《仿人靈巧手智能化操作等級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》

1理規(guī)范、包裝、運(yùn)輸和貯存等要求.本文件適用于仿人靈巧手操作智能化等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn).僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改文件.GB/T5226.1-2019機(jī)械電氣安全機(jī)械電氣設(shè)備第1部分：通用技術(shù)條件GB/T12643-2013機(jī)器人與機(jī)器人裝備詞匯GB/T16754-2021機(jī)械安全急停功能設(shè)計(jì)原則GB/T20868-2024工業(yè)機(jī)器人性能試驗(yàn)應(yīng)用規(guī)范GB/T33905.2-2017智能傳感器第2部分：物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用行規(guī)運(yùn)輸包裝指南信息技術(shù)人工智能術(shù)語(yǔ)下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件.負(fù)載load2具有人類或類似人類智慧特征的能力.接收并轉(zhuǎn)換信息的能力和過(guò)程.決策decision-making對(duì)輸入的信息進(jìn)行處理并做出判斷與決定的能力和過(guò)程.系統(tǒng)與另一系統(tǒng)(或系統(tǒng)的某些部分)之間的公共邊界，信息通過(guò)該公共邊界傳遞。3感知能力控制模式任務(wù)復(fù)雜度場(chǎng)景適應(yīng)性性能測(cè)試規(guī)范圖1仿人靈巧手智能化操作等級(jí)評(píng)價(jià)體系5智能化操作等級(jí)評(píng)價(jià)5.1等級(jí)劃分依據(jù)仿人靈巧手智能化操作等級(jí)劃分聚焦感知驅(qū)動(dòng)、功能導(dǎo)向的智能閉環(huán)能力，該劃分方法允許硬件結(jié)構(gòu)(如電機(jī)類型、傳動(dòng)方式)存在差異，弱化本體硬件結(jié)構(gòu)對(duì)等級(jí)判定的直接影響.基于感知能力、控制模式、任務(wù)復(fù)雜度及場(chǎng)景適應(yīng)性四大核心評(píng)價(jià)維度，根據(jù)其智能化操作程度由低到高劃分為1級(jí)至4級(jí)，該分級(jí)體系可系統(tǒng)量化其功能適配性，具體分類詳見(jiàn)表1.表1智能化操作等級(jí)分類(固定參數(shù))電機(jī)閉環(huán)控制(電流/位置/速度)(微調(diào)參數(shù))(單模態(tài)力觸覺(jué))(被操作物品可變)(物品紋理/類別識(shí)別/位姿估計(jì))多任務(wù)協(xié)同與自主規(guī)劃(光照/遮擋改變)5.2等級(jí)量化指標(biāo)依據(jù)仿人靈巧手智能化操作等級(jí)劃分依據(jù)進(jìn)行等級(jí)量化，從感知能力、控制精度、任務(wù)性能三個(gè)方面對(duì)靈巧手的智能等級(jí)進(jìn)行等級(jí)量化評(píng)價(jià).遵循分級(jí)遞進(jìn)原則，高等級(jí)產(chǎn)品需在所有技術(shù)指標(biāo)上全面達(dá)到或優(yōu)于低等級(jí)指標(biāo)限值.鑒于不同應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)靈巧手的側(cè)重要素不同，為更合理地判斷其智能化程度，劃分出不同典型場(chǎng)景中各要素的等級(jí)要求，量化指標(biāo)詳見(jiàn)表2.表2智能化操作等級(jí)量化指標(biāo)4不支持多步驟操作能力不支持多步驟操作能力不支持多步驟操作能力確率≥90%)溫度感知精度±0.2℃視覺(jué)：別≥20種(準(zhǔn)確率≥動(dòng)態(tài)力控誤差≤0.1N多模態(tài)融合響應(yīng)延遲≤150ms6性能測(cè)試規(guī)范i)極端任務(wù)能力.5j)激光測(cè)角儀.6.2.3.1.3重復(fù)快速執(zhí)行加載卸載循環(huán)(10次/秒),采集全量程范圍內(nèi)的力感知數(shù)據(jù)，計(jì)算線性度誤差、遲滯誤差及重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)差等，綜合評(píng)定微力感知精度.0.1℃持續(xù)30分鐘。知精度.6.2.3.3.1在靈巧手指運(yùn)動(dòng)空間內(nèi)選取10個(gè)三維目標(biāo)點(diǎn).6.2.3.4.2設(shè)置手指指腹階梯式力跟蹤任務(wù)(從初始值逐級(jí)遞增至峰值后逐級(jí)遞減至初始值).6.2.3.4.4控制手指運(yùn)動(dòng)進(jìn)行正弦波動(dòng)態(tài)力跟蹤任務(wù)(0.5～2Hz頻率),計(jì)算力控響應(yīng)延時(shí)等。