| 标准编号 | GB/T 40013-2021 (GB/T40013-2021) | | 中文名称 | | | 英文名称 | Service robot - Electrical safety requirements and test methods | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | J28 | | 字数估计 | 22,286 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会 | GB/T 40013-2021
Service robot - Electrical safety requirements and test methods
ICS 25.040.30
J28
中华人民共和国国家标准
服务机器人 电气安全要求及测试方法
2021-04-30发布
2021-11-01实施
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会 发 布
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
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/T 4208-2017 外壳防护等级(IP代码)
GB 4706.1-2005 家用和类似用途电器的安全 第1部分:通用要求
GB 4706.18-2014 家用和类似用途电器的安全 电池充电器的特殊要求
GB 4943.1-2011 信息技术设备 安全 第1部分:通用要求
GB/T 5013.1-2008 额定电压450/750V及以下橡皮绝缘电缆 第1部分:一般要求
GB/T 5023.1-2008 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/T 5226.1-2019 机械电气安全 机械电气设备 第1部分:通用技术条件
GB/T 5465.2-2008 电气设备用图形符号 第2部分:图形符号
GB/T 6346.14-2015 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
GB 7247.1-2012 激光产品的安全 第1部分:设备分类、要求
GB/T 9364.1-2015 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/T 12350-2009 小功率电动机的安全要求
GB/T 14536.1-2008 家用和类似用途电自动控制器 第1部分:通用要求
GB/T 16935.1-2008 低压系统内设备的绝缘配合 第1部分:原理、要求和试验
GB 31241-2014 便携式电子产品用锂离子电池和电池组 安全要求
GB/T 36276-2018 电力储能用锂离子电池
IEC 62368-1:2018 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,
3 术语和定义
GB 4943.1-2011和GB 4706.1-2005界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
在机器人上采用适当开口形状的措施,以防止电源软电线过分弯曲。电线防护套应通过GB 4706.1-2005
中25.14的试验或按6.2的测试方法来检验是否符合要求。
4.2.3.4 连接外部保护接地系统的端子
连接外部保护接地系统的端子应符合GB/T 5226.1-2019中5.2的要求。
4.2.4 激光雷达
机器人的激光雷达应符合GB 7247.1-2012中1类激光产品的辐射限值和标识要求。
4.2.5 电机
机器人的电机应符合GB/T 12350-2009等相关标准的规定。若机器人的电机无适用的标准,则
电机应符合4.3.11中非正常工作条件要求。
4.2.6 过流保护元件
如果机器人的过流保护元件是可更换的,标识应符合GB 4706.1-2005中7.16的相关要求。如果
过流保护是采用符合GB/T 9364.1-2015的微型熔断器,则应满足GB 4706.1-2005中19.12的要求。
4.2.7 断开电气设备的器件
机器人的断开设备的器件应符合GB/T 5226.1-2019中5.5的相关要求。
4.2.8 电池(组)及其应用
