DB35∕T 1935-2020 石化厂区地面巡检机器人通用技术条件(福建省).pdf

ICS 25.040.30 J 28 DB35 子吕建省山巳ET且，万标准DB35/T 1935-2020 石化厂区地面巡检机器人通用技术条件General specifications for ground inspection robot in petrochemical area 2020 - 09 -29发布2020 -12 -29实施福建省市场监督管理局发布DB35/T 1935-2020 目次前言. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 I 范围. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 2 规范性引用文件. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 3 术语和定义. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 4 分类与型号编码. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 5 技术要求.4 6 试验方法. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 7 检验规则. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 8 标志、包装、运输与贮存. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 参考文献. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 DB35/T 1935-2020 目IJ1=1 本标准按照四月1.1-2009给出的规则起草。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。本标准由福建省特种设备检验研究院提出O本标准由福建省市场监督管理局归口。本标准起草单位:福建省特种设备检验研究院、福州大学、泉州|装备制造研究所、福建省标准化研究院、福建星网锐捷通讯股份有限公司、福州IJl且飞测控技术有限公司。本标准主要起草人:郑耿峰、黄春榕、叶锦华、林名强、郑强、吴翠兰、戴厚德、陈丽辉、田中敏、陈洲、樊继春、孙良艳、陈浩龙。II DB35/T 1935-2020 石化厂区地面巡检机器人通用技术条件1 范围本标准规定了石化厂区地面巡检机器人(下文简称机器人)的术语和定义、分类与型号编码、技术要求、试验方法、检验规则以及标志、包装、运输与贮存。本标准适用于石化生产作业区及储运区执行巡检任务的地面移动机器人，用于其它石化场所的巡检机器人也可参照使用。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是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!T 191 包装储运图示标志GB/T 2423.1-2008 电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验A:低温GB/T 2423. 2-2008 电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验B:高温GB/T 2423. 3-2016环境试验第2部分:试验方法试验Cab:恒定湿热试验GB 3836.1-2010 爆炸性环境第1部分:设备通用要求GB/T 4025-2010 人机界面标志标识的基本和安全规则指示器和操作器件的编码规则GB/T 4208-2017 外壳防护等级(Ip代码)GB/T 7251. 8-2005 低压成套开关设备和控制设备智能型成套设备通用技术要求GB/T 13384 机电产品包装通用技术条件GB/T 16754-2008机械安全急停设计原则GB/T 36239-2 018特种机器人术语GB/T 36321-2018特种机器人分类、符号、标志GB/T 37283-2019服务机器人电磁兼容通用标准抗扰度要求和限值GB/T 37284-2019服务机器人电磁兼容通用标准发射要求和限值3 术语和定义GB/T 36239-2018界定的以及下列术语和定义适用于本文件。为便于使用，以下重复列出了GB/T36239-2018中的一些术语和定义。3. 1 石化厂区地面巡检机器人petrochemical area inspection robot 采用人工遥控、半自主或自主运行模式，用于石化厂区地面巡检作业的移动机器八o注:石化厂区地面J检机器人一般山移动平台、拉制装置、探测装置、通信装置、操控单元等组成。DB35/T 1935-2020 3. 2 3. 