UL3300标准中文版-2020机器人UL中文版标准

2020年8月24日UL330012020年8月24日1引言51范围72规范性引用文件83术语，定义和缩写84一般要求95非机器人功能106机械手功能117出行117.1一般117.2为出行提供保障127.4抗电磁干扰能力168安全相关控制系统179电源20附件A(规范性)弱势群体A.1辅助功能22A.2触摸温度22A.3零件尺寸22A.4纺织品22A.5毒性22附件B(规范性)纺织品附件C(规范)操纵器附件D(信息性)软件类和性能级别之间2020年8月24日UL33003本调查大纲描述了服务，通信，信息，教育和娱乐(SCIEE)机器人的安全要求。《研究纲要》列举了对机器人功能的补充要求，其中包括多方向移动性和操纵性。音频/视频，信息和通信技术设备的标准-第1部分：安全要求(UL62368-1)提供了与SCIEE机器人相关的多种能源的产品安全要求。它根据应用指定了机械能源要求。它并没有完全预料到与机械手相关的机械能源所带来的额外危害，这些机械手没有包含在有教养的或熟练的技术人员所使用的外壳或工作单元内。现有的机器人技术标准已针对工业应用进行了完善开发，并考虑了工业使用环境的安全风险评估框架。其他标准解决了ISO13482(机器人和机器人设备-个人护理机器人的安全要求)所指的“固有安全设计”。例如，家用地板护理机器人标准依赖于电池操作和电池充电的典型最终产品安全标准要求。UL3300的要求专门用于解决SCIEE机器人功能的安全问题，这对于降低疼痛和受伤的风险而言，不是UL62368-1要求所期望的。由于机器人的速度和质量，使用环境和其他考虑因素，机动性和/或不受控制的操作会带来潜在的危险。机器人功能的动态性质需要扩展评估。附加要求的标识符合UL62368-1第4.1.2节“未特别涵盖的结构”。在结构化和非结构化环境中，无论有无监管，要保护人员免受各种尺寸和类型的机器人的操作所产生的有害能源的伤害，都需要与安全相关的控制措施，以使机器人能够对使用环境做出响应。规定要采用的控制是不切实际的，因此必须将重点放在为确定控制效果而对机器人提出的操作挑战上。但是，目前没有完整的操作挑战库可供参考。考虑到这一点，UL3300已模拟了预期的某些结构的代表性环境条件，并具有占位符，这些环境条件在发布时无法充分代表环境条件。这项针对SCIEE机器人应用的调查大纲的进一步开发将要求准备安全案例，以证明在预期的运营设计领域中与安全相关的控件是否足够。UL4600自主产品评估标准提供了开发安全案例的总体方法。UL3300规定了对某些SCIEE机器人的要求，同时提供了一个框架，以便在安全案例开发工作逐步完成时包括更多的机器人。这些要求的应用要求对特定的机器人操作设计领域进行充分的考虑，并认为为满足要求的意图而需要进行其他操作挑战(第7.4节)。在应用本《调查大纲》时，所获得的经验将导致对现有要求的更新，并记录针对当前尚未完全解决的那些机器人的新要求。52020年8月24日5这些要求补充了相关标识标准中描述的预期的非机器人产品功能的安全性要求，并在适用时涵盖了室内和室外使用的机器人。范围包括旨在用于商业用途的服务机器人，其中机器人的持续运行在操作过程中不需要经过指导或技术人员注1:有关普通，指导和技术人员的说明，请参阅第0章中的UL62368-1,“本产品安全标准的原则”。笔记2:指导人员启动/配置机器人的地方(例如，教育环境)在操作过程中不被视为干预。这些要求不适用于：-遵守职业安全与健康法规-适用于飞机，船只和公路车辆-作为安全或生命安全系统或与之集成在一起的ISO13482,机器人和机器UL/ULC2271,轻型电动汽车(LEV)电池标准UL/ULC2580,轻型电UL60730-1,自动电气控制标准-第1部分：一般要求UL50,电气设备外壳标准，非环境考虑因素IEC60529,外壳提供的防护等级(IP代码)例：由本地安全巡逻队监视的安全机器人。输入注意事项：对于被动检测，接收器是传感器单元。为了进行主动检测，发送器和接收器共同构成了传感器单元。例：CCD是照相机的传感器单元部分。激光和光检测器一起形成LiDar的传感器单元。