UL3300標準中文版-2020機器人UL中文版標準

2020年8月24日UL330012020年8月24日1引言51范圍72規(guī)范性引用文件83術語，定義和縮寫84一般要求95非機器人功能106機械手功能117出行117.1一般117.2為出行提供保障127.4抗電磁干擾能力168安全相關控制系統(tǒng)179電源20附件A(規(guī)范性)弱勢群體A.1輔助功能22A.2觸摸溫度22A.3零件尺寸22A.4紡織品22A.5毒性22附件B(規(guī)范性)紡織品附件C(規(guī)范)操縱器附件D(信息性)軟件類和性能級別之間2020年8月24日UL33003本調查大綱描述了服務，通信，信息，教育和娛樂(SCIEE)機器人的安全要求?！堆芯烤V要》列舉了對機器人功能的補充要求，其中包括多方向移動性和操縱性。音頻/視頻，信息和通信技術設備的標準-第1部分：安全要求(UL62368-1)提供了與SCIEE機器人相關的多種能源的產品安全要求。它根據應用指定了機械能源要求。它并沒有完全預料到與機械手相關的機械能源所帶來的額外危害，這些機械手沒有包含在有教養(yǎng)的或熟練的技術人員所使用的外殼或工作單元內。現有的機器人技術標準已針對工業(yè)應用進行了完善開發(fā)，并考慮了工業(yè)使用環(huán)境的安全風險評估框架。其他標準解決了ISO13482(機器人和機器人設備-個人護理機器人的安全要求)所指的“固有安全設計”。例如，家用地板護理機器人標準依賴于電池操作和電池充電的典型最終產品安全標準要求。UL3300的要求專門用于解決SCIEE機器人功能的安全問題，這對于降低疼痛和受傷的風險而言，不是UL62368-1要求所期望的。由于機器人的速度和質量，使用環(huán)境和其他考慮因素，機動性和/或不受控制的操作會帶來潛在的危險。機器人功能的動態(tài)性質需要擴展評估。附加要求的標識符合UL62368-1第4.1.2節(jié)“未特別涵蓋的結構”。在結構化和非結構化環(huán)境中，無論有無監(jiān)管，要保護人員免受各種尺寸和類型的機器人的操作所產生的有害能源的傷害，都需要與安全相關的控制措施，以使機器人能夠對使用環(huán)境做出響應。規(guī)定要采用的控制是不切實際的，因此必須將重點放在為確定控制效果而對機器人提出的操作挑戰(zhàn)上。但是，目前沒有完整的操作挑戰(zhàn)庫可供參考?？紤]到這一點，UL3300已模擬了預期的某些結構的代表性環(huán)境條件，并具有占位符，這些環(huán)境條件在發(fā)布時無法充分代表環(huán)境條件。這項針對SCIEE機器人應用的調查大綱的進一步開發(fā)將要求準備安全案例，以證明在預期的運營設計領域中與安全相關的控件是否足夠。UL4600自主產品評估標準提供了開發(fā)安全案例的總體方法。UL3300規(guī)定了對某些SCIEE機器人的要求，同時提供了一個框架，以便在安全案例開發(fā)工作逐步完成時包括更多的機器人。這些要求的應用要求對特定的機器人操作設計領域進行充分的考慮，并認為為滿足要求的意圖而需要進行其他操作挑戰(zhàn)(第7.4節(jié))。在應用本《調查大綱》時，所獲得的經驗將導致對現有要求的更新，并記錄針對當前尚未完全解決的那些機器人的新要求。52020年8月24日5這些要求補充了相關標識標準中描述的預期的非機器人產品功能的安全性要求，并在適用時涵蓋了室內和室外使用的機器人。范圍包括旨在用于商業(yè)用途的服務機器人，其中機器人的持續(xù)運行在操作過程中不需要經過指導或技術人員注1:有關普通，指導和技術人員的說明，請參閱第0章中的UL62368-1,“本產品安全標準的原則”。