GBT 20721-2022 自动导引车 通用技术条件.pdf

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  • 电池组的输出接口应采用插接连接方式,不准许焊接或者导线搭接,其接口防护等级应不低 于IP2X。

    6.2.2外部通信接口

    形位公差标准宜采用无线串口、光、以太网、蜂窝移动等通信接口。

    有若于个调试接口、无线或有线手动操作装置接

    6.3.1.1自动导引车本体应保证在正常运行时产生的扭曲和变形足够小,避免发生功能故障。 6.3.1.2本体覆盖物应采用避免可能引发危险的形状,覆盖物应具有坚固的结构,以防止与其他物品发 生碰撞而产生功能故障。

    6.3.2.1控制装置

    控制装置应具有防振动功能,避免产 成损害或出现功能故障,

    6.3.2.2运行模式

    GB/T 207212022

    运行模式可具有目动方式、手动方式、离线目动方式等执行运动指令的方式,方式切换按照 GB/T5226.12019的要求,应防止操作者意外触及导致方式切换。与安全相关的部分应至少满足 GB/T16855.1中PL,的要求。运行模式主要包括以下几种方式。 a)自动方式:在自动运行方式下,自动导引车应能接收系统的管理及指令分配,按照规划的路径 执行任务。 b)手动方式:在手动控制方式下,自动导引车应能在符合要求的地面上运动;手动控制应使用制 造商提供的操作面板或专用手控装置(包括有线或无线),且无线手动控制装置应采用工业级 产品;在该方式下不能对操作者产生风险,应按照GB/T15706进行风险分析。 注:该方式适用于自动导引车的检修、调试以及紧急状态。 离线自动方式:在离线自动方式下,自动导引车以单机为运行单元,不受调度系统管理,在规定 的范围内,按规划的路径完成相应的任务。当自动导引车不接受调度系统管理时,在条件允许 情况下,宜接受调度系统的交通管制指令以确保运行安全。 将自动导引车的手动方式切换为自动方式时,应人工选择自动方式,再按下启动按钮,自动导引车 才能进入自动方式。当自动导引车在自动方式下运行时,如果将切换为手动方式,调度系统应确保对其 所在区域锁闭,避免手动操作中的人员或自动导引车与其他运行中的自动导引车发生碰撞。

    6.3.2.3运动控制

    应具有启动、停止、急停、复位(停止后恢复运行)等运动控制功能。 运动控制(包括速度控制、转向控制等)系统与安全相关的部分应至少满足GB/T16855.1中PL 的要求。如果通过障碍物检测装置来实现自动导引车安全停车时,运动控制系统与安全相关的部分应 至少满足GB/T16855.1中PL的要求,

    6.3.2.4负载处理

    负载搬运装置的设计应使得自动导引车在任何运行模式下,不应产生因负载移动导致的任何危险; 且负载系统应符合GB/T10827.1一2014中5.3的要求。 注:包括在急停和负载转移情况下。

    6.3.3.1供电方式

    供电方式可包括: a)电池供电; b) 感应式供电; c) 线缆直接供电; d)混合式供电

    6.3.3.2充电方式

    电源系统宜具有如下功能:

    电源系统宜具有如下功能:

    a)具备自动充电的功能; b)电量低于预设阈值时,自动导引车停止,提示充电并告警,仅手动操作才能恢复运转工作状态; ) 为避免人员由于意外接触电池及其充电系统的充电连接而造成的危险,自动充电系统(不包括 防止人员接触的母线)设计成仅当自动导引车与充电系统连接时才能激活; d)在开放式交变磁场供电方式下,制造商向用户提供电源生成磁场的相关安全数据,确保不对环 境中的人员造成危害; e 制造商应根据用户需求选择合适的电池及充电设备,具体应符合以下要求: 采用自动充电方式,在运行环境中保证一定的充电时间,可持续24h工作; 采用手动充电方式,电池每次充满电可保证至少一个工作班次的要求。

