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家用智能扫地机器人性能测试方法(征求意见稿)
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图1方形区域清扫能力测试场地设置

图2出发位置和朝向

图3边角清扫能力测试场地设置

图4障碍翻越能力测试场地布置

图5防跌落能力测试场地布置

图6爬坡能力测试场地布置

图7返回充电底座准确度测试场地布置
1范围
  本标准适用于家庭或类似条件下使用的扫地机器人。
  本标准的目的是指出扫地机器人的性能特征并描述测量这些性能特征的方法。
2规范性引用文件
  下列文件中的条款通过引用而成为本部分的条款,凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单或修订版均不适用于本部分。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本部分。
  国际电工委员会62929:2014家用清洁机器人干燥清洁:性能测量方法(IEC62929:2014Cleaningrobotsforhouse-holduseDry-cleaning:Methodsofmeasuringperformance)
  国际电工委员会60704-1:2010家用和类似用途电器空气传播噪音的测试规程 第1部分:通用要求(IEC60704-1:2010HouseholdandsimilarelectricalappliancesTestcodeforthedeterminationofairborneacousticalnoisePart1:Generalrequirements)
  QB/T4833-2015家用和类似用途清洁机器人
3术语及定义
  下面给出的术语和定义适用于本标准。
3.1扫地机器人 (cleaningrobot)
  无需人工干预而能在指定边界的家庭环境内自主运行的地面清扫器具。
  注1:扫地机器人包括一个可移动体并可有一个充电底座或其他辅助运行的附件。
3.2清扫头 (cleaninghead)
  扫地机器人底部的进风口。
3.3充电底座 (dockingstation)
  可提供手动或自动电池充电装置的扫地机器人辅助功能单元。
3.4灰尘盒 (dustreceptacle)
  扫地机器人内用于收集灰尘的容器。
3.5覆盖率 (coveragepercentage)
  扫地机器人在规定区域和时间内清扫面积与该区域总面积之比。
4一般要求
4.1除非在本部分或本标准其他部分内另有规定,扫地机器人应在下列正常工作条件下进行:
  ——10℃-30℃的环境温度下试验;
  ——相对最大湿度为40%-70%。4.2除非在本部分或本标准其他部分内另有规定,试验进行前扫地机器人、充电底座及任何附件应被使用并调整到与制造商的使用说明的普通运行相一致,并且扫地机器人运行模式只能在试验前根据制造商印制的使用说明选择和调整来适合要被清扫的环境。4.3全新扫地机器人的磨合
  一个全新的扫地机器人的初次试验之前应在一块干净的硬地板上持续运行至少10分钟,以确保充分的磨合。
5清扫能力
5.1方形区域清扫能力
  5.1.1概述
  本节规定了扫地机器人在方形区域内的清扫能力测试方法。本项测试中扫地机器人在无障碍的开放区域中按其自主的路线移动。由于扫地机器人存在不同的导航策略,测试以清扫率和清扫时间作为成绩结果,以便能在不同产品间比较。
  5.1.2测试场地
  测试场地为图1规定的2000mm×1150mm方形区域,测试区域四周的侧板高度为300mm以上。在测试区域中间1300mm×500mm范围内散布测试灰尘。
  5.1.3测试准备
  5.1.3.1地板的预处理
  每次测试前地板应进行预处理,清除掉地板上残留的灰尘。
  5.1.3.2扫地机器人的预处理
  如果扫地机器人设计为使用一次性灰尘盒,则应在每次测试前装上一支新的灰尘盒。如果扫地机器人带有一支可重复使用的灰尘盒,每次测试前需将其清理干净,直到其重量与原始重量的偏差在1%以内。
  纺织物灰尘盒清洗时禁止用刷子及水洗。塑料灰尘盒应按照说明书要求清洗,如果水洗则应在测试前充分晾干。
  扫地机器人任何可更换的过滤装置和灰尘收集部件等在测试时均应按使用说明预先安装准备好。
  每次测试运行前电池应在满电状态。
  5.1.3.3测试灰尘的散布
  测试灰尘使用GB/T20291.1-2014中7.2.2.1规定的1型矿物灰尘。
  测试灰尘按50g/m2散布在灰尘区域内,应尽可能的均匀。
  5.1.4测试方法
  测试前将灰尘盒称重并记录质量m0,I,j。
  将扫地机器人依次放置在图2所示的两个出发位置分别运行测试。每个位置重复三次运行。
  出发位置1:位于左下角,初始方向与测试场地长边平行。
  出发位置2:位于右下角,初始方向以45°角指向测试场地内。
  扫地机器人应根据测试场地的情况设置在最佳的工作模式。该模式应是用户可用的普通模式之一,工作模式应记录在测试结果中。
  如果扫地机器人在15分钟内停止清扫工作,则测试完成并记录运行时间。
  如果15分钟后扫地机器人仍在工作,则应停止其运行,运行时间记录为15分钟。
  扫地机器人停止后,取出灰尘盒称重,记为mf,i,j。

