GB/T 36896.2-2018 轻型有缆遥控水下机器人 第2部分：机械手与液压系统

　　ICS 07 . 060 N 92

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 36896 . 2—2018

　　轻型有缆遥控水下机器人

　　第 2 部分：机械手与液压系统

　　Lightdutyremotelyoperatedvehicles—

　　part2：Manipulatorsandhydraulicsystems

　　2018-12-28 发布 2019-07-01 实施

　　国家市场监督管理总局中国国家标准化管理委员会

　　发

　　布

　　GB/T 36896 . 2—2018

　　GB/T 36896 . 2—2018

　　前 言

　　GB/T 36896《轻型有缆遥控水下机器人》分为四个部分：

　　— 第 1 部分：总则;

　　— 第 2 部分：机械手与液压系统;

　　— 第 3 部分：导管螺旋桨推进器;

　　— 第 4 部分：摄像、照明与云台。

　　本部分为 GB/T 36896 的第 2 部分。

　　本部分按照 GB/T 1 . 1—2009 给出的规则起草。

　　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这些专利的责任。

　　本部分由中华人民共和国 自然资源部提出。

　　本部分由全国海洋标准化技术委员会(SAC/TC 283)归口 。

　　本部分起草单位：浙江大学、杭州宇控机电工程有限公司、国家海洋标准计量中心、上海交通大学、中国科学院沈阳 自动化研究所。

　　本部分主要起草人：顾临怡、张培培、牟长青、葛彤、李智刚。

　　GB/T 36896 . 2—2018

　　轻型有缆遥控水下机器人第 2 部分：机械手与液压系统

　　1 范围

　　GB/T 36896 的本部分规定了轻型有缆遥控水下机器人(以下简称水下机器人)的机械手与液压系统的产品分类、主要参数、要求、试验方法、检验规则、标识、包装、运输和贮存。

　　本部分适用于不少于 5 功能的液压机械手与液压系统的设计、生产、采购、试验和检验。

　　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 36896 . 1 轻型有缆遥控水下机器人 第 1 部分：总则

　　3 术语和定义

　　下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　机械手功能数 numberofmanipulatorfunctions

　　能够主动驱动机械手关节运动、手爪开合的执行器数量。

　　3.2

　　伸缩型机械手 telescopicmanipulator

　　依靠基座左右摆动、基座上下摆动和肘部伸缩 3 个功能确定手爪位置，并带有手爪旋转和抓取功能的机械手。

　　3.3

　　折臂型机械手 foldingarm typemanipulator

　　依靠基座左右摆动、基座上下摆动和肘部摆动 3 个功能确定手爪位置的机械手。

　　4 分类和组成

　　液压机械手按肘部功能不同分为伸缩型机械手和折臂型机械手。

　　注：本部分提到的液压机械手，如未指明具体类型，则所述条件同时适用于伸缩型机械手和折臂型机械手。

　　5 要求

　　5 . 1 外观和结构要求如下：

　　GB/T 36896 . 2—2018

　　a ) 液压机械手与液压系统结构科学、布局合理、操作方便、便于维修;

　　b) 液压系统不得有油液渗透，润滑和冷却情况良好;

　　c) 液压机械手与液压系统成套设备中，所有紧固件、连接件应装配牢固、严密。所有相对转动或相对滑动部位应灵活可靠;

　　d) 液压机械手与液压系统颜色应美观、协调，漆皮表面应光洁，不应有漏漆、起皮、脱落等缺陷，镀件、阳极氧化件等表面处理件应无露底现象;

　　e ) 文字、符号、标识应清晰、端正。

　　5 . 2 功能

　　要求如下：

　　a ) 机械手能够接受指令，能完成相应的动作，动作与指令协调一致;

　　b ) 机械手通过控制单元能实现一定范围内的运动;

　　c ) 液压系统能够接受指令，能输出相应的压力和流量。

　　5 . 3 性能

　　5 . 3 . 1 机械手

　　5 . 3 . 1 . 1 伸距

　　机械手工作时最大伸长距离应不小于 0 .8 m。

　　5 . 3 . 1 . 2 全伸距持重

　　要求如下：

　　a) 折臂型机械手全伸长后的持重应不小于 20 kg;

