(高清版)GBT 40229-2021 家用移动机器人性能评估方法

ICS97.030Y69GB/T40229—2021/IEC62849:2016(IEC62849:2016,IDT)GB/T40229—2021/IEC62849:2016 I Ⅱ 2规范性引用文件 3术语和定义 4测试的一般条件 2 4 58单次充电工作时间 79单台阶处理 附录A(规范性附录)家具的具体要求 GB/T40229—2021/IFC62849:2016本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。本标准使用翻译法等同采用IEC62849:2016《家用移动机器人性能评估方法》。与本标准中规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国文件如下：——GB/T1804—2000一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差(eqvISO2768-1:1989); GB/T38048.1—2020表面清洁器具第1部分：试验材料和设备的通用要求(IECTS62885-12018,MOD)。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本标准由中国轻工业联合会提出。本标准由全国家用电器标准化技术委员会(SAC/TC46)归口。IⅡGB/T40229—2021/IEC62849:2016本标准将涵盖家用移动机器人的通用性能测试方法。然而，目前的版本适用于在室内地板上使用方面的内容也将会加入本通用性能标准中。1GB/T40229—2021/IEC62849:2016家用移动机器人性能评估方法GB/T34454—2017家用干式清洁机器人性能测试方法(IEC62929:2014,IDT)ISO554调节和/或试验用标准大气规范(Standardatmospheresforconditioningand/ortes-ting—Specifications)ISO2768-1:1989一般公差第1部分：未注公差的线性和角度尺寸的公差(Generaltolerances—Part1:Tolerancesforlinearandangulardimensionswithoutindividualtoleranceindica-tions)IECTS62885-1表面清洁器具第1部分：试验材料和设备的通用要求(Surfacecleaningappli-ances—Part1:Generalrequirementsontestmaterialandtestequipment)注：运行包括移动和/或机身的动作。3.42GB/T40229—2021/IEC62849:2016机器人应按照制造商使用说明全部组装完毕并可正常运行。所有必要的调平操作、校准程序及功能测试应全部完成。4.2工作条件和环境条件本标准中相关测试方法所确定的性能特性仅在制造商规定的环境和正常工作条件下有效。所有的测试应在家用移动机器人正常使用的条件下进行，在测试中使用的正常工作条件应与制造商使用说明一致。性能会受已安装软什的影响。因此，已安装的软件在一组测试中不应被修改或更换。除非另有规定，测试过程和测量应在下列大气条件下进行(与ISO554一致):性。在测试中宜注意避免各条件的变化。测量应在测试表面上进行。4.3测试设备和材料地毯上的测量应在由未经处理的表面光滑的松木层压板或等效的平板组成的水平地板上进行，地板厚度至少为15mm,尺寸应适于测试。测试使用的测量设备和材料(装置、测试地毯、测试灰尘等),测试前应在4.2.3规定的标准大气条件下放置至少16h。4.4样品数量3GB/T40229—2021/IEC62849:2016注：完全放电意味着机器人不能执行任何动作，同时可能有低电信号提示。—在测试之前，为了满足运行环境的要求，可根据制造商使用说明选择并调节机器人的工作所有不是以尺寸范围出现且未标注公差的尺寸，其公差应符合表1和表2的要求。