2023腿式機(jī)器人性能及試驗(yàn)方法

腿式機(jī)器人性能及試驗(yàn)方法目 次前 言 IV范圍 1規(guī)范性引用文件 1術(shù)語和定義 1試驗(yàn)條件 3通則 3環(huán)境條件 3行進(jìn)面條件 3操作條件 3最大移動(dòng)速度 3目的 3試驗(yàn)設(shè)施 3試驗(yàn)步驟 4試驗(yàn)判定 4試驗(yàn)結(jié)果 4最大停止距離 5目的 5試驗(yàn)設(shè)施 5試驗(yàn)步驟 5試驗(yàn)判定 5試驗(yàn)結(jié)果 6最大跳躍高度 6目的 6試驗(yàn)設(shè)施 6試驗(yàn)步驟 6試驗(yàn)判定 6試驗(yàn)結(jié)果 6最大跳躍長度 6目的 6試驗(yàn)設(shè)施 6試驗(yàn)步驟 7試驗(yàn)判定 7試驗(yàn)結(jié)果 7最大攀越高度 7目的 7試驗(yàn)設(shè)施 7試驗(yàn)步驟 7試驗(yàn)判定 7I試驗(yàn)結(jié)果 7上臺(tái)階能力 8目的 8試驗(yàn)設(shè)施 8試驗(yàn)步驟 8試驗(yàn)判定 9試驗(yàn)結(jié)果 9最大斜坡角度 9目的 9試驗(yàn)設(shè)施 9試驗(yàn)步驟 9試驗(yàn)判定 10試驗(yàn)結(jié)果 10瞬時(shí)沖擊抵抗能力 11目的 11試驗(yàn)設(shè)施 11試驗(yàn)步驟 11試驗(yàn)判定 11試驗(yàn)結(jié)果 12持續(xù)沖擊抵抗能力 12目的 12試驗(yàn)設(shè)施 12試驗(yàn)步驟 12試驗(yàn)判定 12試驗(yàn)結(jié)果 13最大續(xù)航距離 13目的 13試驗(yàn)設(shè)施 13試驗(yàn)步驟 13試驗(yàn)判定 13試驗(yàn)結(jié)果 13最大跨越跨度 13目的 13試驗(yàn)設(shè)施 14試驗(yàn)步驟 14試驗(yàn)判定 14試驗(yàn)結(jié)果 14最低通行高度 14目的 14試驗(yàn)設(shè)施 14試驗(yàn)步驟 14試驗(yàn)判定 14試驗(yàn)結(jié)果 15III最小轉(zhuǎn)身空間 15目的 15試驗(yàn)設(shè)施 15試驗(yàn)步驟 15試驗(yàn)判定 15試驗(yàn)結(jié)果 16行進(jìn)直線度 16目的 16試驗(yàn)設(shè)施 16試驗(yàn)步驟 16試驗(yàn)判定 17試驗(yàn)結(jié)果 17地形適應(yīng)能力 17目的 17試驗(yàn)設(shè)施 17試驗(yàn)步驟 19試驗(yàn)判定 19試驗(yàn)結(jié)果 19軌跡跟蹤能力 20目的 20試驗(yàn)設(shè)施 20試驗(yàn)步驟 20試驗(yàn)判定 21試驗(yàn)結(jié)果 21附錄A（資料性）測試報(bào)告 22附錄B（資料性）對(duì)不同尺寸機(jī)器人進(jìn)行比較的指導(dǎo) 23附錄C（資料性）設(shè)置綜合測試場的指導(dǎo) 24I腿式機(jī)器人性能及試驗(yàn)方法范圍本文件規(guī)定了腿式機(jī)器人運(yùn)動(dòng)性能的試驗(yàn)方法。規(guī)范性引用文件（包括所有的修改單適用于本文件。GB/T12643-2013機(jī)器人與機(jī)器人裝備詞匯GB/T14833-2011合成材料跑道面層GB/T18029.13-2008 輪椅車第13部分：測試表面摩擦系數(shù)的測定GB/T22517.6-2020體育場地使用要求及檢驗(yàn)方法第6部分：田徑場地GB/T38834.1-20201部分：輪式機(jī)器人運(yùn)動(dòng)術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。機(jī)器人robot具有一定程度的自主能力，可在其環(huán)境內(nèi)運(yùn)動(dòng)以執(zhí)行預(yù)期任務(wù)的可編程執(zhí)行機(jī)構(gòu)。[來源：GB/T38834.1—2020,定義3.1]移動(dòng)機(jī)器人mobilerobot基于自身控制、可移動(dòng)的機(jī)器人(3.1)。[來源：GB/T12643—2013,定義2.13]行進(jìn)面travelsurface移動(dòng)機(jī)器人(3.2)行進(jìn)的地面。[來源：GB/T12643—2013,定義7.7]桿件link用于連接相鄰關(guān)節(jié)的剛體。[來源：GB/T12643—2013,定義3.6]1腿leg通過往復(fù)運(yùn)動(dòng)與行進(jìn)面(3.3)的周期性接觸來支撐及推進(jìn)移動(dòng)機(jī)器人(3.2)的桿件(3.4)結(jié)構(gòu)。[來源：GB/T12643—2013,定義3.4]腿式機(jī)器人leggedrobot利用一條或更多條腿(3.5)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)的移動(dòng)機(jī)器人(3.2)。