【国家标准】 锄草机器人安全要求

ICS25.040.30
中华人民共和国国家标雅
GB/T36013—2018
锄草机器人安全要求
Safety requirements for mechanical weeding robots2018-03-15发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
2018-10-01实施
规范性引用文件
术语和定义
4危险识别及风险评估
设计要求及保护措施
调整控制装置
动力装置稳定性
GB/T36013—2018
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本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。本标准由中国机械工业联合会提出。本标准由全国自动化系统与集成标准化技术委员会（SAC/TC159）归口。GB/T36013—2018
本标准起草单位：中国农业大学、苏州博田自动化技术有限公司、北京机械工业自动化研究所。本标准主要起草人：李伟、张春龙、李南、陈子文、王蓬勃、耿长兴、杨书评、张文强、张俊雄、袁挺孙哲。
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1范围
锄草机器人安全要求
本标准规定了锄草机器人的控制和操作等安全技术要求。本标准适用于各种类型的锄草机器人（以下简称机器人）。规范性引用文件
GB/T36013—2018
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，仅注甘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。GB5226.1一2008机械电气安全机械电气设备第1部分：通用技术条件GB/T7932一2017气动对系统及其元件的一般规则和安全要求GB10396一2006农林拖拉机和机械、草坪和园艺动力机械安全标志和危险图形总则GB/T15706—2012机械安全设计通则风险评估与风险减小GB/T16855.1一2008机械安全控制系统有关安全部件第1部分：设计通则GB/T18209.2一2010机械电气安全指示、标志和操作第2部分：标志要求GB/T23572一2009金属切削机床液压系统通用技术条件GB/T23821一2009机械安全防止上下肢触及危险区的安全距离GB/T33641.1—2017农林拖拉机和机械安全带第1部分：固定装置位置要求3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。3.1
controllerprotection
控制器防护装置
保护控制器的外部装置，为控制器提供安全稳定的工作环境。3.2
传感器防护装置
sensor protection
用于保护识别作物或杂草的传感装置的装置3.3
steering limiting
转向限位
用于限制导向轮转动最大工作角度的装置。3.4
side-shift limiting
横移限位
用于限制横移机构横向移动最大工作偏距的装置。3.5
视野盲区
blindarea
操作人员视线受到机器人遮挡，无法直接看到的外部区域，1
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保护性停止
protective stop
充许运动有序终止并保持程序逻辑以便重新启动的一种操作中断形式，3.7
启动测试
boottest
用于工作前的程序验证与硬件设备检查，确保机器正常工作。3.8
可视警报
visual alarm
光学报警信号。
audible alarm
声响警报
声音报警信号。
4危险识别及风险评估
对在危险识别中确定的危险，应进行风险评估。这种风险评估应对下列情况给予特别关注：机器人意外启动；
锄草作业前未进行启动测试：
人员误人锄草工作区；
可合理预见的机器人误用；
控制系统故障的影响；
机器人与作物，人员或非结构化环境障碍碰撞的有关危险。fo
首先应通过设计或替代，然后再用安全防护和其他补救措施消除或减少风险。任何可预见的风险应采用其他措施（如：警告、标记、培训）)。注：GB/T15706—2012和ISO14121：1999对进行危险识别及减少风险提出了要求和指导。5设计要求及保护措施
5.1通则
应根据GB/T33641.1—2017、GB/T15706—2012和GB/T16855.1—2008中有关危险的原则设计机器人，且应符合以下要求：a）机器人和机器人系统的设计和制造通过下列（但不局限于)检验方法可以满足本章的要求：1）视觉检查；
2）工具测量；
3）实际试验；
4）操作观察。
