GB∕T 40013-2021 服务机器人 电气安全要求及测试方法

书书书犐犆犛２５．０４０．３０犑２８!#$%&’’()*犌犅／犜４００１３—２０２１　!#$%　&’()*+,-./0犛犲狉狏犻犮犲狉狅犫狅狋—犈犾犲犮狋狉犻犮犪犾狊犪犳犲狋狔狉犲狇狌犻狉犲犿犲狀狋狊犪狀犱狋犲狊狋犿犲狋犺狅犱狊２０２１０４３０12２０２１１１０１34’(+,-./012’()*3/045612书书书目　　次前言Ⅲ…………………………………………………………………………………………………………引言Ⅳ…………………………………………………………………………………………………………１　范围１………………………………………………………………………………………………………２　规范性引用文件１…………………………………………………………………………………………３　术语和定义１………………………………………………………………………………………………４　电气安全要求２……………………………………………………………………………………………５　测试的一般条件７…………………………………………………………………………………………６　测试方法８…………………………………………………………………………………………………７　标识及说明９………………………………………………………………………………………………附录Ａ（规范性附录）　异常工作条件试验和单一故障条件试验１３………………………………………参考文献１７……………………………………………………………………………………………………Ⅰ犌犅／犜４００１３—２０２１前　　言　　本标准按照ＧＢ／Ｔ１．１—２００９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。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。本标准起草单位：上海电器科学研究院、中国电子技术标准化研究院、科沃斯机器人股份有限公司、上海擎朗智能科技有限公司、科沃斯商用机器人有限公司、北京云迹科技有限公司、上海智蕙林医疗科技有限公司、弗徕威智能机器人科技（上海）有限公司、宝时得科技（中国）有限公司、创泽智能机器人集团股份有限公司、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、江苏奇捷机器人科技智能有限公司、上海交通大学、海尔（上海）家电研发中心有限公司、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、北京康力优蓝机器人科技有限公司、上海机器人产业技术研究院有限公司、北京石头世纪科技股份有限公司、上海工程技术大学、上海添唯认证技术有限公司、重庆德新机器人检测中心有限公司、上海有个机器人有限公司、上海钛米机器人股份有限公司、盈峰环境科技集团股份有限公司。本标准主要起草人：朱晓鹏、刘云柱、高翔、李通、邵长东、支涛、蒋化冰、许少强、丁玉才、李庆民、王爱国、袁杰、郑杰昌、黄慧洁、杨军、刘健、刘雪楠、郑海峰、于随然、孙威威、王念波、杭鲁滨、邢琳、黄小中、陈文皓、杨长春、潘晶、于守元、张斌。Ⅲ犌犅／犜４００１３—２０２１引　　言　　本标准考虑了服务机器人的正常工作条件，还考虑可能的故障条件以及随之引起的故障，可预见的误用以及诸如温度、海拔、污染、湿度、电网电源的过电压和通信网络的过电压等外界影响。还需考虑由于制造误差或在制造、运输和正常使用中由于搬运、冲击和运动引起的变形而可能发生的绝缘间距的减小。本标准考虑了两类人员的安全，一类是使用人员（或操作人员），另一类是维修人员。维修人员是指当服务机器人中的维修接触区域或处在受限制接触区内的服务机器人存在明显危险时，可以运用他们所受的训练和技能避免可能的、对自己或他人伤害的专业人员。