòng)平臺(tái)包括一個(gè)用于支承負(fù)載(3.7)的底盤。[GB/T12643—2013,定義3.18]3.6行進(jìn)面travelsurface3.7負(fù)載load[GB/T12643—2013,定義6.2.1]3.8正常操作條件(3.9)下作用于機(jī)械接口或移動(dòng)平臺(tái)(3.5)且不會(huì)使機(jī)器人性能降低的最大負(fù)載[GB/T12643—2013,定義6.2.2]3.9為符合制造商所給出的機(jī)器人(3.1)性能而應(yīng)具備的環(huán)境條件范圍和可影響機(jī)器人性能其他參數(shù)[GB/T12643—2013,定義6.1]3.10停止距離stoppingdistance移動(dòng)平臺(tái)(3.5)原點(diǎn)從停止啟動(dòng)到完全停止之間所行進(jìn)的最大距離。3.113.12轉(zhuǎn)彎turning;turn3.13原地旋轉(zhuǎn)spinturn;spinning3GB/T38834.1—2020/ISO18646-1:20163.14矩形通道的最小寬度，移動(dòng)平臺(tái)(3.5)在其中能完成某種特定類型的轉(zhuǎn)彎(3.12)。3.15逆向轉(zhuǎn)彎寬度reverseturningwidth3.16U型轉(zhuǎn)彎寬度U-turnwidthU型逆向轉(zhuǎn)彎寬度U-shapedreverseturningwidth移動(dòng)平臺(tái)(3.5)完成一個(gè)U型轉(zhuǎn)彎路徑的逆向轉(zhuǎn)彎寬度(3.15)。注：見圖A,1。3.17三點(diǎn)逆向轉(zhuǎn)彎寬度three-pointreverseturningwidth移動(dòng)平臺(tái)(3.5)完成一次初始向前走、一次向后走以及一次最終向前走的逆向轉(zhuǎn)彎寬度(3.15)。注：見圖A.2。3.18L型轉(zhuǎn)彎寬度L-turnwidth直角轉(zhuǎn)彎寬度rightangleturningwidth移動(dòng)平臺(tái)(3.5)以90°轉(zhuǎn)彎通過一個(gè)L型通道的轉(zhuǎn)彎4試驗(yàn)條件4.1通則機(jī)器人應(yīng)組裝完整、充分充電且可操作，所有自我診斷測(cè)試應(yīng)完全滿足，也應(yīng)確保機(jī)器人在整個(gè)試驗(yàn)過程中以安全的方式運(yùn)行。試驗(yàn)應(yīng)按制造商規(guī)定的操作準(zhǔn)備進(jìn)行。除非在特定章條另有說明，否則本部分中所述試驗(yàn)宜滿足第4章規(guī)定的所有條件。本部分每章中所述的每個(gè)試驗(yàn)可以具有不同試驗(yàn)配置，每個(gè)試驗(yàn)配置需要單獨(dú)的試驗(yàn)步驟。對(duì)每4.2環(huán)境條件所有試驗(yàn)中應(yīng)保持以下環(huán)境條件：——環(huán)境溫度：10℃~30℃;如果制造商規(guī)定的環(huán)境條件超出上述指標(biāo)，應(yīng)在試驗(yàn)報(bào)告中聲明。4.3行進(jìn)表面條件應(yīng)堅(jiān)硬平整，摩擦系數(shù)介于0.75～1.0之間(參見GB/T18029.13)。4GB/T38834.1—2020/ISO18646-1:2016本試驗(yàn)的目的是確定機(jī)器人向目標(biāo)能夠行進(jìn)的最大速度。額定速度表明機(jī)器人執(zhí)行任務(wù)時(shí)能以多快的速度行進(jìn)。在5.2～5.4的試驗(yàn)描述中，額定速度由在水平行進(jìn)表面進(jìn)行的一系列測(cè)量結(jié)果來確定。