GB/T 39785-2021
基本信息
标准号:
GB/T 39785-2021
中文名称:服务机器人 机械安全评估与测试方法
标准类别:国家标准(GB)
标准状态:现行
出版语种:简体中文
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相关标签:
服务
机器人
机械
安全
评估
测试方法
标准分类号
关联标准
出版信息
相关单位信息
标准简介
GB/T 39785-2021.Service robot一Mechanical safety assessment and test method.
1范围
GB/T 39785规定了服务机器人机械安全有关的术语和定义、测试条件、机械安全评估与测试方法、标识、说明和文件要求。
GB/T 39785适用于各类服务机器人,主要包括个人/家用服务机器人和公共服务机器人。
特种机器人可以参照使用本标准。
注:在有相关的专用产品机械安全标准的情况下,产品标准优先于本标准。
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 6675.2-2014玩具安全第2 部分:机械与物理性能
GB/T 12643-2013 机器人 与机器人装备词汇
GB/T 16855.1-2018机械安全 控制 系统安全相关部件第1部分:设计通则
GB/T 16855.2-2015 机械安全控制 系统安全相关部件第2 部分:确认.
GB/T 18029.13-2008轮椅车第13部分:测试表面摩擦系数的测定
GB/T 23821-2009机械安全防止上下肢触及危险区的安全距离
GB/T 36008-2018 机器人 与机器人装备协作机器人
GB/T 36530-2018机器人 与机器人装备个 人助理机器人的安全要求
GB/T 38124-2019服务 机器人性能测试方法.
ISO 7010图形符号安全颜色和安全标志已 注册的安全标志(Graphical symbols- Safety colours and safety signs- Registered safety signs)
ISO 13850机械安全急停设 计原则( Safety of machinery- Emergency stop function- Principles for design)
标准内容
ICIS25.040.30
中华人民共和国国家标准
GB/T39785—2021
服务机器人免费标准bzxz.net
机械安全评估与测试方法
Service robotMechanical safety assessment and test method2021-03-09发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2021-08-01实施
GB/T 39785—2021
规范性引用文件
术语和定义
测试条件
机械安全评估与测试方法
标识、说明
文件要求
附录A(规范性附录)
附录B(规范性附录)
附录C(现范性附录)
附录D(现范性附录)
附录(规范性附录)
附录F(资料性附录)
参考文献
可触及零部件的确定
风险评价确定有关安全部件叫
服务机器人静态及动态稳定性测试…·防止服务机器人在测试平台上滑动的办法·服务机器人对试验操作的动态响应的评定·危险源
-rKaeerKa-
本标准按照GB/T1.12009给出的规则起草。本标准由国家机器人标准化总体组提出并归口。GB/T39785—2021
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。本标准包草单位:上海电器科学研究院、北京云迹科技有限公司,科沃斯商用机器人有限公司、北京石头世纪科技股份有限公司、科沃斯机器人股份有限公司、上海交通人学、上海智惠林医疗科技石限公司、弗徕威智能机器人科技(上海有限公司、上海擎朗智能科技有限公司、创泽智能机器人集圳股份有限公司、深圳市优必选科技股份有限公司、国家市场监督管理总局缺陷产品管理中心、上海电器科学研究所(集团)有限公司、海尔(上海)家电研发中心有限公司、上海机器人产业技术研究院有限公司、上海电器设备检测所有限公司、通标标准技术服务(上海)有限公司、北京康力优监机器大科技有限公司、中国电子技术标准化研究院、上海工程技术六学、江苏奇捷机器人科技智能有限公司、上海漆唯认证技术有限公司、宝时得科投(中国)有限公司、重庆德新机器人检测中心有限公司、益峰环境科技集团股份有限公司
本标准主要起草人:朱晓鹏、黄慧洁、高倩、沈容、周唯、支涛、将化冰、陈兆先、李通、李庆民、袁杰、上爱国、郑杰吕、刘雪楠、杨军、刘健、刘云柱、郑海峰、于随然、孙威威、刘洋、杭鲁滨、邢琳,丁玉才、陈文皓,杨长春、昌亚雄、张斌-iiKacerkAca
