T-ZSRA 003-2024 特種四足機(jī)器人本體通.用技術(shù)要求

CCSA90團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)Generaltechnicalrequirementsforspecialquadrupedrobo2024-12-10發(fā)布2024-12-10實施IT/ZSRA003—2024 2規(guī)范性引用文件 3術(shù)語和定義 4技術(shù)要求 5試驗方法 6檢驗規(guī)則 7標(biāo)志和說明 T/ZSRA003—2024本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由中關(guān)村融智特種機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟提出并歸口。本文件起草單位：中關(guān)村融智特種機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、杭州云深處科技有限公司、公安部第一研究所、應(yīng)急管理部上海消防研究所、杭州智元研究院有限公司、中國礦業(yè)大學(xué)、山東優(yōu)寶特智能機(jī)器人有限公司、伽利略（天津）技術(shù)有限公司、智瞰深鑒（北京）科技有限公司、七騰機(jī)器人有限公司、重慶凱瑞機(jī)器人技術(shù)有限公司、北京晶品特裝科技股份有限公司、齊齊哈爾雄鷹警用器材有限公司、北京立德共創(chuàng)智能機(jī)器人科技有限公司。本文件主要起草人：朱秋國、王軍、李貽斌、李劍、徐琰、吳其軍、范永、孟非、趙彬、朱冬、李鵬、彭月秋、吳琳、潘月、陳曉東、王振宇。1T/ZSRA003—2024特種四足機(jī)器人本體通用技術(shù)要求本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了特種四足機(jī)器人本體的通用技術(shù)要求、適應(yīng)性要求、試驗方法、檢測規(guī)則及標(biāo)志和說明要求。本標(biāo)準(zhǔn)適用于軍警、應(yīng)急、特殊民用（如電力、石油、石化、礦業(yè)等）領(lǐng)域應(yīng)用的特種四足機(jī)器人本體，不適用于消費、娛樂等領(lǐng)域應(yīng)用的四足機(jī)器人。2規(guī)范性引用文件下列文件中的條款通過本標(biāo)準(zhǔn)的引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)的條款。其中，標(biāo)注日期的引用文件，僅標(biāo)注日期的版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)；不標(biāo)注日期的引用文件，其最新版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。GB/T17626.2-2018電磁兼容試驗和測量技術(shù)靜電放電抗擾度試驗GB/T17626.3-2016電磁兼容試驗和測量技術(shù)射頻電磁場輻射抗擾度試驗GB/T17626.8-2006電磁兼容試驗和測量技術(shù)工頻磁場抗擾度試驗GB/T17626.11-2008電磁兼容試驗和測量技術(shù)電壓暫降、短時中斷和電壓變化的抗擾度試驗GB/T4208-2017外殼防護(hù)等級（IP代碼）GB/T2423.1-2008電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗第2部分：試驗方法試驗A：低溫GB/T2423.2-2008電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗第2部分：試驗方法試驗B：高溫3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)。