GB/T 41393-2022
基本信息
标准号:
GB/T 41393-2022
中文名称:娱乐机器人 安全要求及测试方法
标准类别:国家标准(GB)
英文名称:Entertainment robots—Safety requirements and testing methods
标准状态:现行
发布日期:2022-04-15
实施日期:2022-11-01
出版语种:简体中文
下载格式:.pdf .zip
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相关标签:
娱乐
机器人
安全
测试方法
标准分类号
标准ICS号:机械制造>>工业自动化系统>>25.040.30工业机器人、机械手
中标分类号:机械>>通用零部件>>J28自动化物流装置
关联标准
出版信息
出版社:中国标准出版社
页数:20页
标准价格:38.0
相关单位信息
起草人:何国田、林远长、杨书评、袁杰、王松、张锋、张豪、宋爱国、王田苗、欧勇盛、尚明生、杨灿军、罗志勇、姜杨、平源、秦超龙、杨巍、陶永、刘雪楠、梁建宏、谭欢、刘颖、徐向民、何苗、赵鹏举、谷明信、孙文成、谭泽富
起草单位:中国科学院重庆绿色智能技术研究院、北京机械工业自动化研究所有限公司、深圳市优必选科技股份有限公司、沈阳新松机器人自动化股份有限公司、重庆德新机器人检测中心有限公司、重庆鲁班机器人研究院有限公司、重庆仕益产品质量检测有限责任公司、北京航空航天大学等
归口单位:全国机器人标准化技术委员会(SAC/TC 591)
提出单位:中国机械工业联合会
发布部门:国家市场监督管理总局 国家标准化管理委员会
标准简介
本标准规定了娱乐机器人的安全设计总则、危险识别与风险评估、安全要求、测试条件与要求、测试方法及安全标志、标识与说明。
本标准适用于娱乐机器人的设计、生产、检测及维护等。
本标准不适用于与人接触的大型娱乐设施。
标准内容
ICS25.040.30
CCS J28
中华人民共和国国家标准
GB/T41393—2022
娱乐机器人
安全要求及测试方法
Entertainment robots-Safety requirements and testing methods2022-04-15发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2022-11-01实施
GB/T41393—2022
规范性引用文件
3术语和定义
4安全设计总则
危险识别与风险评估
危险识别
风险评估和风险减小
6安全要求
安全保护功能
材料安全
机械安全
电气安全
控制系统安全
信息安全
人机交互与多机交互安全
其他安全
测试条件与要求
技术文件
测试样品
设备和仪器仪表
测试环境要求
测试中断和恢复
测试方法
安全保护功能测试
材料安全测试
机械安全测试
电气安全测试方法
控制系统安全测试.
信息安全测试
人机交互与多机交互安全测试·其他安全测试·
安全标志、标识与说明
安全标志、标识免费标准下载网bzxz
安全使用说明
附录A(资料性)娱乐机器人危险列表·参考文献
GB/T41393—2022
本文件按照GB/T1.1一2020《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。
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:中国科学院重庆绿色智能技术研究院、北京机械工业自动化研究所有限公司、深圳市优必选科技股份有限公司、沈阳新松机器人自动化股份有限公司、重庆德新机器人检测中心有限公司、重庆鲁班机器人研究院有限公司、重庆任益产品质量检测有限责任公司、北京航空航天大学、国科大重庆学院、重庆大学、东南大学、东北大学、重庆邮电大学、浙江大学、许昌学院、重庆机器人学会、中国科学院深圳先进技术研究院、北京康力优蓝机器人科技有限公司、北京博创尚和科技有限公司、芜湖哈特机器人产业技术研究院有限公司、华南理工大学、重庆理工大学、重庆电子工程职业学院、重庆文理学院、重庆三峡学院。
本文件主要起草人:何国田、林远长、杨书评、袁杰、王松、张锋、张豪、宋爱国、王田苗、欧勇盛、尚明生、杨灿军、罗志勇、姜杨、平源、秦超龙、杨巍、陶永、刘雪楠、梁建宏、谭欢、刘颖、徐向民、何苗、赵鹏举、谷明信、孙文成、谭泽富。