GB/T39785—2021
机械引起的伤害是由于人体部位与服务机器人整机或零部件接触时,动能传递到人体部位而引起的。该动能是和人体部位与服务机器人可触及部位之间的相对运动有关,需考虑服务机器人结构设计危险的运动部件防护设计、安全功能设计、稳定性设计、中燃兼容抗扰度设计等,rrkaeerkAca
1范围
服务机器人机械安全评估与测试方法GB/T39785—2021
本标准规定了服务机器人机械安全有关的术语和定义、测试条件、机械安全评估与测试方法、标识,说明和文件要求。
本标准适用丁各类服务机器人,主要包括个人/家用服务机器人和公共服务机器人。特种机器人可以参照使用本标准。注:在有相关的专用产品机服安全标准的情洗下.产品标准优先丁本标准2规范性引用文件
下列文作对丁本文作的应用是必不可少的。凡是注期的引用文件,仪注日期的版本适用丁本文件。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,:B6675,22014玩具安全第2部分:机械与物理性能GB/T125132013机器人与机器人装备词汇GB/T16855.1-2018机械安全控制系统安全相关部件第1部分:设计通则GB/T16855.2一2015机械安全控制系统安全相关部件第2部分:确认GB/T18029.132008轮椅车第13部分:测试表面摩擦系数的测定GB/T23821—20C6机械安全防止上下肢触及危险区的安全距离2018机器人与机器人装备协作机器人GB/T 36008
GB/T 365302018
GB/T 38121—2019
IS07010
机器人与机器人装备个人助理机器人的安全要求服务机器人性能测试方温
安企颜色和安企标志已注册的安全标志(Graphicelsymbols一Safetycol图形符号
ours and sefety signs-Registered safety signs)ISO13850机械安全急停设计原则(SafetyofmachineryEmergencystopfunctionPrinciples for design)
IEC60201-1.2015机械电气安全机械电气设备第1部分:通用技术条件(Saletyolmachin-cry—Electrical equipment of machines—Part l: Gcncral rcquiremcnts)IEC60/17:2015电气设备用图形符号(Graphicalsymbolsforuseonequipment)3术语和定义
GB/T12643一2013界定的以及下列术语和定义适用于本文件。为了便于使用,以下重复列出了GB/T126432013.GB/T37283—2019中的某些术语和定义3.1
服务机器人servicerobot
除工业口动化应用外,能为人类或设备完成有用行务的机器人。注1:工业白动化应用包括(但不限于)制造、检验、包装程装配注2:用于生产的关节机据人是上业机器人,而奖假的关节抗据人用于供餐的就是服务机器人,rKaeerkAca-
GB/T39785—2021
GB/T12643—2C13.定义2.10
个人/家用服务机器人personal/householdservicerobot在家居环境或类似环境下使用的,以满足使用名牛活需求为目的的服务机器人。注:这种机器人的操作使用.还常不需要专业知识或技能,不需要特别的培训或资质_GB/T372832019.定义3.3
public service robot
公共服务机器人
用丁公众或商业任务的服务机器人示例:酒店股务机警人、报行服务机警人、场馆服务机光人和警饮服务机器人注:公共服务机器人通常由经划活当培训的人员操作,GB/T372832019-定义3.1
4测试条件
4.1试验样品
服务机器人主要包括个人家用服务机器人和公共服务机器人服务机器人应按照制造商的说明进行组装和操作所有必要的准备1作(如功能测试等)应在试验前完成。试验前应记录被测样品的条件信息和使用历史注:条件信息可包括型号/名称、软件版木知附件(如果有的话)。所有的试验应在同,服务机器人及其附件(如暴有的话)上进行:为了模拟服务机器人在正常使用过程中可能受到的应力而进行的试验,可能对服务机器人造成损害,而需要额外的可史换部件,并对出执的部件进行记录。
4.2试验用工作条件
4.2.1操作条件
安装的软件不应在一组测试期间被修改或改变。试验场地上的安全设范应处丁正常工作状态。4.2.2
环境条件
除非另有规定,试验均在下述条件下进行:温度:15C~35℃:
相对湿度:25%~75%;
大气压:86kPar~106kPas
4.2.3照明条件
除另有规定外,试验应在下列照期条件下进行:顺度:测试操作区域应提供允分照明:应不低工1001,当集一测试易受照度的影响时(如外观检查),则该测试区域的照度应大」2501x。色温:3300K~5300K
4.2.4地面条件
本标准中所有的试验应在制造商规定的地面条件下进行,若制造商规定多种地面材质,则试验应在2
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GB/T39785—2021
不同的条件下进行。片制造商末规定,则试验应在平整的地板上进行,地面应包括光滑的木处理的层所板或相当的板,至少15mm厚,尺小适合测试,地面或坡面:摩擦因数在0.73~1.0.依据(B/T18029.132008测量。5机械安全评估与测试方法
5.1检验方法
下列(但不局限于)检验方法可满足本标准的要求:A:视觉检查(使用人的感官而非借财任何专门的设备来检查服务机器人的情况,诞常在服务机器人不工作时进行视觉或听觉检查);一B:实际试验(在服务机器人正常或异常条件下进行实际试验):一C:测量(将测得的实际值与要求限值进行比对);D:在操作中观察[在服务机器人正常或异常条件下,在操作中使用检验方法A进行检查(如在额定负载情况下进行):
E:分析相关设计图纸结构分析或大致浏览路图设计(包括气、气动、水动等)和相关说明1
5.2结构设计验证
5.2.1棱缘和拐角验证
5,2.1.1试验程序
服务机器人的功能需安可触及的棱缘和拐角,通过实际试验确定其是否合格服务机器人的功能不需要可触及的缘和拐角,通过附录A的相关试验确定其是否合格。对于儿童可能使用的服务机器人,除工述程序外,还需进行GB6675.2一2014中的3.8和5.9的相关测试。
注:检验方法见5.1的A、B、D
5.2.1.2合格判据
服务机器人的功能需要可触及的棱缘和拐角:则:a)不引起伤害但可能会疼痛:或b)可能引起伤害。
注1:“不引起伤害\是指基于经验和/或基础安全标准不必医牛或医院进行意症治疗注2:“可能引起伤害“是指基于经验和/或基研安全标准可能声要医生或医院进行急症治疗,服务机器人的功能需安而存在不引起伤害仙可能会疼痛,可能引起伤害的棱缘和拐角,则:a)
任何叫能的景露不应危及生命:和当暴露时,棱缘和拐角对使用人员应是明显的;和b)
应尽可能对废缘和拐角采取可行的防扩;和d)应提供指示性安全防护以降低无意接触造成的危险,指示性安全防扩的要素索应包括:1EC 60417:2015 6043;戎
一“有尖锐边缘“或类似文字,或“不要接触”或类似文字,
对于儿童可能使用的服务机器人,还需满足GB6673.2一2014中的5.8和5.9的相关要求。3
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5.2.2把手和手动控制装置验证
5.2.2.1试验程序
通过视觉检查、实际试验和以下述的轴向力施加于把手、旋钮或操纵杆上维持1min.以试着取下这些零件来确定其是否合格。
芒在正常使用中不可能受到轴向拉力,则施加的力为1:或制造商声明的拉力,取较人者。若在正常使用中可能受到轴向拉力,则施肌的力为30N或制造商声明的拉力,取较大者注:检验方法见5.1的A.B、D
5.2.2.2合格判据
把于、旋钮、操纵杆等松动会造成危险时,则应以可靠的方式固定用来指示开美或类似元件挡位的旋钮、类似件等,如果其被置于错误的位置会造成危险时,则不应将其固定在错误位置上,
5.2.3间隙
5.2.3.1试验程序
根据产品结构选择试验方法,见附录A。测量危险运动零部件的安全距离。注:检验方法见5.1的A、B,C、D)5.2.3.2合格判据
间隙周司应具有足够的防护措施,保证外部物体尤法接触到内部电路或导电零部件。与危险运动零部件的安全距离应符合GB/T23821—2009的要求。5.2.4限位
5.2.4.1试验程序
通过视觉检查、测量,服务机器人在没有任何制动措施的条件下以额定负载、展大速度运行到最人或最小行程位置。
注:检验方法见5.1的A、B,L、L5.2.4.2合格判据
假务机器人使用和操作其运动帽度不应超过安全范用,机械限危装置(如机械挡)在碰撞后不应产尘不可接受的风险,且可恢复至原始形念。机电限装置(如接近开美)控制电路应符合电气性能要求。服务机器人控制和任务程序不应改变机电限待装置的设置。
软限位范应小丁硬限位范围,如果软限位可进行设置,则软限位设置应有人员授权限制,并在服务机器人系统上电后:·直处于激活状态。5.2.5出现故障后撤离
5.2.5.1试验程序