3 移动平台mobile p I atform 能使移动机器人整体位姿发生改变的载体。GB/T 36239-2018，定义2.1. 8J 控制装置control device 一套具有逻辑控制和动力功能的、能控制机器人实现机构运动井能与设备和使用者进行通信的装置。注:改写GB/T12643-2013，定义2.703.4 3.5 3. 6 3. 7 3.8 探测装置detection device 用于获取石化厂区环境和设备状况的装置O通信装置communication device 实现机器人本体与操作单元问信息传递的装置O操控单元operation control unit 通过操作员与机器人间的信息交互，实现操作、控制机器人的装置。GB/T 36239-2018，定义2.5. 2J 半自主控制semi-autonomous control 在操作员和机器人共同协作控制下，机器人有目的的执行预期任务的控制方式。自主控制autonomous control 在没有人工干预的条件下，机器人能够自主的执行预期任务的控制方式。注:改写GB/T12643-2013，定义2.20 4 分类与型号编码4.1 分类4. 1. 1 按巡检任务分为:a) 日常巡检型:b) 事故探测型:c) 复合型。4.1.2 按控制方式分为:a) 人工操控:b) 半自主控制:c) 自主控制。4.1.3 按通信方式分为:a) 有线通信:b) 无线通信:c) 有线无线兼备通信。2 DB35/T 1935-2020 4. 2 型号编码机器人型号编码应包括企业代号、名称代号、行业代号、空间代号、运动方式代号、功能代号、设计代号，编码规则应符合GS/T36321-2018的规定。设计代号应包括设计特征代号和设计顺序代号，设计顺序代号由企业自定义。型号编码结构如图l所示。I : 图1型号编码结构功能代号运动方式代号空间代号行业代号名称代号企业代号图l中的名称代号、行业代号、空间代号、功能代号分别为TZ、侃、DM、X。设计特征代号应包括3位字母，表示巡检任务分类代号、控制方式分类代号和通信方式分类代号，应分别符合表1、表2、表3的规定。表1巡检任务分类代号巡检任务代号日常巡检型X 事故探测型5 复合型F 表2控制方式分类代号控制方式代号人工操控R 半自主控制B 自主控制Z 3 DB35/T 1935-2020 表3通信方式分类代号通信方式代号有线通信Y 无线通信W 有线无线兼备通信J 示例:福建安全设备公司生产的石化厂区地面巡检机器人(轮式、H常.illi检型、人工操控、无线通信)的型号编码为:福安TZSGDMLSXJ-XRWOlo5 技术要求5. 1 机器人功能要求5. 1. 1 控制机器人应具备可控制功能，应能接收控制指令，并根据任务设置和操控，执行巡检任务。5. 1.2 移动机器人应具备行走功能，能在石化厂区内实现地面直行、转弯、爬坡和越障等基本运动功能。5.1.3 探测机器人应具备图像探测功能。5.1.4 自保护功能机器人应具备抗倾覆功能，在不大于其工作坡度的环境条件下能正常作业。机器人应具备防碰撞功能，在巡检过程中能避免与障碍物发生碰撞。5.1.5 声光报警功能机器人执行巡检任务时应能提供声、光警示信号。5.2 机器人性能要求5.2.1 外观与结构机器人夕阳见与结构应符合下列要求:a) 表面应无裂纹、明显的凹陷和变形，不应存在其它有损结构强度的质量缺陷:b) 金属零件不应有锈蚀，所使用材料应进行防腐蚀处理或采用耐腐蚀材料;c) 所有连接件、紧固件均应有防松脱落措施。5.2.2 移动性能4 在水平地面上的最大运动速度应不小于1.5 m/ s。最小转弯半径应不大于其本身长度。最大越障高度应不小于0.2mo 最大爬坡角度应不小于200。最大越沟宽度应不小于0.2mo DB35/T 1935-2020 5.2.3 控制性能机器人控制性能应符合下列要求:a) 机器人本体、操控单元按钮开关布局合理，操作方便:b) 全部按钮开关动作灵活可靠、正确完成按钮的指令功能:c) 按钮、指示大T颜色应符合GB/T4025-2010的规定:d) 机器人内部状态、外部传感器信息、电源状态显示清晰:e) 操纵机器人实现所有指令动作，指令应正确执行。5.2.4 通信性能应具备数据和图像传输能力。采用无线通信时，无遮挡通信距离应不小于500illo 采用有线通信时，线缆长度应大于20illo 5.2.5 安全保护性能机器人本体和操控单元控制器的技术特性应符合GB/T7251. 8-2005中5.2、5.4和5.5的规定。应具有急停按钮，符合GB16754-2008中4.4的规定O电源电路与壳体之间应绝缘，绝缘电阻不应低于2MQ 0 5.2.6 环境适应性工作环境温度ooC55 c。工作环境湿度5%95%。防尘防水等级应至少为IP55。5.2.7 续航能力续航时间应不小于2ho ft续航时间内，整机应稳定、可靠工作。5.2.8 电磁兼容电磁兼容应符合GB/T3 7283-2019和GB/T37284-2019的规定。5.2.9 防爆性能防爆性能应至少达到GB3836.1-2010中Exd(ib) IIB T4的规定。