(高清版)GB∕T 38834.1-2020 機器人 服務機器人性能規(guī)范及其試驗方法 第1部分：輪式機器人運動

ICS25.040.30GB/T38834.1—2020/ISO18646-1:2016機器人服務機器人性能規(guī)范及其Part1:Locomotionforwheeledrobots(ISO18646-1:2016,ID國家市場監(jiān)督管理總局國家標準化管理委員會IGB/T38834.1—2020/ISO18646-1:2016 Ⅲ 12規(guī)范性引用文件 13術語和定義 1 34.1通則 34.2環(huán)境條件 34.3行進表面條件 34.4操作條件 45額定速度 4 45.2試驗設施 45.3試驗步驟 45.4試驗結果 5 5 56.2試驗設施 56.3試驗步驟 56.4試驗結果 57最大斜坡角度 5 57.2試驗設施 67.3試驗步驟 67.4試驗結果 6 6 68.2試驗設施 68.3試驗步驟 78.4試驗結果 79翻越門檻能力 7 79.2試驗設施 79.3試驗步驟 89.4試驗結果 8Ⅱ 10.2試驗設施 10.3試驗步驟 10.4試驗結果 附錄A(資料性附錄)轉彎寬度的試驗配置實例 參考文獻 ⅢGB/T38834.1—2020/ISO18646-1:2016——第1部分：輪式機器人運動； —--第3部分：操作；——第4部分：腰部支撐機器人。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《機器人服務機器人性能規(guī)范及其試驗方法第1本部分由中國機械工業(yè)聯(lián)合會提出。本部分由全國自動化系統(tǒng)與集成標準化技術委員會(SAC/TC159)歸口。GB/T38834.1—2020/ISO18646-1:2016本部分目的是為了增進用戶與制造商對輪式機器人性能的理解。本部分定義了輪式機器人重要的本部分給出了顯著影響機器人性能的試驗方法的特性。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證和確認。本部分僅用于室內(nèi)環(huán)境服務機器人。1GB/T38834.1—2020/ISO18646-1:2016機器人服務機器人性能規(guī)范及其試驗方法第1部分：輪式機器人運動 ——IECElectropedia:3.1注1:機器人包括控制系統(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:移動平臺包括一個用于支承負載(3.7)的底盤。[GB/T12643—2013,定義3.18]3.6行進面travelsurface3.7負載load[GB/T12643—2013,定義6.2.1]3.8正常操作條件(3.9)下作用于機械接口或移動平臺(3.5)且不會使機器人性能降低的最大負載[GB/T12643—2013,定義6.2.2]3.9為符合制造商所給出的機器人(3.1)性能而應具備的環(huán)境條件范圍和可影響機器人性能其他參數(shù)[GB/T12643—2013,定義6.1]3.10停止距離stoppingdistance移動平臺(3.5)原點從停止啟動到完全停止之間所行進的最大距離。3.113.12轉彎turning;turn3.13原地旋轉spinturn;spinning3GB/T38834.1—2020/ISO18646-1:20163.14矩形通道的最小寬度，移動平臺(3.5)在其中能完成某種特定類型的轉彎(3.12)。3.15逆向轉彎寬度reverseturningwidth3.16U型轉彎寬度U-turnwidthU型逆向轉彎寬度U-shapedreverseturningwidth移動平臺(3.5)完成一個U型轉彎路徑的逆向轉彎寬度(3.15)。注：見圖A,1。3.17三點逆向轉彎寬度three-pointreverseturningwidth移動平臺(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彎寬度(3.15)。注：見圖A.2。