注：本章中推荐的各种要求的检查方法在每条后用注的形式说明，相当于上面列出的方法。b）除草刀具及与地面接触的部件外，其他动力驱动的部件都应有防护装置，防止人员操作或接近设备时意外受伤：
除非本标准有特别的规定，所有机械结构上的开口大小和安全距离应满足GB/T238212009的相关要求；
旋转件应有可靠的锁紧装置；
机器人应设置能立即切断驱动锄草执行器动力的开关。开关应当易于操作，并贴有醒目的标签；
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若机器人具有远程操作设备，其应当设有与e）中所述同样功能的开关，并易于操作：机器人应设置可视警报或声响警报，在机器人进人正常工作状态前提醒操作员及其他人员远g
离危险区域：
若机器人具有自动驾驶功能，则应当配备障碍物检测装置，在自动驾驶过程中自动探测障碍h）
物，并有效防止发生碰撞；
机器人应设置过载保护装置；
为防止正常维修时发生意外伤害事件，应有防正维修人员意外触碰到危险处的防护件或互锁保护装置；
机器人应在危险部位设有警告标志，警告标志应符合GB10396一2006的规定。k）
5.2整机
机器人应按规定程序批准的设计图样和工艺文件进行制造。制造机器人所用材料及外购元器件、部件，人厂时需经检验部门复检，并应符合有关标准规定。机器人整机还应符合以下要求：a）各部件的联接、焊合牢固可靠，保证在正常工作中不松动和脱落；机器人部件的设计、制造、保护或装箱应确保因损坏或松动造成的危险最小，b）
机器人出现涉及影响机器作业效果和操作者安全的故障时，应具有报警功能，c）
5.3电气设备
机器人电气设备的设计和制造应符合GB5226.1一2008的相关要求，且应符合以下要求：a）控制器防护装置和传感装置防护装置应具备防水、防尘功能，防护等级应不低于IP54；保护性停止装置（停止功能可由手动或控制逻辑启动）应稳定可靠；b）
对与机器有潜在摩擦接触的电缆和信号线应进行保护：c
机器人的电气安全指示应符合GB/T18209.2一2010的相关要求。d）
注：【5.1a】中1】.3】，4]]
5.4液压系统
用液压驱动的机器人，其液压系统应符合GB/T23572一2009的规定。液压源的压力波动值按产品标准规定。
5.5气压系统
用气压驱动的机器人，其气压系统应符合GB/T7932一2017的规定。气源的压力波动值按产品标准规定。
5.6运动部件
在正常环境条件下，机器人在额定工作速度内运行时，各运动部件应当长时间灵活可靠工作，且应满足以下要求：
a）机器运行中各部件应有良好的润滑环境，无异常响动；转向限位装置和横移限位装置无松动，工作可靠；b）
应贴标签以标识机械运转的危险。cJ
注：［5.1a)中1).3），4】]
5.7传动部件
在正常环境条件下，机器人各传动部件应在额定载荷下长时间稳定可靠工作，且应满足以下要求：3
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按规定加注润滑油和润滑脂，各键销固定可靠；a
b）应使用防护装置预防机轴、齿轮、带或链等部件可能造成的危险。注：［5.1a)中1)，3），4)]
3储能件
机器人的储能件应当牢固地安装在适当的位置，避免受到不正常的碰撞、挤压、干涉，且应满足以下要求：
机器人应提供使储存的危险能量能够受控地释放的措施；a
b）应贴上标签以标识储能的危险。注1：储能器是液压蓄压器、电容器、电池、弹簧等。注2：［5.1a)中3】，4)］
9提升器
机器人的提升器应当牢固可靠，设计上应充分考虑过载保护，正常工况工作时应满足以下要求：a）提升器安装正确，各紧固件紧定可靠；提升臂无明显弯曲变形，无严重晃动。b)
注：［5.1a)中1),2），3)，4】]5.10防护装置
为保障机器人安全可靠运行，在可能造成人身伤害或妨碍机器人正常工作的位置安装可靠的防护装置。防护装置应当满足以下要求：防护装置应牢固可靠，正常工作不产生裂缝、间隙和变形；a
防护装置不得妨碍机器的操作与日常保养；b)
c）电气防护装置需要实现防尘和防水要求，注：［5.1a)中1)3），4】】
调整控制装置
机器人的任何调整控制装置应仅能在安全位置上进行操作，任何调整控制装置的操作应位于操作员的视野盲区外进行。
7动力装置稳定性
当按本标准设计制造时，有些机器人可能与动力装置相干涉。如果通过加长提升器的臂长等措施使机器人安装位置远离动力装置，从而避免两者的干涉，应考虑动力装置运动的稳定性。使用说明书中应有这方面的说明，如介绍重量分布情况等，以确保稳定性。4
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2018年3月第一版
书号：1550661-59503
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