    6.3.4定位导航系统

    [6.3.4.1导航方式

    包括但不仅限于以下导航方式。 a) 电磁导航:在自动导引车的行驶路径上预埋金属线,并给金属线加载一定频率的电流,通过自 动导引车上的电磁感应线圈来感应金属线上的磁场的强弱,进行识别和跟踪。 b 磁导航:在自动导引车的行驶路径上铺设或预埋磁带、磁钉,通过自动导引车上的磁导航传感 器,感应地面磁介质的磁场强度,进行识别和跟踪。 c) 光学导航:自动导引车在运动过程中,通过自身携带的光学传感器,利用物理光学测量的方法, 获得导航装置和参考表面之间的相对运动的程度(速度和距离),进而确定相对位置和姿态信 息,如通过色带、线条进行导航等。 d 无线电导航:利用无线电技术,接收端通过测量自身与若干个发射端的角度和距离等参数,获 取自身的相对位置和姿态信息,如卫星导航、地面无线电导航、超宽带导航等。 e) 激光导航:利用二维或三维激光扫描传感器,测量周边物体反射的光束,计算自身与周边物体 之间的角度和距离,从而获得自身的相对位置。激光导航包括有反光板方式和无反光板方式。 f) 惯性导航:利用惯性元件来测量自动导引车本身的加速度,经过积分和运算得到速度和位置。 g) 视觉导航:利用二维或三维视觉传感器,获得周边景物的图像或视频等信息,经过滤波、变换等 方法提取相应特征,从而获得自身相对位置。 h) 混合导航:以上a)~g)两种及以上导航方式的混合使用,

    6.3.4.2定位导航

    自动导引车的定位导航中不同功能模块应符合以下要求。 a)初始定位:根据不同的导航方式,自动导引车可在当前位置点自动/人工输入方式获取初始位 置信息,或是通过低速运行一段距离后自动/手动获取初始位置信息。 b) 自主定位:自动导引车可进行初始定位,在运行时应能实时定位,适时上报当前位置、方向等信 息至调度系统。 c 路径规划:自动导引车根据定位信息,应能进行轨迹规划和运动控制。 d 定位丢失恢复:在定位丢失的情况下,自动导引车在一定时间内能够自动/手动查找到当前的 位置信息,并恢复运行。 注:注意避免激光导航、无线电导航信息对称布置带来的定位风险。

    6.3.5.1移动部分

    移动部分可由车轮/履带、制动器、驱动装置、传动装置、连接机构、悬挂装置、速度检测器(码盘等

    GB/T 207212022

    构成。驱动部件与地面的接触材料应为耐磨材料。电机和减速器配合以保证在允许负载内的额 。制动器应在急停和控制信号切断制动器电源以及系统断电时起作用

    6.3.5.2驱动方式

    包括但不仅限于以下驱动方式: a)单轮驱动:使用单个轮子提供驱动力的方式; b)双轮驱动:使用两个轮子提供驱动力的方式; c)多轮驱动:使用两个以上轮子提供驱动力的方式

    6.3.5.3制动方式

    制动应包括以下方式。 a)紧急制动:指安全装置触发对自动导引车提供的紧急制动。紧急制动器应确保自动导引车本 体在与障碍物之间的撞击之前使其停止。 停车制动:用于减慢或停止自动导引车的装置。当运行的自动导引车停止时,应有措施防止因 外力或地面不平造成的自动导引车移动。 驻车制动:系统断电或长期处于停止状态时制动,特别是当自动导引车停车在一定的坡度上 应能稳定停止。 以上所有制动方式可共用一个制动器,也可采用多个制动器。 按照GB/T15706进行风险评估,其制动系统应符合以下条件: a)在切断制动器电源供电时,自动导引车启动制动; b)考虑负载、速度、摩擦力、坡度和磨损等因素,障碍物出现在检测范围内,自动导引车停车; c) 在制造商规定的最大坡度上,通电或者断电均能够保持自动导引车处于最大允许负载状态时 不发生移动; d) 在失去速度控制或转向控制时,自动导引车启动制动; e)自 自动导引车的制动器应符合GB/T18849的要求; f) 自动导引车在运行中制动时,应能保持运动姿态且不失控。

    装载系统应符合附录A的相关规定。

    6.3.7安全防范系统

    6.3.7.1障碍物检测

    障碍物检测装置分为接触式和非接触式。关于自动导引车障碍物检测的应用安全应符合附录B 关规定。 自动导引车的障碍物检测装置应符合以下要求。 a)自动导引车应在主要运行方向上安装障碍物检测装置,且这些障碍物检测装置应符合以下 要求: 一自动导引车运行状态下,障碍物检测装置检测范围至少要涵盖车体自身及其负载的全部 宽度; 一如果使用非接触式障碍物检测装置,确保自动导引车在与人或其他障碍物接触之前停车; 一非接触式障碍物检测装置可具有减速区域和紧急停止区域,但是,当人或其他障碍物进入 减速区域时,采用控制系统控制减速或停车;当人或其他障碍物进入紧急停止区域时,采 用紧急停车; 对于非接触式障碍物检测装置,根据现场应用的实际情况,可选择激光、红外、超声或其他