　　b) 伸缩型机械手全伸长后的持重应不小于 60 kg。

　　5 . 3 . 1 . 3 自重(含阀箱)与全伸距持重比

　　机械手本体与阀箱、补偿器的空气中总重量，与机械手全伸长时的持重比值应不大于 1 . 6 。 5 . 3 . 1 . 4 指端和手爪内折覆盖范围

　　机械手末端相对于 ROV工作空间在水平面投影的覆盖范围应不小于 90°,伸缩型机械手末端相对于 ROV工作空间在垂直面投影的覆盖范围应不小于 120°,折臂型机械手末端相对于 ROV工作空间在垂直面投影的覆盖范围应不小于 150°。七功能机械手手爪内折方向覆盖范围应不小于 45°,其内折角度范围应不小于 300°。

　　5 . 3 . 1 . 5 手爪最低平稳转速

　　机械手手爪最低平稳转速应不大于 8 r/min。

　　5 . 3 . 1 . 6 转角控制精度等级

　　转角控制精度等级是指机械手各关节转角控制稳态误差与各关节最小转角之比，控制精度等级见表 1 。

　　GB/T 36896 . 2—2018

　　表 1 转角控制精度等级

　　5 . 3 . 2 液压系统

　　5 . 3 . 2 . 1 输出流量、压力与工作效率

　　液压系统额定输出流量应不小于 1.5 L/min,额定输出压力应不小于 21 MPa,液压源总效率应不小于 60% 。

　　5 . 3 . 2 . 2 自重(含油箱)

　　要求如下：

　　a) 电推进型 ROV 的液压系统本体和油箱、补偿器的空气中总重量，与机械手全伸距持重比值应不大于 0 . 8 ;

　　b) 液压推进型 ROV 的液压系统本体和油箱、补偿器的空气中总重量，与 ROV 总系柱推力比值应不大于 0 . 5 。

　　5 . 4 安全

　　应符合 GB/T 36896 . 1 中的相关要求。

　　5 . 5 环境适应性

　　应符合 GB/T 36896 . 1 中的相关要求。

　　5 . 6 电源适应性

　　应符合 GB/T 36896 . 1 中的相关要求。

　　6 试验方法

　　6 . 1 外观和结构检查

　　方法如下：

　　a ) 目视和触摸检查液压机械手与液压系统的外观、文字和标识;

　　b ) 检查液压机械手与液压系统的连接件、运动情况和润滑效果。

　　6 . 2 功能检查

　　分别在空载和满载情况下，对机械手和液压系统的各项功能进行逐一试验。

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　　6 . 3 性能试验

　　6 . 3 . 1 机械手性能试验

　　6 . 3 . 1 . 1 伸距和全伸距持重试验

　　按如下步骤进行检查：

　　a) 将机械手夹持重量等于全伸长持重的重块，固定在三坐标跟踪试验台上;

　　b) 逐个操作机械手关节，控制机械手以 0.025 Hz 左右的频率在两个极限位置之间正反向运动，记录输入值与三坐标跟踪仪读到的被控机械手的输出角度;

　　c) 空载和最大持重状态下每个关节重复以上步骤 6.3.1.1b)五次，每次机械手夹持重块稳定停留在最大伸距位置的时间不少于 5 min;

　　d ) 根据软件绘制的曲线图读取最大伸距，记录全伸距持重。

　　6 . 3 . 1 . 2 自重(含阀箱)与全伸距持重比值

　　将测量得的机械手本体与阀箱、补偿器的空气中总重量，与 6 . 3 . 1 . 1 测得的全伸距持重之比。 6 . 3 . 1 . 3 指端和手爪内折覆盖范围

　　按如下步骤进行检查：

　　a ) 根据 6 .3 .1 .1 所示的试验方法用计算机操作机械手的各关节，机械手肩部左转到极限位置，肘部旋转到前臂只在垂直平面内上下摆动，腕部上下摆动到手爪与前臂成一直线位置(如果有)，其他各关节到水平面投影最长伸出状态，再按照肩部右转到极限位置;

　　b ) 将所有上下摆动和伸缩油缸全部缩回，肩部左转到极限位置;

　　c) 所有上下摆动和伸缩油缸全部伸出回到最初的水平面，用最长伸出状态的顺序操作机械手，来回重复五次，获得指端水平运动范围包络线;