本試驗(yàn)的建立見圖1。速度測(cè)量的試驗(yàn)區(qū)域應(yīng)至少長(zhǎng)1000mm且足夠?qū)?。在加減速試驗(yàn)區(qū)域的兩端應(yīng)提供足夠的空間。傳感器宜放置在速度測(cè)量試驗(yàn)區(qū)域的兩端，以測(cè)量輪式機(jī)器人的開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間。單位為毫米b——減速區(qū)域。本試驗(yàn)包括一個(gè)配置。每次試驗(yàn)應(yīng)按以下步驟進(jìn)行：如果機(jī)器人沒有到達(dá)測(cè)試區(qū)域的終點(diǎn)線或者如果其偏離指定行進(jìn)方向且超過測(cè)量試驗(yàn)區(qū)域長(zhǎng)度的10%,則試驗(yàn)應(yīng)認(rèn)定為失敗。額定速度(規(guī)定單位為m/s)應(yīng)選擇連續(xù)三次成功試驗(yàn)中的最小速度值。5GB/T38834.1—2020/ISO18646-1:2016應(yīng)在試驗(yàn)報(bào)告中聲明額定速度以及摩擦條件等具體試驗(yàn)條件。6停止特性本試驗(yàn)的目的是確定停止距離和停止時(shí)間，以表明機(jī)器人在其環(huán)境中具有可靠的導(dǎo)航能力。機(jī)器6.2試驗(yàn)設(shè)施應(yīng)具備足夠大的水平行進(jìn)表面試驗(yàn)區(qū)域。試驗(yàn)區(qū)域的長(zhǎng)度宜足以使機(jī)器人達(dá)到額定速度并且安全停止。試驗(yàn)設(shè)施應(yīng)具有能及時(shí)確定機(jī)器人——在與機(jī)器人行進(jìn)方向垂直的路徑旁墻體上每間隔10mm涂上窄條紋并且每間隔100mm涂——也能夠使用先進(jìn)定位設(shè)備如3D運(yùn)動(dòng)跟蹤系統(tǒng)。試驗(yàn)包括相應(yīng)的測(cè)試配置。每次試驗(yàn)應(yīng)按以下步驟進(jìn)行：GB/T5226.1中的1類或2類停止類型，以保證穩(wěn)定地停止；備同步的電氣輸出信號(hào)。d)通過測(cè)量移動(dòng)平臺(tái)從停止啟動(dòng)到完全停止之間所行進(jìn)的距離和所經(jīng)過的時(shí)間來記錄停止距離和停止時(shí)間。完全停止的意思是整個(gè)移動(dòng)機(jī)器人完全停止運(yùn)動(dòng)。對(duì)于需要有穩(wěn)定性控制的移停止距離和停止時(shí)間應(yīng)從前三次試驗(yàn)中選擇最大值。6.4試驗(yàn)結(jié)果7最大斜坡角度本試驗(yàn)?zāi)康氖谴_定機(jī)器人在指定方向上能夠行進(jìn)的最大斜坡角度。6GB/T38834.1—2020/ISO18646-1:20167.2試驗(yàn)設(shè)施試驗(yàn)應(yīng)在指定角度的斜坡上進(jìn)行，精度誤差為±0.5°。7.3試驗(yàn)步驟試驗(yàn)包括5種配置形式，見表1。表1試驗(yàn)配置試驗(yàn)配置機(jī)器人相對(duì)于斜坡的路徑機(jī)器人運(yùn)行方向1向上向前2向上向后3向下向前4向下向后5橫向(垂直)向前每次試驗(yàn)應(yīng)按以下步驟進(jìn)行：a)斜坡設(shè)定為指定角度。b)裝載額定負(fù)載的機(jī)器人放置在斜坡的初始位置。c)機(jī)器人以制造商標(biāo)稱的速度按直線移動(dòng)至少1000mm。d)機(jī)器人到達(dá)目標(biāo)位置后應(yīng)停止于斜坡上。