T/CES 161-2022 具备辅助交通功能的轮式服务机器人技术要求

以下是对T/CES 161-2022《具备辅助交通功能的轮式服务机器人技术要求》团体标准的详细总结。该标准由中国电工技术学会标准工作委员会能源智慧化工作组提出，旨在规范具备辅助交通功能的轮式服务机器人（WSBOT）的设计、检测、验收及相关研发、生产和维护工作。WSBOT主要用于医院患者、老年人或下肢残障人士的辅助医疗、康复、代步、护理和康养等场景。标准内容覆盖了系统架构、技术参数分类、参数规约、检测要求等核心方面，适用于室内型、室外型和道路型WSBOT的设计与应用。

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1. ​​标准概述​​

• ​​起草依据​​：本文件基于GB/T 1.1—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》起草，首次发布于2022年。起草单位包括江苏萝贝电动车有限公司、大连理工江苏研究院有限公司、东南大学等多家机构，主要起草人为许华剑、杨鹏等。
• ​​适用范围​​：规定了WSBOT的系统架构、技术参数分类（八类）、主要技术参数、参数规约和检测要求。适用于WSBOT的方案设计、检测、验收及研发、生产和维保等环节。标准强调，除行驶方式等个别特征外，其内容也可用于类似用途的服务机器人。
• ​​专利声明​​：文件可能涉及专利，发布机构不承担识别专利的责任。
• ​​规范性引用文件​​：引用了多项国家标准，包括GB/T 12643-2013（机器人与机器人装备词汇）、GB/T 18029系列（轮椅车相关测试方法）、GB/T 36530-2018（个人助理机器人安全要求）、GB/T 39785-2021（服务机器人机械安全要求）等，共计17项标准，确保技术参数检测的科学性和兼容性。

2. ​​术语和定义​​

标准明确定义了核心术语，确保一致性：

• ​​机器人​​：具有一定自主能力，可在适宜环境中运动以执行任务的可编程装置（源自GB/T 12643-2013）。
• ​​服务机器人​​：为人类或设备提供服务并完成特定任务的机器人。
• ​​轮式服务机器人​​：专为患者、老年人或下肢残障人士提供辅助交通功能的轮式机器人，支持代步、护理等。
• ​​关键概念​​：包括人-机器人交互（用户通过接口指挥机器人）、自主模式（无用户交互自动工作）、手动模式（需用户交互）、模块化机器人（标准化、可组合的软硬件模块）、进行性闷烧（无火焰的氧化过程）、机器人自由度（最大6自由度）、行驶环境（室内、室外、道路）、定位与路径规划等。这些定义为后续技术参数提供了理论基础。

3. ​​系统架构​​

WSBOT采用分层模块化架构，确保高内聚、低耦合和标准化。架构分为五层，硬件与软件分离，支持快速装配：

• ​​硬件层​​：包括机械部件、底层硬件、机器人传感器（触觉、视觉、力觉、听觉等）、人机交互设备和I/O设备。传感器用于检测环境和对象。
• ​​驱动层​​：提供硬件驱动、设备交互协议和设备服务程序，屏蔽底层硬件细节。
• ​​API层​​：封装驱动层为上层可调用的API，解决硬件异构性问题。
• ​​服务层​​：基于API层构建可组合的软件服务构件，映射机器人功能模块（如智能控制）。
• ​​应用层​​：组合服务构件实现应用逻辑，提供智能控制、人机交互、体征检测和业务支撑等功能。

