T-JYBZ 033-2024 中小學教學無人機技術規(guī)范（試行）

ICS03.180CCSY52IT/JYBZ033—2024 2規(guī)范性引用文件 3術語和定義 4產品分類 5產品組成 6技術要求 7試驗方法 8檢驗規(guī)則 9標記、說明書和包裝 附錄A（規(guī)范性）教學無人機功能說明 T/JYBZ033—2024本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別專利的責任。本文件由中國航空器擁有者及駕駛員協(xié)會（中國AOPA）提出。本文件由中國教育裝備行業(yè)協(xié)會歸口。本文件起草單位：中國航空器擁有者及駕駛員協(xié)會、中國教育裝備行業(yè)協(xié)會學校后勤裝備管理分會、中國教育后勤協(xié)會中小學后勤分會、北京群島生活網(wǎng)絡科技有限公司、中國標準化研究院、上海歌爾泰克機器人有限公司、深圳市創(chuàng)客火科技有限公司、蔚來天空（重慶）航天科技有限公司、中國航空器擁有者及駕駛員協(xié)會青少年航空教育分會、西北工業(yè)大學、北京康鶴科技有限責任公司、創(chuàng)而新（北京）科技有限公司、秦皇島大鳥科技有限公司、江西龍行無人機技術有限公司、人大附中航天城學校、首都師范大學附屬回龍觀育新學校、北京市八一學校、北京市上地實驗學校、西安飛向未來智能教育科技有限公司、新疆三和無人機研究院有限公司、航天神舟飛行器有限公司、翼科（沈陽）數(shù)字智能科技有限公司、連云港市交通培訓有限公司、新疆師范大學、北京理工亙舒科技有限公司、泰州市姜堰區(qū)教育局、北京云端光科技術有限公司、北京伊立浦智能科技有限公司、北京中教德瑞科技發(fā)展有限公司。本文件主要起草人：陳國華、線聯(lián)平、鄧玉林、李有增、段力宏、馬濤、蔡可、趙建國、周建華、林翎、張聚恩、顏安、蘇鈺、王仲樓、嚴國陶、耿震、王云川、田紅林、程偉、袁英江、趙珠寶、奚海蛟、孫婷婷、鞠致禮、姚春艷、魏海峰、羅春瀟、劉媛、趙玉峰、崔紅學、婁岳松、傅悅銘、張瑋、王錚、李峰、丁巖曉、狄治國、李霞、劉思博、劉華根、張佳期、孫長春、王東、牟濤濤、安明新、楊光。本文件為首次發(fā)布。1T/JYBZ033—2024中小學教學無人機技術規(guī)范（試行）本文件規(guī)定了中小學教學無人機的分類、產品組成、技術要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、標記、說明書及包裝。本文件適用于中小學開展航空科技類教學和競賽，幫助學生學習航空科技知識使用的無人機。不適用于起飛全重大于7kg的無人機。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T2828.1計數(shù)抽樣檢驗程序第1部分：按接收質量限（AQL）檢索的逐批檢驗抽樣計劃GB/T4208—2017外殼防護等級（IP代碼）GB4706.1家用和類似用途電器的安全第1部分：通用要求GB4943.1音視頻、信息技術和通信技術設備第1部分：安全要求GB6675.1—2014玩具安全第1部分：基本規(guī)范GB7247.1—2012/IEC60825-1:2007激光產品的安全GB/T9254.2信息技術設備、多媒體設備和接收機電磁兼容第2部分：抗擾度要求GB/T9969工業(yè)產品使用說明書總則GB/T13384機電產品包裝通用技術條件GB/T18459傳感器主要靜態(tài)性能指標計算方法GB/T26125電子電氣產品六種限用物質的檢測方法GB/T26572電子電氣產品中限用物質的限量要求GB/T28591—2012風力等級GB31241—2022便攜式電子產品用鋰離子電池和電池組安全技術規(guī)范GB/T38058—2019民用多旋翼無人機系統(tǒng)試驗方法GB42590—2023民用無人駕馭航空器系統(tǒng)安全要求SJ/T11530—2015信息技術開關型電源適配器通用規(guī)范3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。