筆記2:指導人員啟動/配置機器人的地方(例如，教育環(huán)境)在操作過程中不被視為干預。這些要求不適用于：-遵守職業(yè)安全與健康法規(guī)-適用于飛機，船只和公路車輛-作為安全或生命安全系統(tǒng)或與之集成在一起的ISO13482,機器人和機器UL/ULC2271,輕型電動汽車(LEV)電池標準UL/ULC2580,輕型電UL60730-1,自動電氣控制標準-第1部分：一般要求UL50,電氣設備外殼標準，非環(huán)境考慮因素IEC60529,外殼提供的防護等級(IP代碼)例：由本地安全巡邏隊監(jiān)視的安全機器人。輸入注意事項：對于被動檢測，接收器是傳感器單元。為了進行主動檢測，發(fā)送器和接收器共同構成了傳感器單元。例：CCD是照相機的傳感器單元部分。激光和光檢測器一起形成LiDar的傳感器單元。3.5停放站-機器人的外部附件，機器人可以將其返回或由用戶返回，以給機器人的電池充電和/或與網3.6弱勢人員-由于年齡，識字水平，身體或精神狀況或限制或無法訪問產品安全信息而遭受產品或系統(tǒng)3.7室外位置-機器人受保護的建筑物或其他結構不受天氣或其他室外影響的保護受到限制或不存在的位置。3.8機械手-一種機器，其中機械通常由一系列節(jié)段組成，這些節(jié)段彼此接合或滑動，目的是(通過使用末端執(zhí)行器)抓握和/或通常以幾個自由度移動物體。3.9安全相關的控制功能-在這種情況下，是指通過處理傳感器單元輸入而產生的控制動作，該動作將機器人功能保持在機器人類型的聲明參數范圍內。3.10有效負載-由SCIEE機器人承擔的額定物理負載。3.11操作設計域-SCIEE機器人旨在在其中進行操作的一組環(huán)境和情況。這不僅包括直接的環(huán)境條件和地理限制，而且還包括對該環(huán)境中將發(fā)生的一組對象，事件和其他條件的表征。3.12單一故障-單個保護(但不是加強保護)或單個組件或設備出現故障的情況。4一般要求機器人的構造應確保在正常使用中(如運行設計領域所述),可預見的環(huán)境使用條件和可預見的濫用，它們能夠安全運行，以免對人員或周圍環(huán)境造成危險。通常，通過單獨考慮預期用途，存在的能量，機器人功能以及前述的任意組合來實現該原理。4.1在相關條款中以及在這些條款中引用的相關附件中指定了要求。4.2如果通過檢查證明材料，組件或子組件的合規(guī)性，則可以另外通過查看已發(fā)布的數據或測試結果來確定此類合規(guī)性。4.3除非另有說明，否則在完整的機器人上進行測試。如果需要破壞某個特征以評估保護手段，則應在測5非機器人功能UL62368-1(音頻/視頻，信息和通信設備)中規(guī)定的針對機密能源的防護措施要求適用于服務，通信，信息，娛樂和教育機器人。5.1特定組件的要求如下：5.1.1電池和電池根據其應用應符合UL62368-1的附錄M。為牽引電機或機械手的移動平臺供電的電池應符合第9條對電源的要求。5.1.2電源應根據其應用符合UL62368-1的適用要求。當為充電站(或擴展塢)的特定操作提供電源而不是為SCIEE功能供電時，它應符合第9章對電源的要求。5.1.3機電緊急停止開關應符合UL60947-5-5。5.2對于打算由弱勢人群使用的機器人，應適用附錄A三弱勢人群的附加要求。5.3供室外使用的機器人應-額定最低3R或IPX4,注意：外殼類型在UL50E中指定。IP等級在IEC60529中指定。-以15Vrms,30Vdc或21.2Vpk-證明所有緊急和保護性起停控制裝置以及所有其他與安全相關的控制裝置在弄濕后仍能正常運行。5.4對于全部或部分被紡織品覆蓋的機器人，應適用附件B三紡織品中的附加要求。