（高清版）GBT 36896.2-2018 輕型有纜遙控水下機器人 第2部分：機械手與液壓系統(tǒng)

輕型有纜遙控水下機器人第2部分：機械手與液壓系統(tǒng)2018-12-28發(fā)布2019-07-01實施中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會GB/T36896.2—2018 I 2規(guī)范性引用文件 3術(shù)語和定義 4分類和組成 5要求 6試驗方法 37檢驗規(guī)則 58標(biāo)識和隨機文件 79包裝、運輸及貯存 7IGB/T36896《輕型有纜遙控水下機器人》分為四個部分：——第1部分：總則；——第2部分：機械手與液壓系統(tǒng)；——第3部分：導(dǎo)管螺旋槳推進器；——第4部分：攝像、照明與云臺。本部分為GB/T36896的第2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：浙江大學(xué)、杭州宇控機電工程有限公司、國家海洋標(biāo)準(zhǔn)計量中心、上海交通大學(xué)、中國科學(xué)院沈陽自動化研究所。1輕型有纜遙控水下機器人第2部分：機械手與液壓系統(tǒng)GB/T36896的本部分規(guī)定了輕型有纜遙控水下機器人(以下簡稱水下機器人)的機械手與液壓系本部分適用于不少于5功能的液壓機械手與液壓系統(tǒng)的設(shè)計、生產(chǎn)、采購、試驗和檢驗。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/T36896.1輕型有纜遙控水下機器人第1部分：總則3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。機械手功能數(shù)numberofmanipulatorfunctions能夠主動驅(qū)動機械手關(guān)節(jié)運動、手爪開合的執(zhí)行器數(shù)量。伸縮型機械手telescopicmanipulator依靠基座左右擺動、基座上下擺動和肘部伸縮3個功能確定手爪位置，并帶有手爪旋轉(zhuǎn)和抓取功能的機械手。折臂型機械手foldingarmtypemanipulator依靠基座左右擺動、基座上下擺動和肘部擺動3個功能確定手爪位置的機械手。4分類和組成液壓機械手按肘部功能不同分為伸縮型機械手和折臂型機械手。注：本部分提到的液壓機械手，如未指明具體類型，則所述條件同時適用于伸縮型機械手和折臂型機械手。5要求5.1外觀和結(jié)構(gòu)要求如下：2a)液壓機械手與液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)科學(xué)、布局合理、操作方便、便于維修；b)液壓系統(tǒng)不得有油液滲透，潤滑和冷卻情況良好；c)液壓機械手與液壓系統(tǒng)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)動或相對滑動部位應(yīng)靈活可靠；件、陽極氧化件等表面處理件應(yīng)無露底現(xiàn)象；要求如下：a)機械手能夠接受指令，能完成相應(yīng)的動作，動作與指令協(xié)調(diào)一致；b)機械手通過控制單元能實現(xiàn)一定范圍內(nèi)的運動；c)液壓系統(tǒng)能夠接受指令，能輸出相應(yīng)的壓力和流量。5.3性能機械手工作時最大伸長距離應(yīng)不小于0.8m。要求如下：a)折臂型機械手全伸長后的持重應(yīng)不小于20kg;b)伸縮型機械手全伸長后的持重應(yīng)不小于60kg。5.3.1.3自重(含閥箱)與全伸距持重比機械手本體與閥箱、補償器的空氣中總重量，與機械手全伸長時的持重比值應(yīng)不大于1.6。