3.1中小學教學無人機primaryandsecondaryschoolteachingdrones滿足中小學航空科技教育教學需求，幫助學生學習無人機及相關科技知識與技能而專門設計的一種無人駕駛航空器，本文件簡稱為教學無人機。2T/JYBZ033—20243.2編程教學無人機programmingteachingdrone滿足中小學計算編程教學需求，利用預制程序或終端實時程序控制的教學無人機，包括單機編程式和群機編程式。3.3任務載荷教學無人機missionpayloadteachingdrone滿足中小學航空科技教學需求，具備任務載荷功能，能控制執(zhí)行部分特定教學任務（攝影、監(jiān)測、模擬救援、視覺識別、拋投任務等）的教學無人機。3.4競技教學無人機competitiveteachingdrone滿足中小學航空科技教學需求，通過手動遙控控制的教學無人機，包括固定翼式和旋翼式。3.5任務載荷missionpayload用于執(zhí)行特定任務、收集數(shù)據(jù)等功能，搭載在無人機上的設備、傳感器、工具等部件。4產品分類教學無人機按教學目的分為編程教學無人機、任務載荷教學無人機和競技教學無人機。5產品組成5.1教學無人機應由機身本體、無人機傳感器、控制系統(tǒng)、執(zhí)行機構、動力電源、教學資源組成。5.2編程教學無人機包括教學無人機組成，并包括編程接口和專用的編程軟件，宜包括用于無人機編程教學的附件，如輔助定位地圖、輔助識別圖紙、輔助識別標識卡等。5.3任務載荷教學無人機包括教學無人機組成，并包括任務載荷，宜包括用于無人機任務載荷教學的附件，如電磁鐵、舵機等。5.4競技教學無人機包括教學無人機組成，宜包括用于無人機競技教學的附件，如活動障礙道具、競技平臺等。6技術要求6.1性能要求6.1.1飛行能力教學無人機最大起飛重量應小于7kg（包含7kg），能進行飛行，運動方式不少于直線、升降、懸停及向三維空間中任意方向飛行。在滿電狀態(tài)、室內環(huán)境下，教學無人機飛行性能應符合表1規(guī)定。3T/JYBZ033—2024表1教學無人機性能要求1234 6.1.2傳感器教學無人機應包含以下傳感器：——氣壓傳感器，能夠測量無人機的飛行高度，輔助無人機進行高度控制；——慣性測量單元（IMU），用于姿態(tài)、運動和穩(wěn)定控制。包含加速度計和陀螺儀，加速度計能夠檢測無人機在自身坐標系中的加速度信號，陀螺儀能夠檢測無人機繞自身橫滾軸、俯仰軸和偏航軸的角速度，輔助無人機進行方向控制和穩(wěn)定飛行。教學無人機宜配備擴展裝置（擴展接口或擴展板擴展裝置應能外接但不限于以下傳感器：——光流傳感器，能夠測量監(jiān)測周圍環(huán)境中的光流變化，用于測量無人機相對于地面或其他參考點的運動；——超聲波傳感器，能夠發(fā)射、接收超聲波，碰到雜質或分界面會產生顯著反射形成反射回波，碰到活動物體能產生多普勒效應；——視覺傳感器，利用光學元件和成像裝置實時獲取外部環(huán)境圖像信號；——圖像傳感器，能夠采集圖像信息，用于無人機的視覺定位和目標識別；——紅外傳感器，能夠感應目標輻射的紅外線，利用紅外線的物理性質對外界物體進行測量；——激光測距傳感器，能夠發(fā)射激光束并接收返回光信號，通過記錄激光脈沖的往返時間來精確測量目標物體與傳感器間的距離；——火焰?zhèn)鞲衅鳎軌蛴脕硖綔y和識別火源；——溫濕度傳感器，能夠檢測無人機所處環(huán)境的溫度和濕度；——煙霧傳感器，能夠檢測外界煙霧的濃度；——粉塵傳感器，能夠感知煙氣、花粉等微小粒子。