中華人民共和國(guó)工業(yè)和信息化部JJF(機(jī)械)1057—20212021-12-02發(fā)布2022-04-01實(shí)施機(jī)動(dòng)車(chē)轉(zhuǎn)向機(jī)器人校準(zhǔn)規(guī)范VehicleSteeringRobot歸口單位：中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)起草單位：襄陽(yáng)達(dá)安汽車(chē)檢測(cè)中心有限公司本規(guī)范委托中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)負(fù)責(zé)解釋本規(guī)范主要起草人：劉茹(襄陽(yáng)達(dá)安汽車(chē)檢測(cè)中心有限公司)李昕(襄陽(yáng)達(dá)安汽車(chē)檢測(cè)中心有限公司)參加起草人：涂遠(yuǎn)揚(yáng)(襄陽(yáng)達(dá)安汽車(chē)檢測(cè)中心有限公司)葉仁根(襄陽(yáng)達(dá)安汽車(chē)檢測(cè)中心有限公司)賈瑩瑩(襄陽(yáng)達(dá)安汽車(chē)檢測(cè)中心有限公司)李均勝(襄陽(yáng)達(dá)安汽車(chē)檢測(cè)中心有限公司)蘭燕飛(襄陽(yáng)達(dá)安汽車(chē)檢測(cè)中心有限公司)劉朗(襄陽(yáng)達(dá)安汽車(chē)檢測(cè)中心有限公司)JJF(機(jī)械)1057-2021引言 2引用文件 3概述 4計(jì)量特性 4.1外觀 4.2示值誤差 4.3示值重復(fù)性 5校準(zhǔn)條件 5.1環(huán)境條件 5.2標(biāo)準(zhǔn)裝置 6校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法 6.1外觀檢查 6.2示值誤差校準(zhǔn) 6.3示值重復(fù)性校準(zhǔn) 7校準(zhǔn)結(jié)果表達(dá) 8復(fù)校時(shí)間間隔 附錄A轉(zhuǎn)向力矩示值誤差測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定示例 (6)附錄B轉(zhuǎn)向角度示值誤差測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定示例 (8)附錄C轉(zhuǎn)向盤(pán)角速度示值誤差測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定示例 附錄D校準(zhǔn)證書(shū)或校準(zhǔn)報(bào)告內(nèi)容 JJF(機(jī)械)1057—2021本規(guī)范依據(jù)JF1071—2010《國(guó)家計(jì)量校準(zhǔn)規(guī)范編寫(xiě)規(guī)則》、JJF1001—2011《通用計(jì)量術(shù)語(yǔ)及定義》、JF1059.1—2012《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》等編制。本規(guī)范為首次發(fā)布。JJF(機(jī)械)1057—20211機(jī)動(dòng)車(chē)轉(zhuǎn)向機(jī)器人校準(zhǔn)規(guī)范本規(guī)范適用于新制造、使用中和維修后機(jī)動(dòng)車(chē)轉(zhuǎn)向機(jī)器人(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“轉(zhuǎn)向機(jī)器人”)的校準(zhǔn)。2引用文件本規(guī)范引用了下列文件：JJF1001—2011通用計(jì)量術(shù)語(yǔ)及定義JJF(汽車(chē))07—2008轉(zhuǎn)向力角測(cè)試儀校準(zhǔn)規(guī)范凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本規(guī)范。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本規(guī)范。轉(zhuǎn)向機(jī)器人一般由機(jī)器人主體、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)、轉(zhuǎn)矩反作用機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)矩測(cè)量單元、控制器、電源單元及控制計(jì)算機(jī)組成。轉(zhuǎn)向機(jī)器人目前廣泛應(yīng)用于智能駕駛輔助系統(tǒng) (ADAS)的開(kāi)發(fā)試驗(yàn)、汽車(chē)操縱穩(wěn)定性試驗(yàn)、車(chē)輛動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的測(cè)試試驗(yàn)，代替駕駛員操縱轉(zhuǎn)向盤(pán)，對(duì)車(chē)輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)施加輸入，進(jìn)行精確的、高重復(fù)性的測(cè)量。轉(zhuǎn)向機(jī)器人應(yīng)有唯一性的識(shí)別標(biāo)識(shí)，各部件操作靈活，顯示清晰，不應(yīng)有影響校準(zhǔn)的缺陷。4.2示值誤差4.2.1轉(zhuǎn)向力矩示值誤差要求見(jiàn)表1。