但是，需对维修人员就意外危险进行防护，可以通过以下方法进行，例如，把维修时需要接触的零部件的安置远离电气和机械危险，设置屏蔽以避免意外接触危险零部件，用标牌或警告说明以提醒维修人员有残留的危险。电引起疼痛或伤害：当能引起疼痛或伤害的电能传递到人体部位时，电引起的疼痛或伤害就可能出现。当在人体上有两个或多个电气接触点时，电能的传递就会出现：第一个电气接触点是在人体的一个部分和服务机器人的导电零部件之间；第二个电气接触点是在人体的另一个部分和下列部位之间：地或服务机器人的另一个导电零部件。根据电流的大小、持续时间、波形和频率，对人体的影响从不能感觉、能感觉、疼痛到伤害各不相同。电引起着火：电引起的着火是由于电能转换成热能，此时，热能使可燃材料发热，随后引燃并燃烧。电能在电阻或电弧内转换成热能，并通过传导、对流或辐射传递到可燃材料。由于可燃材料发热而化学分解出气体、液体和固体。当该气体的温度达到燃点时，气体就会被引燃源引燃。当该气体温度达到其自燃温度时，该气体就会自燃。这两种情况下都会引起着火。耐热和耐燃与温度相关，会引起热灼伤等危险，但与电气安全并不直接相关。考虑到温度的升高多由电气引起，另外，外壳等防护在高温下变形、融化会导致危险带电件的裸露，导致电气安全隐患，故在本标准中一并考虑。当能引起伤害的热能传递到人体部位时就可能发生热引起的伤害，当人体接触热的服务机器人零部件时就发生热能的传递。引起伤害的程度取决于温度差、物体的热质量、热能对皮肤传递的速率，以及接触的持续时间。根据温度、接触持续时间、材料性质和材料质量的不同，人体对能引起疼痛或伤害（灼伤）的温热、过热的感知是不同的。Ⅳ犌犅／犜４００１３—２０２１服务机器人　电气安全要求及测试方法１　范围　　本标准规定了服务机器人电气安全有关的术语和定义、电气安全要求、测试的一般条件、测试方法、标识及说明。本标准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电气安全标准的情况下，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／Ｔ４２０８—２０１７　外壳防护等级（ＩＰ代码）ＧＢ４７０６．１—２００５　家用和类似用途电器的安全　第１部分：通用要求ＧＢ４７０６．１８—２０１４　家用和类似用途电器的安全　电池充电器的特殊要求ＧＢ４９４３．１—２０１１　信息技术设备　安全　第１部分：通用要求ＧＢ／Ｔ５０１３．１—２００８　额定电压４５０／７５０Ｖ及以下橡皮绝缘电缆　第１部分：一般要求ＧＢ／Ｔ５０２３．１—２００８　额定电压４５０／７５０Ｖ及以下聚氯乙烯绝缘电缆　第１部分：一般要求ＧＢ／Ｔ５２２６．１—２０１９　机械电气安全　机械电气设备　第１部分：通用技术条件ＧＢ／Ｔ５４６５．２—２００８　电气设备用图形符号　第２部分：图形符号ＧＢ／Ｔ６３４６．１４—２０１５　电子设备用固定电容器　第１４部分：分规范　抑制电源电磁干扰用固定电容器ＧＢ７２４７．１—２０１２　激光产品的安全　第１部分：设备分类、要求ＧＢ／Ｔ９３６４．１—２０１５　小型熔断器　第１部分：小型熔断器定义和小型熔断体通用要求ＧＢ／Ｔ１２３５０—２００９　小功率电动机的安全要求ＧＢ／Ｔ１４５３６．１—２００８　家用和类似用途电自动控制器　第１部分：通用要求ＧＢ／Ｔ１６９３５．１—２００８　低压系统内设备的绝缘配合　第１部分：原理、要求和试验ＧＢ３１２４１—２０１４　便携式电子产品用锂离子电池和电池组　安全要求ＧＢ／Ｔ３６２７６—２０１８　电力储能用锂离子电池ＩＥＣ６２３６８１：２０１８　音频、视频、信息技术和通信技术设备　第１部分：安全要求（Ａｕｄｉｏ／ｖｉｄｅｏ，ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｅｑｕｉｐｍｅｎｔ—Ｐａｒｔ１：Ｓａｆｅｔｙｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ）３　术语和定义ＧＢ４９４３．１—２０１１和ＧＢ４７０６．