6 试验方法6. 1 夕|、观与结构检查6. 1. 1 在关机状态下进行外观与结构检查。6.1.2 结构尺寸采用符合精度要求的量具进行测量，其他结构、外观等采用目测的方法进行检验。5 DB35/T 1935-2020 6. 2 移动性能测试6.2.1 最大运动速度6. 2. 1. 1 测试场地测试场地应为清洁、干燥、平坦、坚硬且具有良好附着系数的混凝土或沥青路面，其纵向坡度应不大于o.1%，横向坡度不超过3%。道路长度不小于70m，选择中间30m的测量区间作为测试路段，并做好标记，如图2所示。测试路段两端的试验加速区间应不小于20mo 前进方向返回方向加速区间测量区间加速区间l唱l 图2最大运动速度测试场地示意图6.2.1.2 测试方法根据机器人加速性能的优劣，边定充足的加速区间，使机器人在驶入测量区间前能够达到最高的稳定移动速度。机器人在加速区间以最大的加速度直线移动，在到达测量区间前保持动力装置的最大功率，使机器人以最高的稳定移动速度通过测试区间。记录通过时间为t单位为秒(s)。为减少道路坡度等因素造成的影响，试验应往返进行，每个方向至少测试3次，并尽量使用相同的路径。若一次试验发生问题，则该往返试验应重做。6 通过测量区间的平均时间1按照公式(1)计算。式中:工(111+ 2,) T=.!.=. . 2n T一一通过测量区间的平均时间，单位为秒(s)t一一第n次试验前进方向所花时间，单位为秒(s)t27一一第n次试验返回方向所花时间，单位为秒(s)n一一单向试验次数，一次试验包括往返两次测试。机器人的最大移动速度儿又按照公式(2)计算。式中:30 V:nax一(2)T 只m一一机器人的最大移动速度，单位为米每秒(m/s)T 一一通过测量区间的平均时间，单位为秒(s)。DB35/T 1935-2020 6. 2. 2 最小转弯半径根据需要，在机器人几何中心处安装行驶轨迹显示装置或定位装置。机器人以较低的速度行驶，转向装置转到极限位置并保持不变，当速度稳定后，记录被测点封闭的运动轨迹。最小转弯半径示意图如图3所示。顺时辛IJJr司/ / / J , 。、 / / / / ./ 飞、飞、-一一二二边时针方向l说明:0一一囚心:P 机器人几何中I;r一一机器人转弯半径。图3最小转弯半径示意图测量轨迹圆的半径，应在相互垂直的两个方向测量，分别读取两个方向上的最大值:取两个方向的测量值的算术平均值作为试验结果。机器人顺时针和逆时针运动方向各测量一次，记录试验结果。如果两个方向测得的试验结果之差的绝对值在O.1 m内，则取两个方向试验结果的平均值作为最终结果，否则以两个方向测得的试验结果的较大值作为最终结果。记为r单位为米(m)。机器人左右转向测量进行三次，按照公式(3)计算算术平均值斤。R队队R=一一一一一二. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (3) 3 式中:R 机器人左右转向测量三次的算术平均值，单位为米(m)rl一一第l次顺时针、逆时针方向测得的平均值或较大值，单位为米(m) 第2次顺时针、逆时针方向测得的平均值或较大值，单位为米(m)r3一一第3次顺时针、逆时针方向测得的平均值或较大值，单位为米(m)。7 DB35/T 1935-2020 6. 2. 3 最大越障高度6. 2. 3. 1 测试场地测试场地示意图如图4所示，障碍物高度犀EO.1 mO. 2 m之间可调，最小可调高度变化值为0.01m, 宽度厉句O.15 m，长度大于机器人的宽度。前进方向 图4最大越障高度测试场地示意图6. 2. 3. 2 测试方法6. 2. 3. 2. 1 调节障碍从低到高测试，测试机器人能否能完成跨越。6. 2. 3. 2. 2 将障碍调节至机器人最大可跨越高度，并重复跨越3次。 F单碍物H 6. 2. 3. 2. 3 若重复跨越3次成功，则记录对应的障碍高度且单位为米(m)。否则，降低障碍高度，重新进行测试。6.2.4 最大爬坡角度6.2.4.1 测试场地倾斜平面角度在10040。可调，最小可调高度变化值为O.10 ，平台高度!i不低于l.2 m，测试场地如图5所示。前进jJ向 始端线终端线图5最大爬坡角度测试场地示意图8 DB35/T 1935-2020 6.2.4.2 测试方法调节倾斜平面角度从低到高测试，测试机器人能否能完成爬升任务:测试过程中，在中间位置停止1次，机器人应能稳定在坡上，否则降低倾斜平面角度。若能完成爬升，记录机器人前端到达始端线至机器人末端离开终端线之间的爬升时间t单位为秒(s) 。重复爬升10次，记录每次爬升的时间。按照公式(4)计算完成每次爬升的平均时间并记录对应的倾斜角度。It; 二三_1 (4 10 It; 工二_1 (5) 10 式中:max 机器人最大爬坡角度，单位度(0) ; t; 第i次爬升时间，单位为秒(s)。6.2.5 最大越沟宽度6.2.5.1 测试场地沟整Dt在O.2 mO. 6 m间可调，最小可调宽度变化值为O.01 m，测试场地如图6所示。