轉(zhuǎn)向力矩N·m|轉(zhuǎn)向力矩≤10土0.110<|轉(zhuǎn)向力矩|≤5050<|轉(zhuǎn)向力矩≤15024.2.2轉(zhuǎn)向角度示值誤差要求見(jiàn)表2。50<|轉(zhuǎn)向角度|≤180土2.0士4.0360<|轉(zhuǎn)向角度|≤10804.2.3轉(zhuǎn)向盤(pán)角速度示值誤差要求見(jiàn)表3。轉(zhuǎn)向盤(pán)角速度(°)/s|轉(zhuǎn)向盤(pán)角速度|≤100100<轉(zhuǎn)向盤(pán)角速度|≤3604.3.1轉(zhuǎn)向力矩示值重復(fù)性要求見(jiàn)表4。|轉(zhuǎn)向力矩≤1010<|轉(zhuǎn)向力矩|≤50150<轉(zhuǎn)向力矩≤15034.3.2轉(zhuǎn)向角度示值重復(fù)性要求見(jiàn)表5。轉(zhuǎn)向角度(°)重復(fù)性(°)|轉(zhuǎn)向角度|≤5050<|轉(zhuǎn)向角度|≤1802180<|轉(zhuǎn)向角度|≤3604360<|轉(zhuǎn)向角度|≤1080注：第4章的技術(shù)要求僅供參考。5校準(zhǔn)條件5.1環(huán)境條件環(huán)境溫度：15℃~25℃;3相對(duì)濕度：≤80%。5.2標(biāo)準(zhǔn)裝置要求見(jiàn)表6。5.2.2轉(zhuǎn)向角度校準(zhǔn)裝置：由轉(zhuǎn)向機(jī)器人固定基座要求見(jiàn)表6。標(biāo)準(zhǔn)器名稱(chēng)測(cè)量范圍允許誤差轉(zhuǎn)向力矩校準(zhǔn)裝置轉(zhuǎn)向角度校準(zhǔn)裝置土0.01°6.1外觀檢查采用目視及手動(dòng)操作的方法檢查，結(jié)果應(yīng)符合4.1的規(guī)定。6.2示值誤差校準(zhǔn)校準(zhǔn)前的準(zhǔn)備工作如下：a)將轉(zhuǎn)向機(jī)器人安裝固定在轉(zhuǎn)向力矩校準(zhǔn)裝置上，使標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)向力矩傳感器與其顯示器連接；b)連接電源模塊、控制器、控制計(jì)算機(jī)等轉(zhuǎn)向機(jī)器人正常工作所需配件及線束，使轉(zhuǎn)向機(jī)器人與控制計(jì)算機(jī)通信連接，按轉(zhuǎn)向機(jī)器人說(shuō)明書(shū)的要求進(jìn)行預(yù)熱；c)連接示意圖如圖1所示?？刂朴?jì)算控制計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)向力矩/高電源模塊6.2.2.1設(shè)置轉(zhuǎn)向機(jī)器人校準(zhǔn)參數(shù)，選擇一種運(yùn)動(dòng)模式(推薦正弦模式),設(shè)置限位角度值(不同限位角度對(duì)應(yīng)于不同轉(zhuǎn)向力矩),校準(zhǔn)點(diǎn)一般選擇為轉(zhuǎn)向機(jī)器人轉(zhuǎn)向力矩測(cè)量滿(mǎn)量程的約20%、40%、60%、80%、100%。進(jìn)入校準(zhǔn)程序，激活轉(zhuǎn)向機(jī)器人，并確認(rèn)轉(zhuǎn)向力矩及角度、轉(zhuǎn)向盤(pán)角速度零位。JJF(機(jī)械)1057—20214運(yùn)行校準(zhǔn)程序至轉(zhuǎn)向機(jī)器人轉(zhuǎn)向盤(pán)運(yùn)動(dòng)結(jié)束。程序自動(dòng)記錄轉(zhuǎn)向機(jī)器人與轉(zhuǎn)向6.2.2.4重復(fù)6.2.2.2、6.2.2.3步驟3次，按公式(1)計(jì)算轉(zhuǎn)向機(jī)器人轉(zhuǎn)向力矩各校準(zhǔn)M,——第i校準(zhǔn)點(diǎn)轉(zhuǎn)向機(jī)器人轉(zhuǎn)向力矩3次測(cè)量示值的算術(shù)平均值，N·m;M:——第i校準(zhǔn)點(diǎn)轉(zhuǎn)向力矩校準(zhǔn)裝置示值，N·m。6.2.3.1將轉(zhuǎn)向機(jī)器人與轉(zhuǎn)向角度校準(zhǔn)裝置同軸固定，連接好轉(zhuǎn)向角度校準(zhǔn)裝置的顯示要求選擇)。6.2.3.2進(jìn)入校準(zhǔn)程序，激活轉(zhuǎn)向機(jī)器人，并確認(rèn)轉(zhuǎn)向力矩及角度、轉(zhuǎn)向6.2.3.4按選擇的校準(zhǔn)點(diǎn)平穩(wěn)地轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向機(jī)器人轉(zhuǎn)向盤(pán)至校準(zhǔn)點(diǎn)穩(wěn)定后，錄轉(zhuǎn)向機(jī)器人與轉(zhuǎn)向角度校準(zhǔn)裝置的轉(zhuǎn)向角度示值，每一校準(zhǔn)點(diǎn)重復(fù)測(cè)量3次，按公式(2)計(jì)算轉(zhuǎn)向角度示值誤差。0——第i校準(zhǔn)點(diǎn)轉(zhuǎn)向機(jī)器人轉(zhuǎn)向角度3次測(cè)量示值的算術(shù)平均值，(°);6.2.4.1將轉(zhuǎn)向機(jī)器人與轉(zhuǎn)向角度校準(zhǔn)裝置同軸固定，連接好顯示為60°/s、120°/s、240°/s、360°/s(也可根據(jù)送校單位的要求選擇，可通過(guò)改變?cè)O(shè)置角速度參數(shù)獲得不同轉(zhuǎn)向盤(pán)角速度校準(zhǔn)點(diǎn))。