本文件描述了服务机器人操作性能指标和评估方法，特别是： --抓取尺寸； --抓取力； --抓取滑动阻力； --打开铰链门； --打开推拉门。 服务机器人操作的其他抓取特性和用例，将纳入未来修订版中。本文件仅适用于室内环境。然而，所描述的试验也能用于在户外环境使用的机器人。 本文件不适用于安全要求的验证和确认。

ICS25.040.30
CCSJ28
中华人民共和国国家标准
GB/T38834.3—2023/ISO18646-3:2021机器人
服务机器人性能规范及其试验方法第3部分：操作
Robotics-Performance criteria and related test methods forservice robots-Part 3:Manipulation(ISO18646-3:2021,IDT)
2023-09-07发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2024-04-01实施
规范性引用文件
术语和定义
试验条件
操作模式
试验配置和(轮)试验
5抓取特性
抓取尺寸
试验设施
试验步骤
试验结果
抓取力
试验设施
试验步骤
试验结果
5.4抓取滑动阻力
试验设施
试验步骤
试验结果
打开铰链门
试验设施
试验步骤
试验结果
GB/T38834.3—2023/ISO18646-3:2021y
GB/T38834.3—2023/ISO18646-3:20216.3
打开推拉门…
参考文献
试验设施
试验步骤
试验结果
...................................
GB/T38834.32023/IS018646-3：2021本文件按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
本文件是GB/T38834《机器人服务机器人性能规范及其试验方法》的第3部分。GB/T38834已经发布了以下部分：
第1部分：轮式机器人运动；
第2部分：导航；
一第3部分：操作。
本文件等同采用ISO18646-3：2021《机器人服务机器人性能规范及其试验方法第3部分：操
作》。
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专利的责任本文件由中国机械工业联合会提出。本文件由全国机器人标准化技术委员会（SAC/TC591)归口。本文件起草单位：北京机械工业自动化研究所有限公司、深圳云天励飞技术股份有限公司、邀博（北京）智能科技股份有限公司、苏州协同创新医用机器人研究院、中国软件测评中心（工业和信息化部软件与集成电路促进中心）、沈阳新松机器人自动化股份有限公司、杭州海康机器人股份有限公司、重庆大学、重庆鲁班机器人技术研究院有限公司、立宏安全设备工程（上海)有限公司、河北工业大学、美的集团(上海）有限公司。
本文件主要起草人：袁杰、杨书评、魏洪兴、孙玉宁、陈萍、张锋、曹蔚琦、宋仲康、何国田、侯红英、孙元栋、张驰、李爱军、郭士杰、朱志昆、王嘉、脱立恒。GB/T38834.3—2023/IS018646-3:2021引言
除了本文件规定的试验方法以外，ISO9283规定的操作机的位置和轨迹准确度的试验也是能用的。
GB/T38834《机器人服务机器人性能规范及其试验方法》旨在规范服务机器人的性能及试验方法，拟由四个部分组成。
-第1部分：轮式机器人运动。目的在于规定轮式机器人的运动性能特性及试验方法。一一第2部分：导航。目的在于规定移动服务机器人的导航性能特性及试验方法。一第3部分：操作。目的在于规定服务机器人的操作性能特性及试验方法。一第4部分：腰部支撑机器人。目的在于规定腰部支撑机器人性能特性及试验方法。1范围
GB/T38834.3—2023/IS018646-3:2021机器人服务机器人性能规范及其试验方法第3部分：操作
本文件描述了服务机器人操作性能指标和评估方法，特别是：抓取尺寸；
-抓取力；
抓取滑动阻力；
打开铰链门；
打开推拉门。
服务机器人操作的其他抓取特性和用例，将纳人未来修订版中。本文件仅适用于室内环境。然而，所描述的试验也能用于在户外环境使用的机器人。本文件不适用于安全要求的验证和确认。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/T29555-—2013
3门的启闭力试验方法（ISO9379：2005，MOD）注：GB/T29555一2013被引用的内容和ISO9379：2005被引用的内容在技术上没有差异。3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。3.1
机器人robot
具有一定程度的自主能力，可执行运动、操作或者定位的可编程的执行机构。示例：操作机、移动平台和可穿戴机器人。注：机器人包括控制系统。
