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全向自主实验物料搬运机器人

全向自主实验物料搬运机器人专为超级智能化学合成平台主控系统设计，安装于自动化实验站自主移动机器人上，并配合自主移动机器人实现物料、试剂等的高精度识别及转运，能接收控制系统的指令并执行各种运动指令，具备路径、试剂、物料的纠错及预警功能。全向自主实验物料搬运机器人具备以下特点：

(1)全向自主实验物料搬运机器人配置有视觉模块，针对试剂、物料的状态、数目、位置、化学试剂信息进行识别与检测，针对自主移动机器人基台上可放置位点占位信息进行识别与位置定位，同时通过视觉模块对物料、试剂的抓取动作进行微调，针对不同尺寸的物料和不同尺寸、形状的试剂瓶实现目标的精准抓取，保障自动化实验的顺利进行。

(2)全向自主实验物料搬运机器人可通过通讯模块及协议，与超级智能化学合成平台完成通讯和数据传输，实现与无水无氧手套箱、自动后处理平台等实验模块进行通讯交互，实现试剂在不同实验流程间的调用。同时实现包括状态自检、设备接入、告警信息在内的全实验过程数字化管理，做到自动化实验所有实验动作可追溯。

(3)全向自主实验物料搬运机器人具备较强的耐酸碱腐蚀能力，可耐受典型化学环境中存在的多组分有机溶剂（二氯甲烷、石油醚、乙酸乙酯等）侵蚀，通过自清洁涂层和动态密封技术实现长时间的无故障连续运行。

(4)全向自主实验物料搬运机器人配10级可调的碰撞防护功能，一旦检测到碰撞，会立即停止运行，有效避免设备损坏、化学样品泄露与实验环境污染，为实验环境提供可靠的安全保障。

(5)全向自主实验物料搬运机器人具备连续作业能力，以适应7×24小时自动化实验的需求。

1.技术参数

1.1全向自主实验物料搬运机器人

1.1.1全向自主实验物料搬运机器人本体

(1)最大负载：不小于5kg；

(2)机械臂重量：25kg；

(3)自由度：6；

(4)重复定位精度：±0.02mm；

(5)工作半径：不小于900mm；

(6)力控相对精度：

①力：0.5 N；

②力矩：0.1 N·m；

(7)机器人每个关节都带扭矩传感器；

(8)防护等级：IP67；

(9)协同操作：根据ISO10218-1:2011进行协同操作，具备“安全适用的受监控停止”、“拖动示教”以及“功率与力限制”等协作机器人安全功能；

(10)控制器与机器人本体集成一体，以适应复杂、狭小的实验室空间；

(11)ISO洁净室等级：4；

(12)笛卡尔刚度可调范围：0~6000N/m，0~1000Nm/rad；

(13)安全性能：碰撞检测、虚拟墙、协作模式等21余项可调安全功能；

(14)需具备较强的耐酸碱腐蚀能力，可耐受典型化学环境中存在的多组分有机溶剂（二氯甲烷、石油醚、乙酸乙酯等）侵蚀，通过自清洁涂层和动态密封技术实现长时间的无故障连续运行。

(15)采用自适应末端执行器与智能抓取力控制算法，具备对不同外观尺寸、不同材质（玻璃、塑料等样品瓶）的多模态操作能力，可有效应对包括圆柱形、棱柱体、球冠形等多种异形实验器材的搬运需求，特别适用于化学实验室中复杂多样的容器形态。

(16)支持对5×5反应瓶托盘中的任意反应瓶的高精度、重复抓取，抓取精度0.02mm；

(17)认证：EN ISO 13849-1, EN ISO 10218-1/PL d, Cat. 3; ISO 15066，欧盟CE认证，KCs认证，EAC认证。

1.1.2全向自主实验物料搬运机器人人机控制器

(1)尺寸：290×170×80mm(L×W×H)；

(2)重量：不大于0.84kg(不含线)；

(3)屏幕：不小于10.1英寸电容式液晶显示屏，分辨率1920×1200；

1.1.3全向自主实验物料搬运机器人智能编程软件系统

(1)交互操作与示教功能：

①全触摸交互界面：支持示教器面板全触摸操作，直接完成机器人实验操作示教与实验流程在线编程；

全触摸示教器面板支持针对化学试剂搬运场景的可视化编程：操作人员可通过触摸界面直接拖拽图标完成“试剂库取料→天平称重→手套箱补给” 等实验流程的节点配置，无需反复调试，降低化学实验编程门槛。