3.5停放站-机器人的外部附件，机器人可以将其返回或由用户返回，以给机器人的电池充电和/或与网3.6弱势人员-由于年龄，识字水平，身体或精神状况或限制或无法访问产品安全信息而遭受产品或系统3.7室外位置-机器人受保护的建筑物或其他结构不受天气或其他室外影响的保护受到限制或不存在的位置。3.8机械手-一种机器，其中机械通常由一系列节段组成，这些节段彼此接合或滑动，目的是(通过使用末端执行器)抓握和/或通常以几个自由度移动物体。3.9安全相关的控制功能-在这种情况下，是指通过处理传感器单元输入而产生的控制动作，该动作将机器人功能保持在机器人类型的声明参数范围内。3.10有效负载-由SCIEE机器人承担的额定物理负载。3.11操作设计域-SCIEE机器人旨在在其中进行操作的一组环境和情况。这不仅包括直接的环境条件和地理限制，而且还包括对该环境中将发生的一组对象，事件和其他条件的表征。3.12单一故障-单个保护(但不是加强保护)或单个组件或设备出现故障的情况。4一般要求机器人的构造应确保在正常使用中(如运行设计领域所述),可预见的环境使用条件和可预见的滥用，它们能够安全运行，以免对人员或周围环境造成危险。通常，通过单独考虑预期用途，存在的能量，机器人功能以及前述的任意组合来实现该原理。4.1在相关条款中以及在这些条款中引用的相关附件中指定了要求。4.2如果通过检查证明材料，组件或子组件的合规性，则可以另外通过查看已发布的数据或测试结果来确定此类合规性。4.3除非另有说明，否则在完整的机器人上进行测试。如果需要破坏某个特征以评估保护手段，则应在测5非机器人功能UL62368-1(音频/视频，信息和通信设备)中规定的针对机密能源的防护措施要求适用于服务，通信，信息，娱乐和教育机器人。5.1特定组件的要求如下：5.1.1电池和电池根据其应用应符合UL62368-1的附录M。为牵引电机或机械手的移动平台供电的电池应符合第9条对电源的要求。5.1.2电源应根据其应用符合UL62368-1的适用要求。当为充电站(或扩展坞)的特定操作提供电源而不是为SCIEE功能供电时，它应符合第9章对电源的要求。5.1.3机电紧急停止开关应符合UL60947-5-5。5.2对于打算由弱势人群使用的机器人，应适用附录A三弱势人群的附加要求。5.3供室外使用的机器人应-额定最低3R或IPX4,注意：外壳类型在UL50E中指定。IP等级在IEC60529中指定。-以15Vrms,30Vdc或21.2Vpk-证明所有紧急和保护性起停控制装置以及所有其他与安全相关的控制装置在弄湿后仍能正常运行。5.4对于全部或部分被纺织品覆盖的机器人，应适用附件B三纺织品中的附加要求。5.5对于需要具有声音指示器的机器人，输出电平应为最小55dB,最大85dB。5.6除服务，通信，信息，娱乐和教育之外，具有预期使用功能的机器人还应遵守有关该功能的相关UL安全标准。在这种情况下，标准之间的要求可能有所不同，则应采用最繁重的要求。例：如果应用的相关安全标准指定了污染等级2,而另一个相关标准指定了污染等级3,则具有多个应用程序的该机器人将受到污染等级3的要求。通过检查和测试检查是否合格。2020年8月24日UL3300116机械手功能-对于移动性，是第7和8条中规定的要求。-对于机械手，[附录C-开发中中7流动性7.1.3应规定预期的操作设计域(ODD)。规范应包括：-谁来操作机器人?-机器人将在哪里使用?-机器人将做出哪些决定?-必须满足哪些安全操作需求?-有什么限制?-如何使用各种机器人组件(例如机械手)?-用户将使用机器人多长时间?-机器人应在什么环境下有效运行?12UL33002020年8月24日类型特点12斤3斤>0.3m/秒45-38.5公斤5>38.5公斤5#高度是从支撑面开始测量的。-在操作中表现出对3V/m辐射电磁场的抵抗力。7.2.4第4类及更高类型的机器人所施加的动能不能超过12J,与机器人可能接触的人。7.2.5防护装置和与安全相关的控制系统组件应能够执行其预期的功能，并且在正常操作下受到振动时，不得脱离其安装或受到其他损坏。7.2.6通过检查，测量和条款7.2.7-7.2.12的测试来检验其是否合格。