在智能制造中，機器人扮演了很重要的角色‍‌‍‍‌‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‍‍‌‍‌‍‌‍‌‍‍‌‍‍‍‍‍‍‍‍‍‌‍‍‌‍‍‌‍‌‍‌‍。越是極端的環境下越適合用機器人代替人來完成相關工作，而且在很多緊急情況下，需要機器人具有極高的可靠性，能夠及時有效地完成既定任務‍‌‍‍‌‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‍‍‌‍‌‍‌‍‌‍‍‌‍‍‍‍‍‍‍‍‍‌‍‍‌‍‍‌‍‌‍‌‍。那么提高機器人的環境適應性和可靠性就成為了一個重要的課題‍‌‍‍‌‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‍‍‌‍‌‍‌‍‌‍‍‌‍‍‍‍‍‍‍‍‍‌‍‍‌‍‍‌‍‌‍‌‍。機器人可代替或協助人類完成各種工作，凡是枯燥的、危險的、有毒的、有害的工作，都可由機器人大顯身手。機器人除了廣泛應用于制造業領域外，還應用于資源勘探開發、救災排險、醫療服務、家庭娛樂、軍事和航天等其他領域。機器人是工業及非產業界的重要生產和服務性設備，也是先進制造技術領域不可缺少的自動化設備。

　　越是極端的環境下越適合用機器人代替人來完成相關工作，而且在很多緊急情況下，需要機器人具有極高的可靠性，能夠及時有效地完成既定任務。那么提高機器人的環境適應性和可靠性就成為了一個重要的課題。這是比較典型的應用場景，既有通用的氣候環境，又有特殊的工況要求。首先，通用的氣候環境包括高溫、低溫、濕度、光照、雨、雪、冰、灰塵、雷電等，這些氣候環境的因素往往是相互疊加的。而特殊的工況則包括有關安全的絕緣特性，以及自身工作時產生的力學振動和沖擊，轉向關節的疲勞壽命等。

　　經過對工作環境和工況的分析，以及其工作的重要程度，我們根據電子電工產品的試驗標準和外殼防護標準，決定進行高溫、低溫、濕度、抗風、防水、防塵，以及絕緣特性的考核。

　　根據當地的氣候條件，我們選取的考核條件如下：

　　經測試，該機器人通過了環境適應性和安全性的考核。

　　通常在工廠里，生產線上的機器人所處環境的嚴酷等級較低，其環境適應性和可靠性較高，開展相關研究和測試的要求也較低。但特殊環境和工況下應用的機器人，就應該開展相關的研究和測試，不斷提高產品的環境適應性和可靠性，從而提高機器人完成既定任務的概率。

　　例如，在野外執行勘探任務的機器人，其所處環境溫差較大，具有各種自然環境下工作的可能性，地面不平整，會有跌落、沖擊、傾斜、振動的各種可能性，開展其環境適應性的研究和測試就非常重要。

　　再如水下作業的機器人，開展其被液體浸泡，鹽霧腐蝕(海水中)、水壓，溫度，振動(波浪或者來自于自身振源的振動，如發動機)的環境適應性研究和測試是非常必要的。

　　如環境監測機器人，尤其是一些涉及安全的特殊環境監測，如核電站、化工廠、動力系統等，則要求具有更高的環境適應性和可靠性。在研制過程中要充分考慮，反復測試。

　　還有檢修機器人、飛行機器人、戰斗機器人、管道爬行機器人等，都需要開展相關的環境適應性和可靠性研究。而一些日常應用的如清掃機器人、配送機器人、交流機器人等，如果能夠量產，也勢必要開展這類研究，提高產品的可靠性，降低故障率。

　　我們根據機器人的應用環境和工況開展相關的研究，首先有一些試驗標準可以借用，然后再對特殊的應用環境和工況進行研究。通常可以參考的標準有IEC60068、GB2423、GB4208、MIL810和GJB150，前兩項主要是電子電工產品的環境試驗方法，第三項是外殼防護等級，后兩項是軍工產品的環境試驗方法。不管是電子電工產品還是軍工產品，除了一些特定的工況環境外，對自然環境的量化都是可以借用的，其中軍工產品的嚴酷等級要更高一些。而有些以產品質量著稱的企業所制定的企業標準，也是可以參考的，他們的標準往往嚴酷等級更高，通常嚴酷等級的排序是國際標準、國家標準、行業標準、企業標準，越往后嚴酷等級越高。

　　這些標準對產品所處的溫度、濕度、地標的光照、雨、雪、冰、鹽霧、霉菌等環境的量化大多是可以直接剪裁的。但特殊環境和工況就無法找到支撐了，必要的時候就要開展相關的研究，指定適合自身產品的試驗方法。例如飛行機器人，如果飛行高度較高，那么其受到的太陽輻射和地表環境就不一樣，因為經過大氣層后紫外光大量衰減，而紫外光對產品的破壞是很嚴重的，所以采用地表的太陽輻照標準做試驗考核的嚴酷度就不夠，我們稱之為欠試驗。再例如，某機器人長期在固定的區域移動，移動是會產生振動的，短期大量級的振動可能會破壞產品，長期小量級的振動也會讓產品積累損傷，從而受到破壞。這個固定區域的振動和地面地形有關系，和產品的自身工況也有關系，是無法參考某一標準的，我們就可以開展一定時長的跟蹤采集，然后將采集的數據進行處理后，量化為試驗方法，或者進一步上升為標準。

　　當代產品的更新換代都很快，所以我們也會面臨著這樣一個問題，即如果評價一個產品在兩年、三年甚至五年的時間里的可靠性，如果我們花費兩三年的時間來研究其可靠性，很有可能我們研究出結果的時候，該產品已經換代了。所以加速試驗也是一個方向，在業內大量開展著相關的研究。不過這是一件有難度的工作，要開展大量的試驗，使用大量的被試件，不斷積累才能有所收獲。

　　機器人方向論文范例：基于大數據的農業智能機器人開發

　　環境測試非常普遍地存在于各種產品的研制、定型和批量抽檢中，如飛機、輪船、火箭、高鐵、汽車、建筑、橋梁、手機、電腦、化妝品、玩具等。機器人領域也不會例外，大浪淘沙，能夠建立良好的品牌形象、長久繁榮的企業一定是重視產品質量的，而環境測試就是提升產品質量不可或缺的一項工作。

　　作者：張子星