②实验操作拖动示教功能：通过力控按钮触发，支持手动拖动机器人本体进行实验操作位姿示教；

③实验操作示教轨迹自动记录：拖动实验操作示教过程中实时记录运动轨迹，支持轨迹编辑与逻辑插入；

(2)针对实验流程的编程与仿真能力：

①离线编程与仿真：支持虚拟环境下的针对实验流程程序编制与运行仿真，结果可直接导入实体机器人，可针对高风险化学试剂搬运流程进行离线编程与仿真测试，更合理高效的发挥机器人在实验中的使用效率；

②外设插件集成：支持机器人外围设备控制软件（如RFID 扫描仪、气体传感器、防爆阀控制器）以插件形式集成于示教器，在编制实验流程时灵活调用；

③搬运工具适配：内置搬运工具控制模块，支持在示教器软件中直接配置外设参数；

1.2柔性夹爪

1.2.1精密伺服驱动电动夹爪

1.2.1.1性能参数

(1)根据视觉模块对试剂瓶的识别，采取不同的夹持力、夹爪材质，以完成对玻璃、塑料、金属等不同材质试剂瓶的安全准确夹取。避免转运过程中样品瓶破碎带来的实验风险。

1.2.1.2运行环境

(1)实验室环境温度：最小0℃，最大40℃；

(2) 实验室环境湿度：小于85%RH；

(3)电流：0.5A(额定)/1.2A(峰值)；

(4) 实验室电压：24DC±10%；

(5)防护等级：IP54；

1.2.2伺服电动夹爪驱动器

1.2.2.1 CPU功能模块

(1)尺寸：110×100×75mm(L×W×H)；

(2)功率损失，典型值12W；

(3) 实验室温度：最小-20℃，最大60℃；

(4)电源电压：额定值DC24V，允许范围(DC)为20.4V~28.8V；

(5) 实验室相对湿度：最小10%，最大95%；

1.2.3 I0扩展数字量输出模块

(1)外壳材料(正面)：塑料；

(2)尺寸：45×100×75 mm(宽×高×深)；

(3)重量：180 g；

1.2.4伺服驱动手指

(1)外形尺寸：15×123×16 mm(L×W×H)；

(2)数量：2套；

(9)铝合金材质，表面喷细砂，本色阳极氧化处理；

(10)表面粗糙度Ra：小于0.4μm；

1.2.5转接法兰

(1)外形尺寸：65×65×10 mm(L×W×H)；

(2)数量：1套；

(3)外形呈圆柱形，中央设有2个连接杆安装孔和4个机器人末端固定孔；

(4)直线度公差：最小-0.001 mm，最大+0.001mm；

1.2.6伺服驱动控制协议

(4)掉电自锁：当实验室出现意外断电时，夹爪可以持续保持夹持状态来保障试剂瓶不会异常掉落以造成污染或危险；

1.3全向自主实验物料搬运机器人系统要求

1.3.1 感知与执行能力

(1)智能识别与 2D 视觉：搭载智能2D视觉相机，精准识别实验物料托盘，显著提升搬运精准度与效率，降低实验人员操作误差。

(2)精准搬运与快速换夹：集成柔性抓取模块与电动快换系统，可适配不同形状、尺寸、重量实验物料，实现快速精准抓取与更换，提高搬运效率。

(3)柔性夹爪保护：采用柔软材质柔性夹爪，能自动调节抓取力度，有效避免损伤化学试剂瓶等易损物品表面，保障实验物料安全。

1.3.2 编程与交互功能

(1)灵活编程与示教：配备人机控制器，支持实验室现场示教、在线实验流程编程、离线实验流程编程，以及拖动搬运、抓取示教等多种方式，简化复杂实验物料搬运编程流程。

(2)开放 SDK 与多平台编程：支持 Linux C++、Lua 脚本、Windows V C++、Python 及 QT 等多平台编程，提供开放 SDK，满足多样化开发需求，推动化学实验自动化技术创新。