3.1四足機(jī)器人四足機(jī)器人是利用四條腿型機(jī)構(gòu)（含衍生形態(tài)）實現(xiàn)運動的移動機(jī)器人。3.2特種四足機(jī)器人特種四足機(jī)器人特指軍警、應(yīng)急、特殊民用（如電力、石油、石化、礦業(yè)等）領(lǐng)域應(yīng)用的四足機(jī)器人（以下簡稱機(jī)器人）。機(jī)器人包含機(jī)器人本體及機(jī)器人業(yè)務(wù)模塊。3.3機(jī)器人本體機(jī)器人中除去跟具體業(yè)務(wù)場景任務(wù)執(zhí)行相關(guān)的業(yè)務(wù)模塊（軟硬件）后負(fù)責(zé)機(jī)器人整體運動的機(jī)械電子系統(tǒng)（以下簡稱機(jī)器人本體）。3.4機(jī)器人業(yè)務(wù)模塊機(jī)器人中除去機(jī)器人本體后與執(zhí)行具體行業(yè)級任務(wù)相關(guān)的軟硬件模塊（以下簡稱業(yè)務(wù)模塊）。3.5業(yè)務(wù)接口（軟硬件）機(jī)器人本體具備的加裝業(yè)務(wù)模塊所需要的軟硬件接口。2T/ZSRA003—20243.6額定負(fù)載在滿足正常運行（額定續(xù)航、額定速度）情況下作用于機(jī)器人本體且不會使機(jī)器人性能降低的最大負(fù)載。3.7額定速度機(jī)器人本體滿足正常運行（額定續(xù)航、額定負(fù)載）情況下設(shè)定的速度。3.8可攀爬樓梯高度機(jī)器人本體在額定負(fù)載下所能攀爬連續(xù)樓梯（不少于十級樓梯）的單級樓梯高度。3.9可攀爬斜坡坡度機(jī)器人在額定負(fù)載下能夠完成上坡和下坡的斜坡坡度。3.10續(xù)航時間3.10.1空載續(xù)航時間機(jī)器人在無負(fù)載的條件下，能夠在額定速度下持續(xù)正常行走的時間。3.10.2額定負(fù)載續(xù)航時間機(jī)器人在額定負(fù)載的條件下，能夠在額定速度下持續(xù)正常行走的時間。3.11防護(hù)等級按標(biāo)準(zhǔn)GB/T4208-2017規(guī)定的檢驗方法,確定外殼對人接近危險部件、防止固體異物進(jìn)入或水進(jìn)入所提供的保護(hù)程度。4技術(shù)要求4.1外觀要求機(jī)器人外觀應(yīng)符合以下要求：a)表面不應(yīng)有明顯的凹痕、劃傷。b)表面應(yīng)色澤均勻，不應(yīng)有起泡、龜裂、脫落和磨損現(xiàn)象。c)金屬零部件不應(yīng)有銹蝕。d)應(yīng)有標(biāo)簽或產(chǎn)品銘牌。e)應(yīng)有涉及安全相關(guān)的明確警示標(biāo)志。4.2結(jié)構(gòu)要求機(jī)器人結(jié)構(gòu)應(yīng)符合以下要求：a)應(yīng)布局合理，裝配方便，易于維修保養(yǎng)。b)零部件配合可靠，緊固部分無松動，活動部位潤滑良好；減震可靠。c)不能有造成危險的銳邊或棱角。d)開關(guān)、按鈕等裝置的位置合理、操作方便。e)機(jī)器人布置的電氣線路應(yīng)排列整齊、固定牢靠、走向合理，便于安裝、維護(hù)，并用醒目的顏色和標(biāo)志加以區(qū)分。3T/ZSRA003—20244.3功能要求4.3.1運動功能機(jī)器人本體具備通過遙控方式或自主方式實現(xiàn)機(jī)器人本體的啟動、前進(jìn)、側(cè)移、轉(zhuǎn)向、停止及其它特殊動作的功能。4.3.2通信功能機(jī)器人本體應(yīng)具備通信功能（無線或有線），能與控制端或后臺進(jìn)行通訊。4.3.3接口功能機(jī)器人本體需具備對外的業(yè)務(wù)接口（軟硬件包括但不限于固定接口、電氣接口（電源接口、通訊硬件接口）、軟件接口等。