6.1.3控制與通訊編程教學無人機應能存儲和運行無人機的執(zhí)行程序，控制無人機完成各種操作，宜配備可擴展的通信接口，如WiFi、藍牙等，能對單個無人機進行控制，或對群體無人機統(tǒng)一控制。任務載荷教學無人機應能通過無人機遙控器或編程控制無人機完成各種飛行、任務操作，操作指令與無人機動作應協(xié)調一致，延遲時間應小于0.5s。競技教學無人機應支持無人機遙控器遠程遙控，遙控距離不少于50m。6.1.4執(zhí)行機構教學無人機應使用空心杯電機或無刷電機，電機數(shù)量不少于4個，每個電機支持獨立控制。4T/JYBZ033—2024單個空心杯電機的功率不小于1W，不大于10W；單個無刷電機的功率不小于15W，不大于45W。編程教學無人機應具備拓展端口，宜配備可編程的飛控系統(tǒng)，如開源的飛控板，宜配有LED/LCD顯示器，用于顯示文字、圖形信息。任務載荷教學應具備拓展端口，能夠外接且控制掛載單元，包括但不限于機械臂式載荷、電磁鐵式載荷。6.1.5電池、適配器電池的額定電壓范圍為3.7V至22.2V。電池的額定容量范圍為500mAh至10000mAh。電池應支持安全、可靠的充電方式，應配備專用充電器進行充電。電池應符合相關的安全要求，包括過充保護、過放保護、短路保護等功能。教學無人機使用的鋰離子電池應符合GB31241的要求。教學無人機使用的電源、電池適配器應符合GB4943.1的相關要求。教學無人機使用的電源適配器應符合SJ/T11530—2015中第4章的相關要求。6.2功能要求6.2.1教學無人機教學無人機擁有的功能應符合表2規(guī)定，另各功能詳細說明見附錄A。表2教學無人機功能要求12○○○3√√√4√√√5○○○6○○√7√○○8√√○9√√√√√○√√√√√√5T/JYBZ033—20246.2.2教學無人機用遙控器至少含有兩個遙桿，能控制無人機在三維空間中向任意方向飛行，具有至少1個開關按鍵，不少于1個指示燈。應具備3個及以上的功能按鍵，能夠定義特定功能，如飛行模式切換、微調功能、校準功能教學無人機用遙控器通訊頻段應為2.4GHz或5.8GHz，宜采用無線、藍牙、zigbee等通信方式。6.2.3教學軟件飛行模擬軟件教學無人機均應配備飛行模擬軟件，飛行模擬軟件能夠模擬無人機的飛行環(huán)境和飛行行為。應提供多機型的選擇、多樣化的飛行訓練場景和飛行數(shù)據(jù)反饋，宜與即時訓練和判斷飛行能力水平的設備相結合。編程軟件編程教學無人機應配備編程軟件，編程軟件包含的要求如下：a）能夠支持多個操作系統(tǒng)。b）應有固有的控制指令集，能進行無人機程序的設計、編寫、調試、運行。c）應能查看相關傳感器數(shù)據(jù)，設定運行參數(shù)，能調用執(zhí)行機構，設定響應度。d）宜兼容圖形化編程和Python代碼編程。虛擬場景仿真軟件任務載荷教學無人機宜配備虛擬場景仿真軟件，虛擬場景仿真軟件應包含飛行模擬軟件的功能，并配備無人機工作的虛擬應用場景，包括但不限于如：無人機救援救災、無人機物流運輸、無人機拋投、無人機環(huán)境檢測、無人機拍攝等。能調用無人機的執(zhí)行機構，允許學生設置響應靈敏度（標注參數(shù)）和控制執(zhí)行機構的動作。