标称尺寸范围公差士0.5士1.0士1.5士2.5士4.0士6.0>2000～5000士8.0表2倒圆半径和倒角高度尺寸公差单位为毫米标称尺寸范围公差士0.4士1.0土2.0注：数值来源于ISO2768-1:1989的表2。4GB/T40229—2021/IEC62849:20165单位——角度单位为度();测试台尺寸为4000mm×5000mm。测试地板为未经处理的松木层压板或等效木板这种模式应使机器人能够执行一种可重复的测试模式动作，在此模式中向前推进1000mm,旋转状态。注：进入测试模式的方法示例可以是要求用户在机器人打开时按下机器上的按钮组合，或者要求将在机器人正常工作期间不会出现的按钮组合保持一段时间。唯一的条件是这种进入方法要被记录下来。测试模式下充满电的机器人应放于如图1所示的起始位置。机身中心应位于起点的上方，并且机身应与行进方向一致。应向机器人分别发出顺时针和逆时针的操作指令，使其按图1所示的规定路线针)的单次测试应包含3次运行。测试中的平均位置偏差dP应从3次运行的结果来计算，见式(1):5GB/T40229—2021/IFC62849:2016dP,——第n次运行的位置偏差，n=1,2,3;dP——运行后机身中心到起始位置的距离。测试中的平均方向偏差dA应从3次运行的结果来计算，见式(2):dA,第n次运行的绝对角度偏差，n=1,2,3;dA——运行后机身中心与起始位置之间的角度。………(1)………(2)图1位姿测量配置图本测试用来评估机器人从较远位置找到返回充电座的路径并成功对接充电的能力，以及所用时间。测试台的长和宽为5000mm×4000mm,如图2所示。天花板离测试台地板表面高度为2500mm士50mm。隔断墙的高度为600mm～800mm。测试地板为未经处理的松木层压板或等效木板，厚度至少为15mm。应用透明胶带沿着东墙向着隔断墙将白色的延长电缆安装在踢脚线顶。然后，沿着实心隔断墙的顶部，为P₁充电座供电。从充电座引出的电缆应越过隔断墙连到电源。对于P₂,应从东墙电源插座沿着踢脚线向着P₂充电座方向安装一个白色的延长电缆，如图2所示。6800800东墙单位为毫米20002000回充区域半墙高度600～800别90*电源插座p₂8002500图2回充电座能力配置图7.3测试方法充满电的机器人应与制造商的使用说明中设置的一致，在如图2所示的充电座P₁和P₂处来执行正常工作模式。当机器人的整个机身进入图2所示的回充电座功能初始区域时，应发出回充电座指令。应测量并记录返回到充电座的时间为t。若机器人不能在30min内到达充电座，包括机器人无法成功返回充电座的情况，运行应视为未完成。对接并能够启动充电程序视为成功返回充电座。单次测试试验由每个起始位置的5次运行组成，所有结果都应被记录。应使用完成率和平均时问来表示回充电座能力。完成率应按式(3)计算： (3)式中：R——回到充电座的完成率；C——完成的次数。返回充电座的平均时间应按式(4)计算： (4)式中：t;——在第i次完成中的返回时间；n——完成的次数；7450450t——返回充电座的平均时间。8单次充电工作时间本测试用来估算机器人每一个充电周期允许的最长工作时间。8.2测试台测试台的长度和宽度应为5000mm×4000mm,如图3所示。测试台周围的墙的高度应至少为300mm。测试台上方的天花板高度不应高于3500mm。测试地板为未经处理的松木层压板或等效木板，厚度至少为15mm。家具的具体要求见附录A。单位为毫米2000西墙凹进去的门圆柱形障碍物金属压线条36-木质压线条20.0°450桌子食品柜2000地毯区域(在桌子下方)灯十十十+十十十起始位置沙发注：本图中的测试台参照GB/T34454—2017的图8。图3单次充电工作时间配置图测试前，应让机器人在足够大的场地内工作以确保其完全放电。当机器人开始工作，即移开充电8GB/T40229—2021/IEC62849:2016在放电后机器人应根据制造商使用说明进行完全充电。测试应立刻进行，或应将机器人从充电座移出并关闭电源以防额外的电量损耗。