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移动机器人寿命评定技术
时间：2021-09-01 09:13:00
来源：上海机器人产业技术研究院
作者：小R
2021年度，中国市场企业整体销售工业应用移动机器人(AGV/AMR）72000台，较2020年增长75.61%，市场销售额达到126亿元，同比增长64%。当前移动机器人行业正处于高速发展阶段，而延长产品的寿命可以提升企业的竞争力，寿命评定试验可以提前了解投入市场后产品能否达到预期的使用时间，暴露产品在寿命周期中可能遇到的故障并进行解决。
在移动机器人的寿命周期中，会受到各种环境应力的影响，包括温度、湿度、振动、冲击等，均会影响其使用寿命。例如一些移动机器人在不同的路面和障碍物行走时，由路面不平整引起的振动和冲击会造成零部件失效。
▲图：移动机器人
针对移动机器人的寿命评定问题，上海机器人产业技术研究院负责起草了《移动机器人寿命测试与评定》（立项号：CEEIA2021052）团体标准，适用于移动机器人，包括商用机器人、导引机器人、送餐机器人等，目前已完成标准送审。下面介绍移动机器人在进行寿命测试与评定时的寿命指标、样品要求、试验时间、加速试验条件确定、寿命数据处理方法等。
▍寿命评定指标
移动机器人的寿命评定指标可参考受试样品的寿命设计值确定。
▍样品要求
受试样品数量一般不应少于二台。优先采用整机进行寿命评定，也可以采用零部件进行寿命评定。
▍试验时间
在模拟实际使用试验条件下，移动机器人寿命评定中所有样品最少的试验总时间计算如下：
N—— 受试样品数量；
T0—— 受试样品寿命评定指标；
K ——工程经验系数，取值为1.5左右；假设寿命服从威布尔分布，可以通过理论分析法确定系数K，用于估计试验时间。
单台样品的试验时间选取应不少于To ,采用定时截尾方案进行试验。
▍加速试验条件
移动机器人寿命试验条件应尽可能真实地模拟移动机器人的实际使用条件，包括使用环境条件、工作条件和维护条件。试验条件应根据移动机器人的使用剖面来制定，分析影响移动机器人寿命的环境应力和工作应力，优先选用移动机器人在实际使用中的实测应力数据。对于可以进行加速的应力，可采用加速试验的方法来缩短试验时间。
加速模型选择
常见应力加速模型如下：
● 高温老化寿命试验选择Arrhenius模型；● 温度循环热疲劳寿命试验使用Coffin-Manson模型；
● 湿热腐蚀老化试验使用peck模型；● 振动疲劳寿命试验使用逆幂律模型；● 其他工作应力加速模型。
加速应力试验时间根据寿命评定指标、应力类型、加速因子来确定，一般情况下是每种加速应力的试验时间分别通过样品试验时间与加速因子进行计算。
▍寿命数据处理方法
寿命数据处理分三种情况：样品无故障、部分样品发生故障、所有样品均故障。根据所有样品的累计试验时间与系数K进行寿命计算。
以上是移动机器人寿命测试与评定的主要内容，欢迎感兴趣的朋友与我们探讨。目前《移动机器人寿命测试与评定》（立项号：CEEIA2021052）正在修订过程中，欢迎感兴趣的企业与我们联系参与标准验证。
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