4.3.4自檢功能機(jī)器人本體應(yīng)具備自檢功能，對自身電量、運行狀態(tài)、異常及故障情況進(jìn)行實時監(jiān)控，能夠按需上報。4.3.5狀態(tài)顯示功能機(jī)器人本體可顯示或通過終端顯示或播報工作狀態(tài)、運行情況等信息。4.3.6運行記錄功能機(jī)器人本體當(dāng)前及最近的工作狀態(tài)應(yīng)能在日志中顯示。4.3.7安全性要求4.3.7.1緊急停止功能機(jī)器人本體需具備在運行中因特殊情況（涉及人身安全、環(huán)境安全或業(yè)務(wù)安全等）而接受終止命令（自動觸發(fā)或人工觸發(fā)）緊急停止移動及相應(yīng)業(yè)務(wù)的功能，具體停止策略可根據(jù)不同機(jī)器人本體情況及業(yè)務(wù)場景情況進(jìn)行定義。4.3.7.2停/避障功能機(jī)器人應(yīng)具備停/避障功能，在移動過程中遇障礙物時能自動進(jìn)行停止移動或繞過障礙物動作，具體停/避障檢測范圍及應(yīng)對策略需根據(jù)不同機(jī)器人本體情況及業(yè)務(wù)場景情況進(jìn)行定義。4.3.7.3異常處理機(jī)制在自檢功能檢測到有異常情況下時，機(jī)器人應(yīng)具備保證人身安全、環(huán)境安全、業(yè)務(wù)安全的異常處理機(jī)制，具體機(jī)制規(guī)則根據(jù)不同機(jī)器人本體情況及業(yè)務(wù)場景情況進(jìn)行定義。4.4性能要求4.4.1額定負(fù)載根據(jù)機(jī)器人本體的實際情況，額定負(fù)載通用要求分為幾檔：a)不小于20kg；b)20kg以下不小于10kg；4T/ZSRA003—2024c)10kg以下不小于5kg。具體負(fù)載能力以業(yè)務(wù)相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及產(chǎn)品設(shè)計為準(zhǔn)，根據(jù)業(yè)務(wù)需要可有差異化設(shè)計。4.4.2額定速度機(jī)器人的額定速度通用要求為1.0m/s，具體以滿足業(yè)務(wù)作業(yè)需求及設(shè)計為準(zhǔn)，可有差異化設(shè)計。4.4.3原地轉(zhuǎn)向機(jī)器人本體應(yīng)能支持原地轉(zhuǎn)向。4.4.4非平地運動性能機(jī)器人需具備的非平地運動特性，以下為通用要求，根據(jù)業(yè)務(wù)需要可有差異化設(shè)計：a)可連續(xù)攀爬樓梯高不低于18cm；b)可攀爬斜坡角不低于30°;c)可跨溝壑不低于30cm；d)可在草地、沙石地、泥地等特殊地形行走；e）可涉水深度不低于30cm。4.4.5續(xù)航能力機(jī)器人本體的空載續(xù)航時間通用要求≥4h，機(jī)器人的額定負(fù)載續(xù)航時間通用要求≥2h。根據(jù)業(yè)務(wù)需要可有差異化設(shè)計。4.4.6防滑能力機(jī)器人本體在相應(yīng)作業(yè)場景內(nèi)移動時不應(yīng)發(fā)生打滑摔倒。4.5電磁兼容性要求機(jī)器人本體應(yīng)能滿足以下電磁兼容通用要求，若具體作業(yè)場景對電磁防護(hù)有特殊需求的，應(yīng)遵循具體行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。4.5.1靜電放電抗擾度機(jī)器人應(yīng)能承受GB/T17626.2-2018規(guī)定的靜電放電抗擾度試驗。4.5.2射頻電磁場輻射抗擾度機(jī)器人應(yīng)能承受GB/T17626.3-2016規(guī)定的射頻電磁場輻射抗擾度試驗。4.5.3工頻磁場抗擾度機(jī)器人應(yīng)能承受GB/T17626.8-2006規(guī)定的工頻磁場抗擾度試驗。