6d)統(tǒng)計(jì)物體類別識(shí)別的準(zhǔn)確率.6.2.3.5.2力觸覺(jué)表面紋理識(shí)別c)統(tǒng)計(jì)表面紋理識(shí)別的準(zhǔn)確率.c)控制靈巧手勻速接近樣品執(zhí)行輕觸-滑動(dòng)-抓取的復(fù)合動(dòng)作，觸發(fā)視覺(jué)系統(tǒng)采集圖像，同時(shí)力6.2.3.6.2相機(jī)-靈巧手外參標(biāo)定.b)視覺(jué)識(shí)別至運(yùn)動(dòng)規(guī)劃完成鏈路.a)選取不同規(guī)格的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)樣品，放置在訓(xùn)練箱中，其中圓柱體尺寸范圍：直徑1cm~15cm、高度2圓錐體尺寸范圍：直徑1cm~15cm、高度27尺寸范圍：邊長(zhǎng)1cm~15cm、高度1圓球圓餅尺寸范圍：邊長(zhǎng)1cm~15cm、高度1薄卡片置到指定的目標(biāo)位置(如目標(biāo)格子、容器等);c)設(shè)置靈巧手在靜態(tài)保持和動(dòng)態(tài)往復(fù)工況下運(yùn)動(dòng)，即在抓取樣品后保持靜止?fàn)顟B(tài)和以1Hz頻率d)記錄抓取和放置成功率等評(píng)估項(xiàng).a)在訓(xùn)練箱中放置需要旋轉(zhuǎn)的標(biāo)準(zhǔn)樣品(如不同規(guī)格的圓盤(pán)等);b)記錄每一步操作的執(zhí)行質(zhì)量和整個(gè)流程的任務(wù)完成率等評(píng)估項(xiàng).變形量，量化評(píng)估靈巧手的柔性接觸控制性能.滑落次數(shù)、破損率等參數(shù)，量化評(píng)估靈巧手對(duì)易碎品的無(wú)損抓取能力.86.2.3.9.4選取具有典型光學(xué)特性(透明/反光體)的樣品，如鏡面金屬、透明玻璃制品等，采用視覺(jué)7接口與兼容性7.1.1.3兼容主流工業(yè)總線協(xié)議RS232/RS485/CAN,支持EtherCAT實(shí)時(shí)以太網(wǎng)，可與主流工業(yè)控制器實(shí)現(xiàn)即插即用通信.7.1.3.2兼容主流單目雙目攝像頭集成，通過(guò)USB3.0或MIPI接口傳輸視覺(jué)數(shù)據(jù)，支持AI視覺(jué)算法協(xié)同.7.2.1Modbus-RTU協(xié)議適配7.2.2ROS/ROS2系統(tǒng)集成7.2.3Windows/LinuxSDK開(kāi)發(fā)套件法集成，預(yù)留標(biāo)準(zhǔn)化回調(diào)函數(shù)接口.8安全倫理規(guī)范9操作手冊(cè)中公示.通過(guò)集成力觸覺(jué)傳感器(六維力傳感器、分布式觸覺(jué)陣列)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)接觸力數(shù)據(jù)出安全閾值.最大安全接觸力/扭矩的確定需符合GB/T360層)、碰撞能量及關(guān)節(jié)傳動(dòng)效率.8.1.2.1.1所有指令裝置應(yīng)集成手動(dòng)急停按鈕，緊急停止裝置應(yīng)符合GB/T5226.1-2019第10.7章急停器件和GB/T16754-2021急停功能的設(shè)計(jì)要求.別0(動(dòng)力切斷)、類別1(受控停機(jī))或類別2(保持供電停機(jī)).8.1.2.2.2復(fù)位操作需通過(guò)物理鑰匙或密碼認(rèn)證，禁止系統(tǒng)自動(dòng)重啟.策行為和動(dòng)作應(yīng)安全可控，且用戶指令(如手動(dòng)急停)優(yōu)先級(jí)高于自主決策程序.8.2.4對(duì)視覺(jué)/力觸覺(jué)傳感器獲取的生物特征數(shù)據(jù)(如指紋紋理、面部輪廓)需進(jìn)止關(guān)聯(lián)個(gè)人身份信息.9.1.1產(chǎn)品包裝基本要求應(yīng)遵循GB/T13384-2008包裝指南，保證產(chǎn)品在供需雙方協(xié)議期內(nèi)不因包裝不善而產(chǎn)生銹蝕、霉變、降低精度、殘損等現(xiàn)象.9.2標(biāo)識(shí)要求9.2.2標(biāo)牌符合GB/T13306-2011第8.4章規(guī)范。有效防震、防壓、防碰撞措施，嚴(yán)禁暴力搬運(yùn)9.4貯存規(guī)范貯存記錄.[3]GB/T5226.1-2019機(jī)械電氣安全機(jī)械電氣設(shè)備第1部分：通用技術(shù)條件[7]GB/T13384-2008機(jī)電產(chǎn)品包裝通用技術(shù)條件[8]GB/T16754-2021機(jī)械安全急停功能設(shè)計(jì)原則[10]GB/T28219-2018智能家用電器通用技術(shù)要求[11]GB/T33010-2016力傳感器的檢驗(yàn)[13]GB/T33905.2-2017智能傳感器第2部分：物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用行規(guī)[14]GB/T34068-2017物聯(lián)網(wǎng)總體技術(shù)智能傳感器接口規(guī)范[15]GB/T34069-2017物聯(lián)網(wǎng)總體技術(shù)智能傳感器特性與分類[16]GB/T36008-2018機(jī)器人與機(jī)器人裝備協(xié)作機(jī)器人[17]GB/T36911-2018運(yùn)輸包裝指南