GB/T 44251-2024 腿式机器人性能及试验方法

ICS2504030

CCSJ2.8.

中华人民共和国国家标准

GB/T44251—2024

腿式机器人性能及试验方法

Performanceandrelatedtestmethodsofleggedrobots

2024-07-24发布2025-02-01实施

国家市场监督管理总局发布

国家标准化管理委员会

GB/T44251—2024

目次

前言

…………………………Ⅲ

范围

1………………………1

规范性引用文件

2…………………………1

术语和定义

3………………1

性能

4………………………2

试验条件

5…………………2

额定速度

6…………………4

最大停止距离

7……………5

最大跳跃高度

8……………7

最大跳跃长度

9……………8

最大攀越高度

10……………9

台阶行进能力

11…………………………10

最大斜坡角度

12…………………………11

瞬时冲击抵抗能力

13……………………13

持续冲击抵抗能力

14……………………15

最大续航距离

15…………………………16

最大跨越距离

16…………………………17

最低通行高度

17…………………………18

最小转身空间

18…………………………19

行进直线度

19……………21

地形适应能力

20…………………………22

轨迹跟踪能力

21…………………………25

附录资料性测试报告

A()………………27

附录资料性对不同尺寸机器人进行对比评测的指导

B()……………31

附录资料性面向实际应用场景的测试方法

C()………32

参考文献

……………………34

Ⅰ

GB/T44251—2024

前言

本文件按照标准化工作导则第部分标准化文件的结构和起草规则的规定

GB/T1.1—2020《1:》

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归口

(SAC/TC591)。

本文件起草单位之江实验室北京机械工业自动化研究所有限公司中国科学院沈阳自动化研究

:、、

所杭州宇树科技有限公司中国计量大学五八智能科技杭州有限公司杭州申昊科技股份有限公

、、、()、

司科大讯飞股份有限公司七腾机器人有限公司深圳市华成工业控制股份有限公司北京东方昊为工

、、、、

业装备有限公司东莞市本末科技有限公司广东天太机器人有限公司上海尚工机器人技术有限公司

、、、、

深圳国创具身智能机器人有限公司北京人形机器人创新中心有限公司

、。

本文件主要起草人栾俊达乔波王斌锐杨坤秦修功李志海王启舟王恒之袁海辉姚帅

:、、、、、、、、、、

季超吴海腾李慧杰梁乔玲朱冬苗立晓张笛张春龙彭建国何志雄罗来平王忠新任银垠

、、、、、、、、、、、、、

余茜茜杨嘉帆陶玉梅赵勇丁宁刘佳璐郭宜劼

、、、、、、。

Ⅲ

GB/T44251—2024

腿式机器人性能及试验方法

1范围

本文件规定了腿式机器人运动性能并描述了相应的试验方法

。

本文件适用于单腿和多腿等不同种类腿式机器人的整机性能试验模块试验与合格评定

、。

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

。

合成材料运动场地面层

GB/T14833—2020

体育场地使用要求及检验方法第部分田径场地

GB/T22517.6—20206:

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件

。

31

.

行进面travelsurface

移动机器人行进的地面

。

来源

[:GB/T12643—2013,7.7]

32

.

腿leg

通过往复运动与行进面周期性接触来支撑及推进移动机器人的杆件结构

。

来源有修改

[:GB/T12643—2013,3.4,]

33

.

腿式机器人leggedrobot

利用一条或更多条腿实现移动的移动机器人

。

来源

[:GB/T12643—2013,3.16.2]

34

.

负载load

在规定的速度和加速度条件下沿着运动的各个方向机械接口处可承受的力和或扭矩

,,/。

来源有修改

[:GB/T12643—2013,6.2.1,]

35

.

着地点touchingpoint

机器人的腿在行进时每次下落与地面首先接触的点

。

36

.

地形topography

行进面的形状

。

1

GB/T44251—2024

37

.

转身turning

使腿式机器人的坐标系发生垂直于行进面方向的旋转的运动

。

38

.

行进接触宽度travelcontactwidth

在垂直于机器人行进方向上能覆盖机器人与行进面的接触范围的最短距离

。

39

.