机器人电池(组)及其应用应符合GB 31241-2014、GB/T 36276-2018等要求。
4.3 整机电气安全要求
4.3.1 输入电流
输入电流最大值不得超过额定电流10%。测试方法见6.3。
4.3.2 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其适用的标准要求,如 GB 4706.1-2005中第8章、
GB 4943.1-2011中2.1、2.2及其替代标准的要求。
4.3.3 湿热处理
机器人湿热处理应符合其适用的标准要求,如 GB 4706.1-2005中第15章、GB 4943.1-2011中
2.9.2及其替代标准的要求。
4.3.4 电气间隙、爬电距离和绝缘穿透距离输入电流
机器人电气间隙、爬电距离和绝缘穿透距离应符合 GB 4943.1-2011中2.10及其替代标准的
要求。
4.3.5 接触电流
机器人的接触电流应符合其适用的标准要求,如GB 4706.1-2005中13.2、GB 4943.1-2011中5.1
及其替代标准的要求。
应检查机器人、安装、说明书和技术规范,以便确定合理的预期会发生的异常工作条件。
除A.1规定的异常工作条件外,还应按适用的情况,考虑下列最低限度异常工作条件的示例:
---对纸处理机器人:使其卡纸;
---对具有一般人员可触及的控制键的机器人:对各控制键单独地和共同地进行调节,以便形成最
坏的工作条件;
---对具有一般人员可触及的运动零部件的机器人:将运动零部件卡死;
---对具有存储介质的机器人:使用不正确的介质、尺寸不正确的介质和质量不正确的介质;
---对具有可添加的液体或液体筒,或具有可补给物质的机器人:使液体或物质溢入机器人内可能
到达的位置。
在引入上述任何异常工作条件前,机器人应处在正常工作条件下工作。
在不导致单一故障条件的异常工作条件试验期间,所有安全防护应保持有效。在恢复正常工作条
件后,所有安全防护应符合适用的要求。
如果异常工作条件导致单一故障条件,则采用4.3.12的规定。
4.3.12 模拟的单一故障条件
在施加模拟的单一故障条件时,如果零部件、供给物料和存储介质对试验结果可能有影响时,应将
它们放置到位。
引入故障条件时应依次施加,一次施加一个。由单一故障条件直接引发的各种故障认为是该单一
故障条件的一部分。
要检查机器人结构、电路图和元器件规格,包括功能绝缘,以便确定合理可预见的以及可能导致以
下结果的那些单一故障条件:
---可能旁路安全防护;或
---导致附加安全防护动作;或
---以别的方式影响机器人的安全。
应考虑下列的单一故障条件:
---导致出现单一故障条件的异常工作条件。例如,一般人员造成外部输出端子过载,或一般人员
对选择开关调节不正确;
---基本安全防护失效或附加安全防护失效;
---除了符合IEC 62368-1:2018中G.9的IC限流器外,将元器件的任何两根引线短路和将元器
件的任何一根引线开路,模拟元器件失效;和
---当IEC 62368-1:2018中B.4.4有要求时,使功能绝缘失效。
在单一故障条件试验期间和试验后,不应出现本标准涉及的危险。
在对可能影响用作安全防护的绝缘施加单一故障条件后,绝缘应承受对相关绝缘的抗电强度试验。
4.3.13 结构
4.3.13.1 IP等级
如果机器人标有IP代码的第一特征数字,则应满足GB/T 4208-2017的有关要求。
4.3.13.2 残余电荷
通过一个插头来与电源连接的机器人,其结构应能使其在正常使用中,当触碰该插头的插脚时,不
会因有充过电的额定容量超过0.1μF的电容器而引起电击危险。测试方法见6.5。
注:服务机器人安全电压有不同的要求,如GB 4706.1-2005中22.5、GB 4943.1-2011中2.2.2。
4.3.13.3 密封性能
机器人的结构,应使其电气绝缘不受到在冷表面上可能凝结的水或从容器、软管、接头和机器人的
类似部分可泄漏出的液体的影响。如果软管破裂,或密封泄漏,且机器人为Ⅱ类结构时,电气绝缘不应
受影响。测试方法见6.6。
4.3.13.4 内部物质间相互接触
机器人的结构应使得诸如绝缘、内部布线、绕组、整流子和滑环之类的部件不会与油、油脂或类似的
物质相接触,除非这些物质已具有足够的绝缘性能,以不损害对本标准而言的合格程度。
4.3.13.5 腐蚀
如果锈蚀能够导致载流部件和其他金属零件发生危险的话,在正常使用情况下这些部件应能耐受
腐蚀。
注1:对本要求而言,认为不锈钢及类似的耐腐蚀合金以及电镀钢板是符合要求的。
