开普勒先行者K2 通用人形机器人产品使用说明书 操作手册
开普勒先行者K2 通用人形机器人产品使用说明书，本产品规格是针对在开普勒机器人的机器人商品而规定的。本规格书和其它适用规格或标准规格中，如果有同一内容的项目，以本规格为优先。
应用介绍
一般事项
| 1.适用范围 | 本产品规格是针对在开普勒机器人的机器人商品而规定的。本规格书和其它适用规格或标准规格中，如果有同一内容的项目，以本规格为优先。 |
| 2.适用规格 | 《家用和类似用途服务机器人安全通用要求》（GB/T 41527-2022） |
| 3.依据规格 | （国标） |
功能需求
| 功能 | 功能描述 |
|---|---|
| 全身关节控制 | 全身关节协同运动控制能力，支持复杂动作编程支持步态控制，实现机器人行走功能支持双臂协同控制，实现抓取，搬运等操作 |
| 导航避障 | 支持视觉SALM功能，实现自主导航和避障支持激光SLAM（选配），进一步提高导航精度和可靠性 |
| 遥操作 | 支持VR，动捕设备遥操作 |
| 语音交互 | 语音模块：开启关闭，唤醒，ASR，TTS，TTS打断 语义问答：自动问答 动作随动 |
| 数据采集 | 关节数据和主板数据监控，采集频率1000Hz可视化工具，支持数据导出 |
| 人机交互：遥控器（选配） | 通过遥控器可快速连接操控机器人，完成以下功能：1. 行走控制；2. 自动机器人自检程序；3. 开启/关闭语音功能 |
| 开发者平台 | 通过开发者平台,开发人员可以自主对机器人进行定制化开发，实现各种人机自动化应用，而无需关注硬件细节，大幅提高研发效率。 主要提供以下内容： 产品介绍：提供机器人性能、参数、硬件接口等资料； 开放API：提供机器人相关的API接口； 快速开始：提供机器人常见调试问题说明，开箱流程等； 开发案例：向开发者提供典型开发案例，供其参照调用开发； |
一般规格
| NO. | 项目 | 规格参数 |
| 1 | 电池参数 | 电压：51.8V 容量：30Ah 标准放电电流：20A 最大放电电流：45A 瞬间 90S |
| 2 | 充电规格 | 输入电压：220V-240V 最大充电功率：1200W 充电电流：最大20A |
| 3 | 产品重量 | 75KG； |
| 4 | 尺寸 | 1720mmx568mmx335mm |
| 5 | 关节配置 | 52个关节自由度（头部2个，腿部12个，腰部2个，手臂14个，手指22个）； |
| 6 | 主板配置 | Intel X86： 版本：基础版；CPU：I5；存储：256GB NVIDIA Jetson Orin NX： 版本：基础版；显存：16G；存储：128GB NVMe固态硬盘；算力：100TOPS；GPU频率：625MHz (Max) |
| 7 | 执行器类型 | 旋转执行器（谐波减速器、RV减速器、行星减速器），直线执行器（行星滚柱丝杠），空心杯电机（手指） |
| 8 | 传感器 | 六维力传感器 |
| 9 | 位置传感器 | Xsense MTi-320 加速度计：士16g，陀螺仪士2000°/s，地磁: 士8g 输出频率：100Hz 通信方式：RS232 波特率：默认115200 |
| 11 | 摄像头 | 深度范围：0.1-5m 快门类型：全局曝光 相对精度：2%@0.2~2m 深度图分辨率：(1280x800、1280x720、640x480、640x400、320x200)@15/30fps 深度FOV：H84°xV59°xD92°@800p/400p 彩色图分辨率：(1280x800、1280x720、640x480、640x400、320x200)@15/30fps 彩色FOV：H94°xV66°xD103°@800p/400p IMU：6DOF，频率100/200/400Hz 工作温度：-20-50°C |
| 12 | 麦克风 | 麦克风数量：4mic线性阵列 声源定位分辨率：1° 拾音距离：5m 重量：7.1g 适合温度：25°C 灵敏度：-38dBV/Pa 信噪比：65dB |
| 13 | 扬声器 | 双扬声器模组 扬声器尺寸：125MM*36MM*14MM 额定功率：3.0W 额定阻抗：4±15% Ω /2.0KHz/3.46Vrms |
| 14 | 通讯模式 | 各模块采用EtherCAT与主控板进行数据交互 EtherCAT通讯速率：100MHZ，通信周期1KHZ |
| 15 | 5V供电模块 | 输出电压：5V 输出电流：5A |
| 16 | 12V供电模 | 输出电压：12V 输出电流：8A |
| 17 | 电源管理系统 | 功能要求:监控各个供电模块电压、电流、电量消耗等参数，监控供电模块电压、电流异常及时切断供电保护 通讯方式：EtherCAT |
性能
| No. | 项目 | 规格 | 检验方法 | 检测标准 |
| 1 | 工作时长 | 8H | 设定特定场景测试 | 国家标准 |