    障碍物检测装置分为接触式和非接触式。关于自动导引车障碍物检测的应用安全应符合附录B 的相关规定。 自动导引车的障碍物检测装置应符合以下要求。 a) 自动导引车应在主要运行方向上安装障碍物检测装置,且这些障碍物检测装置应符合以下 要求: 一自动导引车运行状态下,障碍物检测装置检测范围至少要涵盖车体自身及其负载的全部 宽度; 一如果使用非接触式障碍物检测装置,确保自动导引车在与人或其他障碍物接触之前停车; —非接触式障碍物检测装置可具有减速区域和紧急停止区域,但是,当人或其他障碍物进入 减速区域时,采用控制系统控制减速或停车;当人或其他障碍物进入紧急停止区域时,采 用紧急停车; 对于非接触式障碍物检测装置,根据现场应用的实际情况,可选择激光、红外、超声或其他

    GB/T207212022

    检测传感器,当速度大于0.3m/s或负载超过200kg时,控制系统与安全相关的部分应 至少符合GB/T16855.1中PL。的要求; 非接触式障碍物检测装置对应用环境中所有材料的物体均具有足够的检测范围; 接触式障碍物检测装置防止当自动导引车碰撞人或其他障碍物时产生伤害或故障,当自 动导引车与人或者其他障碍物发生碰撞时,碰撞条的最大触发力不应超过22N;当发生 撞击时,如果允许自动恢复运行,则应在障碍物离开至少2s后再恢复运行; 一非接触式障碍物检测传感器能监测行驶路径。同时,在自动导引车启动之前检测该区域, 以便在移动之前检测到进人行驶路径的人及物体; 一非接触式障碍物检测传感器的紧急停止区域有效感应距离大于自动导引车紧急停车所需 的距离。 其他障碍物检测装置的与安全相关的部分(如转弯的侧面保护)应至少符合GB/T16855.1中 PL。的要求。 运行模式为自动方式或离线自动方式情况下,障碍物检测装置不应在任何情况下以任何方式 关闭。 当自动导引车不能符合a)的要求(如装有叉臂的自动导引车,接近装载货物和存放站的自动 导引车),有被困人员无法逃离时,该方向上的最大速度应限制在0.3m/s,并在对应侧600mm 范围内提供停车措施,这种装置的安全相关部分应至少符合GB/T16855.1中PL。的要求。 如果障碍物检测装置无法在可预见的工作条件下保证人与物的安全(如自动导引车侧面防撞 条的行程太短),则增加其他方法(如通过指定一个危险区)以保证人与物的安全。 手动情况下,抑制障碍物检测 障碍物检测装置PL等级要求。

    6.3.7.2急停装置

    自动导引车应具备急停装置。 急停装置应安装在便于操作的位置,急停装置的要求应满足GB/T5226.1一2019的要求。 急停装置应是0类或1类的停止,当它被触发时自动导引车应立即停车。急停装置恢复后应经 认复位。急停装置复位不应重新启动设备,而是只允许再启动

    6.3.7.3声光告警

    6.3.7.4失速保护

    引车的运行速度超出可控范围即为失速状态, 失速状态的自动导引车应自动停止运行,

    发出警报信息,等待人工介入处理。

    6.3.7.5通信中断保护

    当自动导引车与通信网络系统中断通信超过一定时间时,自动导引车应自动停止运行,发出警报信 息,如在一定时间内通信中断恢复,自动导引车应自行恢复运行。 注:通信中断的时间由制造商自行设定。

    6.3.7.6导航丢失保护

    导航去失保护包括导航误差超限保护和地标去失保护。 导航误差超限保护指自动导引车在自动运行状态下,车体位置及姿态超出实际规划监测的最大位 置偏差值时的保护机制,最大位置偏差值由制造厂商根据应用环境情况设定。 地标丢失保护指在具有地标属性的导航方式中,自动导引车在经过的路段内,没有检测到地标信息 的保护机制。偏差值由制造厂商根据应用环境情况设定。 当自动导引车在运行过程中出现导航丢失保护时,自动导引车应立即停止运行,发出告警信息,等 待人工介人处理。