安全性要求符合GB/T 39785-2021和GB/T 40013-2021。系统架构图直观展示分层关系：

4. ​​主要技术参数分类​​

技术参数分为八类（详见图2），每类包含多个具体参数，参数值通过数据类型（布尔、枚举、数值等）和取值规约严格定义。参数分类确保设计、检测和验收的全面性：

• ​​规格质量参数​​：定义WSBOT的基本尺寸和载荷，例如：
  • 型号分类：{室内型, 室外型, 道路型}，道路型要求更高。
  • 尺寸限制：室内/室外型总长≤1200mm、宽≤700mm、高≤1090mm；道路型长≤1600mm、宽≤750mm。
  • 其他：车轮数通常为4，轮胎直径≤230mm，整车质量≤75kg，最大载荷≤200kg，坐便装置一般必备。
• ​​物理机械参数​​：确保安全性和耐用性：
  • 材质：外壳为ABS或玻璃钢，骨架为金属，阻燃性能需通过GB/T 18029-2000测试（不产生进行性闷烧）。
  • 机械强度：外壳需承受0.5J冲击不损坏，噪声≤60dB（最大速度运行时）。
  • 调节功能：座椅支持手动/自动升降，坐垫可翻盖和拆卸，扶手和脚踏可调节。
  • 安全装置：必备防后翻轮和急停缓冲能力，机械稳定性≥10°。
• ​​行驶制动参数​​：关键于移动性能和安全：
  • 速度：室内型≤4.5km/h，室外型≤6km/h，道路型≤15km/h。
  • 行驶方式：支持{仅电动, 仅手推, 电动+手推}，一般需配备后视镜和转向灯。
  • 制动要求：水平制动距离室内型≤1.0m、道路型≤3.5m；最大安全坡度制动距离室内型≤1.6m（坡度3°）、道路型≤6.0m（坡度8°）。
  • 稳定性：静态稳定性室内型≥6°、道路型≥15°；动态稳定性室内型≥3°、道路型≥10°。
• ​​电气特征参数​​：保障电气安全：
  • 电池：充电电压180–240V，最大续航室内型≥10km、道路型≥35km，充电时需显示进度。
  • 电动机：工作电压≤24V（安全电压），功率≤250W。
  • 保护要求：电路需过电压/电流保护，绝缘要求（车架与带电部件间直流电流≤5mA）。
• ​​动力控制参数​​：聚焦控制逻辑：
  • 开关：醒目易操作，关闭后车轮不能转动。
  • 控制功能：必备操纵杆控制（方向与速度联动）、电动机堵转保护、电池充放电控制（电压、电流、温度）。
  • 安全机制：充电时抑制行驶、电源接通时抑制行驶（控制装置归位后解除），一般支持定速巡航。
• ​​感知交互参数​​：实现智能化：
  • 感知能力：高级WSBOT应具备触觉、视觉、力觉、听觉和位姿感知能力。
  • 交互功能：支持基于AI的人-机器人交互，工作模式包括手动和自主模式。
  • 高级能力：道路型需具备路径规划、报障避障、自动定位（北斗/GPS），一般配备预警报警和自动呼叫连接。
• ​​体征检测参数​​：健康监测支持：
  • 可选功能：心电监测、血压监测、血氧饱和度监测。
  • 必备功能：体重监测和体温检测，确保用户健康管理。
• ​​其他工作参数​​：环境适应性：
  • 环境支持：需耐受淋雨、高温、湿热、寒冷等条件。
  • 能力要求：涉水能力（底盘高15cm可通行积水）、防滑能力（应对湿滑路面）。
  • 贮存运输：干燥通风环境贮存，转运时需泡沫保护，避免剧烈冲击。

5. ​​参数检测要求​​

技术参数检测是产品评测的核心，需依据引用国家标准执行：

• ​​通用原则​​：检测按参数分类进行，测试用假人遵循GB/T 18029.11-2008。
• ​​具体检测方法​​：
  • 稳定性：静态稳定性参考GB/T 18029.1-2008，动态稳定性参考GB/T 18029.2-2009。
  • 制动器：水平制动和驻坡性能检测参考GB/T 18029.3-2008。
  • 速度与越障：最大速度和越障高度检测参考GB/T 18029.6-2009和GB/T 18029.10-2009。
  • 电气与感知：电气特征参数检测参考GB/T 38124-2019，感知交互参数检测参考同标准。
  • 安全性：机械和电气安全检测参考GB/T 36530-2018、GB/T 39785-2021和GB/T 40013-2021。
• ​​检测重点​​：强调环境适应性测试（参考GB/T 18029.9-2008），确保WSBOT在淋雨、高温等条件下性能稳定。

6. ​​附录A：技术参数规约​​

附录A是规范性附录，详细规约了八类技术参数的具体要求：

• ​​规约格式​​：每个参数以表格形式列出参数名、数据类型、取值规约和备注，例如：
  • 规格质量参数：总长度（毫米）、取值室内型≤1200mm。
  • 感知交互参数：机器人自由度（整数）、最大值为6，一般需4自由度。
• ​​核心规约​​：强调道路型参数要求更高（如最大速度、稳定性），且所有布尔类型参数（如“是否具备”）必须明确以满足安全标准。

总结结论

T/CES 161-2022标准为具备辅助交通功能的轮式服务机器人提供了全面的技术框架，突出模块化设计、分层架构和严格参数规约。核心价值在于确保WSBOT的安全性、智能化和环境适应性，尤其适用于医疗和康养场景。标准通过引用多项国家标准，强化了检测的可操作性，为行业研发和生产提供了统一基准。详细参数分类（如八类技术参数）和附录规约，使标准兼具实用性和前瞻性，推动服务机器人技术的规范化发展。