稳定站立姿态stablestandingposture

仅以腿接触行进面且腿不移动的姿态

。

310

.

本体body

机器人上除去腿及其他可移动部件的部分

。

4性能

腿式机器人的运动性能如下性能应符合产品标准的规定

,。

额定速度

———。

最大停止距离

———。

最大跳跃高度

———。

最大跳跃长度

———。

最大攀越高度

———。

台阶行进能力

———。

最大斜坡角度

———。

瞬时冲击抵抗能力

———。

持续冲击抵抗能力

———。

最大续航距离

———。

最大跨越距离

———。

最低通行高度

———。

最小转身空间

———。

行进直线度

———。

地形适应能力

———。

轨迹跟踪能力

———。

5试验条件

51通则

.

对于某一特定种类腿式机器人的性能试验使用方可根据需要自行选择试验项目

,。

被测机器人应按制造商规定的使用要求组装完整其能源应保证在进行一个试验项目时不会因能

。

源耗尽而被迫终止

。

所有测量设备应进行计量校准

。

除非在特定章节另有说明否则本文件中所述试验项目应满足第章规定的所有条件若采用其他

,4,

条件应在试验报告中声明

,。

各试验与被测机器人的预期用途操作模式或硬件设置无关例如无论被测机器人是否有额外负

、。,

载对于同一试验项目所有种类的机器人配置都采用相同的试验步骤

,,。

2

GB/T44251—2024

附录提供了试验报告的样例

A。

附录可作为比较不同尺寸机器人能力的指南

B。

附录提供了不同试验项目的组合方式可组成综合测试场以模拟实景应用场景来评价腿式机器

C,

人的性能

。

本文件内各示意图中被测机器人按图所示方法表示

,1。

a俯视示意图中的被测机器人示意图

)

b侧视示意图中的被测机器人示意图

)

c立体示意图中的被测机器人示意图

)

标引序号说明

:

俯视示意图中被测机器人的正面

1———;

俯视示意图中被测机器人的侧面

2———;

侧视示意图中被测机器人的正面

3———;

侧视示意图中被测机器人的上面

4———;

侧视示意图中被测机器人的下面

5———;

立体示意图中被测机器人的正面

6———;

立体示意图中被测机器人的侧面

7———;

立体示意图中被测机器人的上面

8———;

立体示意图中被测机器人的下面

9———。

注被测机器人在俯视示意图中以的矩形表示在侧视示意图中以的矩形表示在立体示意图中以

:1∶1.5,1∶2,

的立方体表示

1∶1.5∶2。

图1示意图中被测机器人的表示方法

52环境条件

.

试验应采用以下环境条件

:

环境温度

———:-20℃~40℃;

相对湿度

———:0%~80%。

如果制造商规定的环境条件超出上述指标应在试验报告中声明

,。

53行进面条件

.

若无特殊注明行进面应水平且坚硬平整摩擦系数介于之间参见

,,0.75~1.0(GB/T18029.13)。

3

GB/T44251—2024

6额定速度

61目的

.

本试验的目的是确定被测机器人正常运行时能达到的最大速度

。

62试验设施

.

试验场地的俯视示意图如图所示试验区域长度L应至少为或能够让被测机器人在

2。3000mm

其中行进步的距离两者取最大值宽度W应至少比被测机器人行进接触宽度长试验

10(),1000mm。

区域的两端应提供足够的空间使被测机器人完成加速和减速测量被测机器人通过试验区域时长的时

。

间测量设备放置于试验区域侧面其测量误差应不超过试验区域的长度测量设备放置于试验区

,20ms;

域侧面其测量误差应不超过

,5mm。

标引序号说明

:

被测机器人

1———;

起始线

2———;

终点线

3———;

长度测量设备

4———;

时间测量设备

5———;

加速区域

a———;

试验区域

b———;

减速区域

c———;

L试验区域长度

———;

W试验区域宽度

———。

图2额定速度试验场地示意图

63试验步骤

.