　　d) 操作机械手肩部对中转到垂直面投影最长位置，其他各关节到水平面投影最短缩回状态，再按照腕部向下摆动到手爪与前臂成一直线位置(如果有);

　　e ) 肩部向下摆到极限位置，肘部向外摆动或伸出到极限位置(如果有)，肩部向上摆动极限位置，腕部向内摆动到极限位置(如果有);

　　f) 肘部向内摆动或缩回到极限位置的顺序操作机械手，来回重复五次，获得指端垂直运动范围包络线;

　　g) 通过各包络线计算各关节的覆盖范围。

　　6 . 3 . 1 . 4 手爪最低平稳转速

　　根据 6 . 3 . 1 . 1 所示的试验方法通过计算机操作机械手腕关节，逐步增大手爪流量控制阀的阀 口开度，读取手爪平稳转动时的转速。

　　6 . 3 . 1 . 5 转角控制精度等级

　　控制精度试验步骤：

　　a) 机械手夹持重量等于全伸长持重一半的重块，固定在指端位姿检测与关节转角逆解计算台架上;

　　b) 用计算机代替主控机械手逐个操作机械手的关节，以控制多功能主从式位置闭环机械手以

　　0.005 Hz左右的频率在两个极限位置之间正反向运动;

　　c) 记录计算机输入值与在指端位姿检测与关节转角逆解计算台架得出的被控机械手相应关节输

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　　出角度，来回重复 6 .3 .1 .5b)五次;

　　d) 零速度下稳定后 5 min 从曲线中的读数求出闭环控制的最大平均值，除以各关节最小旋转角度。

　　6 . 3 . 2 液压系统性能试验

　　6 . 3 . 2 . 1 输出流量、压力与工作效率

　　按如下步骤进行检查：

　　a) 将水下液压源固定在水中，通上电源，启动水下电机，油液在油箱/补偿器、液压泵、管路、单向溢流阀之间循环;

　　b ) 将溢流阀切换至加载状态，读取液压源的输出压力和输出流量，即为额定输出压力和额定输出流量，其乘积即为额定输出功率;

　　c) 同时测量电机的工作电压和工作电流，通过计算得到水下液压源的总效率。

　　6 . 3 . 2 . 2 自重(含油箱)与机械手全伸距持重比值(电推进型)

　　方法如下：

　　a) 测量电推进型 ROV 的液压系统本体和油箱、补偿器的空气中总重量，与 6. 3. 1. 1 测得的机械手全伸距持重的比值;

　　b) 测量液压推进型 ROV 的液压系统本体和油箱、补偿器的空气中总重量，与 ROV 总系柱推力的比值。

　　6 . 4 安全要求试验

　　按照 GB/T 36896 . 1 中的相关规定进行试验。

　　6 . 5 环境适应性试验

　　按照 GB/T 36896 . 1 中的相关规定进行试验。

　　6 . 6 电磁兼容试验

　　按照 GB/T 36896 . 1 中的相关规定进行试验。

　　6 . 7 电源适应性

　　按照 GB/T 36896 . 1 中的相关规定进行试验。

　　7 检验规则

　　7 . 1 检验分类

　　按照 GB/T 36896 . 1 的相关规定进行分类。

　　7 . 2 型式检验

　　7 . 2 . 1 检验项目

　　检验项目按表 2 规定执行。

　　GB/T 36896 . 2—2018

　　7 . 2 . 2 抽样

　　按照 GB/T 36896 . 1 的相关规定进行抽样。

　　7 . 2 . 3 合格判据

　　按照 GB/T 36896 . 1 的相关规定进行合格判定。

　　7 . 3 出厂检验

　　7 . 3 . 1 检验项目

　　检验项目按表 2 规定执行。

　　7 . 3 . 2 抽样

　　检验抽样应全检或按合同规定。

　　7 . 3 . 3 合格判据

　　按照 GB/T 36896 . 1 的相关规定进行合格判定。

　　表 2 检验项目

　　GB/T 36896 . 2—2018

　　表 2(续)

　　8 标识和随机文件

　　应符合 GB/T 36896 . 1 的相关要求。

　　9 包装、运输及贮存

　　应符合 GB/T 36896 . 1 的相关要求。