GBT 44251-2024 腿式机器人性能及试验方法标准立项发展报告

腿式机器人性能及试验方法标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:LeggedRobotPerformanceandTestMethods摘要关键词：腿式机器人；性能评价；试验方法；国家标准；标准化；机器人产业Keywords:LeggedRobot;PerformanceEvaluation;TestMethods;NationalStandard;Standardization;RoboticsIndustry一、引言（一）研究背景腿式机器人是模拟生物运动方式、通过多自由度腿部机构实现移动的机器人系统。与传统轮式或履带式机器人相比，腿式机器人具有离散落足点、地形选择性高、运动灵活性好等显著优势，能够在复杂非结构化环境中实现高效移动。近年来，随着高性能伺服驱动技术、先进控制算法以及人工智能技术的深度融合，腿式机器人在运动速度、负载能力和动态稳定性等方面取得长足进步，越来越多的产品已从实验室走向实际工程应用。然而，与行业的快速发展形成鲜明对比的是，腿式机器人的标准化工作明显滞后。国内外虽然已有部分涉及机器人安全、术语等基础标准，但针对腿式机器人特有的运动性能——如行走速度、越障高度、爬坡能力、抗冲击性能、姿态稳定性以及续航能力等——缺乏统一规范的测试和评价方法。这一标准空缺导致不同制造商生产的产品在性能表征上口径不一，用户无法基于客观数据进行产品选型与横向比较，招标采购及质量验收环节缺乏权威的技术依据。（二）标准立项的必要性与紧迫性1.产业发展的内在需求：腿式机器人已形成一定的产业规模，亟需统一的标准体系来规范产品指标声明、检测方法和质量分级，以实现产业发展的良性循环。2.政策环境的有力支撑：近年来，国务院及相关部门陆续出台《"十四五"机器人产业发展规划》《国家标准化发展纲要》等文件，明确提出加强机器人领域标准体系建设。2023年，工业和信息化部发布《人形机器人创新发展指导意见》，进一步强调开展机器人检测评估方法研究的战略意义。GB/T44251-2024的制定与发布，是上述政策精神在腿式机器人细分领域落地实施的具体体现。3.国际标准竞争的战略需要：目前国际标准化组织（ISO）在腿式机器人领域尚未形成系统性的标准体系，我国率先制定并发布相关国家标准，有助于抢占国际标准制定的先机，增强我国在机器人标准化领域的国际话语权和影响力。二、标准编制总体情况（一）标准基本信息-标准编号：GB/T44251-2024-标准名称：腿式机器人性能及试验方法-英文名称：LeggedRobotPerformanceandTestMethods-标准性质：推荐性国家标准-发布机构：国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会-ICS分类号：25.040.30（工业机器人、机械手）-发布日期：2024年7月24日-实施日期：2025年2月1日（二）编制原则本标准的编制遵循了以下基本原则：第一，科学性原则。标准中涉及的性能指标体系和试验方法均建立在大量理论分析与实验验证基础上，广泛参考了国内外已有的研究成果与工程实践经验，确保指标设置的合理性和试验方法的可操作性。第二，适用性原则。充分考虑了腿式机器人产品多样化和技术迭代快的特点，在指标体系设计中兼顾了不同类型的腿式机器人（双腿、四足、六足等多足构型）的共性特征，以适用性和可扩展性为重要考量，既面向当前主流技术形态，也为未来的技术升级预留了空间。第三，规范性原则。标准编制严格遵守GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的要求，确保标准文本结构的规范性和表述的准确性。（三）编制过程该标准自立项启动以来，经历了草案编制、广泛征求意见、专家技术审查、报批公示等阶段。起草组汇聚了来自标准化科研机构、知名高校、机器人制造企业和权威检测机构的专家力量，通过对国内外数十款典型腿式机器人产品进行测试验证，积累了丰富的实测数据，为各项技术指标的确定提供了充分的数据支撑。同时，起草组还系统梳理了ISO8373《机器人词汇》、GB/T12643《机器人与机器人装备词汇》等相关标准，确保本标准的术语定义与既有标准体系协调一致。