机器人时代真的来临了吗？服务型机器人电磁兼容EMI测试方法学习

今年8月，在雷军2022年度演讲中，小米发布全尺寸人形仿生机器人“CyberOne”，内部称为“铁蛋”。而就在几天前，特斯拉宣布在9月30日推出人形机器人Optimus（擎天柱）原型机，马斯克表示这是特斯拉今年“最重要的产品”。

根据中国电子学会发布的《中国机器人产业发展报告（2021年）》，2021年我国机器人市场规模约839亿元，其中工业机器人市场规模约为445.7亿元，占比53.1%；服务机器人市场规模约为393.3亿元，占比约为46.9%。

　为了更好地推进国内机器人产业发展，建设机器人标准体系，由国家标准化管理委员会牵头、多家检测机构与机器人制造企业共同制定了GB/T 37284-2019《服务机器人电磁兼容通用标准发射要求和限值》。本文介绍了服务机器人EMC测试中的EMI部分的方法及要求。

 

一、试验一般要求

　　1、服务机器人分类

　　服务机器人根据安装方式的不同，可以分为【移动式服务机器人】和【固定式服务机器人】。

　　2、试验条件及试验项目，参考表1。其中，清洁机器人和空气净化机器人的EMC要求请参考第三节内容。

表1 服务机器人试验说明

 

二、测试项目

　　1、传导发射

　　1.1 限值

　　1.1.1 电源端口传导发射限值

表2 电源端口传导发射A级限值

表3 电源端口传导发射B级限值

1.1.2 电信端口传导发射限值

表4 电信端口传导发射A级限值

表5 电信端口传导发射B级限值

　1. 2 试验布置

图1 台式服务机器人传导发射试验布置

图2 落地式服务机器人传导发射试验布置

图3 组合式服务机器人传导发射试验布置

　　2、辐射发射

　　2.1限值

　　2.1.1 1GHz以下的限值

表6 辐射发射A级限值

表7 辐射发射B级限值

　　2.1.2 1GHz以上的限值

表8 辐射发射A级限值(3m测量距离)

表9 辐射发射B级限值(3m测量距离)

　　注：

　　1，如果服务机器人最高内部工作频率低于108MHz，则测量到1GHz;

　　2，如果服务机器人最高内部工作频率在108MHz~500MHz，则测量到2GHz;

　　3，如果服务机器人最高内部工作频率在500MHz~1GHz，则测量到5GHz;

　　4，如果服务机器人最高内部工作频率高于1GHz，则测量到最高频率的5倍或6GHz，取两者中较小者;

　　2.2 试验布置

图4 台式服务机器人辐射发射试验布置

图5 移动式服务机器人辐射发射试验布置

　　3、谐波电流

　　3.1 限值

　　参考GB 17625.1、GB/T 17625.8规定的谐波电流发射限值。

　　2.3.2 测试状态

图6

     4、电压波动和闪烁

　　4.1 限值

　　参考GB/T 17625.2、GB/T 17625.7规定的电压波动与闪烁限值。

　　2.4.2 测试状态

图7

 

三、清洁机器人和空气净化机器人的EMC要求

　　1、传导发射测试限值

表10 电源端口传导发射测试限值

　　2、30MHz~1000MHz辐射骚扰测量

　　按照方法A或B，对受试设备在30MHz~1000MHz频率范围内的发射进行评估，如图8所示。

图8 30MHz~1000MHz发射测量流程图

　　A、在30MHz~230MHz频段内，清洁机器人要满足表11的限值。如果同时满足A.1和A.2，则认为扫地机器人在300MHz~1000MHz频段内符合标准要求，无需进行测试。

　　A.1 被测设备在频率范围为200MHz~300MHz的所有发射值低于限值(表11)减去相应裕量(表12);

　　A.2 最大时钟频率小于30MHz。

　　如果不满足A.1和A.2的任一条，则需进行300MHz~1000MHz频段的辐射测量(表13)，同时30MHz~300MHz需满足骚扰功率的限值(表11)

　　B、30MHz~1000MHz的辐射骚扰限值如表13所示

表11 骚扰功率限值

表12 骚扰功率测量裕量

表13 辐射骚扰限值