如果機(jī)器人沒有到達(dá)試驗(yàn)區(qū)域的終點(diǎn)線，或者如果它偏離了指定行進(jìn)方向且超過試驗(yàn)區(qū)域長(zhǎng)度的20%,則應(yīng)認(rèn)為試驗(yàn)失敗。在連續(xù)三次試驗(yàn)成功后，試驗(yàn)步驟中使用的斜坡角度應(yīng)聲明為試驗(yàn)配置的最大的斜坡角。最大斜坡角度以及特定的試驗(yàn)條件，包括摩擦條件和指令速度應(yīng)按表2在試驗(yàn)報(bào)告中聲明。表2最大斜坡角度行進(jìn)方向向上/向前向上/向后向下/向前向下/向后橫向/向前最大斜坡角度8斜坡上最大速度本試驗(yàn)的目的是確定移動(dòng)機(jī)器人以指定方向在固定角度斜坡上的最大速度。8.2試驗(yàn)設(shè)施試驗(yàn)設(shè)施應(yīng)安裝能夠給機(jī)器人測(cè)速的測(cè)量系統(tǒng)，速度測(cè)量試驗(yàn)區(qū)域應(yīng)至少長(zhǎng)1000mm并足夠?qū)?。測(cè)試區(qū)域的每一端應(yīng)為機(jī)器人加速和減速提供足夠的空間。7GB/T38834.1—2020/ISO18646-1:20168.3試驗(yàn)步驟試驗(yàn)包括表3中列出的5種行進(jìn)方式。每種方式分別在3°、6°和10°3種斜坡角度上進(jìn)行。因此，應(yīng)測(cè)試最多15種試驗(yàn)配置。表3行進(jìn)方式行進(jìn)方式機(jī)器人相對(duì)于斜坡的路徑機(jī)器人驅(qū)動(dòng)方向1向上向前2向上向后3向下向前4向下向后5橫向(垂直)向前對(duì)于每種測(cè)試配置，每次試驗(yàn)應(yīng)按照以下步驟：b)機(jī)器人在加速時(shí)以直線移動(dòng)，以最大速度移動(dòng)，再減速。c)機(jī)器人速度由最大速度區(qū)域的測(cè)量系統(tǒng)確定。d)機(jī)器人到達(dá)目標(biāo)位置后應(yīng)停止在斜坡上。如果機(jī)器人沒有到達(dá)試驗(yàn)區(qū)域的終點(diǎn)線，或者如果偏離行進(jìn)方向且超過測(cè)試區(qū)域長(zhǎng)度的20%,則應(yīng)被認(rèn)為試驗(yàn)失敗。每次測(cè)試配置中斜坡上的最大速度應(yīng)選擇連續(xù)三次成功試驗(yàn)中的最小的速度。8.4試驗(yàn)結(jié)果對(duì)于每種試驗(yàn)配置，每個(gè)斜坡上的最大速度以及特定的試驗(yàn)條件，包括摩擦條件應(yīng)按表4在試驗(yàn)報(bào)告中聲明。表4最大速度行進(jìn)方向向上/向前向上/向后向下/向前向下/向后橫向/向前斜坡角度為3°時(shí)的最大速度斜坡角度為6°時(shí)最大速度斜坡角度為10°時(shí)最大速度9翻越門檻能力9.1目的本試驗(yàn)?zāi)康氖谴_定機(jī)器人能夠通過的最大門檻高度。為了通過一個(gè)長(zhǎng)門檻，機(jī)器人需要能夠在沒有任何損害的情況下攀爬上下門檻。對(duì)于短門檻機(jī)器人也應(yīng)有足夠的離地間隙，以使除了輪子之外的移動(dòng)機(jī)器人的本體在翻越時(shí)不觸碰門檻。9.2試驗(yàn)設(shè)施試驗(yàn)設(shè)施應(yīng)有兩種門檻：8GB/T38834.1—2020/ISO18646-1:2016圖2是門檻示意圖。門檻高度H應(yīng)設(shè)定為指定值。門檻寬度W宜比機(jī)器人寬度大。門檻長(zhǎng)度L的確定應(yīng)考慮機(jī)器人尺寸及應(yīng)用環(huán)境。短門檻典型長(zhǎng)度為100mm,而長(zhǎng)門檻的長(zhǎng)度至少為1000mm,以保證所有輪子都處在長(zhǎng)門檻表面。門檻正面倒角應(yīng)平滑并且其半徑r最大為3mm。