一一“两个或两个以上可编程的轴的执行机构”由“可编程的L来源：GB/T12643—2013，2.6，修改执行机构”替代，“可在其环境内运动以执行预期的任务”由“可执行运动、操作或者定位”替代，修改了注1，删除了注2，增加了示例
服务机器人servicerobot
除工业自动化应用外，能为人类或设备完成有用任务的机器人。注1：工业自动化应用包括(但不限于）制造、检验、包装和装配。注2：用于生产线的关节机器人是工业机器人，而类似的关节机器人用于供餐的就是服务机器人。［来源：GB/T12643—2013,2.10]1
GB/T38834.3—2023/ISO18646-3:20213.3
台mobileplatform
移动平台
能使移动机器人实现运动的全部部件的组装件。注1：移动平台包含一个用于支承负载的底盘。注2：由于与术语“机座（bace)”可能发生混消，建议不要使用术语“移动机座（mobilebase)”来表述移动平台。［来源：GB/T12643—20133.18］3.4
操作机
manipulator
用来抓取和（或）移动物体，通过关节连接的一系列构件组成的多自由度机构。注：操作机不包括末端执行器。[来源：GB/T12643一2013,2.1，修改——“组成的机器”由“组成的机构”替代，“铰接和相对滑动的”由“关节连接的”替代，删除了“（零件或工具）”与注13.5
末端执行器
endeffector
为使机器人完成其任务而专门设计并安装在机械接口处的装置。示例：夹持器、扳手、焊枪、喷枪等。［来源：GB/T12643—2013,3.11]3.6
夹持器
gripper
供抓取和握持用的末端执行器。［来源：GB/T12643—2013,3.14］3.7
夹持器的基本机械构件中的固体元件，手指的第一个关节固定其上。注：手掌能与物体直接接触。
［来源：GB/T19400—2003,4.2.1.2]3.8
正常操作条件
normal operatingconditionsbzxZ.net
为符合制造厂所给出的机器人预期性能的环境条件范围和其他参数值。注1：环境条件包括，例如温度和湿度等。注2：其他参数值包括电源波动、电磁场等。［来源：GB/T12643—2013，6.1，修改-—“为符合制造厂所给出的机器人性能，可影响机器人性能（如电源波动、电磁场等)”由“为符合制造厂所给出的机器人预期性能”替代，与增加注2］3.9
autonomousmode
自主模式
机器人无需人为干预而完成分配任务的操作方式。女一“职责”由“任务”替代，删除了示例［来源：GB/T36530—2018，3.24.2，修改3.10
试验配置
test configuration
试验物体的具体安排。
(轮)试验
在相同试验配置下，试验的单一过程。注：一（轮)试验重复多次。
4试验条件
4.1通则
GB/T38834.3—2023/ISO18646-3:2021服务机器人，以下简称机器人，应按照制造商说明书组装完整，如适用，配置移动平台、操作机和夹持器，并充分充电且可运行。如有自我诊断，应在正常操作前完成。宜采取适当的预防措施以保护试验过程中的人员。试验应按制造商规定的操作进行准备。所有的性能应在正常操作条件下进行试验，且这些条件应包括在试验报告中。本文件规定，在进行试验前，应对所有的传感器进行校准。机器人可在每一次试验中使用各种传感器和识别方法以确定物体，需要在报告中进行说明。除非在特定章条另有说明，否则本文件中所述试验宜满足本章规定的所有条件。4.2操作模式
本文件中的每次试验都应在自主模式下进行。3试验配置和（轮）试验
本文件中描述的每次试验可有多个试验配置，这些配置需要独立的试验步骤。对于每个试验配置，如果试验步骤中有规定，则应进行多(轮)试验。5抓取特性
5.1总则
本章的试验目的是确定抓取特性的性能，其部分研究源自参考文献5儿6。除了本章介绍的三个抓取特性以外，还有更多的抓取特性。预计在未来会引人更多的抓取特性和具体的试验方法。5.2抓取尺寸
5.2.1目的
本试验的目的是确定机器人能够抓取和移动物体的最大和最小尺寸。5.2.2试验设施
本试验的设置如图1所示。圆柱形、平行六面体和球形等三个物体用于本试验，如表1所示。试验物体宜为聚氯乙烯（PVC)材质。如果制造商选择了PVC以外的材料，替代材料的名称和物理属性（如重量)应记录在试验报告中。
测量每个物体的最大和最小尺寸，即：圆柱形和球形物体的D值和平行六面体的W值。考虑到夹持器的尺寸，试验物体的尺寸可由机器人制造商或试验人员提供。圆柱形和平行六面体试验物体的长度L应长于夹持器的横向宽度。对于圆柱形和平行六面体试验物体，夹持器应沿纵向夹持物体，即不应夹持试验物体的两个端面，如表1所示。3
GB/T38834.3—2023/IS18646-3:2021S