5.5對于需要具有聲音指示器的機器人，輸出電平應為最小55dB,最大85dB。5.6除服務，通信，信息，娛樂和教育之外，具有預期使用功能的機器人還應遵守有關該功能的相關UL安全標準。在這種情況下，標準之間的要求可能有所不同，則應采用最繁重的要求。例：如果應用的相關安全標準指定了污染等級2,而另一個相關標準指定了污染等級3,則具有多個應用程序的該機器人將受到污染等級3的要求。通過檢查和測試檢查是否合格。2020年8月24日UL3300116機械手功能-對于移動性，是第7和8條中規(guī)定的要求。-對于機械手，[附錄C-開發(fā)中中7流動性7.1.3應規(guī)定預期的操作設計域(ODD)。規(guī)范應包括：-誰來操作機器人?-機器人將在哪里使用?-機器人將做出哪些決定?-必須滿足哪些安全操作需求?-有什么限制?-如何使用各種機器人組件(例如機械手)?-用戶將使用機器人多長時間?-機器人應在什么環(huán)境下有效運行?12UL33002020年8月24日類型特點12斤3斤>0.3m/秒45-38.5公斤5>38.5公斤5#高度是從支撐面開始測量的。-在操作中表現出對3V/m輻射電磁場的抵抗力。7.2.4第4類及更高類型的機器人所施加的動能不能超過12J,與機器人可能接觸的人。7.2.5防護裝置和與安全相關的控制系統(tǒng)組件應能夠執(zhí)行其預期的功能，并且在正常操作下受到振動時，不得脫離其安裝或受到其他損壞。7.2.6通過檢查，測量和條款7.2.7-7.2.12的測試來檢驗其是否合格。除非另有規(guī)定，并且除了第7.2.9和7.2.11條的測試方法外，-用機器人及其任何可移動部件(包括門，抽屜，操縱器和其他此類部件)放置在正常使用中最不利的位置進行測試，并且-在運行設計域，異常運行和單一故障(SFC)運行條件下進行。SFC包括UL62368-1附錄B中指定的組件，傳感器單元以及傳感器陣列中的單個傳感器，這些傳感器的故障會損害傳感器的功能以及對機器人功能的控制。傳感器單元的SFC包括物理原因(例如，視覺識別模糊),已知的基于語義的對抗示例(例如，操縱像素)以及使用該技術的其他已知不利條件(例如，對顏色的敏感性不足，潛在的障礙物吸收能力)激光或雷達)。操作條件包括但不限于：-如果制造商指定的溫度超出該范圍，則在10-40°C的環(huán)境溫度下或在最不利的溫度下：-最初使用充滿電的電池，然后連續(xù)運行直到觀察到最終結果，機器人不再可以移動/操縱，-處于最不利的電池充電狀態(tài)：-在最不利的條件和重心下，裝載，卸載和/或操縱機器人。-在IEC61000-4-3規(guī)定的輻射電磁場中，測試的頻率范圍應為-1.4GHz至2.0GHz,測試級別3-2.0GHz至2.7GHz,測試等級2-避免垂直木臺階上升185+5mm:牢固地固定。-制造商的說明或包裝中指定或描述的任何障礙物：-運營設計領域中指定的任何障礙：和-第4類機器人及更高版本的其他障礙物(詳細信息TBD)。每次檢測重復一次，但檢測和回避傳感器單元均發(fā)生故障。7.2.10接收到的機器人應在最易受傷害的防護裝置，控制裝置或傳感器單元安裝位置的平面上以最大產生共振的頻率進行8小時的振動，振幅為5.1毫米。如果制造商提供了機器人的附件，則將使用那些給出最不利結果的附件對機器人進行測試。如果證明子組件配置可以代表整個組裝系統(tǒng)，則可以單獨測試子組件。7.2.11根據UL62368-1的條款B.3進行測試時，將檢查所有針對機器人功能的防護措施，以確保其預期操作。7.2.12應當對完全組裝好的機器人及其所有附件(不包括擴展塢或外部電源(充電器))進行稱重并測量其高度。加上任何標記的有效負載的質量，不得發(fā)現機器人的質量或高度超過制造商聲明的最大質量。