6.2.4.2設(shè)置轉(zhuǎn)向機(jī)器人校準(zhǔn)參數(shù)，選擇一種運(yùn)動(dòng)模式(直線勻速模式),進(jìn)入校準(zhǔn)程序，激活轉(zhuǎn)向機(jī)器人，并確認(rèn)轉(zhuǎn)向力矩及角度、轉(zhuǎn)向盤(pán)角速度零位。角度校準(zhǔn)裝置的轉(zhuǎn)向角度示值曲線，截取轉(zhuǎn)向盤(pán)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的一段時(shí)間間隔，用此段時(shí)間間隔內(nèi)轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度值除以截取的時(shí)間間隔，計(jì)算得出轉(zhuǎn)向機(jī)器人轉(zhuǎn)向盤(pán)角速度@;,同理計(jì)算轉(zhuǎn)向角度校準(zhǔn)裝置的轉(zhuǎn)向角速度w。按公式(3)計(jì)算轉(zhuǎn)向機(jī)器人轉(zhuǎn)向54=@一@10(3)轉(zhuǎn)向機(jī)器人轉(zhuǎn)向力矩示值重復(fù)性的校準(zhǔn)方法同6.2.2,按公式(4)計(jì)算轉(zhuǎn)向機(jī)器人RM=Mimax-Mmin(4)轉(zhuǎn)向機(jī)器人轉(zhuǎn)向角度示值重復(fù)性的校準(zhǔn)方法同6.2.3,按公式(5)計(jì)算轉(zhuǎn)向機(jī)器人7校準(zhǔn)結(jié)果表達(dá)的溯源性及有效性說(shuō)明、測(cè)量不確定度等(詳見(jiàn)附錄D)。8復(fù)校時(shí)間間隔JJF(機(jī)械)1057—20216A.1測(cè)量方法本規(guī)范規(guī)定的測(cè)量方法如6.2.2所述。A.2轉(zhuǎn)向力矩示值誤差數(shù)學(xué)模型——轉(zhuǎn)向機(jī)器人轉(zhuǎn)向力矩3次測(cè)量示值的算術(shù)平均值，N·m;M?——轉(zhuǎn)向力矩校準(zhǔn)裝置示值，N·m。A.3靈敏系數(shù)A.4標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定A.4.1不確定度來(lái)源分析本測(cè)量主要有兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)不確定度，即由轉(zhuǎn)向力矩校準(zhǔn)裝置引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(M?)和由轉(zhuǎn)向機(jī)器人引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(M),其他的不確定度來(lái)源可忽略不計(jì)。A.4.2由轉(zhuǎn)向力矩校準(zhǔn)裝置引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(M?)轉(zhuǎn)向力矩校準(zhǔn)裝置的允許誤差為±0.3%,服從均勻分布。其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度：以轉(zhuǎn)向力矩60N·m校準(zhǔn)點(diǎn)為例，則標(biāo)準(zhǔn)不確定度：u(M?)=0.173%×60N·m=0.104N·mA.4.3由轉(zhuǎn)向機(jī)器人引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(M)A.4.3.1由轉(zhuǎn)向機(jī)器人測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u?(M):以轉(zhuǎn)向力矩60N·m校準(zhǔn)點(diǎn)為例，進(jìn)行10次獨(dú)立、等精度測(cè)量，測(cè)量結(jié)果見(jiàn)表A.1。N·m7u(M)=u(M)=0.01N·mA.6擴(kuò)展不確定度U=2×0.104N·m≈0.21N·mN·m校準(zhǔn)點(diǎn)擴(kuò)展不確定度JJF(機(jī)械)1057—20218轉(zhuǎn)向角度示值誤差測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定示例B.1測(cè)量方法本規(guī)范規(guī)定的測(cè)量方法如6.2.3所述。B.2轉(zhuǎn)向角度示值誤差數(shù)學(xué)模型4——轉(zhuǎn)向機(jī)器人轉(zhuǎn)向角度示值誤差，(°);θ——轉(zhuǎn)向機(jī)器人轉(zhuǎn)向角度3次測(cè)量示值的算術(shù)平均值，(°);B.3靈敏系數(shù)B.4標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定B.4.1不確定度來(lái)源分析本測(cè)量主要有兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)不確定度，即由轉(zhuǎn)向角度校準(zhǔn)裝置引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(θ%)和由轉(zhuǎn)向機(jī)器人引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(θ),其他的不確定度來(lái)源可忽略不計(jì)。