飛行教學輔助軟件競技教學無人機應配備飛行教學輔助軟件，飛行教學輔助軟件應包含加速度計或氣壓傳感器數(shù)據(jù)讀取、電機控制、電池電量讀取、遙控器參數(shù)設置等功能，能提供無人機飛行時所需的數(shù)據(jù)輔助。6.2.4教學資源教學資源的遴選應面向數(shù)字時代經濟、社會和文化發(fā)展要求，吸納國內外相關領域的前沿成果，各學段學習的內容應按照學生的認知發(fā)展規(guī)律統(tǒng)籌安排，小學低年級注重生活體驗，中高年級初步學習基本概念和基本原理，并體驗其應用；初高中階段深化原理認識，探索利相關技術手段解決問題的過程和方法。教學資源應有助于學生形成適應個人終身發(fā)展和社會發(fā)展所需要的正確價值觀、必備品格和關鍵能力，包括科學觀念、科學思維、信息意識、計算思維、工程思維、探究實踐、態(tài)度責任等。教學資源的組織應將無人機概念、發(fā)展、原理、工作方式等與特定場景和真實問題有機結合，宜具有無人機的實踐任務，用于指導學生進行設計、搭建、編程、操作飛行等；教學資源宜包括教材、學生手冊以及課件、微視頻等數(shù)字資源。6.3外觀、結構要求6T/JYBZ033—20246.3.1教學無人機的各部件應光滑，不應有毛刺、尖角、明顯的凹痕、劃傷、裂縫和變形。6.3.2教學無人機的表面涂覆層應均勻，色澤應均勻一致，不應有起泡、龜裂和脫落。6.3.3教學無人機的金屬部件有防腐蝕處理，不應有銹蝕和損傷。6.3.4教學無人機的緊固部分應有足夠的機械強度，不應有松動，鎖緊裝置不得自行釋放。6.3.5無人機操作開關、無人機遙控器的搖桿和按鍵應靈活、可靠、方便，應能正常使用。6.3.6表面標識的文字、符號、標志應清晰、端正、牢固。6.3.7教學無人機宜采用模塊化結構，可自由組裝和擴展具有標準接口的外部設備。6.4安全要求6.4.1可靠性中小學教學無人機的平均無故障時間：使用無刷電機的應不小于1000h，使用空心杯電機的不小于200循環(huán)架次。6.4.2整機跌落教學無人機的整機跌落應符合GB42590—2023中4.6的相關要求。6.4.3工作噪聲教學無人機懸停飛行時，在距離教學無人機半徑為1m的空間范圍內產生的工作噪聲應不大于80dB（A）。6.4.4電氣安全教學無人機的電氣安全應符合GB4706.1的要求。6.4.5電磁兼容抗干擾度限值、無線電騷擾限值應符合GB/T9254.2的相關要求。6.4.6材料易燃性能教學無人機的材料易燃性能應符合GB6675.1—2014中5.2的相關要求。6.4.7元器件環(huán)保要求按照GB/T26125中規(guī)定的方法進行檢驗，產品的各均質材料中，鉛、汞、鎘、六價鉻、多溴聯(lián)苯和多溴二苯醚的含量應符合GB/T26572的要求。6.4.8無線電安全使用的無線電組件產品，必須取得國家無線電管理委員會（SRRC，StateRadioRegulationCommittee）的無線電型號核準認證。6.4.9激光安全所有激光設備應采用1類激光并符合國標GB7247.1—2012/IEC60825-1:2007的相關要求。6.4.10防護要求教學無人機的防護要求如下：7T/JYBZ033—2024a)教學無人機的外殼防護要求應符合GB/T4208—2017中IP3的要求。b)教學無人機的槳葉設計應符合國標GB42590—2023中4.5.2的相關要求，槳葉外圍必須具有保護設計，每臺教學無人機宜配備一副防護眼鏡。7試驗方法7.1高度保持高度保持試驗方法按照GB/T38058—2019中6.4.6條規(guī)定進行。7.2懸停精度懸停精度試驗方法按照GB42590—2023中5.8.2條規(guī)定進行。