5.3.1.4指端和手爪內(nèi)折覆蓋范圍機械手末端相對于ROV工作空間在水平面投影的覆蓋范圍應(yīng)不小于90°,伸縮型機械手末端相對于ROV工作空間在垂直面投影的覆蓋范圍應(yīng)不小于120°,折臂型機械手末端相對于ROV工作空間在垂直面投影的覆蓋范圍應(yīng)不小于150°。七功能機械手手爪內(nèi)折方向覆蓋范圍應(yīng)不小于45°,其內(nèi)折角度范圍應(yīng)不小于300°。機械手手爪最低平穩(wěn)轉(zhuǎn)速應(yīng)不大于8r/min。5.3.1.6轉(zhuǎn)角控制精度等級轉(zhuǎn)角控制精度等級是指機械手各關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角控制穩(wěn)態(tài)誤差與各關(guān)節(jié)最小轉(zhuǎn)角之比，控制精度等級見表1。3表1轉(zhuǎn)角控制精度等級等級各關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角控制穩(wěn)態(tài)誤差與各關(guān)節(jié)最小轉(zhuǎn)角之比α120.005<α≤0.0130.01<a≤0.0340.03<α≤0.1液壓系統(tǒng)額定輸出流量應(yīng)不小于1.5L/min,額定輸出壓力應(yīng)不小于21MPa,液壓源總效率應(yīng)不小于60%。要求如下：a)電推進型ROV的液壓系統(tǒng)本體和油箱、補償器的空氣中總重量，與機械手全伸距持重比值應(yīng)不大于0.8;b)液壓推進型ROV的液壓系統(tǒng)本體和油箱、補償器的空氣中總重量，與ROV總系柱推力比值應(yīng)不大于0.5。應(yīng)符合GB/T36896.1中的相關(guān)要求。5.5環(huán)境適應(yīng)性應(yīng)符合GB/T36896.1中的相關(guān)要求。5.6電源適應(yīng)性應(yīng)符合GB/T36896.1中的相關(guān)要求。6試驗方法6.1外觀和結(jié)構(gòu)檢查方法如下：a)目視和觸摸檢查液壓機械手與液壓系統(tǒng)的外觀、文字和標(biāo)識；b)檢查液壓機械手與液壓系統(tǒng)的連接件、運動情況和潤滑效果。6.2功能檢查分別在空載和滿載情況下，對機械手和液壓系統(tǒng)的各項功能進行逐一試驗。46.3性能試驗6.3.1機械手性能試驗6.3.1.1伸距和全伸距持重試驗按如下步驟進行檢查：a)將機械手夾持重量等于全伸長持重的重塊，固定在三坐標(biāo)跟蹤試驗臺上；b)逐個操作機械手關(guān)節(jié)，控制機械手以0.025Hz左右的頻率在兩個極限位置之間正反向運動，記錄輸入值與三坐標(biāo)跟蹤儀讀到的被控機械手的輸出角度；c)空載和最大持重狀態(tài)下每個關(guān)節(jié)重復(fù)以上步驟6.3.1.1b)五次，每次機械手夾持重塊穩(wěn)定停留在最大伸距位置的時間不少于5min;d)根據(jù)軟件繪制的曲線圖讀取最大伸距，記錄全伸距持重。6.3.1.2自重(含閥箱)與全伸距持重比值將測量得的機械手本體與閥箱、補償器的空氣中總重量，與6.3.1.1測得的全伸距持重之比。6.3.1.3指端和手爪內(nèi)折覆蓋范圍按如下步驟進行檢查：a)根據(jù)6.3.1.1所示的試驗方法用計算機操作機械手的各關(guān)節(jié)，機械手肩部左轉(zhuǎn)到極限位置，肘部旋轉(zhuǎn)到前臂只在垂直平面內(nèi)上下擺動，腕部上下擺動到手爪與前臂成一直線位置(如果有),其他各關(guān)節(jié)到水平面投影最長伸出狀態(tài)，再按照肩部右轉(zhuǎn)到極限位置；b)將所有上下擺動和伸縮油缸全部縮回，肩部左轉(zhuǎn)到極限位置；c)所有上下