[來源：GB/T12643—2013,定義3.16.2]負(fù)載load在規(guī)定的速度和加速度條件下，沿著運(yùn)動(dòng)的各個(gè)方向，機(jī)械接口處可承受的力和/或扭矩。注：改寫GB/T12643—2013,定義6.2.1。正常操作條件normaloperatingconditions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)的范圍（如電源波動(dòng)、電磁場）。注：環(huán)境條件包括溫度和濕度等。[來源：GB/T12643—2013,定義6.1]著地點(diǎn)touchingpoint機(jī)器人的腿(3.5)在行進(jìn)時(shí)每次下落與地面首先接觸的點(diǎn)。地形topography行進(jìn)面(3.3)的形狀。轉(zhuǎn)身turning引起腿式機(jī)器人(3.6)坐標(biāo)系方向發(fā)生改變的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。能力capacity用以表征機(jī)器人(3.1)對(duì)任務(wù)完成程度的參考數(shù)據(jù)。續(xù)航endurance機(jī)器人(3.1)不間斷地連續(xù)執(zhí)行任務(wù)的能力(3.12)。步寬stepwidth在垂直于機(jī)器人(3.1)行進(jìn)方向上可以覆蓋機(jī)器人(3.1)在行進(jìn)面(3.3)上的投影的最近兩點(diǎn)之間的距離。穩(wěn)定站立姿態(tài)stablestandingposture僅以腿(3.5)接觸行進(jìn)面(3.3)且腿(3.5)不移動(dòng)的姿態(tài)。本體body機(jī)器人(3.1)上除去腿(3.5)及其他可移動(dòng)部件的部分。2試驗(yàn)條件通則試驗(yàn)應(yīng)按制造商規(guī)定的操作準(zhǔn)備進(jìn)行，對(duì)可能影響試驗(yàn)結(jié)果的傳感器應(yīng)進(jìn)行校正。除非在特定章條另有說明，否則本文件中所述試驗(yàn)應(yīng)滿足第4章規(guī)定的所有條件。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℃；——相對(duì)濕度：0%~80%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。行進(jìn)面條件0.75至1.0之間參見GT1829.3。操作條件所有性能應(yīng)在正常操作條件下測量。在其他條件下測量性能時(shí)，應(yīng)在試驗(yàn)報(bào)告中聲明。最大移動(dòng)速度目的5.2~5.5試驗(yàn)設(shè)施本試驗(yàn)的建立見圖1。速度測量的試驗(yàn)區(qū)域應(yīng)至少長3000mm。試驗(yàn)區(qū)域的寬度應(yīng)至少比機(jī)器人的步寬長1000mm。試驗(yàn)區(qū)域的兩端應(yīng)提供足夠的空間使機(jī)器人完成加速和減速過程。3說明：1——機(jī)器人；2——起止線；a——加速區(qū)域；b——減速區(qū)域；圖1最大移動(dòng)速度的試驗(yàn)區(qū)域試驗(yàn)步驟本試驗(yàn)包括兩個(gè)配置。第一個(gè)配置的每次試驗(yàn)應(yīng)按以下步驟進(jìn)行：a）將機(jī)器人放置在行進(jìn)面上的初始位置，正向朝向起始線的中央，保持穩(wěn)定站立姿態(tài)；b）機(jī)器人從初始位置啟動(dòng)并加速正向行進(jìn)，在起始線之前結(jié)束加速階段；c）機(jī)器人直線移動(dòng)通過速度測量試驗(yàn)區(qū)域。d）機(jī)器人到達(dá)終點(diǎn)線后，減速直至停止。第二個(gè)配置的每次試驗(yàn)應(yīng)按以下步驟進(jìn)行：a）將機(jī)器人放置在行進(jìn)面上的初始位置，測向朝向起始線的中央，保持穩(wěn)定站立姿態(tài)；b）機(jī)器人從初始位置啟動(dòng)并加速側(cè)向行進(jìn)，在起始線之前結(jié)束加速階段；c）機(jī)器人直線移動(dòng)通過速度測量試驗(yàn)區(qū)域。d）機(jī)器人到達(dá)終點(diǎn)線后，減速直至停止。試驗(yàn)判定一次試驗(yàn)只有當(dāng)滿足以下條件時(shí)才可以被認(rèn)定為成功：機(jī)器人完成所有試驗(yàn)步驟；機(jī)器人在行進(jìn)方向上偏離的距離未超過了試驗(yàn)區(qū)域長度的10%；除預(yù)期的腿與行進(jìn)面的接觸外，機(jī)器人未與其他任何物體發(fā)生接觸。只有當(dāng)連續(xù)三次試驗(yàn)成功時(shí)，本測試項(xiàng)所得結(jié)果才被認(rèn)定為有效。試驗(yàn)結(jié)果為機(jī)器人腿首先接觸起始線后試驗(yàn)區(qū)域的時(shí)刻與機(jī)器人本體首先接觸與停止線重合并垂直于行進(jìn)面的平面的時(shí)刻之差。