7.3為機器人的形狀和尺寸提供了保障機器人應具有足夠的機械強度，其構造應能承受正常操作中可能會遇到的粗暴操作，并在正常使用中提供足夠的保護，以防人身傷害。它們不得翻倒安全關鍵控制裝置，并且傳感器單元應繼續(xù)按預期運行，并且基本安全防護裝置的預期功能也不應受到損害。牽引裝置的組件應放置或保護起來，以防止受傷。隔間和存儲區(qū)不得夾人，任何門，蓋或蓋均應上鎖。機械手的運動應通過聽覺或視覺手段從操作員位置觀察到。通過檢查和條款7.3.1-7.3.5的測試來檢驗甚是否合格。7.3.1在大于125mm的機器人上的任何點上，或在距離機器人支撐表面200mm以內的剛性或更大的平坦表面上，機器人可以承受恒定的向下力，該水平表面可用作臺階或樓梯。當閥座深度大于350mm時，施加的力為800N:對于小于350mm的閥座，施加的力為400N。力通過合適的測試裝置施加，該測試裝置具有適合于被測表面的大約125mm乘200mm或125mm的平坦表面。向下的力是在測試設備的整個平坦表面與機器人接觸的情況下施加的，但是測試設備不必與不平坦的表面(例如，波紋或彎曲的表面)完全接觸。7.3.2防止接觸運動組件和機器人零件的機器人防護裝置是-對于牽引裝置，通過類似于UL62368-1附錄V中的測試探針但直徑為50毫米的圓形止動面的測試探針，在支撐表面和機器人之間施加不超過5N的力。探頭不得與活動部件接觸；和-對于牽引裝置和可移動機器人部件之間的可及關節(jié)，均要符合UL62368-1第8條的要求。7.3.3對于配備封閉式隔間的機器人，該封閉式隔間的用戶出入口尺寸超過200米，內部容積為60dm3,從內部打開出入口蓋，蓋或門的力應小于70N。應當在充滿電的電池，充滿電的電池以及在擴展塢中充電時對機器人進行測試。該力垂直于關閉的門，蓋或蓋的平面施加，該位置離可從內部觸及的鉸鏈最遠7.3.4按照制造商的說明進行操作時，帶有操縱器的機器人(帶有或不帶有末端執(zhí)行器)不得夾住操作員或操作員的附屬物。應在一定范圍內的半徑范圍內觀察到聲音和/或視覺指示器，以指示有人或物體在預期的操作區(qū)域內，該半徑是從機械手中心線截取的完全伸展機械手的總和加上1m。在按照制造商的說明操作機械手1000次進行調節(jié)的同時，行程范圍應在第十次操作時間和最后一次操作時間之后進行測量，并且相差不得超過+5%。具有可能通過操作或通過重新發(fā)布誘捕某個不知名人士的操縱器的機器人，應滿足附件C“操縱7.3.5帶有末端執(zhí)行器的操縱器-[開發(fā)中J-保持和釋放負載的要求。機械手，請參閱附件C.17.4抗電磁干擾能力機器人安全相關的控制功能(包括電池管理系統(tǒng))在對接時，供電主電網條件，對接時執(zhí)行預期功能和/或充電時，均不會受到不利影響。通過以下測試檢查是否合格：2020年8月24日UL330011.IEC61000-4-11的表1和表2中指定的值適用于電源電壓過零的情況。地耦合模式，使用源阻抗為12歐姆的發(fā)生器：重復頻率為5kHz的測試級別4適用于電源線。突發(fā)施加正極性2分鐘，負極性2分鐘；有頻率。功能。沒有規(guī)定與安全有關的控制系統(tǒng)的類型，盡管不應將系統(tǒng)設計為使共模故障可能導致基本保障和補充保障同時發(fā)生故障。盡管有至中規(guī)定的基本和補充安全相關控制功能，但如果采用多個控制功能來滿足第7條的充應適用于每個基本控制功能。條件下執(zhí)行其預期功能。8.2對于1型和2型機器人，電源斷開應位于機器人或機器人電池充電器上，如UL62368-1所述。8.3對于3型及更高類型的機器人，除要求的機器人運動停止控制外，還應在機器人上提供緊急停止控制。