4.6外殼防護(hù)性能需要進(jìn)行室外作業(yè)的機(jī)器人外殼防護(hù)等級應(yīng)滿足GB/T4208-2017中規(guī)定的IP54的要求。根據(jù)業(yè)務(wù)需要可有差異化設(shè)計。4.7環(huán)境適應(yīng)性要求機(jī)器人應(yīng)滿足其具體作業(yè)行業(yè)場景所要求的溫度、濕度、酸堿度等環(huán)境適應(yīng)性的正常工作的能力。5T/ZSRA003—2024其中：高溫滿足GB/T2423.2—2008的高溫試驗、低溫滿足GB/T2423.1—2008的低溫試驗、濕熱滿足GB/T2423.2—2006的濕熱試驗，其它環(huán)境適應(yīng)性根據(jù)具體作業(yè)要求滿足相應(yīng)的行業(yè)規(guī)范。5試驗方法5.1外觀檢查在良好的光線條件下，目測檢查機(jī)器人外觀應(yīng)符合4.1中的外觀要求。5.2結(jié)構(gòu)檢查在良好的光線條件下，目測檢查機(jī)器人結(jié)構(gòu)應(yīng)符合4.2中的結(jié)構(gòu)要求。5.3功能試驗5.3.1運動功能通過遙控模式或自主模式啟動機(jī)器人本體，根據(jù)操作指導(dǎo)操作，觀察機(jī)器人是否能實現(xiàn)包括：前進(jìn)、側(cè)移、轉(zhuǎn)向、停止及其它特殊動作的功能。5.3.2通訊功能按以下步驟進(jìn)行試驗：a)通過遙控終端或系統(tǒng)后臺向機(jī)器人本體下達(dá)運動指令，觀察機(jī)器人是否接受指令并準(zhǔn)確執(zhí)行；b)檢查機(jī)器人是否能按照指令，將自身或采集到的信息上傳至遙控終端或系統(tǒng)后臺。5.3.3業(yè)務(wù)接口功能檢查機(jī)器人本體的接口是否能夠正常接入對應(yīng)外接業(yè)務(wù)模塊并正常運行。5.3.4自檢功能按以下步驟進(jìn)行試驗：a)將機(jī)器人本體準(zhǔn)備完畢，放置在準(zhǔn)備區(qū)域；b）確認(rèn)機(jī)器人本體處于正常狀態(tài)下，模擬異常或故障情況，例如斷開任一驅(qū)動模塊、檢測設(shè)備、遙控裝置等電源或信號，檢查是否報警提示，將異常或故障信息上傳遙控終端或系統(tǒng)后臺；c）使電源電量低于系統(tǒng)閾值，檢查是否有報警提示，將異?；蚬收闲畔⑸蟼鬟b控終端或系統(tǒng)后臺，并有狀態(tài)指示燈進(jìn)行相應(yīng)狀態(tài)顯示。5.3.5狀態(tài)顯示功能檢查機(jī)器人本體是否能顯示或通過終端顯示或播報工作狀態(tài)、運行情況等信息。5.3.6運行記錄功能檢查是否可通過機(jī)器人本體遙控終端、后臺系統(tǒng)、或連接機(jī)器人本體主機(jī)，查閱到日志，顯示機(jī)器人本體當(dāng)前及最近的工作狀態(tài)。5.3.7安全性功能5.3.7.1緊急停止功能檢查機(jī)器人本體是否具備緊急停止功能，能在正常運行中根據(jù)設(shè)計規(guī)則響應(yīng)終止命令。6T/ZSRA003—20245.3.7.2停/避障功能a)機(jī)器人正常運行；b)在機(jī)器人行駛路徑上布置障礙物；c)檢查機(jī)器人是否在障礙物前停止或繞行。5.3.7.3異常處理機(jī)制檢查機(jī)器人本體在檢測到異常參數(shù)時，是否根據(jù)設(shè)計好的規(guī)則進(jìn)行處理。5.4性能檢測5.4.1額定負(fù)載機(jī)器人本體搭載額定值的負(fù)載，在正常工況下運行，檢查機(jī)器人是否能夠正常工作。5.4.2額定速度a)布置長度為L的測速區(qū)間，L不小于5倍的機(jī)器人本體最大身長；b)在測速區(qū)間前后各布置供機(jī)器人充分加速的加速區(qū)間與安全停止的減速區(qū)間，并在測速區(qū)間前后布置起始線與終止線；c)運行機(jī)器人充分加速后移動通過測速區(qū)間，記錄機(jī)器人通過測速區(qū)間的時間t，通過L/t根據(jù)計算機(jī)器人通過測速區(qū)間的平均速度；d)重復(fù)測試3次，取平均值作為測試結(jié)果，對比是否符合額定速度要求。