擺動和伸縮油缸全部伸出回到最初的水平面，用最長伸出狀態(tài)的順序操作機械手，來回重復(fù)五次，獲得指端水平運動范圍包絡(luò)線；d)操作機械手肩部對中轉(zhuǎn)到垂直面投影最長位置，其他各關(guān)節(jié)到水平面投影最短縮回狀態(tài)，再按照腕部向下擺動到手爪與前臂成一直線位置(如果有);e)肩部向下擺到極限位置，肘部向外擺動或伸出到極限位置(如果有),肩部向上擺動極限位置，腕部向內(nèi)擺動到極限位置(如果有);f)肘部向內(nèi)擺動或縮回到極限位置的順序操作機械手，來回重復(fù)五次，獲得指端垂直運動范圍包絡(luò)線；g)通過各包絡(luò)線計算各關(guān)節(jié)的覆蓋范圍。根據(jù)6.3.1.1所示的試驗方法通過計算機操作機械手腕關(guān)節(jié)，逐步增大手爪流量控制閥的閥口開度，讀取手爪平穩(wěn)轉(zhuǎn)動時的轉(zhuǎn)速?？刂凭仍囼灢襟E：a)機械手夾持重量等于全伸長持重一半的重塊，固定在指端位姿檢測與關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角逆解計算臺架上；b)用計算機代替主控機械手逐個操作機械手的關(guān)節(jié)，以控制多功能主從式位置閉環(huán)機械手以0.005Hz左右的頻率在兩個極限位置之間正反向運動；c)記錄計算機輸入值與在指端位姿檢測與關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角逆解計算臺架得出的被控機械手相應(yīng)關(guān)節(jié)輸5d)零速度下穩(wěn)定后5min從曲線中的讀數(shù)求出閉環(huán)控制的最大平均值，除以各關(guān)節(jié)最小旋轉(zhuǎn)角度。6.3.2液壓系統(tǒng)性能試驗按如下步驟進行檢查：a)將水下液壓源固定在水中，通上電源，啟動水下電機，油液在油箱/補償器、液壓泵、管路、單向溢流閥之間循環(huán)；b)將溢流閥切換至加載狀態(tài)，讀取液壓源的輸出壓力和輸出流量，即為額定輸出壓力和額定輸出流量，其乘積即為額定輸出功率；c)同時測量電機的工作電壓和工作電流，通過計算得到水下液壓源的總效率。6.3.2.2自重(含油箱)與機械手全伸距持重比值(電推進型)方法如下：a)測量電推進型ROV的液壓系統(tǒng)本體和油箱、補償器的空氣中總重量，與6.3.1.1測得的機械手全伸距持重的比值；b)測量液壓推進型ROV的液壓系統(tǒng)本體和油箱、補償器的空氣中總重量，與ROV總系柱推力的比值。6.4安全要求試驗按照GB/T36896.1中的相關(guān)規(guī)定進行試驗。6.5環(huán)境適應(yīng)性試驗按照GB/T36896.1中的相關(guān)規(guī)定進行試驗。6.6電磁兼容試驗按照GB/T36896.1中的相關(guān)規(guī)定進行試驗。6.7電源適應(yīng)性按照GB/T36896.1中的相關(guān)規(guī)定進行試驗。7檢驗規(guī)則7.1檢驗分類按照GB/T36896.1的相關(guān)規(guī)定進行分類。7.2型式檢驗檢驗項目按表2規(guī)定執(zhí)行。6按照GB/T36896.1的相關(guān)規(guī)定進行抽樣。按照GB/T36896.1的相關(guān)規(guī)定進行合格判定。7.3出廠檢驗檢驗項目按表2規(guī)定執(zhí)行。檢驗抽樣應(yīng)全檢或按合同規(guī)定。按照GB/T36896.1的相關(guān)規(guī)定進行合格判定。表2檢驗項目序號檢驗項目出廠檢驗型式檢驗1外觀和結(jié)構(gòu)要求√√2功能要求√√3最大伸距√√4全伸長持重√√5自重(含閥箱)/全伸距持重比√√6指端位置水平面覆蓋范圍√√7指端位置