| 2 | 电机转速 | 电机单独在额定功率下转速达到设计要求 负载：电机在减速并搭载关节后，在额定负载下转速（直线速度）达到设计规格要求。 | 根据各电机和关节规格要求 | 公司内部标准 |
| 3 | 步行速度 | 3.5公里/小时 | 公司内部标准 | |
| 4 | 特殊步行 | 最大坡度：25° 台阶高度：200mm | 公司内部标准 | |
| 4 | 抓握重量 | 20公斤 | 公司内部标准 | |
| 抱物重量 | 30公斤 | 公司内部标准 | ||
| 5 | 噪音 | 噪音测试仪A计 | 各档无明显异音，各档在空转和负载时，1m球径内紧最大值不得超过70dB. (噪音房测试) | 公司内部标准 |
| 6 | 功率 | 器具上标有的电压都需要进行测试。最不利频率,如果器具只标有一个额定频率：在该额定频率下测试, 若没有标频率：在50Hz在测试 , 若标50/60Hz：在50或60Hz下测试。 | 以额定电压、频率供电，接上所有附件，所有能同时工作的电路都处在工作状态，运行至稳定状态后，用电参数测试仪测试功率和电流 | GB/T41527-2022 GB4706.1-2005 |
| 7 | 绝缘耐压 | 器具的电气强度应符合规定的要求，泄漏电流试验之后，绝缘要立即经受1min频率为50Hz或60Hz基本正弦波的电压。试验期间，不应出现击穿： | 用耐压测试仪进行检验，仪器操作见《耐压测试仪操作规程》： | GB/T41527-2022 GB4706.1-2005/公司内部标准 |
| 8 | 泄漏电流 | 在工作温度下，器具的泄漏电流不应过大，而且器具的电气强度应满足规定要求器具以1.06倍的额定电压供电，在正常工作状态下工作到稳定的条件。器具持续工作到稳定的时间长度之后，测得的泄漏电流应不超过： | 用泄漏电流测试仪进行测试，仪器操作方法见《泄漏电流测试仪操作规程》 | GB/T41527-2022 GB4706.1-2005 |
| 9 | 发热 | 额定条件下进行温升测试，满足元器件温升管控要求； | GB4706.1:第11.1-11.8章方法进行试验，温升测试符合标准要求：用温度巡检仪进行测试，仪器操作方法见《温度巡检仪操作规程》 | GB/T41527-2022 GB4706.1-2005/公司内部标准 |
| 10 | 低电量 | 产品在1%电量下空载起动，要求无起动不良现象；产品在10%电量下有警报，机器能正常运行，无不良现象。 | 没有异常动作、零件的异常过热等不良现象； | 公司内部标准 |
| 11 | 非正常测试 | 用热电偶法测试,在额定电压下,关节堵转的条件下工作30s。 | 要求在试验期间,器具不应喷射出火焰、熔融金属、达到危险量的有毒气体或可点燃气体，且马达线圈表面温度不应超过标准值,冷却至室温后进行耐压测试：1250V/100mA/60S，不得有击穿现象 | 公司内部标准 |
| 12 | 淋水测试（IP40） | 按IP40测试条件进行测试，产品能正常工作； | 公司内部标准 | |
| 13 | 机械强度 | 用1J冲击锤对样机的外壳可能最薄弱部位进行冲击,每个部位冲击三次(塑料外壳的接缝处、外壳底部). | 按GB4706.1-2005 第21章进行 按GB/T 41527-2002 第21章要求，机器人冲击强度增加至1J | GB/T41527-2022 GB4706.1-2005 |
| 14 | 运动受力 | 在步行或抓取等动作活动过程，外部施加50N力，不影响机器人正常动作。 | 公司内部标准 | |
| 15 | 摔倒测试 | 机器人步行规程，外部干涉使其摔倒，摔倒后不得有功能性损坏。（外观破损不影响功能可接受）（要有摔倒之后能自行爬起来功能） | 公司内部标准 | |
| 16 | 螺丝扭力测试 | 1、用于传递接触压力的螺丝及螺母，或在用户安装维护过程中可能被拧紧的螺丝和螺母，按下述方法进行试验。 2、先测量要进行扭力测试的螺丝直径，再根据公司要求选择施加的力矩。 | 按公司要求 | 公司内部标准 |
| 17 | 丝印和喷油可靠性 | 按公司要求 | 按公司要求 | 公司内部标准 |
| 18 | 标签附着力 | 将样品置于 93%湿度，标签使用处+100C 温度之环境中放置48H。 | 标签不可折开或脱落 | 公司内部标准 |
| 19 | 盐雾测试 | 5%含量Nacl溶液， | 外观件12H，运动部件8H | 公司内部标准 |
| 20 | 控制面清洁能力测试 | 用喷壶从距离器具测试区域 12.7cm（6inch）远处将 0.5g/L 的硫酸钙硬水溶液喷在器具的控制面板、开关按钮及配合部件的缝隙处，大约每 80cm2 面积喷 20±5g 的硬水，喷完后，用海绵擦拭测试表面。这样重复 3 次，再进行耐压和泄漏电流测试。对于有程序控制的电子式器具，试验后输入额定电压，不开机放置 2 小时，要求器具不会自动启动；开机后器具各功能应正常； | 满足耐压和泄漏电流测试的要求。 | 公司内部标准 |
| 21 | 机械危险 | 各关节等活动部件不得夹持测试指或夹持力不超过15N | 公司内部标准 | |