3.18L型轉彎寬度L-turnwidth直角轉彎寬度rightangleturningwidth移動平臺(3.5)以90°轉彎通過一個L型通道的轉彎4試驗條件4.1通則機器人應組裝完整、充分充電且可操作，所有自我診斷測試應完全滿足，也應確保機器人在整個試驗過程中以安全的方式運行。試驗應按制造商規(guī)定的操作準備進行。除非在特定章條另有說明，否則本部分中所述試驗宜滿足第4章規(guī)定的所有條件。本部分每章中所述的每個試驗可以具有不同試驗配置，每個試驗配置需要單獨的試驗步驟。對每4.2環(huán)境條件所有試驗中應保持以下環(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，應在試驗報告中聲明。4.3行進表面條件應堅硬平整，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本試驗的目的是確定機器人向目標能夠行進的最大速度。額定速度表明機器人執(zhí)行任務時能以多快的速度行進。在5.2～5.4的試驗描述中，額定速度由在水平行進表面進行的一系列測量結果來確定。本試驗的建立見圖1。速度測量的試驗區(qū)域應至少長1000mm且足夠寬。在加減速試驗區(qū)域的兩端應提供足夠的空間。傳感器宜放置在速度測量試驗區(qū)域的兩端，以測量輪式機器人的開始時間和結束時間。單位為毫米b——減速區(qū)域。本試驗包括一個配置。每次試驗應按以下步驟進行：如果機器人沒有到達測試區(qū)域的終點線或者如果其偏離指定行進方向且超過測量試驗區(qū)域長度的10%,則試驗應認定為失敗。額定速度(規(guī)定單位為m/s)應選擇連續(xù)三次成功試驗中的最小速度值。5GB/T38834.1—2020/ISO18646-1:2016應在試驗報告中聲明額定速度以及摩擦條件等具體試驗條件。6停止特性本試驗的目的是確定停止距離和停止時間，以表明機器人在其環(huán)境中具有可靠的導航能力。機器6.2試驗設施應具備足夠大的水平行進表面試驗區(qū)域。試驗區(qū)域的長度宜足以使機器人達到額定速度并且安全停止。試驗設施應具有能及時確定機器人——在與機器人行進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——也能夠使用先進定位設備如3D運動跟蹤系統(tǒng)。試驗包括相應的測試配置。每次試驗應按以下步驟進行：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。d)通過測量移動平臺從停止啟動到完全停止之間所行進的距離和所經(jīng)過的時間來記錄停止距離和停止時間。完全停止的意思是整個移動機器人完全停止運動。對于需要有穩(wěn)定性控制的移停止距離和停止時間應從前三次試驗中選擇最大值。6.4試驗結果7最大斜坡角度本試驗目的是確定機器人在指定方向上能夠行進的最大斜坡角度。6GB/T38834.1—2020/ISO18646-1:20167.2試驗設施試驗應在指定角度的斜坡上進行，精度誤差為±0.5°。7.3試驗步驟試驗包括5種配置形式，見表1。表1試驗配置試驗配置機器人相對于斜坡的路徑機器人運行方向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)向前每次試驗應按以下步驟進行：a)斜坡設定為指定角度。b)裝載額定負載的機器人放置在斜坡的初始位置。c)機器人以制造商標稱的速度按直線移動至少1000mm。d)機器人到達目標位置后應停止于斜坡上。如果機器人沒有到達試驗區(qū)域的終點線，或者如果它偏離了指定行進方向且超過試驗區(qū)域長度的20%,則應認為試驗失敗。在連續(xù)三次試驗成功后，試驗步驟中使用的斜坡角度應聲明為試驗配置的最大的斜坡角。最大斜坡角度以及特定的試驗條件，包括摩擦條件和指令速度應按表2在試驗報告中聲明。表2最大斜坡角度行進方向向上/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的目的是確定移動機器人以指定方向在固定角度斜坡上的最大速度。8.2試驗設施試驗設施應安裝能夠給機器人測速的測量系統(tǒng)，速度測量試驗區(qū)域應至少長1000mm并足夠寬。