▍背景

1、振动冲击有哪些危害

随着移动机器人的使用场景越来越复杂，产品在寿命周期内受到振动冲击的场景越来越多，例如扫地机器人在地毯上的随机振动、过门槛时的冲击等，而振动冲击环境会造成结构变形、接插件松动、电路板损坏等。在寿命周期内重复应力作用下，会引起疲劳损伤累积，造成失效，因此需要考核移动机器人的振动疲劳寿命。

移动机器人（图片来源网络）

2、振动冲击条件怎么制定

在没有进行路谱采集时，企业一般会参考GB/T 2423等相关标准的试验条件进行试验。

移动机器人使用场景比较复杂，标准里面的试验条件与实际使用场景很难匹配，会出现欠试验或过试验的情况，也很难体现寿命周期内的载荷累积损伤。

通过进行路谱采集，采集机器人在各种典型工况下的加速度信号，通过频域分析得到振动的功率谱密度曲线以及冲击响应谱，再根据典型使用场景和相应工况下的使用时间制定振动耐久试验条件。

▍标准

针对移动机器人的使用场景，上海机器人产业技术研究院起草了团体标准《T/CEEIA555-2021 移动机器人振动与冲击试验条件确定方法》，目前已发布并通过标准验证。

▍流程

振动与冲击试验条件流程

1、数据采集

a用户使用场景：充分调研服务机器人的用户使用场景，使用场景包括不同的行走路面、越过障碍物、沟槽等，根据使用场景确定测量场景。

移动机器人测试使用场景

b测量工况：应明确不同的测量场景对应的测量工况，如速度、承重载荷、转弯等。

c测点位置：包括测量地面到整机的基础输入信号（整机底盘信号，用于整机振动试验条件）以及关键零部件位置（用于零部件振动试验条件）。采样部位的选择，应考虑样品试验时安装方式，确保振动/冲击试验与使用场景的一致性。

d采集次数：每种采集场景和工况组合的采集次数不少于三次。

2、数据归纳

随机振动数据归纳方法参见 GB/T 4797.9-2021，即使用正态误差限方法对多次采集的信号进行归纳，推荐使用95/50限，即每个频率点的NTL取值将超过至少95％全部采集信号该频率点的PSD值，置信度为50%。

NTL归纳后会得到一条不平滑的包络线，可以使用一系列直线对其进行平滑。

3、条件确定

振动耐久试验条件与产品在规定使用时间内引起的疲劳损伤等效的试验条件。

由于试验时间过长，可使用加速模型缩短试验时间，一般情况下可缩短为每方向1~2h。

振动加速模型

▍设备

1、三轴加速度传感器

加速度传感器主要参数包括测试量程、频率范围、灵敏度等，目前配备的传感器参数为：量程士50gpk，灵敏度100mv/g，频率范围1Hz~5KHz。

2、多通道数据采集仪

目前配备的多通道数据采集仪支持32通道输入，每通道24位AD转换，耦合方式包括ICP、AC、DC，每通道更高的采样频率大于100KHz。

▍联系我们

欢迎对路谱采集感兴趣的朋友与我们探讨。