最大移動(dòng)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。4（最大停止距離目的6.2~6.5試驗(yàn)設(shè)施本試驗(yàn)的建立見圖2。停止距離測量的試驗(yàn)區(qū)域應(yīng)足夠長。試驗(yàn)區(qū)域的寬度應(yīng)至少比機(jī)器人的步寬長1000mm。試驗(yàn)區(qū)域的兩端應(yīng)提供足夠的空間使機(jī)器人完成加速和減速過程。說明：1——移動(dòng)機(jī)器人；2——減速區(qū)域；a——起始線；圖2最大移動(dòng)速度的試驗(yàn)區(qū)域試驗(yàn)步驟本試驗(yàn)包括兩個(gè)配置。第一個(gè)配置的每次試驗(yàn)應(yīng)按以下步驟進(jìn)行：a）將機(jī)器人放置在行進(jìn)面上的初始位置，正向朝向起始線的中央，保持穩(wěn)定站立姿態(tài)；b）機(jī)器人從初始位置啟動(dòng)并加速正向行進(jìn)，在起始線之前結(jié)束加速階段；c）機(jī)器人直線移動(dòng)越過通過起始線后，減速直至停止并保持穩(wěn)定站立姿態(tài)。第二個(gè)配置的每次試驗(yàn)應(yīng)按以下步驟進(jìn)行：a）將機(jī)器人放置在行進(jìn)面上的初始位置，側(cè)向朝向起始線的中央，保持穩(wěn)定站立姿態(tài)；b）機(jī)器人從初始位置啟動(dòng)并加速側(cè)向行進(jìn)，在起始線之前結(jié)束加速階段；c）機(jī)器人直線移動(dòng)越過通過起始線后，減速直至停止并保持穩(wěn)定站立姿態(tài)。試驗(yàn)判定一次試驗(yàn)只有當(dāng)滿足以下條件時(shí)才可以被認(rèn)定為成功：機(jī)器人完成所有試驗(yàn)步驟；機(jī)器人在行進(jìn)方向上偏離的距離未超過了試驗(yàn)區(qū)域長度的10%；5除預(yù)期的腿與行進(jìn)面的接觸外，機(jī)器人未與其他任何物體發(fā)生接觸。只有當(dāng)連續(xù)三次試驗(yàn)成功時(shí)，本測試項(xiàng)所得結(jié)果才被認(rèn)定為有效。試驗(yàn)結(jié)果最大停止距離（規(guī)定單位為m）應(yīng)選擇連續(xù)三次成功試驗(yàn)中的最大值。（最大跳躍高度目的7.2~7.5試驗(yàn)設(shè)施試驗(yàn)應(yīng)在水平地面進(jìn)行。試驗(yàn)步驟本試驗(yàn)包括一個(gè)配置。每次試驗(yàn)應(yīng)按以下步驟進(jìn)行：機(jī)器人放置在水平地面上；機(jī)器人起跳（可原地起跳或助跑起跳）；記錄機(jī)器人跳起時(shí)其最低點(diǎn)距離地面的最大高度。試驗(yàn)判定一次試驗(yàn)只有當(dāng)滿足以下條件時(shí)才可以被認(rèn)定為成功：機(jī)器人完成所有試驗(yàn)步驟；除預(yù)期的腿與行進(jìn)面的接觸外，機(jī)器人未與其他任何物體發(fā)生接觸。只有當(dāng)連續(xù)三次試驗(yàn)成功時(shí)，本測試項(xiàng)所得結(jié)果才被認(rèn)定為有效。試驗(yàn)結(jié)果最大跳躍高度為機(jī)器人跳起時(shí)其最低點(diǎn)距離地面的最大高度。最大跳躍高度（規(guī)定單位為mm）應(yīng)選擇連續(xù)三次成功試驗(yàn)中的最小值。試驗(yàn)報(bào)告中應(yīng)聲明在機(jī)器人的最大跳躍高度及摩擦條件等具體試驗(yàn)條件。最大跳躍長度目的8.2~8.5試驗(yàn)設(shè)施6試驗(yàn)應(yīng)在水平地面進(jìn)行。試驗(yàn)步驟本試驗(yàn)包括一個(gè)配置。每次試驗(yàn)應(yīng)按以下步驟進(jìn)行：機(jī)器人放置在水平地面上；機(jī)器人起跳（可原地起跳或助跑起跳）；試驗(yàn)判定一次試驗(yàn)只有當(dāng)滿足以下條件時(shí)才可以被認(rèn)定為成功：機(jī)器人完成所有試驗(yàn)步驟；除預(yù)期的腿與行進(jìn)面的接觸外，機(jī)器人未與其他任何物體發(fā)生接觸。只有當(dāng)連續(xù)三次試驗(yàn)成功時(shí)，本測試項(xiàng)所得結(jié)果才被認(rèn)定為有效。試驗(yàn)結(jié)果最大跳躍長度為機(jī)器人進(jìn)行跳躍時(shí)機(jī)器人離開行進(jìn)面的最后一點(diǎn)與完成跳躍時(shí)機(jī)器人首先接觸行進(jìn)面的點(diǎn)在機(jī)器人行進(jìn)方向上的距離。最大跳躍長度（規(guī)定單位為mm）應(yīng)選擇連續(xù)三次成功試驗(yàn)中的最小值。試驗(yàn)報(bào)告中應(yīng)聲明在機(jī)器人的最大跳躍長度及摩擦條件等具體試驗(yàn)條件。最大攀越高度目的本試驗(yàn)的目的是確定機(jī)器人能夠攀越上的臺(tái)面的最大高度。