1范围
娱乐机器人安全要求及测试方法GB/T41393—2022
本文件规定了娱乐机器人的安全设计总则、危险识别与风险评估、安全要求、测试条件与要求、测试方法及安全标志、标识与说明。本文件适用于娱乐机器人的设计、生产、检测及维护等本文件不适用于与人接触的大型娱乐设施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/T2423.55一2006电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验Eh:锤击试验GB2893安全色
信息技术设备安全第1部分:通用要求GB4943.120111
GB/T5169.11一2017电工电子产品着火危险试验第11部分:灼热丝/热丝基本试验方法成品的灼热丝可燃性试验方法(GWEPT)GB/T5169.21-—2017
电工电子产品着火危险试验
GB6675.1—2014玩具安全第1部分:基本规范球压试验方法
第21部分:非正常热
GB6675.2—2014
玩具安全第2部分:机械与物理性能GB6675.4—2014
玩具安全第4部分:特定元素的迁移GB7247.1—2012
激光产品的安全第1部分:设备分类、要求GB/T12113—2003
GB/T15706—2012
GB/T16842—2016
接触电流和保护导体电流的测量方法机械安全设计通则风险评估与风险减小外壳对人和设备的防护检验用试具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/T26125—2011
电子电气产品六种限用物质(铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯和多溴二苯醚)的测定
GB28526—2012
GB31241—2014
机械电气安全安全相关电气、电子和可编程电子控制系统的功能安全便携式电子产品用锂离子电池和电池组安全要求GB/T38124一2019服务机器人性能测试方法GB/T38244—2019
术语和定义
机器人安全总则
下列术语和定义适用于本文件。3.1
机器人robot
具有两个或两个以上可编程的轴,以及一定程度的自主能力,可在其环境内运动以执行预定任务的1
GB/T41393—2022
执行机构。
来源:GB/T36530—2018,3.2
娱乐机器人entertainmentrobot具备多媒体属性与运动执行功能,通过交互可完成预期娱乐性任务的服务机器人。注1:娱乐机器人不包括教育机器人,属于服务机器人一种类别注2:娱乐机器人分为玩具机器人、多媒体社交机器人及其他娱乐机器人。安全设计总则
娱乐机器人(以下简称“机器人”)的安全设计从本质安全设计、安全防护和补充保护措施、使用信息等方面保证达到预定的风险减小,并根据机器人结构和应用场景在GB/T38244一2019中4.2.14.2.4选择适用原则。
注:一般情况下,机器人在使用前不需要进行专业培训。5危险识别与风险评估
5.1危险识别
危险识别是在机器人设计和使用过程中考虑可合理预见的危险(永久性危险和意外突发危险)、危险状态和/或危险事件。为了充分识别机器人在使用过程中面临的危险,需考虑机器人与人之间的交互,并同时考虑机器人不同部件、机构、功能以及使用环境。附录A列出了机器人可能出现的危险列表,主要包括:
由于本质安全设计不足导致的危险;a)
缺乏安全防护和补充措施导致的危险;由于使用信息不足导致的危险;c)
可预见的误用导致的危险;
由于机器人自主决策的不可确定性导致的危险;f)
使用过程中的其他危险。
注:当所识别的危险不包含在附录A所列危险列表中时,可参考GB/T15706一2012对机械安全所提出危险识别的原则进行确认,并根据风险评估与风险减小方法使该风险达到机器人正常使用可以接受的风险水平。风险评估和风险减小
风险评估结合机器人的产品特点,应按照GB/T15706一2012中第4章风险评估和风险减小中适用于机器人的策略进行
6安全要求
安全保护功能
6.1.1每次开机或者重置时,机器人应有自检和报错功能6.1.2非正常运行时或操作不当,机器人应能保证安全状态,并有报警等提示,解除后仍可使用、示例:用户设置了错误的运行参数(被认为是操作不当),机器人进行报警提示或者处于保护状态等。6.1.3有运行范围限定要求的运动部位应提供终端限位或其他限位方式作为最终的行程限位措施,以防止运动部件有超出运行范围限定的过冲2