充电过程中输入到电池充电器的总电能应记录为Em。然后，应将充满电的机器人置于图3所示的起始位置。机器人在测试房间以选定的工作模式运行直到它自己停在充电座外，或不能被重新启动，或已经到达充电座。应记录总共的工作时间twork和所选择的工作模式。机器人应按照制造商使用说明再次进行完全充电。对应的交流电能消耗应记为Ework。单次充电的工作时间按式(5)计算： (5)式中：Tmax——单次充电的工作时间；Emax——对应机器人从完全放电到完全充电的交流能量消耗；Ework——对应机器人在每次运行后从完全充电到完全放电的交流能量消耗；twork——每次运行的总工作时间。应运行3次，并且将平均值作为单次充电的工作时间。注2:这个计算是基于对充电行为的线性关系假设。注3:虽然此测试被定义为单次测试，但测试者可以进行超过一次的测试。注4:由于测量公差，如果Eork>Ema,则设置Tm.=tmoik。9单台阶处理9.1一般要求本测试用来确定机器人在各活动的移动过程中对单个台阶的处理能力。移动机器人应在整个测试过程中保持移动，并且允许在机器人由于其设计功能而停止运动时，重新启动机器人以使其继续移动。其他可能的任务(例如，机器人不移动时的空气净化任务)不视为移动，执行这些任务的时间不包括在整个测试时间内。注：如有必要，允许测试人员重新启动机器人以使其继续移动。9.2测试台测试台如图4所示。测试台包括基座和台阶，它们应由未经处理的松木层压板制成。测试台周围700mm范围内不应有围墙，并且在测试期间不应修改测试设置。注1:不同组合中的测试台和地板可能要用不同的颜色和材料。对于这种情况，测试结果可能会不同。注2:如果机器人底盘尺寸大于测试台，则本测试方法不适用。9GB/T40229—2021/单位为毫米半径175半径350基座图4单台阶处理配置图9.3测试方法(自主模式)将充满电的机器人放在起始位置，如图5所示。机器人应按照制造商使用说明工作10min。机器人的行为应被记录下来。产生不同的行为是可能的：a)基座触碰：机器人不会在台阶前停下且机器人的任何部分触碰到基座。测试应停止。b)悬挂：机器人悬挂在台阶的边缘(它没有任何部分与基座接触),且不能继续运动。在这种情况下，应给予机器人自动恢复移动的机会，直到10min的测试时间结束。如果机器人显示错误c)行进：机器人持续在桌子上行进，并探测到边缘。如果机器人在10min的测试时间内主动停测试应在所有可能的工作模式下，按照制造商使用说明进行3次。应记录每次测试的行为(基座接单位为毫米图5单台阶处理测试的起始位置GB/T40229—2021/IEC62849:20169.4测试方法(手动模式)注：本方法仅适用于可在操作员设置的手动模式下移动的机器人。将充满电的机器人放置在起始位置，如图5所示(参见9.3)。机器人应在所有可能的模式下由操作员手动操作移动10min。操作员应尝试把机器人移到边缘。应记录与9.3中给出的行为一致的机器人行为。测试应持续到10min的测试时间到达。应记录所有不同的行为(基座接触、悬挂、行进)和对应测试时间。10避障本测试用于判断机器人是否会与物体产生正10.2测试台测试设备由如图6所示的信号采样仪器、检测器基座、力传感器、滑轨和基板组成。周围导板的高度应至少为300mm。信号采样设备的频率应至少为10kHz。检测器基座应固定在地板上以避免移动。力传感器与信号采样仪器相连接。基板与滑轨相连，基板的表面颜基板的高度和厚度为80mm×10mm,其长度可由测试员指定，建议长度为200mm、100mm和50mm。基板应安装在地面上方2mm±1mm,如有需要，应根据机器人的高度进行调整。为了检测米刻度尺放置在测试台上的机器人和基板之间，如图7所示。单位为毫米检测器检测器基座信号采样仪器压力传感器基板滑杆0相机O0200GB/T40229—2021/IEC62849:2016200单位为毫米围墙围墙滑轨起始位置机器人围墙图7避障测试的起始位置将充满电的机器人放置在如图7所示的起始位置。机器人应被指示朝向目标进行正常工作。图6中显示的基板是一个可以用作目标的实物例子。