１—２００５界定的以及下列术语和定义适用于本文件。１犌犅／犜４００１３—２０２１３．１服务机器人　狊犲狉狏犻犮犲狉狅犫狅狋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。［ＧＢ／Ｔ１２６４３—２０１３，定义２．１０］３．２个人／家用服务机器人　狆犲狉狊狅狀犪犾／犱狅犿犲狊狋犻犮狊犲狉狏犻犮犲狉狅犫狅狋在家居环境或类似环境下使用的，以满足使用者生活需求为目的的服务机器人。　　注：这种机器人的操作使用，通常不需要专业知识或技能，不需要特别的培训或资质。［ＧＢ／Ｔ３７２８３—２０１９，定义３．３］３．３公共服务机器人　狆狌犫犾犻犮狊犲狉狏犻犮犲狉狅犫狅狋住宿、餐饮、金融、清洁、物流、教育文化和娱乐等领域的公共场合为人类提供一般服务的商用机器人。　　示例：酒店服务机器人、银行服务机器人、场馆服务机器人和餐饮服务机器人。　　注：公共服务机器人通常由经过适当培训的人员操作。［ＧＢ／Ｔ３７２８３—２０１９，定义３．４］３．４故障　犳犪狌犾狋不能执行某规定功能的一种特征状态。　　注：它不包括在预防性维护和其他有计划的行动期间，以及因缺乏外部资源条件下不能执行规定功能。［ＧＢ／Ｔ１５７０６—２０１２，定义３．３３］３．５身体辅助机器人　狆犺狔狊犻犮犪犾犪狊狊犻狊狋犪狀狋狉狅犫狅狋为用户提供身体协助以执行要求的任务，辅助或增强用户个人能力的个人助理机器人。４　电气安全要求４．１　要求的适用性如果服务机器人的设计和结构已清楚表明某一要求对该服务机器人不适用，则相应试验不进行。在进行本标准的测试时，应根据服务机器人产品实际使用场景选择并判断各条款中引用的标准（如ＧＢ４９４３．１—２０１１、ＧＢ４７０６．１—２００５）的适用情况，一旦确定适用标准后，所有的测试项目均应按适用的标准进行。４．２　关键元器件电气安全要求４．２．１　外壳对于机器人外壳的要求应满足ＧＢ４９４３．１—２０１１中４．２的要求。４．２．２　交流电源适配器机器人使用可充电电池的，如果电池在机器人内部充电，交流电源适配器应符合其适用的标准，如ＧＢ４９４３．１—２０１１、ＧＢ４７０６．１—２００５或随整机测试。如果电池在机器人外部充电的，交流电源适配器２犌犅／犜４００１３—２０２１应符合ＧＢ４７０６．１８—２０１４及其替代标准的要求。４．２．３　线路及端子４．２．３．１　导线保护接地导线的绝缘应以绿／黄色为识别标志。机器人内部形成保护接地连接的所有导线的绝缘至少在导线的终端用绿／黄色来识别。机器人的保护接地端子应适合于经电源软电线中的保护接地导线，以及合适时经适当插头，或经固定的保护接地导线，与外部保护接地系统相连。机器人固定的电源导线或电源软电线的保护接地端子的紧固方式，应符合本条要求。内部保护接地连接用的螺钉应完全被盖住或防止从机器人设备外部意外地使它松动。如果用设备电源输入插口作机器人设备的电源连接，则设备电源输入插口中的接地脚应被看作是保护接地端子。保护接地端子不应用来作机器人设备不同部分之间的机械连接，或用来固定与保护接地或功能接地无关的任何元件。电源软电线中预期与供电系统中性线相连的导线绝缘，应按ＧＢ／Ｔ５０２３．１—２００８或ＧＢ／Ｔ５０１３．１—２００８中的规定采用浅蓝色。电源软电线中导线的颜色应符合ＧＢ／Ｔ５０２３．１—２００８或ＧＢ／Ｔ５０１３．１—２００８的规定。接线端子应固定得使其在夹紧和松开接线时，内部布线不会受到应力且爬电距离和电气间隙不会降低到ＧＢ４９４３．１—２０１１中第３章规定的值以下。测试方法见６．１。如果绝缘破损会导致漏电、短路等危险状况，内部电缆和布线应有足够的防护，以防止与运动部件接触，或防止与锐利的角和边接触。机器人应设计成使得在安装、打开或关闭调节孔盖时，布线、电线束或元器件都不可能受损伤而导致漏电、短路等危险状况。４．２．３．２　电源软电线所有电源软电线导线的名义截面积，不应小于表１中的规定。如果用铝导线，截面积应至少为１６ｍｍ２。表１　电源软电线设备的额定电流犐Ａ名义截面