試驗(yàn)設(shè)施試驗(yàn)設(shè)施為可調(diào)整高度的正四棱柱，其頂端臺(tái)面的長和寬均應(yīng)至少為2000mm。試驗(yàn)步驟本試驗(yàn)包括一個(gè)配置。每次試驗(yàn)應(yīng)按以下步驟進(jìn)行：將機(jī)器人放置在水平地面上并保持穩(wěn)定站立姿態(tài)；機(jī)器人在沒有外力作用下攀越到臺(tái)面上并保持穩(wěn)定站立姿態(tài)。試驗(yàn)判定一次試驗(yàn)只有當(dāng)滿足以下條件時(shí)才可以被認(rèn)定為成功：機(jī)器人完成所有試驗(yàn)步驟；沒有被動(dòng)地接受到任何主動(dòng)施加的外力。只有當(dāng)連續(xù)三次試驗(yàn)成功時(shí)，本測試項(xiàng)所得結(jié)果才被認(rèn)定為有效。試驗(yàn)結(jié)果最大攀越高度即為正四棱柱頂端臺(tái)面的高度。最大攀越高度（規(guī)定單位為mm）應(yīng)選擇連續(xù)三次成功試驗(yàn)中的最小值。試驗(yàn)報(bào)告中應(yīng)聲明最大攀越高度與摩擦條件等具體試驗(yàn)條件。7上臺(tái)階能力目的本試驗(yàn)的目的是確定機(jī)器人攀爬臺(tái)階的能力。試驗(yàn)設(shè)施試驗(yàn)設(shè)施的建立見圖3。試驗(yàn)設(shè)施應(yīng)為具有10級(jí)踏步、每層踏步長度為300mm、寬度為1000mm的樓梯。樓梯寬度為1500mm，每級(jí)臺(tái)階高度H可變。樓梯上下應(yīng)有與之相連的高端、低端平臺(tái)，平臺(tái)長度應(yīng)能確保支持試驗(yàn)成功開展。剖面圖平面圖圖3上臺(tái)階能力試驗(yàn)設(shè)施試驗(yàn)步驟本試驗(yàn)包括兩個(gè)配置。第一個(gè)配置的每次試驗(yàn)應(yīng)按以下步驟進(jìn)行：將每級(jí)臺(tái)階高度H設(shè)置為特定值。將腿式機(jī)器人放置在低端平臺(tái)上并保持穩(wěn)定站立姿態(tài)；機(jī)器人從初始位置直接啟動(dòng)，并確保第一步可以踏在第一級(jí)臺(tái)階上；d）機(jī)器人上臺(tái)階通過試驗(yàn)區(qū)域；當(dāng)機(jī)器人最后一只腿踏上高端平臺(tái)后，減速直至停止并保持穩(wěn)定站立姿態(tài)。重新設(shè)置H的值并重復(fù)步驟b）、c）、d）、e）直至機(jī)器人無法完成這些步驟為止。第一個(gè)配置的每次試驗(yàn)應(yīng)按以下步驟進(jìn)行：將每級(jí)臺(tái)階高度H設(shè)置為特定值。將腿式機(jī)器人放置在高端平臺(tái)上并保持穩(wěn)定站立姿態(tài)；機(jī)器人從初始位置直接啟動(dòng)，并確保第一步可以踏在第一級(jí)臺(tái)階上；d）機(jī)器人上臺(tái)階通過試驗(yàn)區(qū)域；8當(dāng)機(jī)器人最后一只腿踏上低端平臺(tái)后，減速直至停止并保持穩(wěn)定站立姿態(tài)。重新設(shè)置H的值并重復(fù)步驟b）、c）、d）、e）直至機(jī)器人無法完成這些步驟為止。試驗(yàn)判定一次試驗(yàn)只有當(dāng)滿足以下條件時(shí)才可以被認(rèn)定為成功：機(jī)器人完成所有試驗(yàn)步驟；除預(yù)期的腿與行進(jìn)面或臺(tái)階的接觸外，機(jī)器人未與其他任何物體發(fā)生接觸。只有當(dāng)連續(xù)三次試驗(yàn)成功時(shí)，本測試項(xiàng)所得結(jié)果才被認(rèn)定為有效。試驗(yàn)結(jié)果能夠成功完成試驗(yàn)的最大的H值（規(guī)定單位為mm），應(yīng)選擇連續(xù)三次成功試驗(yàn)中的最小值。試驗(yàn)報(bào)告中應(yīng)聲明所述H值與機(jī)器人的行進(jìn)方向、摩擦條件等具體試驗(yàn)條件。最大斜坡角度目的本試驗(yàn)的目的是確定機(jī)器人在指定方向上能夠行進(jìn)的最大斜坡角度。試驗(yàn)設(shè)施試驗(yàn)應(yīng)在指定角度的斜坡上進(jìn)行，該斜坡角度可調(diào)，角度精度誤差為±0.5°。斜坡臺(tái)面長度至少為3000m，且應(yīng)足夠?qū)挶ＷC機(jī)器人不會(huì)從斜坡邊緣墜落。斜面頂端平臺(tái)應(yīng)能確保支持試驗(yàn)成功開展。圖4最大斜坡角度試驗(yàn)設(shè)施試驗(yàn)步驟試驗(yàn)包括4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向上正向2向下正向3向上側(cè)向94向下側(cè)向?qū)τ诘谝环N配置，每次試驗(yàn)應(yīng)按以下步驟進(jìn)行。斜坡設(shè)定為特定角度；機(jī)器人放置在斜坡前方，正向朝向斜坡并保持穩(wěn)定站立姿態(tài)；c）機(jī)器人啟動(dòng)并正向上斜坡；機(jī)器人到達(dá)上端臺(tái)面后減速至停止并保持穩(wěn)定站立姿態(tài)。