| 22 | 关节性能 | 各关节在额定负载下，在设计最大行程下连续往复运动10万周期，不得损坏，产生的虚位量角度偏差小于1°，行程偏差小于1mm. | 每天工作2小时，行走时关节往复时间2秒，每个电机间空按50%计算，即1800个周期，10万次相当于55.5天，相当于2个月为一个保养维护周期。 | 公司内部标准 |
| 23 | 信号或指示灯亮度 | 按显示要求 | 按公司标准 | 公司内部标准 |
| 24 | 接口拔插 | 各接口拔插次数和拔插力度符合设计要求 | 公司内部标准 | |
| 25 | 单体包装跌落试验 | 单体包装跌落测试按跌落高度（按产品重量进行）进行1角3棱6面跌落一次。 | 1、 产品外观损坏、功能受影响（包括轻微影响）视为不合格； 2、包装盒有撕裂、开胶现象视为不合格； 3、中箱内小包装不能出现严重破损，撕裂，严重变形否则视为不合格。跌角处小包装出现轻微凹陷视为合格； 4、包装盒轻微变形或产品轻微移位视为合格。 | 公司内部标准 |
| 26 | 包装运输模拟试验 | 振幅1英寸（25.4mm),频率5.0 Hz（180转/分钟），XYZ三轴时间各30分钟。 | 试验后，产品应包装完整，内部样品无移位，无松动等现象，产品外观和功能应正常。 | 公司内部标准 |
包装
| 品质贴纸、警告贴纸、静电贴膜粘贴位置参照作业指导书。生产批号的表示方法参照作业指导书。 |
产品包装、仓储、运输
| No. | 项目 | 规格 |
| 1 | 包装箱 | |
| 2 | 物流箱 | 胶合板木箱，厚度16mm，方木加强，尺寸：800×800×1550mm（mm） |
| 3 | 附件盒 |
附表1：
各关节活动角度、平均运动速度和关节执行器主要性能指标
| 关节名称 | 电机额定转速 rpm | 电机额定扭矩 Nm | 电机峰值扭矩 Nm | 传动速比或导程 mm | 直线推杆安装距 最小~最大 | 电机限位值 最小-最大 | 关节角度运动范围 （°） | |||
| 颈关节-上下 | 2000 | 0.1 | 0.3 | 100 | - | 5.0 | 11 | -30 | 30 | |
| 颈关节-左右 | 2000 | 0.1 | 0.3 | 100 | - | 5.0 | 11 | -45 | 45 | |
| 肩关节-前后 | 2000 | 1 | 2.5 | 80 | - | 29.0 | 56 | -90 | 180 | |
| 肩关节-左右 | 2000 | 1 | 2.5 | 80 | - | 29.0 | 56 | 0 | 90 | |
| 肩关节-旋转 | 2000 | 1 | 2.5 | 100 | - | 16.0 | 37 | -90 | 90 | |
| 肘关节-前后 | 2000 | 1 | 2.5 | 4.5 | 169 | 50 | 0 | 128 | ||
| 肘关节-旋转 | 2000 | 0.2 | 0.6 | 80 | - | 5.4 | 16 | -120 | 120 | |
| 腕关节-前后 | 3000 | 0.2 | 0.6 | 2.1 | 133 | 40 | -40 | 20 | ||
| 腕关节-左右 | 3000 | 0.2 | 0.6 | 2.1 | 133 | 40 | -75 | 55 | ||
| 腕关节-前后 | 3000 | 0.2 | 0.6 | 2.1 | 132 | 40 | -40 | 20 | ||
| 腕关节-左右 | 3000 | 0.2 | 0.6 | 2.1 | 132 | 40 | -75 | 55 | ||
| 腰关节-旋转 | 2000 | 1 | 2.5 | 80 | - | 29.0 | 56 | -45 | 45 | |
| 腰关节-左右 | 2000 | 1 | 2.5 | 100 | - | 52.0 | 107 | -20 | 20 | |
| 髋关节-左右 | 2000 | 1 | 2.5 | 100 | - | 52.0 | 107 | -20 | 60 | |
| 髋关节-旋转 | 2000 | 1 | 2.5 | 80 | - | 29.0 | 56 | -60 | 60 | |
| 髋关节-前后 | 2000 | 2.5 | 7.5 | 4.5 | 230 | 72 | -21.8 | 87 | ||
| 膝关节-前后 | 2000 | 2.5 | 7.5 | 4.5 | 237 | 80 | 0 | 122 | ||
| 踝关节-前后 | 2000 | 1.5 | 4.5 | 4.5 | 275 | 89 | -20 | 60 | ||
| 踝关节-左右 | 2000 | 1.5 | 4.5 | 4.5 | 275 | 89 | -25 | 25 | ||
| 2000 | 1.5 | 4.5 | 6.51 | 275 | 89 | -25 | 25 | |||
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