    6.3.7.7保护电路与系统安全分析

    保护电路与系统安全分析应符合: a)在自动导引车的系统设计时,要对因控制部件故障或程序故障而产生的潜在危险进行分析,适 当增加保护电路,以验证与设计相关的所有潜在危险; b)自动导引车急停时的反向电动势及反向电流不会对其本身产生影响; c)对于电池管理系统,保护电路将电池保持在其正常工作电压阅值范围内进行充电,如果超过正 常限值,保护电路将限制或关闭充电或放电,以防止意外发生。

    通信系统可选用定点光通信,工业级WiFi或者蜂窝式移动通信网络。

    6.3.9人机交互系统

    6.3.9.1液晶触摸屏交互

    至少满足以下要求: a)显示调度系统任务状态; b) 显示自动导引车运行状态; 显示自动导引车安全状态、传感器状态; 显示故障信息; e) 设备简单控制。

    6.3.9.2指示灯交互

    6.3.10自动导引车管理系统

    6.3.10.1远程升级

    自动导引车宜具有远程升级固件程序,包括嵌入式级程序。

    6.3.10.2异常告警

    造商声明的数值,在额定负载的情况下,自动导

    应符合制造商声明的数值,允许误差为士5%。

    应根据应用需求确定,允许误差为士5%。

    应符合制造商规定的最小连续工作时间。

    自动导引车空载运行声压级不应超过75dB。 注:若自动导引车仅被允许在限制区域内使用,此条不适用。

    充电站应满足GB/T5226.1—2019中4.3.2的要求。 自动导引车本体应满足GB/T5226.1一2019中4.3.3的要求

    6.7.1地面环境适应性要求

    自动导引车应在满足以下要求的地面上运行。 a)平面度:自动导引车运行应能通过平面度在1m范围内不小于3mm的路面,自动导引车应 能实现可控的额定速度行驶。 b) 路面坡度:自动导引车运行应能通过坡度不小于0.05的路面,自动导引车应能实现可控的额 定速度行驶。自动导引车应能在路面坡度不小于0.01停车点可靠停止。 C) 台阶高度:自动导引车应能通过台阶高度不小于5mm的路面,应能实现可控的额定速度 行驶。 沟槽宽度:自动导引车应能通过沟槽宽度不小于8mm的路面,应能实现可控的额定速度 行驶。

    6.7.2气候环境适应性要求

    自动导引车在表1环境条件使用、运输和存时,应能保持正常。

    主:特殊环境自动导引车,其环境条件由制造商和用户商

    6.7.3机械环境适应性要求

    自动导引车的组件和控制装置在振动情 环境适应性应满足表2和表3的要求。

    应符合GB/T26154—2010中5.4.2的要求。

    在动力电路导线和保护联结电路间,绝缘电阻不应小于1000Q乘以标称电压值

    /T261542010中5.4

    自动导引车的可靠性用平均无故障工作时间(MTBF)和平均修复时间(MTTR)来衡量, 可由制造商自行规定

    7.1.1试验环境要求

    本文件中除特殊要求外,均在下述条件下进行: 温度:5℃~40℃; b 相对湿度:当最高温度40℃时,相对湿度不超过50%;允许温度降低时,允许更高的相对湿度 (如20℃时相对湿度为90%); c)大气压力:86kPa106kPa。

    7.1.2试验样品要求

    自动导引车符合以下条件: a) 自动导引车系统应按制造商规定的要求组装好,所需的设备安装、调试完毕,试验应在携带典 型任务设备与最大负载状态进行; b) 自动导引车应装备齐全,并按制造商规定充满电:

    动导引车上安装测试仪器,应减少对自动导引车

    7.1.3试验场地要求

    GB/T 207212022

    试验场地应满足制造商规定的使用条件,若无要求 此外,数您 试验场地应满足以下要求: a)地面摩擦因数不大于制造商设计要求; b)i 试验场地的水平部分沿垂直于运行方向的横向坡度不大于2%,运行方向的纵向坡度不大于 ±0.5%; c) 试验场地的坡度部分要满足制造商设计的最大坡度 d)场地整体长度要满 足自: 动导引车加速 程和制动过程所需的长度,