  计算灰尘清扫率:
  Ki,j=(mf,i,j-m0,i,j)/mD×100%
  其中:
  Ki,j—— 起点为Si的第j次清扫率;
  mf,i,j—— 起点为Si的第j次运行后灰尘盒重量;
  m0,i,j—— 起点为Si的第j次运行前灰尘盒重量;
  mD—— 散布在灰尘区域内的灰尘重量。

  起点Si的清扫率计算:Ki=Ki1+Ki2+Ki3
  起点Si的运行时间计算:ti=(ti,1+ti,2+ti,3)/3
  总体清扫率取两个位置的平均值:K=(K1+K2)/2
  总体运行时间计算:t=(t1+t2)/2
5.2边角清扫能力
  5.2.1测试场地
  测试场地为图3规定的区域,测试区域四周的侧板高度为300mm以上。
  5.2.2测试准备
  5.2.2.1地板的预处理
  同5.1.3.1。
  5.2.2.2扫地机器人的预处理
  同5.1.3.2。
  5.2.2.3测试灰尘的散布
  测试灰尘使用GB/T20291.1-2014中7.2.2.1规定的1型矿物灰尘。
  测试灰尘按50g/m2散布在沿测试区域上边沿宽50mm的带状范围内,应尽可能的均匀。
  5.2.3测试方法
  测试前将灰尘盒称重并记录质量m0,i。
  将扫地机器人放置在测试区域右下角并以三个不同的方向出发分别运行测试。
  出发位置1:位于右下角,初始方向与测试场地长边平行。
  出发位置2:位于右下角,初始方向以45°角指向测试场地内。
  出发位置3:位于右下角,初始方向与测试场地短边平行。
  扫地机器人应根据测试场地的情况设置在最佳的工作模式。该模式应是用户可用的普通模式之一,工作模式应记录在测试结果中。
  如果扫地机器人在15分钟内停止清扫工作,则测试完成并记录运行时间。
  如果15分钟后扫地机器人仍在工作,则应停止其运行,运行时间记录为15分钟。
  扫地机器人停止后,取出灰尘盒称重,记为mf,i。
  计算边角清扫率:Ki=(mf,i-m0,i)/mD×100%
  其中:
  Ki—— 起点为Si的边角清扫率;
  mf,i—— 起点为Si的运行后灰尘盒重量;
  m0,i—— 起点为Si的运行前灰尘盒重量;
  mD—— 散布在灰尘区域内的灰尘重量。