6.1.4机器人应具有急停功能,启动急停装置后,机器人应保持在停止状态。6.1.5机器人宜具有声光报警功能。6.2材料安全
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6.2.1机器人所使用的材料应符合国家在电子电器、玩具等相关领域产品或禁用危险物的法律规定6.2.2机器人所使用的材料中可迁移元素和塑料添加剂均应满足GB6675.1一2014中5.3对材料化学性能的要求。
机械安全
6.3.1基本要求
机器人在可预见的正常使用状态下,不应由于其机械结构与强度的设计出现任何危险,机器人在可预见的非正常使用状态下,包括可合理预见的误用,可能由于其机械结构与强度设计导致出现危险,应设警示说明。
适合14岁以下儿童使用的机器人,应满足GB6675.2一2014对不同年龄阶段的机械和物理性能的要求,并在包装或使用说明书中进行说明。6.3.2稳定性
机器人应具有足够的静稳定性和动稳定性,在正常使用条件下,不应由于其稳定性的不足对使用者造成危险。预期在斜面上使用的机器人,应预定斜面使用场景下不发生翻倒,并在使用说明书中进行说明。
6.3.3结构
机器人的结构应具备足够的机械强度,应能承受可预见的正常使用状态下的功能,而不导致出现任何危险,且应能承受可预见的搬运或装卸等操作。机械防护外壳与内部零部件应完整,使得由于发生障碍或其他原因,机器人的运动零部件不能脱落与甩出,并且可能从运动零部件松脱、分离或甩出的零部件能被挡住或使其转变方向6.3.4锐利边缘
机器人的可触及部位应不存在可导致危险的锐利边缘,包括金属、玻璃、塑料边缘等如果外观因功能所需等无法避免存在锐利边缘,则应设警示说明。当使用对象包括96个月以下的儿童,应满足GB6675.2一2014中4.6的要求。如果机器人的棱缘和拐角因安置或使用设备时,可能给操作人员带来危险,应将这些棱缘或拐角倒圆和磨光。该要求不适用于设备的正常功能所要求的棱缘或拐角6.3.5尖端
机器人的可触及部位宜不存在可触及导致危险的尖端,尖端部分不应小于60°,包括金属、玻璃、塑料边缘等。
如果由于外观、功能等无法避免存在锐利尖端,应具有相应的保护装置或措施,且应设警示说明。当使用对象包括96个月以下的儿童,应满足GB6675.2一2014中4.7的要求。6.3.6间隙
除了运动零部件的运动连接部位,机器人的可触及部位宜不存在可触及的间隙,避免由于用户在非3
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正常使用的情况下导致夹伤、
运动零部件之间应具有足够的间隙或者开合角度,以防止机器人运动零部件之间的相对运动导致手指和脚趾被压伤或划伤
当使用对象包括96个月以下的儿童,应满足GB6675.2一2014中4.13的要求注:可触及的间隙指机器人在使用过程中,可使人体皮肤、手指等部位进入的缝隙。6.3.7开孔
机器人的外壳顶部和侧面的开孔的位置和结构应使得外来物进入开孔后,不应接触裸露部件而产生危险。如果由于外观、功能(如麦克风或音响等)等无法避免在机器人的外壳顶部和侧面的开孔,开孔宽度应小于5mm且应设有防护网,或挡板,或其他等效结构当使用对象包括96个月以下的儿童,应满足GB6675.2一2014中4.13的要求6.3.8跌落
质量小于或等于5kg的机器人应承受跌落试验且经过测试后功能正常。特殊情况下,跌落后的机器人功能可无法满足预期使用要求,但在机器人的机械结构上不应产生导致二次伤害的危险。6.3.9撞击
质量超过5kg的机器人外壳应具有足够的机械强度承受撞击,在机器人外壳任一可能的薄弱部位,每一个点进行6次能量为0.7J的冲击试验,外壳不应产生不可自恢复的形变。6.3.10电机
电机或电机系统应单独有机械外壳进行封闭,不应露出可触及的锐利边缘或锐利的尖端,或其他可导致危险的部件,防止机器人在非正常使用情况下导致危险伤害。6.3.11线材
除为了满足充电功能的电源线,机器人的线材不应以任何形式暴露在娱乐机器外壳外部6.4电气安全
6.4.1电源适配器使用安全
6.4.1.1过载