前进方向 fJJ 图6最小越沟宽度测试场地示意图6.2.5.2 测试方法6.2.5.2.1 调节沟塾宽度从窄到宽测试，测试机器人能否能完成跨越06.2.5.2.2 将沟望调节至最大可跨越宽度，并重复跨越3次。6.2.5.2.3 若重复跨越3次成功，则记录对应的沟望宽度。否则，降低沟壁的宽度，重新进行测试。9 DB35/T 1935-2020 6. 3 控制l性能试验控制性能试验通过视检完成，应符合下列要求:a) 机器人本体、操控单元按钮开关布局合理，操作方便:b) 全部按钮开关动作灵活可靠、正确完成按钮的指令功能:c) 按钮、指示汀颜色应符合GB!T4025-2010的规定:d) 机器人内部状态、外部传感器信息、电源状态显示清晰:e) 操纵机器人实现所有指令动作，指令应正确执行。6.4 通信性能试验6.4.1 视检机器人传输数据和图像功能。6.4.2 使用无线通信时，试验应在长度大于500日1，宽度大于15m的平坦路面上进行，试验环境应无外界干扰。控制操控单元与机器人之间的距离，测量操控单元与机器人能正常通信的最大距离。6.4.3 使用有线通信时，操控单元与机器人放置于最远距离，测试操控单元与机器人能正常通信，测量通信线缆长度。6. 5 安全保护性能试验6.5.1 按照GB/T7251.8-2005中第7章的规定对机器人本体和操控单元控制器进行试验。6. 5. 2 检查急停按钮，按下急停按钮，检查机器人动力电源是否切断。6. 5. 3 绝缘电阻按照GB5226.1-2008中国.3的规定进行。6. 6 环境适应性试验6.6.1 工作温度下限试验按照GB/T2423.1-2008的规定进行。6. 6. 2 工作温度上限试验按照GB/T2423. 2-2008的规定进行。6. 6. 3 工作环境温度试验按照GB/T2423. 3-2016的规定进行。6.6.4 防尘防水试验按照GB/T4208-2017的规定进行。6. 7 续航能力试验在清洁、干燥、平坦、坚硬且具有良好附着系数的混凝土或沥青路面，启动机器人所有功能模块，用操控单元操作机器人以额定速度运行，测量持续工作时间O要求试验过程中不允许机器人补充能源。6.8 电磁兼容性试验电磁兼容性测试按照GB/T37283-2019和GB/T37284-2019的规定进行。6.9 防爆性能试验防爆性能试验按照GB3836.1-2010中第26章的规定进行。7 检验规则7. 1 检验分类7. 1. 1 产品检验分为出厂检验和型式检验。7.1.2 产品交货时应进行的各项试验，统称为出厂检验。7.1.3 对产品质量进行全面考核，即按产品标准中规定的技术要求全部进行检验，称为型式检验。7.1.4 有下列情况之一时，应进行型式检验:10 DB35/T 1935-2020 a) 新产品或老产品转厂生产的试制定型鉴定时;b) 己定型的产品，如设计、关键工艺、材料有较大改变，可能影响产品性能时:c) 正常生产的产品，每隔3年或累计台数大于50台时;d) 产品停产3年后恢复生产时:e) 出厂检验结果与上次型式检验有较大差异时;f) 国家市场监督机构提出要求时。7. 2 出厂检验7.2.1 每台机器人都应进行出厂检验。7. 2. 2 出厂检验的项目至少应包括6.1 6. 5以及6.7。7. 2. 3 检验后出具产品质量证明文件。7. 3 型式检验7.3.1 型式试验的项目为本标准规定的全部检验项目O7. 3. 2 检验后出具型式检验报告。8 标志、包装、运输与贮存8. 1 标志机器人应有永久性标签，标签应标明:产品名称、型号编码、生产日期、出厂编号、电源额定电压和功率等。标签应置于明显位置。8. 2 包装8.2.1 包装箱应符合GB/T13384的规定。8. 2. 2 按照GB/T191和运输部门的要求涂打标志和标签。8.2.3 产品包装时，活动零部件应紧固定位。8.2.4 产品在包装内用衬垫定位，不允许窜功、相碰。8.2.5 包装箱应采取有效的防雨措施。8.2.6 包装箱内应附使用说明书、产品合格证、装箱清单、备件及专用工具。8.3 运输运输、装卸时应小心轻放，不应抛掷和碰撞，避免雨雪淋，防止剧烈撞击、振动。8.4 贮存贮存保管中，堆放时包装箱体不应接触地面，以防止雨淋和受潮，不应与具有腐蚀性的物品放在一起。11 DB35/T 1935-2020 参考文献1J GB!T 12643-2013机器人与机器人装备词汇2J ASTM E2854-12 Standard test method for evaluating emergency response robot capabilities: Radio communication: Line-of-sight rang 3J ASTM E2855-12 Standard test method for evaluating emergency response robot capabilities: Radio communication: Non-line-of-sight range 12