除非另有规定，并且除了第7.2.9和7.2.11条的测试方法外，-用机器人及其任何可移动部件(包括门，抽屉，操纵器和其他此类部件)放置在正常使用中最不利的位置进行测试，并且-在运行设计域，异常运行和单一故障(SFC)运行条件下进行。SFC包括UL62368-1附录B中指定的组件，传感器单元以及传感器阵列中的单个传感器，这些传感器的故障会损害传感器的功能以及对机器人功能的控制。传感器单元的SFC包括物理原因(例如，视觉识别模糊),已知的基于语义的对抗示例(例如，操纵像素)以及使用该技术的其他已知不利条件(例如，对颜色的敏感性不足，潜在的障碍物吸收能力)激光或雷达)。操作条件包括但不限于：-如果制造商指定的温度超出该范围，则在10-40°C的环境温度下或在最不利的温度下：-最初使用充满电的电池，然后连续运行直到观察到最终结果，机器人不再可以移动/操纵，-处于最不利的电池充电状态：-在最不利的条件和重心下，装载，卸载和/或操纵机器人。-在IEC61000-4-3规定的辐射电磁场中，测试的频率范围应为-1.4GHz至2.0GHz,测试级别3-2.0GHz至2.7GHz,测试等级2-避免垂直木台阶上升185+5mm:牢固地固定。-制造商的说明或包装中指定或描述的任何障碍物：-运营设计领域中指定的任何障碍：和-第4类机器人及更高版本的其他障碍物(详细信息TBD)。每次检测重复一次，但检测和回避传感器单元均发生故障。7.2.10接收到的机器人应在最易受伤害的防护装置，控制装置或传感器单元安装位置的平面上以最大产生共振的频率进行8小时的振动，振幅为5.1毫米。如果制造商提供了机器人的附件，则将使用那些给出最不利结果的附件对机器人进行测试。如果证明子组件配置可以代表整个组装系统，则可以单独测试子组件。7.2.11根据UL62368-1的条款B.3进行测试时，将检查所有针对机器人功能的防护措施，以确保其预期操作。7.2.12应当对完全组装好的机器人及其所有附件(不包括扩展坞或外部电源(充电器))进行称重并测量其高度。加上任何标记的有效负载的质量，不得发现机器人的质量或高度超过制造商声明的最大质量。7.3为机器人的形状和尺寸提供了保障机器人应具有足够的机械强度，其构造应能承受正常操作中可能会遇到的粗暴操作，并在正常使用中提供足够的保护，以防人身伤害。它们不得翻倒安全关键控制装置，并且传感器单元应继续按预期运行，并且基本安全防护装置的预期功能也不应受到损害。牵引装置的组件应放置或保护起来，以防止受伤。隔间和存储区不得夹人，任何门，盖或盖均应上锁。机械手的运动应通过听觉或视觉手段从操作员位置观察到。通过检查和条款7.3.1-7.3.5的测试来检验甚是否合格。7.3.1在大于125mm的机器人上的任何点上，或在距离机器人支撑表面200mm以内的刚性或更大的平坦表面上，机器人可以承受恒定的向下力，该水平表面可用作台阶或楼梯。当阀座深度大于350mm时，施加的力为800N:对于小于350mm的阀座，施加的力为400N。力通过合适的测试装置施加，该测试装置具有适合于被测表面的大约125mm乘200mm或125mm的平坦表面。向下的力是在测试设备的整个平坦表面与机器人接触的情况下施加的，但是测试设备不必与不平坦的表面(例如，波纹或弯曲的表面)完全接触。7.3.2防止接触运动组件和机器人零件的机器人防护装置是-对于牵引装置，通过类似于UL62368-1附录V中的测试探针但直径为50毫米的圆形止动面的测试探针，在支撑表面和机器人之间施加不超过5N的力。探头不得与活动部件接触；和-对于牵引装置和可移动机器人部件之间的可及关节，均要符合UL62368-1第8条的要求。7.3.3对于配备封闭式隔间的机器人，该封闭式隔间的用户出入口尺寸超过200米，内部容积为60dm3,从内部打开出入口盖，盖或门的力应小于70N。应当在充满电的电池，充满电的电池以及在扩展坞中充电时对机器人进行测试。该力垂直于关闭的门，盖或盖的平面施加，该位置离可从内部触及的铰链最远7.3.4按照制造商的说明进行操作时，带有操纵器的机器人(带有或不带有末端执行器)不得夹住操作员或操作员的附属物。应在一定范围内的半径范围内观察到声音和/或视觉指示器，以指示有人或物体在预期的操作区域内，该半径是从机械手中心线截取的完全伸展机械手的总和加上1m。