由电源适配器供电的机器人,电源适配器应具备短路保护装置,在电流超过规定值后应可自动停止工作。
6.4.1.2输入电流
由电源适配器供电的机器人,在额定电压范围内、正常的最大工作负载及工作温度下,其稳态输人电流不应超过其额定电流的1.1倍。6.4.2对触及带电部件的防护
机器人对于可触及带电部件的防护应符合GB4943.1一2011中2.1、2.2的要求6.4.3接触电流
机器人的设计和结构应保证接触电流不会产生电击危险。4
机器人在接人交流电网时,接触电流应符合GB4943.1一2011中5.1的要求6.4.4抗电强度
机器人的抗电强度应符合GB4943.1一2011中5.2的要求。6.4.5发热
考虑机器人零部件发热与可接触部分表面温度要求:GB/T41393—2022
零部件发热要求:应符合GB4943.1一2011的4.5.2、4.5.3及替代标准的温度限值要求;a)
b)可接触部分表面温度要求:可接触部分的表面温度不应超过48℃,如接触时间少于1min,表面温度限制值可从48℃增加到51℃,但需要在说明书中做出说明。6.4.6耐热与耐燃
直接安装上带危险电压零部件的热塑性塑料件应耐异常热。该塑料件按照GB/T5169.21一2017承受球压试验来检验其是否合格。如果根据该材料物理特性的检查,已清楚表明该材料能满足本试验的要求,则本试验不必进行。
机器人的非金属外壳材料部件对点燃和火焰蔓延应具有足够的抵抗力。该外壳材料部件按照GB/T5169.11一2017承受灼热丝试验检验其是否合格。6.4.7SELV电路
机器人的SELV电路在正常工作条件下和出现单一故障后,SELV电路所呈现的电压应仍是可以接触的安全电压。如果没有对SELV电路施加外部负载(开路),则不应超过SELV的电压限值。通过检查和有关的试验来检验是否符合GB4943.1一2011中2.2的相关要求。6.4.8电动机异常工作
机器人电动机在过载、转子堵转和其他异常条件下,不应出现由于温度过高引起的危险,应符合GB4943.1-2011中5.3.2的要求。6.4.9电池及电池组异常使用
机器人的电池或电池组在人为异常操作下应具有适当的安全保护措施,当电池或电池组出现过电压充电、过电流充电、欠电压充电、反极性充电、强制放电、外部短路及跌落等异常操作时,电池或电池组应不产生起火、爆炸、释放有毒有害气体或物质等现象。注:若电池或电池组已符合GB31241一2014的相应试验要求,可认为满足要求6.5控制系统安全
机器人控制安全应满足GB/T38244一2019中7.1的要求。6.6信息安全
机器人信息安全应满足GB/T38244一2019中第8章的要求,6.7人机交互与多机交互安全
6.7.1人机交互力范围
对于具有与人接触交互功能的机器人,交互力应可控并标明输出力或者力矩的范围。5
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6.7.2安全交互空间
对于本质设计中机械结构欠安全、交互力输出过大等易造成危险的机器人,应划分安全交互空间范围。
6.7.3交互力控制
机器人交互力控制安全应满足GB/T38244一2019中7.6的要求6.7.4交互动作控制
机器人交互动作控制应柔顺、可预测,不宜产生未定义的交互动作。6.7.5自主决策能力
对于具有自主决策能力的机器人,应标明自主决策能力使用范围,自主决策动作应安全可控,且控制优先级低于用户。
6.7.6识别率
人机交互意图识别在不同场景下的识别正确率应满足制造商预期的正常使用6.7.7时延
机器人对用户的常规操作指令响应时延应控制在合理范围,以避免响应时延过长造成用户误操作。6.7.8防碰撞
针对具备自主移动能力的机器人,本体宜配置避障和防碰撞检测传感器以及相应的控制算法;若无避障或防碰撞功能,则机器人发生碰撞后不应对其机械结构及功能造成损害。6.8
其他安全
6.8.1噪声
机器人在额定负载和最大速度运行时,对外最大发射声压级应不大于60dB(A)。6.8.2激光
机器人内的激光器和发光二极管应满足GB7247.1一2012中第I类激光器的要求7测试条件与要求
技术文件
测试前应准备下述文件:
a)测试相关设计文件、图样及接口说明;b)产品说明书、操作手册、维护手册等。7.2
测试样品
测试样品应满足以下要求:
a)测试样品与提交的产品资料内容相符;6