过视觉检查,实际试验,在操作中观察,服务机器人在正带1作的状态下,模拟一个故障4
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注1:载人服务机器人服务宰问故障撤离:服务机人将人约束在服务空问内部,载人服务机器人系统发生收障内的人要全快速散离
注2:可综戴服务机器人故障撤离:服务机器人与人的直接交丘、扣丘互穿越、相丘接触的可穿戴服务机器人职卸故障脱离撤离
注 3:检验方法 5.1 的A,B.D
5.2.5.2合格判据
服务机器人及其服务空问应满定如下要求:应有完普的安全撤离程序.符合制造商的声明文件:在服务机器人上及其周围应提供足够的空间,在不造成危险的情况下,使用测试设备、校准设备、辅助支持设备和其他所需工其,几使丁人员在不拥挤的情况下撤离;服务空间中至少有两个出1通道,当只有一个出!时·需设置一个紧急出1且无障碍物阻挡;一服务空间内人员可出人的所有区域不应存在尖利和(或)粗糙边沿(特殊用途除外):低矮结构或横梁应加上是够厚的衬垫,并有清晰的英色警告标识;一进人或离开服务机器人空间时,操作方便:出人门和紧急出口内部应配有标牌,其上列出使用说明:出人门和紧急出口的开口不应小于60cmm×610mm,尺寸宜为700mm×800mm或以上;一服务机器人应设计成当电源中断后恢复时,除预定功能中断外,不会发生安全方面危险;一为保证安全,可穿戴服务机器人应便」穿脱,在发生事故时可快速解开。5.3危险的运动部件防护的验证
5.3.1试验程序
通过视觉检育来检验运动零部件的可触及性,必要时按照附求A的试验方法进行验证,注1:机器人的功能需要2级机械能源(MS2)运动零部件是般人员可触及的,或3级机城能量源(MS3)运动零部件是一般人员或受过培训的人员可触及的则:任何暴露不应危及生命;和
当暴露时,运动零部件应是明最的:科应尽可能多的对运动季部件采取防扩;和虚使用指示性安全防护:利
对MS3,于动航发的止动装置应清晰可见,并放置在其附近750mm范围内显著的位登。如下的MS3运动零部件:
仅对熟练技术人员是可触及的和MS3运动零部件不是明显的(例如,问歌运动的装置):注2:对MS2、M33的定义见IFC62368-1:2018中8.2注3:检验方法见5.1的A,B、L)。5.3.2合格判据
应按提供指示性安全防护以降低无意接触运动零部件的可能性。指示性安全防护的要素应包括如下内容:对运动风扇叶片,或对其他运动零部件;按适用情况,“运动零部件”或“运动风弱叶片”或类似文宁;一接适用情况,“身体部位远离运动零部件”或“身体部位远离风扇叶片”或“身体部位远离动作路径”或类似文字
在一般人员维修条件下,如果需要使防止接触MS2运动零部件的安全防护失效或旁路,则应提供-rKaeerkca-
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指示性安全防护以提示:
在尖效或劣路安全防护前断开电源,和在重启电源前重新启动安全防扩。为减小服务机器人的运动零部件(例如夹紧的犬状物、啮合齿轮和可能因控制装置意外复位导致启动运动的零部件)造成伤害的可能性的安全防护与危险运动零部件的距离应满足GB/123821一2009的要求。
除非有规定,如果可能发生手抬、饰品、衣服、头发等可进人并接触到危险运动零部件的情况,则应提供防护以防正身体部分或其饰物进人。5.4安全功能的验证
5.4.1要求的安全性能等级
安全性能等级确定方法
若通过安全动能实施保护括施,则应符合本条要求。服务机器人的控制系统动能(电气、液压、气动和软件)所需的件能等级(PL.)应按表1决定,其验证和确认应符合GB/T16855.2—20155.4.1.2是基」附录B评估方法估计具型服务机器人类型控制系统相关部件的性能等级(PL.)的简化程序,若在5.4.1.2的范围内成无充分理由.评估安全功能的PI官直接采用5.4.1.2的要求,共他情况则应采用附录B进行评估。
若以下条或多条功能用于减小风险,应为每个使用的功能定义个性能等级(PL),除非适用5.4.1.3:
避免危险碰撞的验证(5.4.2):紧急停止的验证(5.4.3.1),
保护性停止的验证(5.4.3.2);操作空间限制的验证(5.4.4):安全相关邀度控制试验(5.4.5);一安全相关力控制试验(5.4.6);防跌落功能验证(5,4.7);
奇兄点限制验证(3.4.8);
无线控制验证(5.4.9)