  总体边角清扫率取三个位置的平均值:
  K=(K1+K2+K3)/3
  总体运行时间计算:t=(t1+t2+t3)/3
5.3清扫覆盖率
  5.3.1测试场地
  将一间面积约20m2的房间作为测试场地,模拟家庭环境布置沙发、桌子、凳子、小家电等家庭常用器具。
  5.3.2测试方法
  测试分别在3个起始位置进行,共3次测试。
  每次测试前应确保扫地机器人充满电。
  测试应持续运行至说明书规定的清扫工作完成或最长不超过30分钟。
  清扫工作完成包括:
  ——扫地机器人出现指示清扫周期结束的信号;
  ——在地板上停止动作超过3分钟。
  如扫地机器人因为清扫工作完成而停止运行则测试结束。如因卡死、死机等其他原因停止运行,则允许最多一次人为干预使其继续测试。
  一定时间内扫地机器人覆盖率计算:
  C(t)={A(t)/A}×100%
  其中:
  C(t)—— 一定时间内的覆盖率;
  t—— 运行时间;
  A(t)—— 某一时间内清扫头覆盖的面积;
  A—— 可覆盖的测试区域总面积。
6运动能力
  本章规定了扫地机器人的运动能力测试方法。
  每次运行前电池应按制造商使用说明完全充电。
  每次测试前应将场地恢复至初始状态。如对尺寸有疑问,应利用测量工具对尺寸进行复核。
6.1障碍翻越能力
  6.1.1试验台
  试验台如图4所示。
  尺寸:长1800mm宽900mm
  6.1.2测试方法
  扫地机器人头部正向金属压线条。按照说明书规定的各个模式分别运行,运行时间为5min,确认其是否能越过压线条。
6.2脱困能力
  扫地机器人应具备一定的脱困能力。
  设置一个U型测试区域,将扫地机器人放置该区域并开机运行,测试其是否能脱离该区域继续工作。如能脱离,记录其脱离时间;5min内无法脱离的,结束测试。
  在区域内指定位置按照指定方向开启扫地机器人,进行本次脱困测试。
  该试验重复进行三次,记录每次测试结果。
6.3防缠绕能力
  扫地机器人应具备一定的防缠绕能力。
  6.3.1测试方法
  在规定的2000mm×1150m方形区域内,在测试区域长边中间位置高度50mm处固定三根长度为1000mm的棉线,棉线自然下垂,落地部分自然伸长分布在区域内地板上。于指定位置开启机器人,使其垂直通过棉线分布区域。观察扫地机器人遇到地上的绳线时是否发生缠绕,缠绕后能否顺利挣脱。如果缠绕持续3分钟尚未挣脱或扫地机器人因为缠绕停止清扫,认为其不具备防缠绕能力。持续5分钟的测试中,如果扫地机器人经过棉线分布区域且未缠绕,或者缠绕后脱困、缠绕后未能脱困,则结束该次测试。
  该试验重复进行5次。
  以相同的方法测试对单根手机充电线、单根网线的防缠绕能力,手机充电线、网线长度均为1000mm。
  6.3.2测试结果
  针对每一种绳线或充电线、网线,在5次试验中记录扫地机器人下列可能出现的情况的次数:
  不发生缠绕:扫地机器人在5次试验中,通过棉线均不发生缠绕。
  缠绕后脱困:扫地机器人缠绕后能脱困,并继续清扫。
  缠绕后不能脱困:扫地机器人缠绕后不能脱困,处于完全被缠绕的状态。
  缠绕后不能脱困但能自动停止:扫地机器人完全被缠绕后,自动停止清扫。
6.4防碰撞能力
  6.4.1测试验场地
  采用图4所示带金属压线条的工作台,在其中一条长边围栏上张贴长度1800mm、宽度200mm、厚度15mm以上的松木板。
  6.4.2测试方法
  将扫地机器人放置于测试模拟区域内指定位置并开启,持续30min或自动停止为止,观察并记录松木板因碰撞导致的受损情况。
  6.4.3测试采用充满电的扫地机器人。
6.5防跌落能力
  6.5.1试验台
  试验台如图5所示。承载面为正方形,高度为100mm,其边长900mm。其表面为接缝平整的实木地板,边角为90度。掉落地板应为瓷砖或钢板等刚性地面,且掉落点周围无杂物。
  6.5.2测试方法
  将清洁机器人放置在试验台中央,按照说明书规定的运行模式启动清洁机器人运行10min,确认其是否跌落和卡死。试验期间如出现卡死,可人为干预最多2次使其继续,否则终止试验。
  100mm测试完毕后,将台面高度调整为50mm、150mm,按以上方法各测试1次。
  在以上试验期间机器人如掉落,观察扫地机器人是否有油漆掉落、外壳破损等物理损坏,开机运行观察其功能是否得到保持。
6.6爬坡能力
  6.6.1试验斜坡
  试验斜坡如图6所示。斜坡坡度15°,长度1000mm。
  6.6.2实验方法
  将扫地机器人放置于斜坡底部,观察扫地机器人能否顺利通过斜坡。机器人前端到达斜坡顶部即记录为顺利通过斜坡。
  如果扫地机器人顺利通过,则按照3°的梯度逐次增加斜坡坡度,测试扫地机器人最高能通过的坡度。最高测试角度不超过21°。
7回位准确度、遥控灵敏度
7.1回位准确度-返回充电底座
  7.1.1本项目适用于带自动返回充电功能的扫地机器人。
  7.1.2试验场地
  长度5000mm,宽3000mm,高度300mm。