緊急停止控制執(zhí)行器應從機器人的至少兩側同時可見，并且用戶應可使用，并且顏色為紅色。8.3.1緊急停止控制不得使機器人運動重新啟動。緊急停止控制裝置應在單故障條件下執(zhí)行其預期功能。注意：單一故障在第3.12節(jié)中定義。單故障條件在7.2.6中描述。依靠可編程電子裝置執(zhí)行其預期功能的緊急停止控制應符合UL60730-1附錄H的C類軟件要求。對于4型及更高類型的機器人，應提供補充的緊急停止控制。如果操作域提供了固定的監(jiān)控位置，則它可以是手持無線遙控器或固定無線遙控器。例：固定的監(jiān)視位置可以是“監(jiān)視塔”,可以直接看到受監(jiān)視機器人的操作：或由監(jiān)督操作員進行遠程監(jiān)控。注意：不假定機器人電池充電器始終位于固定的監(jiān)控位置。通過對第7章中為機動性指定的檢查和操作測試來檢查其是否合格。8.4必須為2型及更高類型的機器人提供控制，以使機器人運動只有在不傷人的情況下才能進行。對于1型機器人，支持機器人運動的控件應符合UL62368-1第8條的要求。注意：引用所有可能的控制解決方案是不切實際的。如果這些要求不能充分解決控制解決方案，則應對該解決方案進行特別評估，并8.4.1對于2型及更高類型的機器人，支持機器人運動的控件應采用感應多樣性。如果可以顯示特定的傳感單元不會響應故障啟動安全相關的控制功能，則不考慮相關的故障。如果第二個傳感單元在異常和單故障情況下不啟動安全相關的控制功能，則不需要第二個傳感單元。例：機器人可以采用視覺識別障礙物。如果除了視覺識別之外還采用LiDAR障礙物檢測，則它具有感知多樣性。第二(冗余)視覺識別感測單元將不代表感測分集。注1:可能需要專門準備的樣本來確定哪個傳感單元啟動安全相關的控制功能。對于2型及更高級別的機器人，應考慮允許機器人運動的基本控制和輔助控制具有安全相關的控制功能。如果與安全相關的控制功能依賴可編程電子器件執(zhí)行其預期功能，則應遵守UL60730-1附錄H的相關B級或C級軟件要求。對于2型機器人，啟用機器人運動的控件應：-具有基本的安全相關控制功能；和-符合軟件B級要求。對于3型和4型機器人，啟用機器人運動的控件應：2020年8月24日UL330019-除非有監(jiān)督操作員，否則在運動開始前3秒鐘以聲音或視覺方式指示即將發(fā)生的運動。-具有基本的和兩個與安全有關的補充控制功能，除非有監(jiān)督操作員，在這種情況下，不需要第二個與安全有關的補充控制功能；和-符合軟件C類要求。對于5型及更高類型的機器人，如果采用多種控制功能來滿足第7條的測試，則將需要其他與安全相關的控制功能。使機器人運動的控件應：-[要求待定]8.5可編程控制的安全相關控制功能規(guī)范應包括：-每次給電池充電，更換電池，控制組件和/或傳感器單元后進行初始化(即診斷)。-緊急停止后，完全復位。-傳感器功效檢查通過對第7章中針對Mobility進行規(guī)定的文檔審查，檢查和操作測試來檢查是否合格。制造商文檔應包括UL60730-1附錄H中指定的文檔，有關安全相關的控制功能不確定性(傳感器融合)的詳細信息，有關任何機器學習屬性和學習示例的詳細信息以及有關預期的操作設計領域的任何其他詳細信息。必須采用采用非制造商開發(fā)的操作系統(tǒng)或其他軟件的安全相關控制系統(tǒng)，以解決可能導致安全相關控制功能以危險方式失效的該操作系統(tǒng)或軟件的故障/錯誤。通過對制造商提供的軟件進行的軟件評估(符合8.4.1中的UL60730-1附錄H),檢查其是否合格。具有安全相關控制功能并能夠從遠程授權實體進行更新的可編程控件應符合UL5500(遠程軟件更新標準)的要求。