标引序号说明：
圆柱形或平行六面体物体
圆柱形或平行六面体物体的长度；圆柱形或球形物体的直径。
。D(直径)或W(宽度)。
抓取尺寸的试验设置
圆柱形物体
（立方体)平行六面体物体
球形物体
抓取特性的试验物体
几何形状
球形物体
L：长度
D：直径
L:长度
D：直径
试验物体可有中空部分，以使夹持器与试验物体的总重量在机器人的最大负载范围内。在这种情况下，试验物体的形状、尺寸和重量应在试验报告中说明注：圆柱形物体与平行六面体物体的几何形状图中的“1”表示物体的端面。放置物体时，宜使夹持器与试验物体之间的接触量达到最大。例如，如有可能，夹持器的手掌宜牢固握住试验物体。
如图1所示，可使用支撑或固定装置以确保试验物体稳定垂直。在试验过程中，机器人应能抓住物体而不掉落。制造商或试验者应确定试验中抓取运动的规定速度和加速度。
5.2.3试验步骤
本试验包括最大和最小尺寸的圆柱形、平行六面体和球形物体等6个配置。每（轮)试验应遵循以下步骤。
a）机器人配有合适的操作机和夹持器，保持在初始位姿，且夹持器在试验物体的几何中心附近，如图1所示。
GB/T38834.3—2023/ISO18646-3:2021夹持器抓住试验物体，然后，机器人以规定速度和加速度向上移动100mm（位姿A）。b）
机器人以规定的速度和加速度移动到制造商声明的最不利的位姿（位姿B)，并保持1S。位姿B宜与位姿A保持足够距离，以便在运动过程中能达到规定速度。注：为了本试验目的，如果制造商未提供夹持器最不利的位姿，假定位姿B为夹持器的开口向下，如此，重力将试验物体拉向夹持器的开口。
d）机器人以规定的速度和加速度回到位姿A。e）机器人恢复初始位姿，释放试验物体。本(轮)试验对每一试验物体和试验尺寸，重复10次试验。如果试验物体在所有10(轮)试验中都保持不掉落，则试验成功。否则，试验失败。当任一试验配置下，试验失败时，可改变试验物体的最大或最小尺寸，重复试验。5.2.4试验结果
试验结果应在试验报告中说明。试验报告应包括试验物体的尺寸，规定的试验条件，包括试验物体的重量，机器人的位姿以及试验是否成功或失败。表2给出了一个试验报告的示例格式。表2抓取尺寸的试验报告
圆柱形物体
平行六面体物体
球形物体
抓取尺寸
最大尺寸
最小尺寸
最大尺寸
最小尺寸
最大尺寸
最小尺寸
对位姿A、位姿B以及规定的速度和加速度应进行说明5.3抓取力
5.3.1目的
成功/失败
本试验的目的是确定夹持器的抓取力。本试验测试了夹持器对物体施加的最大力。抓取力的大小与夹持器的有效载荷以及在抓取过程中抵抗外力的能力有关。5.3.2试验设施
本试验的设置如图2所示。圆柱形试验物体，如表1所示，应用夹持器的最大抓取尺寸和中等抓取尺寸（由5.2试验所得），来测量抓取力。试验物体的长度L应大于夹持器的横向宽度。注：本试验使用的是中等抓取尺寸，而不是最小抓取尺寸。因为最小抓取尺寸可能太小而无法进行本次试验。中等抓取尺寸定义为（最大抓取尺寸十最小抓取尺寸）/2。如图2c)所示，圆柱体分为两个半圆柱体，其中两个测力元件安装在两个半圆柱体朝向面的中心。5
GB/T38834.3—2023/IS018646-3：2021传感器分别安装于位于圆柱长度方向上的1/3和2/3处。两个测力元件测量值的和作为本试验测量值。
圆柱体应放置在如图2所示的垂直方向或平行方向上。在垂直方向上，朝向面垂直于夹持器的手掌面。在平行方向上，朝向面平行于夹持器的手掌面。0
a）垂直方向
标引序号说明：
1——朝向面；
2——手掌；
3——测力元件；
4—夹持器手指的关节。
5.3.3试验步骤
b）平行方向
图2抓取力的试验设置
c）测力元件的安装
本试验包括圆柱形试验物体的最大抓取尺寸和中等抓取尺寸在垂直方向和平行方向等四个配置。每（轮）试验应遵循以下步骤。机器人配有合适的操作机和夹持器，保持在初始位姿，且夹持器放置在规定抓取尺寸的试验物a）
体的几何中心附近。试验物体按照规定朝向，水平地放置在夹持器上。夹持器以最大力度抓取圆柱形试验物体。b）
夹持器达到最大持续力后，测量每个测力元件的力10s。平均力是将10s内所有取样的力值c)
相加除以样本数得到的。抓取力由两个测力元件平均值之和确定。d）夹持器释放试验物体。
本（轮）试验对每个具体的尺寸和朝向重复试验30次，并计算这30（轮）试验的平均值和标准偏差。注：选择30次重复试验是为了建立统计显著性。当样本数接近30时，样本的t分布接近正态分布，置信区间为95%。随着样本量的增加，机器人抓取性能的可信度随之增加。5.3.4试验结果
试验结果应在试验报告中说明。试验报告应包括试验物体的尺寸、重量、机器人的位姿以及试验物体的测量结果和统计数据。表3给出了一个试验报告的示例格式。6
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