1.3.3 智能控制与协同

(1)数字孪生技术：实现虚拟与实体化学机器人系统动作同步，为化学实验过程提供实时反馈与预测分析，助力优化实验流程。

(2)PLC 通讯与自动化控制：支持 PLC 信号通讯，可通过 PLC 对仿真环境中的机器人、气动元件及输送线进行远程手动或自动控制，提升系统自动化水平。

(3)离线实验流程编程与无缝对接：支持在仿真环境中编制机器人程序，并直接导入真实机器人执行，减少现场调试时间，确保程序运行准确。

1.3.4 安全保障机制

(1)多级碰撞防护：内置10级碰撞防护机制，一旦检测到碰撞，会立即停止运行，有效避免设备损坏、化学样品泄露与实验环境污染，为实验环境提供可靠的安全保障。

(2)安全区域直观监控：直观展示机器人安全区域，当机器人即将移出设定工作区域时自动停止，保障实验安全有序进行。

1.3.5 系统扩展与持续运行

(1)集成化模型库：提供丰富的机器人、实验设备及常用辅助设备三维模型库，支持直接调用，针对化学实验环境构建包含耐腐蚀、防爆等特殊设备模型，大幅缩短仿真环境搭建时间。

(2)用户自定义 CAD 模型接口：支持用户根据实验需求，自行构建并导入三维 CAD 模型，实现仿真环境的高度定制化，贴合实际实验场景。

1.3.6 设备管理

全向自主实验物料搬运机器人作为化学实验智能体，支持入网接入、异常告警实时响应、维护状态智能切换、故障工单闭环处理及试剂出入库全流程自动化调度等多场景操作，实现实验设备全生命周期的智能化管控。具体包括：

(1)实验设备接入：实验设备入网后，实验设备通过超级智能化学合成平台主控系统自动注册接口上报实验设备相关信息，如设备基本信息、设备接口信息、设备物模型信息，通过以上信息调度系统可实现实验设备监控及任务下发。

(2)实验设备告警管理：支持对实验模块或设备的告警信息查看，可发起设备维护和故障处理操作。

(3)设备维护：支持对实验模块或设备发起维护，维护后设备将下线停用，并通过站内消息通知实验室管理员和设备管理员。

(4)故障处理：支持对实验模块或设备填写故障处理单，实验模块或设备恢复可用。

1.3.7 托盘抓取

(1) 托盘抓取：前端工序完成试剂瓶自动存储后，超级智能化学合成平台主控系统传入实验托盘工位的三维坐标，全向自主实验物料搬运机器人工作站通过机械臂精准抓取对应托盘，并将其放置于全向自主实验物料搬运机器人的运输工位，实现与前端试剂存取流程的无缝衔接。

1.3.8 托盘放置

(1) 在检查确认目标实验工作站处于可放置托盘状态后，超级智能化学合成平台主控系统传入目标托盘工位的三维坐标，全向自主实验物料搬运机器人将运输工位上的托盘精准放置于目标实验工作站托盘工位；完成放置后，托盘承载的物料可继续流转至后续工序，与无水无氧手套箱及自动后处理分析协作，实现有机合成实验全流程的连贯运行。

2.售后服务：

2.1项目有专门负责的经验丰富的维修工程师和专门的技术应用支持工程师负责，负责设备送货上门、安装、调试（提供过程中所需的专用工具和辅助材料，并提供设备使用的全部材料）。在质保期内，质保服务为货物及现场维修与维护、相关软件的升级以及电话技术支持等服务，不再收取额外费用；保修期后，保证长期供应零备件和正常的售后服务，包括备用零配件及消耗品。提供7×24小时的故障服务受理，4小时内响应，一般故障在12小时内排除；重大故障在48小时内排除。

2.2安装验收期间，负责送货上门、安装、调试（提供过程中所需的专用工具和辅助材料，并提供设备使用的全部材料），对用户进行设备的基本操作和日常维护的现场培训，内容包括设备原理，使用方法和维护方法等；

2.3设备在安装、调试通过后3年的免费保修期。

2.4要求中标厂家在中国有完备的售后服务和技术支持，在中国通过ISO9001售后服务质量体系认证，并提供认证证书；

2.5需提供全套设计图纸、数模、控制程序；

2.6提供设备与现有软件平台的接入方案。

4.支付方式：

合同签订后支付合同总金额的95%作为预付款，剩余5%验收合格后支付。

注：*标注要求必须满足，无法满足者，做无效处理。

2套

合同签订生效后30天内交货

46万元（人民币）