  7.1.3测试方法
  扫地机器人放置在以充电底座为中心,半径分别为1000mm和2000mm的半圆弧上,如图7所示。每个位置点和充电座的连线与充电座所在场地侧边成0°、45°、90°、135°、180°夹角。将机器人放置在离充电座1000mm的位置上,给出返回指令,观察并记录其能否在3分钟内与充电底座对接并成功充电。在每个位置试验4次,清洁机器人的头部放置方位分别和充电座连线逆时针成0°、90°、180°和270°。在离充电底座2000mm的位置上重复以上试验,运行时间为5min。在10个位置上共进行40次,按照公式计算对接成功率。
  注:如果测试工程中,清洁机器人将充电底座推理原位置0.1m以上,应做记录;如果推离0.5m以上,则记为对接未成功。
  P=(40-M)/40×100%
  其中:P为对接成功率;M为失败总次数。
7.2回位准确度-返回清扫点
  7.2.1本项目适用于具备返回清扫点功能的扫地机器人
  7.2.2测试场地
  采用5.2清扫覆盖率项目所规定的房间,在清洁地面进行。
  7.2.3测试方法
  将充满电的扫地机器人置于场地,开启清扫功能。当其运行至指定位置时,给出返回指令使其返回充电,并记录其返回前所处区格。
  待其充电完成后,记录其是否移动至充电前清扫位置继续清扫工作。共设置2个指定位置,每个指定位置试验3次,共计试验6次。
  计算返回清扫点成功率:Q=(6-N)/N×100%
  其中:Q为返回清扫点成功率;N为失败总次数
7.3遥控灵敏度
  7.3.1本项目适用于带遥控功能的扫地机器人。
  7.3.2测试方法
  将遥控器放置于离扫地机器人距离为说明书规定最远处,依次操作遥控机器人各功能键,确认清洁机器人是否能完成对应功能。
8电池续航能力
8.1测试场地
  采用5.2清扫覆盖率项目所规定的房间,在清洁地面进行。
8.2测试方法
  每次测试前应确保扫地机器人充满电。测试过程中,机器人仅保留最基本的清扫功能,附加功能(如杀菌功能等)全部关闭。如附加功能无法关闭,对相应情况进行记录。
  扫地机器人在指定位置开始运行,机器人因为电池电量不足返回底座充电时测试结束,记录工作时间。如测试过程中因卡死、死机等其他原因停止运行,则人为干预使其继续测试,该操作应进行记录。
9杀菌功能
9.1本项目适用于带杀菌功能的扫地机器人。9.2测试场地
  设置一U型凹槽,凹槽上部用薄玻璃盖住。在凹槽内间隔100mm放置5个经阳性标准菌种人工污染的实验器材,编号分别为1-5。
9.3扫地机器人预处理
  扫地机器人底部应保持清洁,杀菌窗口应保持初始状态,避免因粉尘或其他污染对测试结果造成影响。
  扫地机器人测试前应完全充电。
9.4测试方法
  将扫地机器人放置于凹槽上部指定位置,使其驱动轮跨越凹槽,且杀菌窗口全部覆盖凹槽。手动开启扫地机器人杀菌功能及清扫功能(其他功能应关闭),使其沿着凹槽前进。前进过程中杀菌窗口应逐一覆盖1至5号器材。
  扫地机器人从5号器材上方通过后,第一轮测试结束。30秒后,立即进行第二轮测试。以此方式重复进行20轮测试。
  分别在第1轮、第3轮、第5轮、第10轮、第20轮测试结束后,立即取出1至5号器材,测试其菌落浓度,分别记录为m1、m3、m5、m10、m20。
  具体实验方法参照《消毒技术规范》2002版执行。
9.5测试应使用完全充电的扫地机器人。
10噪音
  噪音测试参照标准IEC60704-1:2010进行。
11电池组可用容量
  本项目测试的容量为扫地机器人配置的电池组按照其标配的充电底座充电后的实际容量。该容量不仅取决于构成电池组的单体电池容量大小,还取决于扫地机器人电池管理系统的实际情况(如充电截止状态判断,放电保护电压等)。
  选取未经使用的电池组按照以下方式测试。
  将扫地机器人配置的电池组放在扫地机器人内,通过扫地机器人配置的充电底座按正常使用的方式对电池组充电,直至指示灯显示电池组完全充满电。取出电池组,并在1至4小时内进行容量测试。按电池组额定容量的0.2倍(0.2C)电流恒流放电,放电至指定的截止电压时停止放电,记录放电时间,计算电池组实际测试容量。
  对于实测容量未达到额定容量的电池组,降低截止电压,重复测试。如果经两次复测仍未达到额定容量的,不再复测。
  其中,截止电压按以下方式确定:18650单体锂电池组成的电池组,其截止电压按照单体电池3V,依据电池组组成形式计算;镍氢单体电池组成的电池组,其截止电压按照单体电池1V,依据电池组组成形式计算。
  复测时,截止电压按以下方式确定:18650电池组截止电压按照单体电池2.75V(第二次复测时取2.5V),依据电池组组成形式计算;镍氢电池组按照单体电池0.9V,依据电池组组成形式计算。
  如果电池组放电保护电压高于以上截止电压,则在保护电路动作时终止测试。



  

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