圖2門檻的三維尺寸9.3試驗(yàn)步驟試驗(yàn)包括兩種配置：對(duì)兩種試驗(yàn)配置，每種試驗(yàn)應(yīng)按照以下步驟：a)門檻高度設(shè)定為特定值。b)輪式機(jī)器人裝載額定負(fù)載，放置在初始位置，機(jī)器人可以在到達(dá)門檻之前達(dá)到指定速度。c)除非由制造商指定，機(jī)器人以指定速度沿垂直于門檻前緣的直線移動(dòng)。d)機(jī)器人應(yīng)完全通過門檻。如果在試驗(yàn)過程中，機(jī)器人沒有完全通過門檻，或者移動(dòng)平臺(tái)本體而不是輪子接觸了行進(jìn)表面，應(yīng)認(rèn)為試驗(yàn)失敗。在前三次連續(xù)成功的試驗(yàn)中使用的門檻高度應(yīng)聲明為試驗(yàn)配置中的最大門檻高度。9.4試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)在試驗(yàn)報(bào)告中聲明每個(gè)門檻的最大門檻高度以及具體的試驗(yàn)條件，包括門檻的三維尺寸、正面前10轉(zhuǎn)彎寬度本試驗(yàn)的目的是確定移動(dòng)平臺(tái)特定轉(zhuǎn)彎類型的轉(zhuǎn)彎寬度。轉(zhuǎn)彎寬度不僅由機(jī)械特性(如車輪的轉(zhuǎn)彎角)決定，也取決于控制系統(tǒng)執(zhí)行轉(zhuǎn)彎的能力。本試驗(yàn)中使用三種轉(zhuǎn)彎類型：——U型轉(zhuǎn)彎；9GB/T38834.1—2020/ISO18646-1:2016——三點(diǎn)轉(zhuǎn)彎；--—L型轉(zhuǎn)彎。U型和三點(diǎn)轉(zhuǎn)彎不適用于可原地旋轉(zhuǎn)的移動(dòng)平臺(tái)。相反，對(duì)于此類平臺(tái)，應(yīng)確定其原地旋轉(zhuǎn)的逆向轉(zhuǎn)彎寬度。按以下步驟：a)墻之間的寬度被設(shè)定為特定值；c)機(jī)器人從初始位置啟動(dòng)，直至達(dá)到進(jìn)行該轉(zhuǎn)彎類型時(shí)由制造商指定的速度；d)機(jī)器人啟動(dòng)轉(zhuǎn)彎；如果轉(zhuǎn)彎中機(jī)器人接觸了試驗(yàn)區(qū)域墻體或者機(jī)器人不能到達(dá)指定目標(biāo)位置，則認(rèn)定試驗(yàn)失敗。在前三次連續(xù)成功試驗(yàn)中，墻之間的寬度應(yīng)被聲明為轉(zhuǎn)彎寬度，轉(zhuǎn)彎時(shí)間應(yīng)選擇前三次成功試驗(yàn)中的最每種類型的轉(zhuǎn)彎寬度連同摩擦條件、給定速度和轉(zhuǎn)彎時(shí)間等特定的測(cè)試條件，均應(yīng)在試驗(yàn)報(bào)告中聲明。GB/T38834.1—2020/ISO18646-1:2016(資料性附錄)轉(zhuǎn)彎寬度的試驗(yàn)配置實(shí)例轉(zhuǎn)彎寬度試驗(yàn)包括三種：U型轉(zhuǎn)彎、三點(diǎn)轉(zhuǎn)彎和L型轉(zhuǎn)彎，如圖A.1～圖A.3所示，圖中w表示實(shí)體墻的寬度。圖A.1移動(dòng)平臺(tái)的U型轉(zhuǎn)彎寬度圖A.2移動(dòng)平臺(tái)的三點(diǎn)轉(zhuǎn)彎寬度圖A.3移動(dòng)平臺(tái)的L型轉(zhuǎn)彎寬度[1]GB/T18029.2輪椅車第2部分：電動(dòng)輪椅車動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性的測(cè)定(GB/T18029.2—2009,ISO7176-2:2001,IDT)[2]GB/T18029.13