重新設(shè)置斜坡角度并重復(fù)b）、c）、d）直至機(jī)器人無法完成這些步驟為止。對(duì)于第二種配置，每次試驗(yàn)應(yīng)按以下步驟進(jìn)行。斜坡設(shè)定為指定角度；機(jī)器人放置在上端臺(tái)面，正向朝向斜坡并保持穩(wěn)定站立姿態(tài)；c）機(jī)器人啟動(dòng)并正向下斜坡；機(jī)器人到達(dá)地面后應(yīng)減速至停止并保持穩(wěn)定站立姿態(tài)。重新設(shè)置斜坡角度并重復(fù)b）、c）、d）直至機(jī)器人無法完成這些步驟為止。對(duì)于第三種配置，每次試驗(yàn)應(yīng)按以下步驟進(jìn)行。斜坡設(shè)定為特定角度；機(jī)器人放置在斜坡前方，側(cè)向朝向斜坡并保持穩(wěn)定站立姿態(tài)；c）機(jī)器人啟動(dòng)并側(cè)向上斜坡；機(jī)器人到達(dá)上端臺(tái)面后減速至停止并保持穩(wěn)定站立姿態(tài)。重新設(shè)置斜坡角度并重復(fù)b）、c）、d）直至機(jī)器人無法完成這些步驟為止。對(duì)于第四種配置，每次試驗(yàn)應(yīng)按以下步驟進(jìn)行。斜坡設(shè)定為指定角度；機(jī)器人放置在上端臺(tái)面，側(cè)向朝向斜坡并保持穩(wěn)定站立姿態(tài)；c）機(jī)器人啟動(dòng)并側(cè)向下斜坡；機(jī)器人到達(dá)地面后應(yīng)減速至停止并保持穩(wěn)定站立姿態(tài)。重新設(shè)置斜坡角度并重復(fù)b）、c）、d）直至機(jī)器人無法完成這些步驟為止。試驗(yàn)判定一次試驗(yàn)只有當(dāng)滿足以下條件時(shí)才可以被認(rèn)定為成功：機(jī)器人完成所有試驗(yàn)步驟；除預(yù)期的腿與行進(jìn)面或斜坡的接觸外，機(jī)器人未與其他任何物體發(fā)生接觸。只有當(dāng)連續(xù)三次試驗(yàn)成功時(shí)，本測試項(xiàng)所得結(jié)果才被認(rèn)定為有效。試驗(yàn)結(jié)果能夠成功完成試驗(yàn)的最大斜坡角度（規(guī)定單位為度）應(yīng)選擇連續(xù)三次成功試驗(yàn)中的最小值。斜坡上行進(jìn)時(shí)間為機(jī)器人初次與斜坡接觸的時(shí)刻與機(jī)器人的腿完全離開斜坡的時(shí)刻之差。最大斜坡角度、在斜坡上行進(jìn)的時(shí)間以及摩擦條件等特定試驗(yàn)條件應(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/正向向下/正向向上/側(cè)向向下/側(cè)向摩擦條件最大斜坡角度10斜坡上行進(jìn)時(shí)間瞬時(shí)沖擊抵抗能力目的本試驗(yàn)的目的是確定機(jī)器人抵抗瞬時(shí)外部沖擊并保證平衡的能力。試驗(yàn)設(shè)施試驗(yàn)設(shè)施如圖5所示。試驗(yàn)設(shè)施為固定在鉸鏈上的撞錘，鉸鏈與地面的位置關(guān)系在試驗(yàn)過程中應(yīng)固定不變。撞錘為剛性圓球。試驗(yàn)應(yīng)在水平地面上進(jìn)行。說明：1——撞錘；2——機(jī)器人。圖5瞬時(shí)沖擊抵抗能力試驗(yàn)裝置試驗(yàn)步驟本試驗(yàn)包括一個(gè)配置。每次試驗(yàn)應(yīng)按以下步驟進(jìn)行：機(jī)器人放置在水平地面上并保持穩(wěn)定站立姿態(tài)；如果機(jī)器人受力后無法自主回復(fù)穩(wěn)定站立姿態(tài)，則按照式(1)計(jì)算出上一次撞擊對(duì)應(yīng)的M值。?M= ×?×? ()??? ?? ??注：為機(jī)器人質(zhì)心離地高度試驗(yàn)判定一次試驗(yàn)只有當(dāng)滿足以下條件時(shí)才可以被認(rèn)定為成功：a）機(jī)器人完成所有試驗(yàn)步驟；b）撞錘與機(jī)器人只接觸一次；c）撞錘撞擊在機(jī)器人本體上而非其他部位。11只有當(dāng)連續(xù)三次試驗(yàn)成功時(shí)，本測試項(xiàng)所得結(jié)果才被認(rèn)定為有效。試驗(yàn)結(jié)果式(1)中的M值為表征機(jī)器人抵抗瞬時(shí)沖擊能力的值，應(yīng)選擇連續(xù)三次成功試驗(yàn)中的最小值。試驗(yàn)報(bào)告中應(yīng)聲明四個(gè)方向的M值以及摩擦條件等試驗(yàn)條件。持續(xù)沖擊抵抗能力目的本試驗(yàn)的目的是確定抗持續(xù)外部沖擊并保證平衡的能力。試驗(yàn)設(shè)施試驗(yàn)設(shè)施如圖6所示。試驗(yàn)設(shè)施由一個(gè)施力器組成，該施力器沿與機(jī)器人行駛方向平行的方向?qū)C(jī)器人施加力。試驗(yàn)應(yīng)在水平地面上進(jìn)行。說明：1——機(jī)器人；2——施力器。圖6瞬時(shí)沖擊抵抗能力試驗(yàn)裝置試驗(yàn)步驟本試驗(yàn)包括一個(gè)配置。