如果机器人转弯或与目标相撞，则应终止测试。测试员可注：允许对机器人进行预热来熟悉测试环境。应进行5次测试，并且在出现如下情况时终止测试：情况1:机器人成功躲避障碍机器人向着障碍物移动并且不与其接触。应终止测试和用相机记录最小避障距离。如果机器人在测试期间，由于任何原因出现永久性停止，那么应将它放在开始位置重新启动。避障率应按式(6)计算：……………(6)式中：R——避障率；S——避障次数。情况2:机器人碰撞到障碍若机器人碰撞到障碍物，则应终止测试。应记录最大受力。碰撞障碍物的平均受力应按式(7)计算： (7)式中：F——第i次碰撞障碍的最大受力；n——碰撞障碍的次数；F——碰撞障碍的平均受力。11电缆跨越性能11.1一般要求本测试用来测量家用移动机器人在试图跨越电缆时对线缆的影响。通过将电缆固定在一个摆锤GB/T40229—2021/IEC62849:201611.2测试台测试台的长度和宽度应至少为2000mm×1150mm。测试台区域应只放置用于测试的障碍物。应将一种类似于圆靶的量具放在有自由空间的地板上，以的摆锤从天花板上自由地悬挂着，它的底端可以在它的X轴和Y轴上自由移动，将摆锤的方向定义为Z轴，并且坐标系固定在摆锤中心。摆锤应以底部边缘比地面高15mm的方式来安装。在管道的底部碳纤维管的长度应为2.5m±0.2m,外径为20mm～40mm。重要的是，摆锤要尽可能的坚硬和牢固地固定在底部的管内，以便使重心尽可能低。测试应在未经处理的松木层压板或等效木板上进行，其厚度至少应为15mm。图8固定电线配置图把摆锤中心点放在圆的中心，然后画出120个圆，直径从10mm～1200图9所示。图9地板环形标记示意图mm,间隔为10mm,如GB/T40229—2021/IEC62849:2016在测试中使用的任何电缆都应被记录。它们应能代表普通室内电缆。例如：●一种带有2个导体的扁平充电电缆，截面尺寸约为3.7mm×1.8mm;●一种带有3个导体的圆形电缆，直径约为7mm,通常用于室内，例如台灯。电缆的最小长度为1200mm,如果测试较大尺寸的机器人需要的话，可以延长电缆。应记录试验中单位为毫米电缆放置在机器人前方电缆放置在机器人前方机器人2010mm～20mm的自由的最大高度不应超过40mm图10带有机器人的地板环形标记示意图11.3测试方法摆锤在其后面，并在如图11所示的产品中心。如图12所示，检查摆锤中心点的运动。这大致对应转移到障碍的能量。单位为毫米图11电缆跨越性能俯视配置图GB/T40229—2021/IEC62849:2016碳纤维管碳纤维管固定点(尽可能低)≥100mm单位为毫米测量摆动距离应进行至少10次测试，并且有如下3种可能的测试结果：结果3:机器人检测到电缆，并决定采取另一种动作来处理。应记录摆锤的最大摆动距离和动作制作一张表格，并记录摆锤的平均和最大摆动距离。如果结果是结果2或结果3,可以添加额外的GB/T40229—2021/IEC62849:2016(规范性附录)障碍物在图A.1中规定。图A.1桌旁障碍物的详细情况表A.1家具和障碍物的尺寸名称数量尺寸mm表面颜色注释梳妆台11000(长)500(宽)300(高)白固定在地板上。梳妆台下方应堵住。无腿桌子11000(长)600(宽)樱桃红4个40mm(长)×40mm(宽)×300mm(高)的腿。腿中心线距离为1000mm(长)和600mm(宽)。腿固定在地板上GB/T40229—2021/IEC62849:2016表A.1(续)名称数量尺寸mm表面颜色注释椅子4450(长)450(宽)樱桃红4个35mm(直径)×300mm(高)的腿。腿中心线距离为450mm。腿固定在地板上沙发12000(长)600(宽)白4个48mm(直径)×300(高)的腿。腿中心线距离为2000mm(长)和600mm(宽)。腿固定在地板上分区物11000(长)500(宽)300(高)18%灰无腿。所有侧面封闭。固定在地板上落地灯1330(直径)300(高)白基座5mm(高),外缘向上倾斜10°。中心杆直径为30mm。固定在地板上地板电线16(直径)900(长)黑一端固定在北墙