    目视法检查和手动检测外观有无明显的标识和机械伤害(如划痕、裂痕等)。

    7.2.3外壳防护能力试验

    7.2.3.1外壳防护等级试验

    按照GB/T4208规定的外壳防护测试方法进行

    7.2.3.2外壳抗破坏能力试验

    按照GB/T2423.55规定的试验方法进行。

    采用目视法检查接口,查看是否符合6.2的要求

    见法检查机械本体,查看是否符合6.3.1的要求,

    7.4.2.1控制装置

    自动导引车通电并完成自检。根据制造商的规定,让自动导引车持续运行一定时间(或一个 ,检查自动导引车的控制装置是否出现损害或功能障碍。 在自动导引车运行过程中,检查是否可以便捷地通过操作面板控制自动导引车的运行模式和运

    7.4.2.2运动模式

    设置自动导引车进入自动方式,让其接 任务。 设置自动导引车进人手动方式,让其脱 否通过手控装置进行独立操作 网络接收单机控制

    户端的指令,并沿设定的路径执行固定的任务。

    7.4.2.3运动控制

    自动导引车通电并完成自检。检查自动导引车在自动/手动/离线自动模式下的行驶、停止、急停、 复位等运动控制是否正常。

    7.4.2.4负载处理

    自动导引车装载额定负载运行,在任何运行模式下,查看是否出现任何异常

    自动导引车的输入值,或者板外电源或 过制造商规定的额定值土10%以上。 检验方法如下: a)自主充电 自动导引车能自动检测电量,低于制造商声明的阈值时能自动发送充电申请信号,由调度系统 控制自动完成充电; b)电量低自我保护 当自动导引车电量低于制造商 是否声光告警

    7.4.4定位导航系统

    7.4.4.1电磁导航

    在测试场地粘贴或预理导航磁带和地标,自动导引车能够识别地面磁信号,并沿磁带自动运行、停 止及通过地标信息确定运行策略。在以下情况不能影响自动导引车的正常运行: 一当导航磁带连续损毁长度不超过50cm时; 一当磁场强度不低于预设值,

    7.4.4.3光学导航

    在测试场地粘贴色带或线条,自动导引车能够识别地面色带或线条,并沿色带或线条自动运行、停 止确定运行策略。

    7.4.4.4无线电导航

    盖,开构建测试拓补地图 路线及点位,并且确保自动导引车初始定位正确 测试过程:在地图上设置自动导引车运行目标点,采用自动导航模式运行,自动导引车能按指定的 路径准确运行到目标点

    7.4.4.5激光导航

    测试前置条件:在测试场地构建拓扑地图,包括设置运行路线及点位,并且确保自动导引车初始定 位正确。 测试过程:在地图上设置自动导引车导航运行目标点,采用自动导航模式运行,自动导引车能按指 定的路径准确运行到目标点。

    7.4.4.6惯性导航

    测试前置条件:在测试场地构建地图,以及在地图的基础上构建拓扑地图,包括设置运行路线及点 位,并且确保自动导引车初始定位正确。 测试过程:在地图上设置自动导引车导航运行目标点,采用自动导航模式运行,自动导引车能按指 定的路径准确运行到目标点。

    7.4.4.7视觉导航

    7.4.5.1移动部分

    采用目视法检查,查看是否符合6.3.5.1的要求, 通过调度系统给装载额定负载的自动导引车发送移动指令,检查移动部分是否达到制造商声 顺定速度,且运行平稳。

    给排水造价、定额、预算7.4.5.2驱动方式

    采用目视法检查,查看是否符合6.3.5.2的要求。

    7.4.5.3制动方式

    使用机械制动器作为停止手段的自动导引车进行该实验。试验期间,基于室温(25℃)的环境温 度,制动器外表面的温度不高于175℃。制动器不应着火或散发火焰或冒烟。 自动导引车配备有充足电电源,在其额定负载(如适用)时,以最大速度行驶在水平路线上操作。每 30m通过刹车完全停止,测试进行1h,或直至电源到达低电保护为止,两者以最先出现者为准。

    7.4.7安全防范系统

    深圳标准规范范本7.4.7.1障碍物检测

    自动导引车满载,在足够远处加速至最高车速,保持最高车速驶向标准试件。 试验一:A试件(直径200mm,长度600mm)平放在自动导引车运动方向上,其受到的撞击力不大 于750N。 试验二:B试件(直径70mm,高度400mm)垂直立在自动导引车轨迹上,撞击力不大于250N

    自动导引车满载,在足够远处加速至最高车速,保持最高车速驶向标准试件。 试验一:A试件(直径200mm,长度600mm)平放在自动导引车运动方向上,其受到的撞击力 750N。 试验二:B试件(直径70mm,高度400mm)垂直立在自动导引车轨迹上,撞击力不大于250N

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