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中小学教学机器人技术规范

1范围

本文件规定了中小学教学机器人的术语和定义、分类、产品组成、要求、试验方法、检验规则、标志、使用说明书、包装、运输及储存。

本文件适用于中小学校开展信息技术学科教学、帮助学生学习计算机编程知识使用的机器人。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其必威体育精装版版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T4208—2017外壳防护等级（IP代码）

GB4706.1—2005家用和类似用途电器的安全第1部分：通用要求

GB6675.1—2014玩具安全第1部分：基本规范GB8898音频、视频及类似电子设备安全要求

GB/T9254—2008信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法GB/T9969工业产品使用说明书总则

GB/T12643—2013机器人与机器人装备词汇

GB/T13384机电产品包装通用技术条件

GB/T17618—2015信息技术设备抗扰度限值和测量方法

GB/T26125电子电气产品六种限用物质（铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯和多溴二苯醚）的测定

GB/T26572电子电气产品中限用物质的限量要求

GB31241—2014便携式电子产品用锂离子电池和电池组安全要求GB/T33265—2016教育机器人安全要求

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。3.1

教学机器人teachingrobots

服务中小学信息技术课程，帮助学生学习计算机编程知识而专门设计的一种机器人，能展示机器人的机械结构、运动特征、功能关系，实现学生设计、组装、编程、运行机器人。

[来源：GB/T33265—2016，3.2，有修改]

3.2

教学轮式机器人teachingwheeledrobot

满足中小学计算机编程教学需求，利用轮子实现移动的移动机器人，包括两轮式、三轮式、四轮式、全方向式。

[来源：GB/T12643—2013，3.16.1，有修改]

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3.3

教学人形机器人teachinghumanoidrobot

满足中小学计算机编程教学需求，具有躯干、头和四肢，能模仿人类外观、形态和行为的机器人。[来源：GB/T12643—2013，3.17，有修改]

3.4

机器人传感器robotsensor

用于获取机器人控制所需的内部和外部信息的传感器。

4产品分类

教学机器人按产品形态可分为教学轮式机器人和教学人形机器人。

5产品组成

5.1教学轮式机器人由轮形本体、机器人传感器、控制系统、执行模块、通讯模块、编程软件、教学资源组成。

5.2教学人形机器人由人形本体、机器人传感器、控制系统、执行模块、通讯模块、编程软件、教学资源组成。

6功能要求

6.1运动能力

6.1.1教学轮式机器人可进行动作编程，运动方式不少于移动、寻迹、寻光、避障、跟随、定位，编程后，达到以下要求：

——运行速度不超过500mm/s，不小于10mm/s。

6.1.2教学人形机器人可进行动作编程，运动方式不少于行走、转向、翻滚、俯卧撑、跳舞、肢体稳定支撑，可进行动作编程，达到以下要求：

——行走速度不超过10mm/s，单次行走距离不低于1000mm；——感知障碍物的有效距离在100mm以上；

——爬坡的角度不低于15°;——转弯半径不低于20mm；

——跟随角度：依据使用者的声音拾音来旋转机器人的方向，旋转方向的角度与使用者之间不低于±20°的角度差；

——在满电量下，连续工作运动时间不低于20min。

6.1.3教学人形机器人应具备物品抓取功能，手形抓取不少于两个，可以完成但不限于手部直接抓取、动作抓取，编程后，达到以下要求：

——抓取机构夹角不低于30°。

6.2机器人传感器

6.2.1教学轮式机器人应包含以下机器人传感器：

——触碰传感器，能够感应机器人与外界发生碰撞信号的有无；

——红外传感器，能够感应目标辐射的红外线，利用红外线的物理性质对外界物体进行测量；

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——灰度传感器，能够检测目标物体的黑白度；

——火焰传感器，能够用来探测火源或其它一些波长在700nm～1000nm范围内的热源；——声音传感器，能够检测声音的有无；

——超声波传感器，能够发射、接收超声波，碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射回波，碰到活动物体能产生多普勒效应；

——图像传感器，能够采集图像信息，并进行运动控制和识别物体，完成相应功能