在按照制造商的说明操作机械手1000次进行调节的同时，行程范围应在第十次操作时间和最后一次操作时间之后进行测量，并且相差不得超过+5%。具有可能通过操作或通过重新发布诱捕某个不知名人士的操纵器的机器人，应满足附件C“操纵7.3.5带有末端执行器的操纵器-[开发中J-保持和释放负载的要求。机械手，请参阅附件C.17.4抗电磁干扰能力机器人安全相关的控制功能(包括电池管理系统)在对接时，供电主电网条件，对接时执行预期功能和/或充电时，均不会受到不利影响。通过以下测试检查是否合格：2020年8月24日UL330011.IEC61000-4-11的表1和表2中指定的值适用于电源电压过零的情况。地耦合模式，使用源阻抗为12欧姆的发生器：重复频率为5kHz的测试级别4适用于电源线。突发施加正极性2分钟，负极性2分钟；有频率。功能。没有规定与安全有关的控制系统的类型，尽管不应将系统设计为使共模故障可能导致基本保障和补充保障同时发生故障。尽管有至中规定的基本和补充安全相关控制功能，但如果采用多个控制功能来满足第7条的充应适用于每个基本控制功能。条件下执行其预期功能。8.2对于1型和2型机器人，电源断开应位于机器人或机器人电池充电器上，如UL62368-1所述。8.3对于3型及更高类型的机器人，除要求的机器人运动停止控制外，还应在机器人上提供紧急停止控制。紧急停止控制执行器应从机器人的至少两侧同时可见，并且用户应可使用，并且颜色为红色。8.3.1紧急停止控制不得使机器人运动重新启动。紧急停止控制装置应在单故障条件下执行其预期功能。注意：单一故障在第3.12节中定义。单故障条件在7.2.6中描述。依靠可编程电子装置执行其预期功能的紧急停止控制应符合UL60730-1附录H的C类软件要求。对于4型及更高类型的机器人，应提供补充的紧急停止控制。如果操作域提供了固定的监控位置，则它可以是手持无线遥控器或固定无线遥控器。例：固定的监视位置可以是“监视塔”,可以直接看到受监视机器人的操作：或由监督操作员进行远程监控。注意：不假定机器人电池充电器始终位于固定的监控位置。通过对第7章中为机动性指定的检查和操作测试来检查其是否合格。8.4必须为2型及更高类型的机器人提供控制，以使机器人运动只有在不伤人的情况下才能进行。对于1型机器人，支持机器人运动的控件应符合UL62368-1第8条的要求。注意：引用所有可能的控制解决方案是不切实际的。如果这些要求不能充分解决控制解决方案，则应对该解决方案进行特别评估，并8.4.1对于2型及更高类型的机器人，支持机器人运动的控件应采用感应多样性。如果可以显示特定的传感单元不会响应故障启动安全相关的控制功能，则不考虑相关的故障。如果第二个传感单元在异常和单故障情况下不启动安全相关的控制功能，则不需要第二个传感单元。例：机器人可以采用视觉识别障碍物。如果除了视觉识别之外还采用LiDAR障碍物检测，则它具有感知多样性。第二(冗余)视觉识别感测单元将不代表感测分集。注1:可能需要专门准备的样本来确定哪个传感单元启动安全相关的控制功能。对于2型及更高级别的机器人，应考虑允许机器人运动的基本控制和辅助控制具有安全相关的控制功能。如果与安全相关的控制功能依赖可编程电子器件执行其预期功能，则应遵守UL60730-1附录H的相关B级或C级软件要求。对于2型机器人，启用机器人运动的控件应：-具有基本的安全相关控制功能；和-符合软件B级要求。对于3型和4型机器人，启用机器人运动的控件应：2020年8月24日UL330019-除非有监督操作员，否则在运动开始前3秒钟以声音或视觉方式指示即将发生的运动。-具有基本的和两个与安全有关的补充控制功能，除非有监督操作员，在这种情况下，不需要第二个与安全有关的补充控制功能；和-符合软件C类要求。对于5型及更高类型的机器人，如果采用多种控制功能来满足第7条的测试，则将需要其他与安全相关的控制功能。使机器人运动的控件应：-[要求待定]8.5可编程控制的安全相关控制功能规范应包括：-每次给电池充电，更换电池，控制组件和/或传感器单元后进行初始化(即诊断)。-紧急停止后，完全复位。-传感器功效检查通过对第7章中针对Mobility进行规定的文档审查，检查和操作测试来检查是否合格。