测试样品数量满足试验要求;
进行认证测试的测试样品有企业合格证明等质量检验证明。c)
7.3设备和仪器仪表
GB/T41393—2022
用于产品测试的仪器设备应经检定或校准并在有效期内。所用测试仪器应满足预期的使用要求,其测量不确定度或最大允许误差应小于被测参数最大允许误差的1/3。7.4测试环境要求
除本文件或详细规范另有规定外,所有测试应在下列条件下进行:温度:室内0℃~40℃,室外温度应在制造商规定的工作温度范围内;a)
相对湿度:20%~90%;
气压:86kPa~106kPa。
测试中断和恢复
测试过程中出现下述情况应测试中断和恢复处理。测试中断情况如下:
测试样品关键指标不合格;
测试样品因故障不能正常工作,且不能修复。测试中出现下述情况时应视情况进行补充测试:b
个别测试项目不合格,已找出原因并纠正;维修与调整中改变了原设计;
一更换了影响测试样品技术性能的元器件或组件。8测试方法
安全保护功能测试
根据机器人操作说明对机器人进行开机和重置操作,观察是否有自检和报错功能,根据机器人操作说明配置机器人参数时,故意设置错误的运行参数,启动运行后观察能否安全使用。
按使用说明书模拟操作,观察有运行范围限定要求的运动部位是否提供终端限位或其他限位方式作为最终的行程限位措施,且该措施是否可正常实施结合使用说明书,观察机器人是否具备单独的电源开关和急停装置,并按使用说明书规定的方法模拟操作急停装置,检查急停装置是否满足功能要求。按使用说明书操作声光报警功能,观察是否具有报警提示。8.2
2材料安全测试
检查机器人是否有合格证明资料或根据GB/T26125—2011和GB6675.4—2014的相应方法进行测试。
机械安全测试
8.3.1概述
机器人完成机械安全测试后的功能应满足预期使用的要求。7
GB/T41393—2022
如果装饰层损伤、龟裂、凹痕和掉落碎片不会对安全造成不利影响,则忽略不计。8.3.2稳定性测试
8.3.2.1静稳定性测试
质量小于5kg的机器人,关机状态下使其支撑水平面提升至3°的坡度时不发生倾倒、质量大于或等于5kg机器人,关机状态下使其相对于正常垂直位置10°时不发生倾倒。8.3.2.2动稳定性测试
将机器人置于预期使用最不利的支撑面上,包括水平面及最不利角度的倾斜面,然后,启动机器人:让机器人在该支撑面上运动至少10min,检查机器人是否能正常运动且不发生倾倒。当机器人发生倾倒时,考虑倾倒是否会对使用者造成伤害,伤害的程度可分为高、中、低;并且当机器人发生倾倒时,还需考虑倾倒是否会对机器人功能造成损害,损害的程度可分为高、中、低注:只有具有运动能力的机器人适用此条款;当机器人发生倾倒后,对使用者和机器人功能造成的损害都为低时则此测试也可考虑为不适用。
8.3.3结构测试
机器人在关机和开机状态,分别对其运动部件进行操作控制,必要时,可开启机器人在设计的最大活动范围内进行持续不少于连续5h运动,并进行观察记录。8.3.4锐利边缘测试
利用一种镜利边缘测试装置,通过可模拟人体皮肤的TFE胶纸,对机器人可能的锐利边缘进行来回摩擦测试一次,观察TFE胶纸是否被划破。8.3.5尖端测试
检查机器人是否具备因功能所需而存在的锐利尖端,并检查尖端附近是否具备显著的警示说明标志。对非功能所需而可能的任一尖端部分,通过分辨率不小于0.5°的适宜量角器进行测量8.3.6间隙测试
利用符合GB/T16842一2016图2试具B的试验指对机器人间隙部分进行测试,间隙不应被试具探人。
对可面向小于14岁的儿童使用的机器人,还应利用符合GB/T16842一2016图12试具18的试验指进行测试,间隙不应被试具探入。对可面向小于36个月的儿童使用的机器人,还应利用符合GB/T16842一2016图12试具19的试验指进行测试,间隙不应被试具探入。8.3.7开孔测试
利用分辨率不小于0.1mm的卡尺对机器人结构开孔进行测量。8.3.8跌落测试
用完整的机器人,用可能造成最不利结果的位置跌落到水平表面的试验台,样品应承受3次这样的冲击。跌落高度为750mm土10mm,水平表面试验台应由至少13mm厚的硬木安装的两层胶合板上组成,每层胶合板的厚度为19mm~20mm,然后放在水泥基座上等效的无弹性的地面上。8
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