B.4.2由轉(zhuǎn)向角度校準(zhǔn)裝置引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(θ?)轉(zhuǎn)向角度校準(zhǔn)裝置的允許誤差為±0.01°,服從均勻分布。其標(biāo)準(zhǔn)不確定度：B.4.3.1由轉(zhuǎn)向機(jī)器人轉(zhuǎn)向角度測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(θ):以轉(zhuǎn)向角度1080°校準(zhǔn)點(diǎn)為例，進(jìn)行10次獨(dú)立、等精度測(cè)量，測(cè)量結(jié)果見(jiàn)表B.1。表B.11080°校準(zhǔn)點(diǎn)轉(zhuǎn)向機(jī)器人轉(zhuǎn)向角度測(cè)量數(shù)據(jù)(°)則單次測(cè)量的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差：實(shí)際測(cè)量中，以3次測(cè)量結(jié)果的算術(shù)平均值為最終測(cè)量結(jié)果，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度：JJF(機(jī)械)1057—20219u(θ)=u(θ)=0.037°B.5合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度U=2×0.04°=0.08°校準(zhǔn)點(diǎn)擴(kuò)展不確定度JJF(機(jī)械)1057—2021轉(zhuǎn)向盤(pán)角速度示值誤差測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定示例C.1測(cè)量方法本規(guī)范規(guī)定的測(cè)量方法如6.2.4所述。C.2轉(zhuǎn)向盤(pán)角速度示值誤差數(shù)學(xué)模型@%——轉(zhuǎn)向角度校準(zhǔn)裝置的轉(zhuǎn)向角速度示值，(°)/s;4——轉(zhuǎn)向機(jī)器人轉(zhuǎn)向角度示值誤差，(°);C.3靈敏系數(shù)C.4標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定C.4.1不確定度來(lái)源分析本測(cè)量主要有兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)不確定度，即由轉(zhuǎn)向機(jī)器人轉(zhuǎn)向角度示值誤差測(cè)量引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度和由轉(zhuǎn)向機(jī)器人內(nèi)部時(shí)基引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度，其他的不確定度來(lái)源可忽略不計(jì)。C.4.2由轉(zhuǎn)向機(jī)器人轉(zhuǎn)向角度示值誤差測(cè)量引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(4)u(4)=0.04°C.4.3由轉(zhuǎn)向機(jī)器人內(nèi)部時(shí)基引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(t)查生產(chǎn)廠商的說(shuō)明書(shū)，轉(zhuǎn)向機(jī)器人內(nèi)部時(shí)基允許誤差為±0.001s,服從均勻分布。其標(biāo)準(zhǔn)不確定度：JJF(機(jī)械)1057—2021C.5合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度C.6擴(kuò)展不確定度取包含因子k=2,其擴(kuò)展不確定度：U=2×0.01°/s=0.02°/s其他校準(zhǔn)點(diǎn)的不確定度評(píng)定同理，表C.1為轉(zhuǎn)向機(jī)器人轉(zhuǎn)向盤(pán)角速度示值誤差測(cè)量結(jié)果不確定度匯總。校準(zhǔn)點(diǎn)擴(kuò)展不確定度結(jié)論：上述分析及計(jì)算得到轉(zhuǎn)向機(jī)器人轉(zhuǎn)向盤(pán)角速度示值誤差測(cè)量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度：附錄D校準(zhǔn)證書(shū)或校準(zhǔn)報(bào)告應(yīng)至少包括以下內(nèi)容：a)標(biāo)題，如“校準(zhǔn)證書(shū)”或“校準(zhǔn)報(bào)告”;b)實(shí)驗(yàn)室名稱(chēng)和地址；c)進(jìn)行校準(zhǔn)的地點(diǎn)(如果不在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行校準(zhǔn));d)校準(zhǔn)證書(shū)或校準(zhǔn)報(bào)告的唯一性標(biāo)識(shí)(如編號(hào)),每頁(yè)及總頁(yè)數(shù)的標(biāo)識(shí)；e)送校單位的名稱(chēng)和地址；f)被校對(duì)象的