制造商文档应包括UL60730-1附录H中指定的文档，有关安全相关的控制功能不确定性(传感器融合)的详细信息，有关任何机器学习属性和学习示例的详细信息以及有关预期的操作设计领域的任何其他详细信息。必须采用采用非制造商开发的操作系统或其他软件的安全相关控制系统，以解决可能导致安全相关控制功能以危险方式失效的该操作系统或软件的故障/错误。通过对制造商提供的软件进行的软件评估(符合8.4.1中的UL60730-1附录H),检查其是否合格。具有安全相关控制功能并能够从远程授权实体进行更新的可编程控件应符合UL5500(远程软件更新标准)的要求。对于类型4和更高版本的机器人，-加密应用于存储编程的操作设计域，导航和位置文件以及访问控制信息。-访问控制装置应强制限制用户在12小时内连续进行的无效登录尝试。-监督操作员的访问控制应要求多因素识别。-初次调试机器人后，用户验证者应要求更新-仅在禁止机器人运动时(例如，禁止机器人运动)才能启用远程软件更新过程。停靠机器人时。-如果在安全相关软件中进行了定期自检或功能测试，则应在远程软件上传后立即进行。-在技术人员进行的服务之外，不得启用与安全相关的软件回滚。按照UL5500中的规定检查是否合格。8.6安全控制控件的传感器应在其预期用途和为机器人功能应用指定的参数范围内运行。它们应该能够作为安全相关控件的一部分进行配置和校准。通过检查和条款7的测试来检验其是否合格。8.7如果必须进行维修保养，则安全相关控件的传感器应易于拆卸和更换，除非拆卸过程会损坏机器人，使其无法使用。更换传感器后，不得自动启用机械手功能。更换后需要进行机器人控制自检，包括确认传感器已正确配置和校准。通过检查并在必要时进行测试来检查其是否合格。8.8对于4型及更高类型的机器人，停止不应依赖于牵引装置的内部摩擦或电池的充电状态。制动应被认为具有安全相关的控制功能。通过检查并在必要时进行测试来检查其是否合格。机器人在移动或静止不动时，包括为电池充电时，均不应对电击或起火危险。9.1提供用于为固定机器人功能供电或为电池充电的外部电源应符合UL62368-1的要求。9.1.1应使用外部电源，包括为电池充电的电源-如果机器人的重量为10kg或更大，则应使用最小SJT型的带护套的电源线，以自动返回电源。-如果打算在室外使用机器人，则应使用带护套的电源线(最小SJT型),并在耐日光和潮湿的地方标记“W”。9.2电池和单电池应符合UL62368-1M.2的要求或以下有关电池的标准：-轻型电动汽车(LEV)应用中的电池标准UL/ULC2271冲击试验后，应遵循M.4.3的评估试验部分，以确认电池是否正常工作。10标记和说明非机器人功能参考标准中标识的所有标记和说明均适用于SCIEE机器人。在规定的时间和地点，应按照该标准的指示提供它们，作为标记或说明性安全措施。所有符号，图示，听觉和视觉指示器均应在操作说明中进行说明。在机器人上使用图片时，目标用户组必须清楚地理解它们。所有教学保障措施均应使用所在国家的语言。除非与应用程序相关的标准中标识了特定的国家/地区语言，否则服务说明只能是英文的。预期的用户，操作员和维修人员应在相应的手册中详细说明。对于打算运载有效载荷或运送任何物品的机器人，应在将保持有效载荷的区域附近的机器人上标出最大装载能力。应提供指导性安全措施，以识别所有与安全相关的控件的类型和位置以及需要进行哪些维护和保养。对于3型及更高类型的机器人，它们应指明调试机器人的步骤，如何执行诊断，并应说明以下内容：警告人身伤害危险。的传感器和控件只能由技术人员维修。A.1辅助功能能源的访问。A.2触摸温度A.3零件尺寸A.4纺织品类织品可燃性标准)的要求。A.5毒性2020年8月24日UL330023纺织品类注意：有多种自愿要求适用于测试用作成人服装和设备的纺织品。下面仅包括基于当前纺织品惯例被强制性要求的那些要求。用作机器人组成部分的面料，还包括机器人所穿的面料，应满足成人服装的最低要求。表B.1列出了适用于如果类型1机器人的面料具有鼓励其靠近睡着的孩子放置的功能，则该面料必须符合儿童服装的最低要求。符合标准如表B.1所示。范围纺织纤维鉴定引文：纺织纤维产品鉴定法AATCC20(2013)和AATCC20A(2014)易燃引文：易燃面料法16CFR423/node必须公开仿制或