每次試驗(yàn)應(yīng)按以下步驟進(jìn)行：a）將機(jī)器人放置在水平地面上并保持穩(wěn)定站立姿態(tài)；b）機(jī)器人開始行進(jìn)并達(dá)到穩(wěn)定速度；施力器平行于機(jī)器人行進(jìn)方向向機(jī)器人施加不斷增大的力直至機(jī)器人停止行進(jìn)為止。當(dāng)機(jī)器人因受力而停止行進(jìn)時(shí)，則按照式(2)計(jì)算出此時(shí)M值。M=?#2??注：式中，F(xiàn)為機(jī)器人停止行進(jìn)時(shí)施力器所施加的力的值，??為機(jī)器人的質(zhì)量。試驗(yàn)判定一次試驗(yàn)只有當(dāng)滿足以下條件時(shí)才可以被認(rèn)定為成功：a）機(jī)器人完成所有試驗(yàn)步驟；12b）施力器將力施加在機(jī)器人本體上而非其他部位。只有當(dāng)連續(xù)三次試驗(yàn)成功時(shí)，本測試項(xiàng)所得結(jié)果才被認(rèn)定為有效。試驗(yàn)結(jié)果式(2)中的M值為表征機(jī)器人抵抗持續(xù)沖擊能力的值，應(yīng)選擇連續(xù)三次成功試驗(yàn)中的最小值。試驗(yàn)報(bào)告中應(yīng)聲明M值以及摩擦條件等試驗(yàn)條件。最大續(xù)航距離目的本試驗(yàn)的目的是確定機(jī)器人的最大續(xù)航距離。在12.2~12.4的試驗(yàn)描述中，最長續(xù)航距離由在標(biāo)準(zhǔn)400m田徑場上進(jìn)行的一系列測量結(jié)果來確定。試驗(yàn)設(shè)施試驗(yàn)應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)400m田徑場上進(jìn)行，田徑場應(yīng)滿足GB/T14833-2011《合成材料跑道面層》與GB/T22517.6-2020《體育場地使用要求及檢驗(yàn)方法第6部分：田徑場地》中的要求。試驗(yàn)步驟本試驗(yàn)包括一個(gè)配置。每次試驗(yàn)應(yīng)按以下步驟進(jìn)行：將機(jī)器人放置在田徑場內(nèi)圈并保持穩(wěn)定站立姿態(tài)；機(jī)器人從原地開始沿田徑場內(nèi)圈行進(jìn)，一直到喪失動(dòng)力停止運(yùn)動(dòng)或倒下為止；如果機(jī)器人在行進(jìn)過程中跑出跑道最內(nèi)圈，則試驗(yàn)應(yīng)認(rèn)定為失敗。試驗(yàn)判定一次試驗(yàn)只有當(dāng)滿足以下條件時(shí)才可以被認(rèn)定為成功：機(jī)器人完成所有試驗(yàn)步驟；c）機(jī)器人沒有行進(jìn)出跑道范圍；d）除預(yù)期的腿與行進(jìn)面的接觸外，機(jī)器人未與其他任何物體發(fā)生接觸。只有當(dāng)連續(xù)三次試驗(yàn)成功時(shí)，本測試項(xiàng)所得結(jié)果才被認(rèn)定為有效。試驗(yàn)結(jié)果最大續(xù)航距離（規(guī)定單位為m）應(yīng)選擇連續(xù)三次成功試驗(yàn)中的最小值。試驗(yàn)報(bào)告中應(yīng)聲明機(jī)器人的最大續(xù)航距離及三次成功試驗(yàn)中的行進(jìn)距離。最大跨越跨度目的本試驗(yàn)的目的是確定機(jī)器人在不連續(xù)的行進(jìn)面上行進(jìn)的能力。13試驗(yàn)設(shè)施試驗(yàn)裝置為水平行進(jìn)面上的方形孔洞，其跨度可變，寬度至少比機(jī)器人的步寬長1000mm，深度至少為500mm。孔洞底部與側(cè)壁應(yīng)有保護(hù)裝置防止機(jī)器人因跌落而收到損害。試驗(yàn)步驟本試驗(yàn)包括一個(gè)配置。每次試驗(yàn)應(yīng)按以下步驟進(jìn)行?？锥纯缍仍O(shè)定為特定值；將機(jī)器人放置在孔洞前并保持穩(wěn)定站立姿態(tài)；機(jī)器人跨越孔洞至另一側(cè)，跨越后保持穩(wěn)定站立姿態(tài)。試驗(yàn)判定一次試驗(yàn)只有當(dāng)滿足以下條件時(shí)才可以被認(rèn)定為成功：機(jī)器人完成所有試驗(yàn)步驟；除預(yù)期的腿與行進(jìn)面的接觸外，機(jī)器人未與其他任何物體發(fā)生接觸；c）機(jī)器人由孔洞上方經(jīng)過而非從側(cè)面繞過。只有當(dāng)連續(xù)三次試驗(yàn)成功時(shí)，本測試項(xiàng)所得結(jié)果才被認(rèn)定為有效。試驗(yàn)結(jié)果（規(guī)定單位為試驗(yàn)報(bào)告中應(yīng)聲明最大跨越跨度。最低通行高度目的本試驗(yàn)的目的是確定機(jī)器人通行所需的最低高度。試驗(yàn)設(shè)施試驗(yàn)裝置為水平截面為矩形，距離行進(jìn)面高度可變，厚度至少為1000mm，寬度至少比機(jī)器人的步寬長1000mm的上方懸垂四棱柱。試驗(yàn)步驟本試驗(yàn)包括一個(gè)配置。每次試驗(yàn)應(yīng)按以下步驟進(jìn)行。