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GB／T 40229-2021 家用移动机器人性能评估方法.pdf

除非另有规定，所有单位应如下所示： 长度单位为毫米（mm）； 角度单位为度（°）； 时间单位为秒(s)； 质量单位为千克（kg）； 速度单位为米每秒(m/s)

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 90°4次，以形成一个完整单循环测试。该测试应按如图1所示的顺时针和逆时针方向进行。制造商应 明确说明进人测试模式的精确性，它宜是简单易执行的。一旦测试模式工作完毕，机器人应处于空闲 状态。 注：进人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。

测试模式下充满电的机器人应放于如图 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 运行。 在工作完成后GB／T 38586-2020 真空玻璃，应测量机器人实际位姿与规定位姿的偏差（位置和方向）。每种工作（顺时针和逆时 针）的单次测试应包含3次运行。 所用的地板材料应记录在测试报告中。 注：如果在机器人中不容易获得产生测试所需运动的测试模式，那么可跳过此测试。 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)：

式中： dP，——第n次运行的位置偏差，n=1,2,3; dP一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)：

第n次运行的绝对角度偏差，n=1，2,3； LA 运行后机身中心与起始位置之间的角度

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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，以及所用日

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 土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 部，为P，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P，充电座方向安装一个白色的延长电缆，如图2所示。

图2回充电座能力配置图

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P，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间来表示回充电座能力。 完成率应按式（3）计算：

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

式中： t；—在第i次完成中的返回时间； n完成的次数；

一返回充电座的平均时间。 如果有其他设备可用于改善机器人的导航，可根据制造商的使用说明选择性地添加这些设备， 录在测试报告中。

来估算机器人每一个充电周期允许的最长工作日

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。

注：本图中的测试台参照GB/T34454一2017的图8

注：本图中的测试台参照GB/T34454一2017的图8

图3单次充电工作时间配置图

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座，以确保其完全放电。 注1：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 多出并关闭电源以防额外的电量损耗。 充电过程中输人到电池充电器的总电能应记录为Ex。 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 直到它自已停在充电座外，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twok和所选 释的工作模式。 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：

Tmax =(Emx/Ework)Xt work

Tmx 一单次充电的工作时间； Emx——对应机器人从完全放电到完全充电的交流能量消耗； Ewor—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； work 一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。

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，

门应由未经处理的松木层压板制成。测试台周售 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

门应由未经处理的松木层压板制成。测试台周目 00mm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

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9.3测试方法（自主模式）

图4单台阶处理配置图

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 消息，应在达到10min的测试时间之前停止测试。 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 止，机器人应在它停止的位置重新启动，直到达到10min的测试时间。 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 触、悬挂、行进）、所用时间和工作模式，

图5单台阶处理测试的起始位置

9.4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. 1 一般要求

本测试用于判断机器人是否会与物体产生正面触碰，以及如果产生触碰时碰撞力的大小。

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，基板的表面颜色应是未经处理的松未层压板。 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士1mm，如有需要，应根据机器人的高度进行调整。为了检测 最小避障距离，应在基板上方安装一个至少50fps的高速相机，并将一把范围是0mm～500mm的毫 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

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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 以决定替换不同目标尺寸的基板。目标的详细信息应在报告中明确记录（例如：颜色、尺寸、形状等）。 注：充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：

[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锂

对应传输到电缆的脉冲。 色对值可能在不同的实验室是不可重复的

[11.2.1一般要求

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，以确保周围环境对产品没有影响。一个碳纤维 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 插入一个小孔，通过它可以穿过电线，这样它就不会失去与棍子的接触，如图8所示。 碳纤维管的长度应为2.5m士0.2m，外径为20mm～40mm。重要的是，摆锤要尽可能的坚硬和 轻便，以获得稳定和可重复的结果。颜色首选亚光黑色，质量应为285g士30g。额外的800g质量应 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。

11.2.2环形标记设置

把摆锤中心点放在圆的中心，然后画出120个圆，直径从10mm～1200mm，间隔为10 图9所示。

把摆锤中心点放在圆的中心，然后画出120个圆，直径从10mm～1200mm，间隔为10mm，如 图9所示。

图9地板环形标记示意图

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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 所使用电缆的长度。然后，应将电缆沿纵向方向放置在机器人前方至少100mm，这时摆锤在机器人的后 面并且电缆围绕着它，如图10所示。电缆一定不要完全地平放到地板上；相反，它应被自由放下以便有一 些起伏。任何凸起部分所允许的最大高度不应超过40mm，整个电缆的平均高度大约为10mm～20mm。 单位为高米

图10带有机器人的地板环形标记示意图

基本位置：使用任何合适的程序进行测试，最好是机器人快速直线运动。让机器人直接向前跑，使 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。

图11电缆跨越性能俯视配置图

图12电缆跨越性能侧视配置图

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1：机器人跨越电缆，无论摆锤有没有位移，都应记录摆锤的最大摆动距离。 结果2：机器人跨越电缆，并被电缆缠住。应记录摆锤的最大摆动距离和电缆缠住条件。 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 类型。 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 注释。

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试验区应包括4000mm×5000mm（公差士50mm）的空间客运专线施工组织设计探讨修改稿(05-2-16)，并用四面墙和天花板封闭。测试地 板为未经处理的松木层压板或等效木板。地板上的家具和障碍物的尺寸和特点在表A.1中规定，桌旁 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

图A.2金属过渡条的安装图解

图A.3木制过渡条的安装图解

图A.4棋盘格板和过渡条的详情图

门的配置应如图A.5所示。这扇门应有四个嵌板。门应被50mm（宽）的框架包围，框架应与墙 齐平安装（使门从墙壁凹进50mm）。框架可以仅在其内边缘上成形，并带有一个最大半径为50m 的弯曲。门把手应安装在右手边（从测试区域内侧看）。门可能被打开，如果是这样，门将从测试区域 外打开。

JGJT 423-2018 玻璃纤维增强水泥（GRC）建筑应用技术标准GB/T402292021/IEC62849:2016

图A.5四嵌板门的图解