5.4.3原地轉(zhuǎn)向機(jī)器人以機(jī)身中心為軸，進(jìn)行原地轉(zhuǎn)向，試驗結(jié)果應(yīng)符4.4.3中的規(guī)定要求。5.4.4非平地運動性能對加裝好業(yè)務(wù)模塊后的機(jī)器人進(jìn)行如下通用要求試驗，如因業(yè)務(wù)需要有進(jìn)行差異化設(shè)計的以實際設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)：5.4.4.1攀爬樓梯a)在試驗場地布置樓梯臺階，臺階寬度W應(yīng)不小于機(jī)器人身寬的兩倍；b)樓梯至少設(shè)置有10個臺階，每個臺階高度為H,臺階高度不低于18cm；c)操作機(jī)器人進(jìn)行前進(jìn)/后退運動，使其爬上全部臺階后并走下，記為1次試驗；7T/ZSRA003—2024d)試驗重復(fù)進(jìn)行5次，5次全部通過則認(rèn)為合格。5.4.4.2攀爬斜坡a)選擇坡寬W應(yīng)不小于機(jī)器人身寬的兩倍，坡長L不小于機(jī)器人身長五倍的斜坡進(jìn)行爬坡能力試驗；斜坡坡度為α,坡度α不低于30°;b)操作機(jī)器人進(jìn)行前進(jìn)/后退運動，使其從坡底行走至坡頂并從坡頂原路退回至坡底，記為1次試驗；c)試驗重復(fù)進(jìn)行5次，5次全部通過則認(rèn)為合格。5.4.4.3跨越溝壑應(yīng)按如下步驟對加裝好業(yè)務(wù)模塊后的四足機(jī)器人進(jìn)行試驗：a)選擇一段平地道路，道路寬度W不小于機(jī)器人身寬的兩倍，道路上有長L的溝壑，L不小于30cm；b)操作機(jī)器人在道路上進(jìn)行前進(jìn)，使其能順利的全身通過溝壑，記為1次試驗；c)試驗重復(fù)進(jìn)行5次，5次全部通過則認(rèn)為合格。8T/ZSRA003—20245.4.5續(xù)航能力5.4.5.1機(jī)器人本體空載續(xù)航機(jī)器人充滿電后在正常工況下空載運行，直至機(jī)器人低電量預(yù)警或停止不動，記錄空載運行時間，按如下步驟進(jìn)行實驗：a)在模擬場地進(jìn)行；b)機(jī)器人空載進(jìn)行循環(huán)運動(或遙控操作)；c)啟動機(jī)器人執(zhí)行循環(huán)運動（或人為遙控操作），中間不允許充電；d)根據(jù)試驗結(jié)果判定是否符合4.4.5要求。5.4.5.2機(jī)器人有效負(fù)載續(xù)航機(jī)器人充滿電后在正常工況下搭載額定負(fù)載運行，直至機(jī)器人低電量預(yù)警或停止不動，記錄額定負(fù)載運行時間，按如下步驟進(jìn)行實驗：a)在模擬場地進(jìn)行；b)機(jī)器人加裝所需作業(yè)模塊，進(jìn)行循環(huán)任務(wù)(或遙控任務(wù))；c)啟動機(jī)器人執(zhí)行循環(huán)任務(wù)（或人為遙控任務(wù)），中間不允許充電；d)根據(jù)試驗結(jié)果判定是否符合5.4.5要求。5.4.6防滑能力目測機(jī)器人在相應(yīng)作業(yè)場景地面行走時，是否有出現(xiàn)足底打滑摔倒現(xiàn)象。5.5電磁兼容性要求5.5.1靜電放電抗擾度按照GB/T17626.2-2018的規(guī)定進(jìn)行靜電放電抗擾度試驗，試驗期間和試驗后機(jī)器人應(yīng)能正常工作。5.5.2射頻電磁場輻射抗擾度按照GB/T17626.3-2016規(guī)定進(jìn)行射頻電磁場輻射抗擾度試驗，試驗期間和試驗后機(jī)器人應(yīng)能正常工作。5.5.3工頻磁場抗擾