四棱柱距離行進(jìn)面的高度設(shè)置為特定值；機(jī)器人放置在四棱柱前并保持穩(wěn)定站立姿態(tài)；c）機(jī)器人前進(jìn)經(jīng)由四棱柱下方到達(dá)另一側(cè)；重新設(shè)置四棱柱距離行進(jìn)面的高度并重復(fù)步驟b）、c）直至機(jī)器人無法完成上述步驟為止。大高度的5%。試驗(yàn)判定一次試驗(yàn)只有當(dāng)滿足以下條件時(shí)才可以被認(rèn)定為成功：14機(jī)器人完成所有試驗(yàn)步驟；除預(yù)期的腿與行進(jìn)面的接觸外，機(jī)器人未與其他任何物體發(fā)生接觸；c）機(jī)器人由四棱柱下方經(jīng)過而非從側(cè)面繞過。只有當(dāng)連續(xù)三次試驗(yàn)成功時(shí)，本測試項(xiàng)所得結(jié)果才被認(rèn)定為有效。試驗(yàn)結(jié)果（規(guī)定單位為試驗(yàn)報(bào)告中應(yīng)聲明機(jī)器人的最低通行高度。最小轉(zhuǎn)身空間目的本試驗(yàn)的目的是確定機(jī)器人原地轉(zhuǎn)向所需要的空間。試驗(yàn)設(shè)施試驗(yàn)設(shè)施如圖7所示。試驗(yàn)區(qū)域?yàn)樗叫羞M(jìn)面上邊長至少為2000mm的正方形場地。說明：1——機(jī)器人；2——試驗(yàn)區(qū)域邊緣；3——試驗(yàn)區(qū)域。圖7最小轉(zhuǎn)身空間試驗(yàn)設(shè)施試驗(yàn)步驟本試驗(yàn)包括兩個(gè)配置。第一個(gè)配置的每次試驗(yàn)應(yīng)按以下步驟進(jìn)行。a）機(jī)器人放置試驗(yàn)區(qū)域內(nèi)，正向朝向正方形的一邊并保持穩(wěn)定站立姿態(tài)；b）機(jī)器人轉(zhuǎn)身直至其坐標(biāo)系繞豎直方向轉(zhuǎn)過180°；第二個(gè)配置的每次試驗(yàn)應(yīng)按以下步驟進(jìn)行。a）機(jī)器人放置試驗(yàn)區(qū)域內(nèi)，正向朝向正方形的一邊并保持穩(wěn)定站立姿態(tài)；b）機(jī)器人轉(zhuǎn)身直至其坐標(biāo)系繞豎直方向轉(zhuǎn)過90°；試驗(yàn)判定一次試驗(yàn)只有當(dāng)滿足以下條件時(shí)才可以被認(rèn)定為成功：15機(jī)器人完成所有試驗(yàn)步驟；除預(yù)期的腿與行進(jìn)面的接觸外，機(jī)器人未與其他任何物體發(fā)生接觸；c）機(jī)器人沒有行進(jìn)至試驗(yàn)區(qū)域外。只有當(dāng)連續(xù)三次試驗(yàn)成功時(shí)，本測試項(xiàng)所得結(jié)果才被認(rèn)定為有效。試驗(yàn)結(jié)果以機(jī)器人在經(jīng)過試驗(yàn)區(qū)域兩相鄰邊的豎直面上的投影掃過的區(qū)域在水平方向上的最大寬度為兩邊試驗(yàn)報(bào)告中應(yīng)聲明每個(gè)試驗(yàn)配置下的最小轉(zhuǎn)身空間。行進(jìn)直線度目的本試驗(yàn)的目的是測試機(jī)器人保持直線行進(jìn)的能力。試驗(yàn)設(shè)施試驗(yàn)設(shè)施如圖8所示。試驗(yàn)區(qū)域的長度至少為3000mm，寬度應(yīng)能確保支持試驗(yàn)成功開展。試驗(yàn)區(qū)域兩端應(yīng)留有足夠空間確保機(jī)器人完成加速和減速階段。投影面經(jīng)過起始線與終止線，垂直于行進(jìn)面，分布在試驗(yàn)區(qū)域兩端。說明：1——機(jī)器人；2——試驗(yàn)區(qū)域；3——投影面；a——起始線；b——停止線。圖8行進(jìn)直線度試驗(yàn)區(qū)域試驗(yàn)步驟16本試驗(yàn)包括兩個(gè)配置。第一個(gè)配置的每次試驗(yàn)應(yīng)按以下步驟進(jìn)行。將機(jī)器人放置在起始線前，正面朝向起始線并保持穩(wěn)定站立姿態(tài)，確保其視覺自主功能處于不可用狀態(tài)；機(jī)器人開始正向行進(jìn)并在起始線前完成加速階段，以穩(wěn)定速度通過試驗(yàn)區(qū)域，在經(jīng)過停止線后減速直至停止并保持穩(wěn)定站立姿態(tài)；第二個(gè)配置的每次試驗(yàn)應(yīng)按以下步驟進(jìn)行。將機(jī)器人放置在起始線前，側(cè)面朝向起始線并保持穩(wěn)定站立姿態(tài)，確保其視覺自主功能處于不可用狀態(tài)；機(jī)器人開始側(cè)向行進(jìn)并在起始線前完成加速階段，以穩(wěn)定速度通過試驗(yàn)區(qū)域，在經(jīng)過停止線后減速直至停止并保持穩(wěn)定站立姿態(tài)；試驗(yàn)判定一次試驗(yàn)只有當(dāng)滿足以下條件時(shí)才可以被認(rèn)定為成功：機(jī)器人完成所有試驗(yàn)步驟；除預(yù)期的腿與行進(jìn)面的接觸外，機(jī)器人未與其他任何物體發(fā)生接觸；c）機(jī)器人沒有行進(jìn)至試驗(yàn)區(qū)域外。