測試區(qū)域的每一端應為機器人加速和減速提供足夠的空間。7GB/T38834.1—2020/ISO18646-1:20168.3試驗步驟試驗包括表3中列出的5種行進方式。每種方式分別在3°、6°和10°3種斜坡角度上進行。因此，應測試最多15種試驗配置。表3行進方式行進方式機器人相對于斜坡的路徑機器人驅動方向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)向前對于每種測試配置，每次試驗應按照以下步驟：b)機器人在加速時以直線移動，以最大速度移動，再減速。c)機器人速度由最大速度區(qū)域的測量系統(tǒng)確定。d)機器人到達目標位置后應停止在斜坡上。如果機器人沒有到達試驗區(qū)域的終點線，或者如果偏離行進方向且超過測試區(qū)域長度的20%,則應被認為試驗失敗。每次測試配置中斜坡上的最大速度應選擇連續(xù)三次成功試驗中的最小的速度。8.4試驗結果對于每種試驗配置，每個斜坡上的最大速度以及特定的試驗條件，包括摩擦條件應按表4在試驗報告中聲明。表4最大速度行進方向向上/向前向上/向后向下/向前向下/向后橫向/向前斜坡角度為3°時的最大速度斜坡角度為6°時最大速度斜坡角度為10°時最大速度9翻越門檻能力9.1目的本試驗目的是確定機器人能夠通過的最大門檻高度。為了通過一個長門檻，機器人需要能夠在沒有任何損害的情況下攀爬上下門檻。對于短門檻機器人也應有足夠的離地間隙，以使除了輪子之外的移動機器人的本體在翻越時不觸碰門檻。9.2試驗設施試驗設施應有兩種門檻：8GB/T38834.1—2020/ISO18646-1:2016圖2是門檻示意圖。門檻高度H應設定為指定值。門檻寬度W宜比機器人寬度大。門檻長度L的確定應考慮機器人尺寸及應用環(huán)境。短門檻典型長度為100mm,而長門檻的長度至少為1000mm,以保證所有輪子都處在長門檻表面。門檻正面倒角應平滑并且其半徑r最大為3mm。圖2門檻的三維尺寸9.3試驗步驟試驗包括兩種配置：對兩種試驗配置，每種試驗應按照以下步驟：a)門檻高度設定為特定值。b)輪式機器人裝載額定負載，放置在初始位置，機器人可以在到達門檻之前達到指定速度。c)除非由制造商指定，機器人以指定速度沿垂直于門檻前緣的直線移動。d)機器人應完全通過門檻。如果在試驗過程中，機器人沒有完全通過門檻，或者移動平臺本體而不是輪子接觸了行進表面，應認為試驗失敗。在前三次連續(xù)成功的試驗中使用的門檻高度應聲明為試驗配置中的最大門檻高度。9.4試驗結果應在試驗報告中聲明每個門檻的最大門檻高度以及具體的試驗條件，包括門檻的三維尺寸、正面前10轉彎寬度本試驗的目的是確定移動平臺特定轉彎類型的轉彎寬度。轉彎寬度不僅由機械特性(如車輪的轉彎角)決定，也取決于控制系統(tǒng)執(zhí)行轉彎的能力。本試驗中使用三種轉彎類型：——U型轉彎；9GB/T38834.1—2020/ISO18646-1:2016——三點轉彎；--—L型轉彎。U型和三點轉彎不適用于可原地旋轉的移動平臺。相反，對于此類平臺，應確定其原地旋轉的逆向轉彎寬度。按以下步驟：a)墻之間的寬度被設定為特定值；c)機器人從初始位置啟動，直至達到進行該轉彎類型時由制造商指定的速度；d)機器人啟動轉彎；如果轉彎中機器人接觸了試驗區(qū)域墻體或者機器人不能到達指定目標位置，則認定試驗失敗。在前三次連續(xù)成功試驗中，墻之間的寬度應被聲明為轉彎寬度，轉彎時間應選擇前三次成功試驗中的最每種類型的轉彎寬度連同摩擦條件、給定速度和轉彎時間等特定的測試條件，均應在試驗報告中聲明。GB/T38834.1—2020/ISO18646-1:2016(資料性附錄)轉彎寬度的試驗配置實例轉彎寬度試驗包括三種：U型轉彎、三點轉彎和L型轉彎，如圖A.1～圖A.3所示，圖中w表示實體墻的寬度。圖A.1移動平臺的U型轉彎寬度圖A.2移動平臺的三點轉彎寬度圖A.3移動平臺的L型轉彎寬度[1]GB/T18029.2輪椅車第2部分：電動輪椅車動態(tài)穩(wěn)定性的測定(GB/T18029.2—2009,ISO7176-2:2001,IDT)[2]GB/T18029.13