通过在4.3.11要求的试验后,验证有关零件上是否显示出腐蚀迹象来确定其是否合格。
注2:要注意接线端子材料的兼容性和热影响。
4.3.13.6 导电液体
在正常使用中易触及的或可能成为易触及的导电性液体,不应与带电部件接触。电极不应用于加
热液体。
对Ⅱ类结构,在正常使用中易触及的或可能成为易触及的导电性液体不应与基本绝缘或加强绝缘
接触。
对Ⅱ类结构,与带电部件接触的液体不应与加强绝缘接触。
注:与不接地的易触及金属部件接触的液体认为是易触及的。
4.3.13.7 水压
打算连接到水源的机器人,应能经受住正常使用中的水压。
在正常使用中装有液体或气体的机器人或带有蒸汽发生器的机器人,应对过高压力危险有足够的
安全防护措施。
任何部件都不应出现泄漏,包括任何进水软管。
测试方法见6.7。
4.3.14 充电对接
充电对接试验中在100次的接通和切断过程中,不应产生电弧、火花,也不应造成其他引起失火危
险的可能性,例如绝缘层或材料的燃烧和融化,并且开关应仍具有机械和电气功能。
5 测试的一般条件
5.1 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。
如果对服务机器人和电路的检查表明,在服务机器人以外对电路、元器件或部件分别进行试验的结
果就能代表对完整服务机器人试验的结果,则可以用这样的试验来代替对完整服务机器人的试验。如
果这种试验表明完整服务机器人可能不符合要求,则应在服务机器人上重新进行试验。
如果本标准中规定的某项试验可能是破坏性的,允许使用一个能代表被评估条件的模型样机。
注:由于试验时要涉及各种资源,为了减少浪费,有关各方宜共同商定试验大纲、试验样品和试验顺序。
5.2 基本要求
5.2.1 试验顺序
试验应按下述顺序进行:
---确定适用标准;
---元器件或材料预选;
---元器件或部件单独试验;
---机器人不通电试验;
---带电试验:
• 在正常工作条件下;
• 在异常工作条件下;
• 可能破坏样品的条件下。
5.2.2 电源电压
机器人的设计应使其在预定要连接的任何电源电压下工作时都是安全的。
通过检查并在本标准对应分条款规定的电源电压下进行相关的试验来检验其是否合格。如果分条
款中未规定电源电压,那么应使用额定电压值或额定电压范围中的任意电压值。
5.2.3 等效材料
如果本标准要求了绝缘的特定等级,允许使用更高等级的绝缘。同样,如果本标准要求特定燃烧等
级的材料,允许使用更优等级的材料。
5.2.4 试验环境
除非另有规定,试验均在下述条件下进行:
---温度:15℃~35℃;
---相对湿度:25%~75%;
---大气压:86kPa~106kPa。
5.2.5 试验条件
试验场地上的安全设施应处于正常工作状态。
6 测试方法
6.1 网电源接线端子的固定
通过检查,并对所规定的最大截面积的导线端子夹紧或松开10次之后测量爬电距离和电气间隙,
来检验是否符合要求。
6.2 电线防护套
电线防护套按下列全部试验进行检验:
---配有电线防护套或开口的机器人,在电线不受应力影响时,使电线防护套的轴线在电线出口处
水平上翘45°。然后,在电线的自由端系上一个质量等于10D2g的物体。D 是圆形电源软电
线的外径,或为扁形软电线较小线径尺寸,单位为毫米(mm)。
---如果电线防护套对温度敏感,则试验在23℃±2℃温度下进行。
---扁线要在最小阻力的平面上弯曲。
---在刚系上10D2g的质量后,如果电线任何位置的曲率半径小于1.5D,则认为电线防护套不
合格。
6.3 输入电流
当机器人具有一个以上的额定电压时,输入电流应在每个额定电压下进行测量;如果机器人具有一
个或一个以上的额定电压范围,输入电流应在每个额定电压范围内的每一端电压下测量。
对于用电池供电的机器人,在开机充电状态下进行试验,测试时间应包括从制造商规定的低电量保
护状态至满电状态。对于通过电网电源供电的机器人,在通电开机及正常负载条件下进行试验。
如果额定电流标示是单一的值,应取在相关电压范围内测得的较高的输入电流来进行判定。如果
标示的是两个输入电流值,并用短线隔开,应取在相关电压范围内测得的两个值进行判定。在每种情况
下,待输入电流达到稳定时进行读数。如果该电流在正常工作周期内是变化的,则应在一段有代表性的
时间内,根据在记录有效值的电流表上所测得电流的平均指示,读取稳态电流。
6.4 可接触部分表面温度测试......
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