只有當(dāng)連續(xù)三次試驗(yàn)成功時(shí)，本測試項(xiàng)所得結(jié)果才被認(rèn)定為有效。試驗(yàn)結(jié)果行進(jìn)直線度應(yīng)按如下方式進(jìn)行計(jì)算：a）計(jì)算機(jī)器人在投影面上的投影掃過的區(qū)域在水平方向上的最大寬度，與機(jī)器人的步寬做差；b）計(jì)算起始線與停止線之間距離的值；c）將步驟a）中的值除以步驟b）中的值，所得值即為機(jī)器人的行進(jìn)直線度。行進(jìn)直線度應(yīng)選擇連續(xù)三次成功試驗(yàn)中的最大值。試驗(yàn)報(bào)告中應(yīng)聲明行進(jìn)直線度與摩擦條件等具體試驗(yàn)條件。地形適應(yīng)能力目的本試驗(yàn)的目的是確定機(jī)器人對(duì)在不同地形上行進(jìn)的適應(yīng)程度。試驗(yàn)設(shè)施本試驗(yàn)的試驗(yàn)設(shè)施如圖9與圖103000mm,寬1000mm“A形”（如圖10a）5°10°15°三種；“V形”裝置（如圖10b）的中央為最低點(diǎn)，其左右表面與水平面之間的夾角必須相等，分別有5°、10°、15°三種；“M形”裝置（如圖10c）沿試驗(yàn)區(qū)域長度方向有向上及向下兩種傾斜方式，構(gòu)造出起伏的形狀，相5°10°15°（如圖10d）由4種不同高度的平臺(tái)組合而成，其高度分別為22mm、44mm、66mm、88mm，形成階梯形的地形。17說明：1——機(jī)器人；2——起始線與停止線；3——試驗(yàn)區(qū)域；a——加速區(qū)域；b——減速區(qū)域。圖9地形適應(yīng)能力試驗(yàn)裝置a) “A形”試驗(yàn)裝置“V形”試驗(yàn)裝置18“M形”試驗(yàn)裝置a)階梯形試驗(yàn)裝置（單位為mm）10地形適應(yīng)能力試驗(yàn)裝置試驗(yàn)步驟本試驗(yàn)包括兩個(gè)配置。第一個(gè)配置的每次試驗(yàn)應(yīng)按以下步驟進(jìn)行：試驗(yàn)區(qū)域內(nèi)設(shè)置為特定的裝置；機(jī)器人放置在起始線前，正面朝向起始線，保持穩(wěn)定站立姿態(tài)；c）機(jī)器人正向行進(jìn)并在起始線前結(jié)束加速階段；機(jī)器人正向通過試驗(yàn)區(qū)域；機(jī)器人越過停止線后，減速直至停止并保持穩(wěn)定站立姿態(tài)。第一個(gè)配置的每次試驗(yàn)應(yīng)按以下步驟進(jìn)行：試驗(yàn)區(qū)域內(nèi)設(shè)置為特定的裝置；機(jī)器人放置在起始線前，側(cè)面朝向起始線，保持穩(wěn)定站立姿態(tài)；c）機(jī)器人側(cè)向行進(jìn)并在起始線前結(jié)束加速階段；機(jī)器人側(cè)向通過試驗(yàn)區(qū)域；機(jī)器人越過停止線后，減速直至停止并保持穩(wěn)定站立姿態(tài)。試驗(yàn)判定一次試驗(yàn)只有當(dāng)滿足以下條件時(shí)才可以被認(rèn)定為成功：機(jī)器人完成所有試驗(yàn)步驟；除預(yù)期的腿與行進(jìn)面的接觸外，機(jī)器人未與其他任何物體發(fā)生接觸。試驗(yàn)結(jié)果通過試驗(yàn)區(qū)域的時(shí)間為機(jī)器人腿首先接觸起始線后試驗(yàn)區(qū)域的時(shí)刻與機(jī)器人的身體首先接觸與停止線重合并垂直于地面的平面的時(shí)刻之間的時(shí)間。通過試驗(yàn)區(qū)域的時(shí)間表征了機(jī)器人的地形適應(yīng)能力，應(yīng)選擇連續(xù)三次成功試驗(yàn)中的最大值。試驗(yàn)報(bào)告中應(yīng)聲明通過試驗(yàn)區(qū)域的時(shí)間以及對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)配置及試驗(yàn)區(qū)域內(nèi)的裝置等具體試驗(yàn)條件。19軌跡跟蹤能力目的本試驗(yàn)的目的是測試機(jī)器人沿軌跡行進(jìn)的能力。試驗(yàn)設(shè)施試驗(yàn)設(shè)施見圖11。試驗(yàn)設(shè)施為水平行進(jìn)面上一條長3000mm的直線軌跡，在軌跡周圍應(yīng)提供足夠的空間以確?？梢灾С衷囼?yàn)成功完成。說明：1——機(jī)器人；a——參照軌跡；b——行進(jìn)方向；c——起始線；d——終止線。圖11軌跡跟蹤能力試驗(yàn)設(shè)施試驗(yàn)步驟對(duì)于只有兩條腿的機(jī)器人來說，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：機(jī)器人正向行進(jìn)，憑借自主能力沿軌跡走過終止線；c）機(jī)器人到達(dá)終點(diǎn)線后，減速直至停止；對(duì)于有多于兩條腿的機(jī)器人來說，本試驗(yàn)包括兩個(gè)配置。第一個(gè)配置的每次試驗(yàn)應(yīng)按以下步驟進(jìn)行：機(jī)器人正向行進(jìn)，憑借自主能力沿軌跡走過終止