對于類型4和更高版本的機器人，-加密應用于存儲編程的操作設計域，導航和位置文件以及訪問控制信息。-訪問控制裝置應強制限制用戶在12小時內連續(xù)進行的無效登錄嘗試。-監(jiān)督操作員的訪問控制應要求多因素識別。-初次調試機器人后，用戶驗證者應要求更新-僅在禁止機器人運動時(例如，禁止機器人運動)才能啟用遠程軟件更新過程。?？繖C器人時。-如果在安全相關軟件中進行了定期自檢或功能測試，則應在遠程軟件上傳后立即進行。-在技術人員進行的服務之外，不得啟用與安全相關的軟件回滾。按照UL5500中的規(guī)定檢查是否合格。8.6安全控制控件的傳感器應在其預期用途和為機器人功能應用指定的參數范圍內運行。它們應該能夠作為安全相關控件的一部分進行配置和校準。通過檢查和條款7的測試來檢驗其是否合格。8.7如果必須進行維修保養(yǎng)，則安全相關控件的傳感器應易于拆卸和更換，除非拆卸過程會損壞機器人，使其無法使用。更換傳感器后，不得自動啟用機械手功能。更換后需要進行機器人控制自檢，包括確認傳感器已正確配置和校準。通過檢查并在必要時進行測試來檢查其是否合格。8.8對于4型及更高類型的機器人，停止不應依賴于牽引裝置的內部摩擦或電池的充電狀態(tài)。制動應被認為具有安全相關的控制功能。通過檢查并在必要時進行測試來檢查其是否合格。機器人在移動或靜止不動時，包括為電池充電時，均不應對電擊或起火危險。9.1提供用于為固定機器人功能供電或為電池充電的外部電源應符合UL62368-1的要求。9.1.1應使用外部電源，包括為電池充電的電源-如果機器人的重量為10kg或更大，則應使用最小SJT型的帶護套的電源線，以自動返回電源。-如果打算在室外使用機器人，則應使用帶護套的電源線(最小SJT型),并在耐日光和潮濕的地方標記“W”。9.2電池和單電池應符合UL62368-1M.2的要求或以下有關電池的標準：-輕型電動汽車(LEV)應用中的電池標準UL/ULC2271沖擊試驗后，應遵循M.4.3的評估試驗部分，以確認電池是否正常工作。10標記和說明非機器人功能參考標準中標識的所有標記和說明均適用于SCIEE機器人。在規(guī)定的時間和地點，應按照該標準的指示提供它們，作為標記或說明性安全措施。所有符號，圖示，聽覺和視覺指示器均應在操作說明中進行說明。在機器人上使用圖片時，目標用戶組必須清楚地理解它們。所有教學保障措施均應使用所在國家的語言。除非與應用程序相關的標準中標識了特定的國家/地區(qū)語言，否則服務說明只能是英文的。預期的用戶，操作員和維修人員應在相應的手冊中詳細說明。對于打算運載有效載荷或運送任何物品的機器人，應在將保持有效載荷的區(qū)域附近的機器人上標出最大裝載能力。應提供指導性安全措施，以識別所有與安全相關的控件的類型和位置以及需要進行哪些維護和保養(yǎng)。對于3型及更高類型的機器人，它們應指明調試機器人的步驟，如何執(zhí)行診斷，并應說明以下內容：警告人身傷害危險。的傳感器和控件只能由技術人員維修。A.1輔助功能能源的訪問。A.2觸摸溫度A.3零件尺寸A.4紡織品類織品可燃性標準)的要求。A.5毒性2020年8月24日UL330023紡織品類注意：有多種自愿要求適用于測試用作成人服裝和設備的紡織品。下面僅包括基于當前紡織品慣例被強制性要求的那些要求。用作機器人組成部分的面料，還包括機器人所穿的面料，應滿足成人服裝的最低要求。表B.1列出了適用于如果類型1機器人的面料具有鼓勵其靠近睡著的孩子放置的功能，則該面料必須符合兒童服裝的最低要求。符合標準如表B.1所示。范圍紡織纖維鑒定引文：紡織纖維產品鑒定法AATCC20(2013)和AATCC20A(2014)易燃引文：易燃面料法16CFR423/node必須公開仿制或