本条中涉及的安全功能为服务机器人常见的安全功能,若服务机器人的控制功能不在范围内,则应依据GB/T16853.12018及附录A判定与安全有关的控制系统性能要求并满是相应的性能准则,5.4.1.2典型服务机器人控制系统安全相关部件的所需的性能等级(PL)典型服务机器人控制系统安全相关部件的最低所需的性能等级(PL,)如表1所示移动武服务机器人(轮、足式、履带等):1.1型:轻型且慢型几预计应用于非人员密集型场所;—1.2型:中型且馒型且预计应用于非人员密集型场所;-1,3型:重型或快型或预计应用于人员密集型场所,固定式服务机器人:
2.1型:运动部件与人接的准静态接触和(或)暂态接触的力与压万值小于或等丁阅值:2.2型:运动部件与人接触的静态接触和(或)暂态接触的力与压力值超过阅值。注1:\轻型\指产品显.7kg:\中型\产品质量7kz工%25ks;“重型\指产品质量>25kg注2:“慢型“指产品最人移动速度低于或等于风险评估颜定的预定用户群体的正带行走速度;“快“指产品最人移6
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动速度高于风险评估确定的预用户群体的正常行走速度。其中健康成年人的行走这度般定为6km/h。移动这度包含但不限于服务机器人的移动、关节转动。注3:“人员密集型场所”指宾馆,饭店,商场、集贸市场、依育场馆、会堂,公共妖乐场所等公众聚集场所:医院的门诊楼、病房楼,学校的教学楼、图为馆和集体宿舍,养老院、拦儿所、效儿园:客运车站、码头、民用桃场的快车,候船候机厅(楼);公共图书馆的阅览室公共展览馆的展览厅:劳动密凭型企业的生产加工车问、员工集体宿舍等。
注4:准萨态接触和(或)暂态接的力与压力值的阅值及测试方法可参号GB/T36308一2018中5.5..2及附录A,表1控制系统安全相关部件的最低所需的性能等级(PIL,)与安全相关的控功能
理免危险研撞
紧急停止
保护性停正
操作空问限制
安全相关速度控制
安全相关力控制
防跌落
奇异点限制
无线控制
注1:b.cd见B/T16855.12018表3。注2:N/A表尔不适用。
5.4.1.3应用特定性能等级要求
服务机器人种类
服务机器人的综合风险评结果及其预定应用可能次定安全相关控系统所需的性能等级(PL)比上述要求更高或更低,综合分析的结某应与预定应用相符合选择更高或更低的安全相关所需的性能等级(PL)应详细说明,用户信息应包括相关服务机器人的合适限制和警告。
5.4.2避免危险碰撞的验证
5.4.2.1试验程序
正带1作情况下,服务机器人在额定负载下以额定速度从初始位置向日标位移动,如图1所示,采用直径为200mm,长度为600mm的障得物试件平卧于地面放置,并以1.6m/s的速度以任何方问人制造商规定的避障空问,采用直径为70mm,长度为400mm的障碍物试件紧立于地面效置,并以1.6m/s的速度以任何方向进入制造商规定的避障空间
注1:制造商规定的择障空问与摩碍物拍材质由制造商的规定,采用接触式传感避免危险碰撞的产品,应按照GB/T35530—2018中6.5.2.2进行测试。7
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前进方向
服务机紫人
制造商愿定
的避障空间
测试通道
图1避免危险碰撞测试示意图
注2:检验方法见5,1的A、B.1D
5.4.2.2合格判据
服务机器人在预期场景下使用时,不应链撞场景中的任何障碍物,采用接触式传感避免危险碰撞的产品,应符合GB/T355302018中5.5.2.2的要求。人与服务机器人碰撞后,服务机器人不应发生稳定性不足带来的风险。5.4.3停止功能的验证
5.4.3.1紧急停止的验证
5.4.3.1.1试验程序
通过视觉检查、实际试验、在操作中观察,服务机器人在正常工作状态下,按下紧急停止按钮或运行具有停止功能的软件。根据风险评估的结果来硝定服务机器人产品急停奖别(0类停止或1类停止)。注:检验方法见5.1的A、B、D)
5.4.3.1.2合格判据
服务机器人紧急停止后不应对人员造成二次伤害,且有使人员脱离危险状态的措施。紧急停止装置届符合IEC60204-1:2016或ISO13850。如果服务机器人的紧急停止功能通过安全相美控制系统来实现,则控制系统安全相关部件应符合5.4.1中的等级要求。
如果服务机器人具备紧急停止能力,每个能触发服务机器人移动或其他危险状况的指令装置应具备于动触发紧急停止功能:
优先于其他服务机器人控制执行;和一停止所有受控的风险;和
若服务机器人处于安全状态,移除服务机器人致动器的驱动源:和能控制服务机器人系统操控的危险;和!能通过手动重置·并工重置后不会导致眼务机器人亚启指令装置没有紧急停止按钮(如语音界面,基工远程应用的电脑屏幕)则应确保现有服务机器人8
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