本试验包括两个方案第一个方案的每次试验应按以下步骤进行

。:

被测机器人除自身外无其他负载放置在行进面上正面朝向起始线的中央保持稳定站立姿

a),,,

态长度测量设备测得试验区域长度为L

,;

4

GB/T44251—2024

被测机器人启动并加速正向行进

b);

被测机器人正向移动通过试验区域

c);

被测机器人到达终点线后减速直至停止并保持稳定站立姿态时间测量设备记录被测机器人

d),,

通过试验区域的时间为t完成一次试验

,。

第二个方案的每次试验应按以下步骤进行

:

被测机器人除自身外无其他负载放置在行进面上背面朝向起始线的中央保持稳定站立姿

a),,,

态长度测量设备测得试验区域长度为L

,;

被测机器人启动并加速倒退行进

b);

被测机器人倒退移动通过试验区域

c);

被测机器人到达终点线后减速直至停止并保持稳定站立姿态时间测量设备记录被测机器人

d),,

通过试验区域的时间为t完成一次试验

,。

64试验判定

.

一次试验只有满足以下条件才有效

:

被测机器人在行进过程中在垂直于起始线与停止线中点连线的方向上的单侧偏移距离不超

a),

过起止线间距离的

10%;

除预期的腿与行进面的接触外被测机器人未与其他任何物体发生接触

b),。

只有当连续三次试验有效时本试验项目所得结果才有效

,。

65试验结果

.

额定速度应按公式计算

(1):

v=Lt

/…………(1)

式中

:

v被测机器人的额定速度

———;

L起始线和停止线之间的距离

———;

t被测机器人通过试验区域的时间即被测机器人本体分别接触与起始线和停止线重合并垂

———,

直于行进面的两个平面的时刻之间的时间

。

额定速度单位为米每秒应选择连续三次有效试验中的最小速度值保留小数点后位

[(m/s)],2。

对于第一个方案试验报告中应声明被测机器人正向移动的额定速度以及试验区域行进面的摩擦

,

系数对于第二个方案试验报告中应声明被测机器人倒退移动的额定速度以及试验区域行进面的摩擦

;,

系数

。

7最大停止距离

71目的

.

本试验的目的是确定被测机器人从运动状态转变到稳定站立姿态的能力

。

72试验设施

.

试验场地的俯视示意图如图所示试验区域长度L应保证被测机器人可以在试验区域内完成

3。

减速过程直至达到稳定站立姿态推荐至少为被测机器人高度或长度的倍两者取最大值试验区

(4,)。

域的宽度W应至少比被测机器人的行进接触宽度长测量线前应提供足够的空间使被测机

1000mm。

器人完成加速过程获取测量线位置与被测机器人停止行进后腿与行走面的接触面上距离测量线最远

。

的一点的位置的长度测量设备放置于试验区域侧面其测量误差应不超过

,5mm。

5

GB/T44251—2024

标引序号说明

:

被测机器人

1———;

测量线

2———;

长度测量设备

3———;

加速区域

a———;

试验区域

b———;

L试验区域长度

———;

W试验区域宽度

———。

图3最大停止距离试验场地示意图

73试验步骤

.

本试验包括两个方案第一个方案的每次试验应按以下步骤进行

。:

被测机器人除自身外无其他负载保持稳定站立姿态正面朝向测量线长度测量设备获取测

a),,,

量线的位置为S

m;

被测机器人启动并加速正向行进

b);

被测机器人移动通过测量线后减速直至停止并保持稳定站立姿态长度测量设备获取此时被

c),,

测机器人的腿与行走面的接触面上距离测量线最远的一点的位置为S完成一次试验

t,。

第二个方案的每次试验应按以下步骤进行

:

被测机器人除自身外无其他负载保持稳定站立姿态背面朝向测量线长度测量设备获取测

a),,,

量线的位置为S

m;

被测机器人启动并加速倒退行进

b);

被测机器人移动通过测量线后减速直至停止并保持稳定站立姿态长度测量设备获取此时被

c),,

测机器人的腿与行走面的接触面上距离测量线最远的一点的位置为S完成一次试验

t,。