三、标准主要技术内容（一）标准适用范围本标准规定了腿式机器人性能测试的术语和定义、分类、性能指标体系和试验方法，适用于腿式机器人整机性能的测试与评估。（二）术语和定义本标准对腿式机器人领域的基础术语进行了统一界定，明确给出了"腿式机器人""步态""稳定裕度""落足点""足端轨迹"等核心概念的科学定义，并给出了腿式机器人按腿的数量、关节驱动方式、运动模式等维度的分类方法。这些术语的规范统一，有效解决了此前行业内概念混淆、表述不一的问题。（三）性能指标体系本标准构建了涵盖运动性能、负载能力、稳定性、环境适应性和续航能力等多个维度在内的腿式机器人性能指标体系。运动性能方面，规定了行走速度、步频、步幅、转向角速度等基础运动参数，以及越障高度、越沟宽度、爬坡角度等复杂地形通过性能指标的测试方法。负载能力方面，明确了额定负载、最大负载和负载分布状态下的运动性能衰减评价方法，为实际应用中确定机器人的有效载荷提供了依据。稳定性方面，规定了静态稳定性、动态稳定性以及受到外部扰动后的恢复能力测试方法，重点考察机器人在不同工况下保持平衡和连续运动的能力。环境适应性方面，涵盖了对不同地面材质（硬质地面、松软地面、湿地等）、不同光照条件和不同气候环境下的性能表现测试要求。续航能力方面，给出了在标准工况和典型作业工况下的连续运行时间、能耗水平等指标的测试规范。（四）试验条件与试验方法为保证测试结果的科学性与可重复性，标准对试验环境条件（温度、湿度、光照）、试验场地（平面度、摩擦系数）、测试设备（测速装置、三维运动捕捉系统、力学传感器）和试验样机的状态（电量、温度、软件版本信息、预热状态）做出了明确规定。在试验方法层面，标准根据各项性能指标的特点，分别规定了相应的试验步骤、数据采集方式和数据处理方法。例如，运动速度的测试采用规定距离的计时法；越障性能的测试通过设置标准障碍物逐步增加难度来测定极限值；稳定性的测试采用施加规定扰动力或通过斜面法等方式进行。标准还规定了试验记录的规范格式和最终试验报告的编制要求，确保不同测试机构之间结果的可比性和可追溯性。四、主要起草单位介绍本标准由深圳市优必选科技股份有限公司作为核心起草单位深度参与编制工作。该公司成立于2012年，是中国领先的人形机器人和腿式机器人研发制造企业，业务涵盖教育机器人、物流机器人、康养机器人和人形机器人等多个领域。优必选科技在腿式机器人特别是人形机器人领域积累了深厚的技术实力和丰富的工程经验，其研发的Walker系列人形机器人和四足机器人产品在运动控制、步态规划和复杂地形适应能力等方面处于行业领先水平。在标准编制过程中，优必选科技依托其在腿式机器人产品研发和测试验证方面的丰富积累，牵头组织了多种构型腿式机器人的对比测试验证工作，为确定合理、可操作的运动性能指标及试验方法提供了大量宝贵的实测数据和工程建议，并参与了术语定义、分类方法以及稳定性试验方法等核心章节的起草工作，为保障该国家标准的技术先进性和产业适用性发挥了关键作用。五、标准实施意义与展望（一）实施意义第一，填补标准空白，完善标准体系。本标准的发布填补了我国腿式机器人领域性能评价与试验方法标准的空白，与已有机器人基础通用标准、专用产品标准共同构成了覆盖更加全面的机器人标准体系。第二，规范市场秩序，助力质量提升。标准为腿式机器人的性能声明和技术验收提供了统一、客观的依据，有助于杜绝性能虚标与夸大宣传等市场乱象，推动形成"以标准引领质量、以质量铸就品牌"的良性竞争的行业生态。第四，促进国际合作，提升国际话语权。我国在腿式机器人标准领域的先行探索，为今后主导制定相关国际标准积累了宝贵的实践经验，有助于提升我国在全球机器人标准化工作中的影响力和话语权。（二）未来展望六、结论参考文献[1]国家市场监督管理总局,国家标准化管理委员会.GB/T44251-2024腿式机器人性能及试验方法[S].北京:中国标准出版社,2024.[2]工业和信息化部等."十四五"机器人产业发展规划[Z].2021.[3]工业和信息化部.人形机器人创新发展指导意见[Z].2023.[4]中共中央,国务院.国家标准化发展纲要[Z].2021.[5]国家市场监督管理总局,国家标准化管理委员会.GB/T1.1-2020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则[S].北京:中国标准出版社,