7.3續(xù)航時間續(xù)航時間試驗方法按照GB/T38058—2019中和條規(guī)定進行。7.4抗風能力抗風能力試驗方法按照GB/T38058—2019中6.4.12條規(guī)定進行。7.5遙控距離遙控距離試驗方法按照GB/T38058—2019中附錄A的A.1規(guī)定進行。7.6傳感器檢驗結合使用說明書，觀察各傳感器是否正確啟動。按照GB/T18459規(guī)定進行測算。7.7感觀檢查結合使用說明書，檢查教學無人機的產品組成，檢查結果應符合6.3.1、6.3.2規(guī)定。7.8外觀和結構檢驗在常規(guī)環(huán)境條件下，無人機處于初始狀態(tài)下進行目測觀察檢驗，應符合6.3的規(guī)定。7.9元器件環(huán)保檢驗按照GB/T26125中規(guī)定的方法進行檢驗。7.10電氣安全試驗按照GB4706.1中規(guī)定的方法進行電氣安全試驗。7.11電池安全試驗電池安全試驗方法參考GB31241—2022中第6、7章執(zhí)行。7.12電機試驗檢查電機的輸入端子和反饋端子接線是否牢固、接觸良好，無松脫現(xiàn)象；在通電后能夠正常運轉。7.13工作噪聲試驗8T/JYBZ033—2024教學無人機置于背景噪聲比測點聲壓級低10dB的環(huán)境中，在額定負荷產生噪聲最大的運行狀態(tài)下進行測量。測量傳聲器在正對被測聲源r=1m的測量半徑上對稱選擇4點分別測量，取最大值，應符合6.4.3的規(guī)定。7.14無線電騷擾限值無線電騷擾限值按照GB/T9254.2的規(guī)定進行試驗。7.15整機跌落整機跌落試驗按照GB42590—2023中5.6條規(guī)定進行。7.16激光安全激光安全試驗按照GB/T7247.1—2012的規(guī)定進行試驗。7.17防護安全防護安全試驗按照GB/T42590—2023的規(guī)定進行試驗，并觀察是否有槳葉防護裝置。8檢驗規(guī)則8.1檢驗分類教學無人機的檢驗分出廠檢驗和型式檢驗。8.2檢驗項目教學無人機進行飛行能力與功能檢驗時，應在正確組裝完成后進行檢驗。各類檢驗的檢驗項目按表3檢驗項目√√√√√√√√—√√√ √ √—√ √—√—√—√—√9T/JYBZ033—2024表3檢驗項目（續(xù)）—√—√ √ √√√—√ √—√—√—√—√ √注：需要檢驗的項目用“√”標記，不需要檢8.3型式檢驗型式檢驗項目見表3。當有下列情況之一時應進行型式檢驗：——新產品試制定型時；——正式投產后，當結構、材料、工藝有較大的改變時；——停產半年以上，恢復生產時；——正常生產滿一年時；——出廠檢驗結果與上次型式檢驗結果有較大差異時；——質量監(jiān)督部門提出進行型式檢驗要求時。8.4抽樣與判定規(guī)則8.4.1出廠檢驗需在同一生產批次中按GB/T2828.1進行抽檢。8.4.2型式檢驗時，隨機抽樣5套，若所有試樣全部合格，則判型式檢驗合格；若有不合格時，應加倍抽樣，對不合格項進行復檢，若復檢試樣全部合格，則判型式檢驗合格；若復檢試樣仍有不合格項，即判型式檢驗不合格。9標記、說明書和包裝9.1箱體上應有永久性標牌，標牌應置于明顯位置。9.2標牌上至少包含以下內容：產品名稱、類型、產品型號、制造商名稱、生產日期、出廠編號、電源額定電壓和功率。9.3電池外表面有電池的額定電壓、額定電流、額定容量的標記。9.4電源適配器外表面有額定電壓、額定頻率、額定功率輸入的標記。9.5使用說明書應符合GB/T9969的要求編寫，應有電氣安全的標識和使用說明。9.6包裝箱應符合GB/T13384的要求。9.7包裝箱內用襯墊定位，無人機不應竄動、碰撞。9.8包裝箱內應附裝箱清單、產品合格證、使用說明書、宜包含備件及專用工具。T