《便携式人形机器人末端采集系统技术规范》征求意见稿

1T/SAIASXXX－2025便携式人形机器人通用末端采集系统技术规范本文件规定了便携式人形机器人通用末端采集系统（以下简称“系统”）的术语和定义、系统构成、功能要求、性能要求及标志与包装要求。本文件适用于配有关节型末端执行器人形机器人的末端采集系统的设计、生产、使用和维护，工业机械臂、协作机械臂等其他构型机械臂也可参照执行。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T5226.1机械电气安全机械电气设备第1部分：通用技术条件GB11291.2机器人与机器人装备工业机器人的安全要求第2部分：机器人系统与集成GB/T15706机械安全设计通则风险评估与风险减小GB/Z19397工业机器人-电磁兼容性试验方法和性能评估准则-指南GB/T35076机械安全生产设备安全通则T/SAIAS017—2024人形机器人分类分级应用指南3术语和定义T/SAIAS017—2024界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1通用末端采集系统universalend-effectoracquisitionsystemforhumanoidrobots安装于机械臂上，用于收集机械臂与环境交互产生的相关信息（包含但不仅限于末端执行器位姿、视觉输入、夹爪张开大小、夹爪夹持力等）的系统。3.2末端夹爪endgrippers由电机驱动，实现爪指的收紧与放开，定位点位可控，夹持力可控；通过PLC、工业PC机、单片机及运动控制器等上位机控制，实现物件的抓取、定位等功能。注：夹爪主要应用于人形机器人臂、协作机械臂以及工业机械臂等，具有防护等级高、即4缩略语2T/SAIASXXX－2025下列缩略语适用于本文件。EtherCAT以太网控制自动化技术EtherControlAutomationTechnologyFov视场角fieldofviewFps相机帧率framespersecondIMU惯性测量装置InertialMeasurementUnitI/O输入/出Input/OutputModbusRTU编码器的一种输出方式ModbusencodersSlam即时定位与地图构建simultaneouslocalizationandmappingTCP/IP传输控制协议/网际协议TransmissionControlProtocol/InternetProtocol5系统构成和主要参数5.1系统构成系统包括末端夹爪、数据采集相机、视觉定位相机、IMU、夹抓控制手柄、转接板、快拆板、电池、外部主机设备、数据线等，具体构成见图1。图1系统结构示意图3T/SAIASXXX－20255.2主要参数系统主要参数见表1。表1主要参数124±10%6功能要求6.1实时获取功能6.1.1末端夹爪空间位置（x,y,z,rx,ry,rz)应实时可获取。6.1.2末端夹爪张开大小、夹持力应实时可获取。6.1.3数据采集相机视觉信息应实时可获取和保存。6.1.4slam位置应实时反馈和调整。6.2数据采集功能应实现末端夹爪位姿、末端夹爪张开大小、图像、夹持力等数据参数按双方协议规定的采集方式、格式和统一的采集频率进行采集。6.3数据传输功能6.3.1应支持与计算机连接实现数据传输交换。6.3.2应具有通信延时和中断处理功能，保证终端数据传输的准确性。6.4数据存储功能应支持移动存储介质信息存储。6.5兼容适配功能6.5.1场景通用性：应实现不同数据采集场景（包括但不仅限于日常办公场景、工业场景、商超物流场景等）的数据采集任务。4T/SAIASXXX－20256.5.2跨机器人本体通用性：应实现不同类型不同型号规格机械臂的快速安装，可实现真人手持或人形机器人安装使用。6.5.3抓取物通用性：应实现对长轴类、盘饼类、弯曲类、枝芽类不同类别不同物理属性抓取物的自适应抓取。6.6软件升级功能应支持应用软件的升级和扩展。7性能要求7.1外观与结构7.1.1产品表面不得有裂缝、明显的凹痕和变形，漆膜及镀层应均匀，无起泡、划伤、脱落和磨损等缺陷，金属零件不应有锈蚀及其它机械损伤。7.1.2产品结构件应齐全，安装牢固可靠，固定部件应紧固无松动，活动部件应灵活可靠。7.1.3产品接口应无松动、歪斜、偏位，保证正常连接，稳定可靠工作。7.1.4系统能够接受指令，动作与指令协调一致，动作平稳、正常。7.1.5系统重量和手柄结构设计应考虑人机工程性，便于使用体验和长时间采集。7.1.6数据采集相机与夹爪的相对安装位置应保证抓取物和夹爪比例协调一致，且夹爪始终出现在相机图像中。7.1.7末端夹爪与机械臂端夹爪构型应保持一致。7.1.8外部linux主机通过数据线与手柄相连，可实现实时视觉定位、数据保存等功能。7.1.9末端夹爪应通过快拆板与手柄连接，保证可快速拆装。7.2末端夹爪总行程、夹持力、最大负载、绝对轨迹误差、夹持精度和打开/闭合时间应符合表1的规定。7.3相机7.3.1数据采集相机可提供彩色rgb输出，像素应至少640×480，fps应≥30，fov应≥150。7.3.2视觉定位相机应全局曝光，像素应为640×480，fov应≥120。7.4操作系统应采用Ubuntu18.04及以上版本智能操作系统。7.5slam7.5.1宜采用十二核十六线程或以上处理器。7.5.2内存应大于4GB。7.6软件运行环境要求5T/SAIASXXX－20257.6.1应采用Ubuntu18.04Desktop及以上版本智能操作系统。7.6.2宜采用十二核十六线程或以上处理器，内存16GB及以上。7.6.3硬盘宜采用SSD存储。7.6.4顺序写入速度应大于500MB/s。7.6.5宜采用千兆网卡（1000Mbps）及以上网络设备。7.7接口要求7.7.1硬件控制接口宜为RS485，可根据需要选配RJ45。7.7.2软件通信协议宜为Modbus_RTU,可根据需要选配TCP/IP、EtherCAT。7.8通信要求在正常网络状态和典型应用情况下,通信应答应符合协议双方的合同规定。8安全与可靠性要求8.1机械安全应符合GB/T15706和GB/T35076的规定。8.2电气安全应符合GB/T5226.1和GB11291.2的规定。8.3断电保护在握持状态下若遇急停或断电，系统应维持原状态。8.4安全防护应有可靠联锁及限位；若出现操作或编程错误，不应产生动作障碍和机件损坏。8.5数据信息安全应符合：a)支持用户身份认证；b)提供权限管理，遵循最小特权原则，以实现有效的数据访问控制；c)提供数据在储存、传输和处理过程中的完整性保护和机密性保护，避免被未授权用户查阅或修d)支持加密传输，保证数据的安全性。8.6电磁兼容应符合GB/Z19397的规定。8.7可靠性连续平均无故障工作时间应符合协议双方的合同规定。6T/SAIASXXX－20259标志和包装要求9.1标志产品标志可采用直接喷刷、印字、粘贴及钉附等形式，标志应清晰，易于识别且不易随自然环境的变化而褪色、脱落。产品标志上应注明以下内容：a)生产企业名称、地址；b)产品名称、型号及规格；c)额定负载；d)外形尺寸和重量；