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单轴力控式试剂瓶旋盖装置

1应用范围

单轴力控式试剂瓶旋盖装置是专为7×24 小时不间断的智能化学实验场景量身打造的关键设备，凭借其独特的设计和丰富的功能，能够高效适配长时间、高强度的实验需求。该装置具备精准的单轴力控能力，可根据不同类型、规格的试剂瓶特性，灵活调节旋盖时的力度与转速，既能确保试剂瓶密封严实，有效防止化学试剂泄漏或外界污染物侵入，又能避免因力度过大导致试剂瓶损坏，保障实验样本的安全性与完整性。

该装置不仅是一个独立的硬件模块，更是“超级智能化学合成平台主控系统” 下属的智能体之一。通过与平台主控系统的深度联动，旋盖智能体能够实时接收来自中央调度的实验任务指令，并与其它实验智能体（如液体移取、分析检测等）进行多智能体协同，实现真正意义上的全流程自治化运行。

在具体实验过程中，主控系统会根据实验合成任务的需求，自动调用旋盖智能体完成试剂瓶的抓取、定位、旋盖与放置操作，并动态调度不同实验单元间的执行顺序，使得旋盖操作不仅仅是单一步骤，而是整个化学合成与分析循环中的有机一环。借助这种体系化的设计，装置能够实现任务级别的自适应优化与状态反馈，确保实验流程稳定、灵活并具备进化能力。

此外，装置在硬件层面具备良好的兼容性，可适配多种材质（如玻璃、塑料等）和不同口径的试剂瓶，而在软件层面则通过与主控系统共享实验知识库和操作参数，实现对新型试剂瓶规格的快速学习与自我调优。这种“硬件灵活性 + 软件智能性”的结合，使得旋盖装置不仅是实验自动化的执行单元，更是推动智能化学实验平台持续进化的重要辅助模块之一。

一、多重安全防护

化学实验中涉及腐蚀性试剂、挥发性有机溶剂及生物危险品，底座需通过结构设计与智能监测构建全方位安全体系：

1.防泄漏密封结构：接触面采用耐酸碱的氟橡胶密封圈，配合凹槽式废液导流槽设计，可快速收集试剂滴落或溢出液体，避免腐蚀设备或造成交叉污染；底座边缘设置高防溅挡板，降低旋转操作时试剂飞溅风险。

2.异常监测：集成压力传感器与红外液位检测模块，当瓶身放置偏移导致压力异常（＞5N）或试剂液面过高（距瓶口＜3cm）时，自动触发声光报警并暂停操作，防止瓶身倾倒或试剂溢出；内置防静电接地装置，电阻值≤10Ω，避免静电引燃挥发性气体。

二、全维度适配兼容，覆盖多样试剂容器

实验室试剂瓶规格繁杂（材质含玻璃、塑料，容量从2mL 至 2L 不等，瓶口类型涵盖螺纹、卡口、磨砂玻璃塞等），底座需具备灵活的调节能力以适应多样化需求：

1.可调式夹持机构：采用三爪式气动夹爪设计，夹持直径可在20mm-150mm 范围内无级调节，配合软质硅胶夹爪垫（邵氏硬度 60±5），既能稳固固定玻璃瓶又避免夹碎塑料瓶；针对特殊形状试剂瓶，可更换定制化夹爪配件。

2.多模式旋转适配：支持正反转双向旋转，通过扭矩传感器实时反馈阻力值（精度±0.1N・m），针对螺纹瓶盖自动匹配 “低速预旋 + 高速旋开” 模式，对磨砂玻璃塞则启动 “脉冲式旋转 + 微抬升” 复合动作，避免硬旋导致瓶口破损。

三、精准控制与协同联动，融入自动化流程

作为自动化实验线的关键节点，底座需实现高精度操作控制与系统级协同：

1.毫米级定位精度：集成视觉识别模块（分辨率≥200 万像素）与激光位移传感器，通过识别瓶身标签或瓶口特征点，自动校准瓶身中心位置，定位误差≤±0.5mm；旋转角度控制精度达 ±0.5°，确保瓶盖旋合位置一致性，满足后续移液、加样等操作的定位需求。2.智能流程对接：支持与超级智能化学合成平台，通过RFID 或二维码识别试剂瓶信息后，自动调用预设操作参数（如针对有机溶剂瓶启用低速旋转模式）；预留 IO 接口与 PLC 控制系统联动，可根据上游移液机械臂信号触发开盖/关盖动作，实现全流程无人化操作。

四、强环境耐受性，适应实验室复杂工况

化学实验室存在温湿度波动、化学腐蚀及高频次操作等严苛条件，底座需具备稳定的环境适应能力：

1.耐腐耐磨材质：主体框架采用耐腐蚀材质一体成型，表面经电解抛光处理（粗糙度Ra≤0.8μm），可耐受 75% 酒精、10% 硝酸等常用消毒剂的日常擦拭；旋转传动部件采用陶瓷轴承，避免润滑剂与化学试剂接触产生污染。

2.宽工况稳定运行：工作温度范围覆盖0-40℃，湿度耐受 30%-90RH（无冷凝），可适应通风橱内气流扰动及恒温实验区的环境变化，也能适应无水无氧手套箱静电工作环境；连续运行无故障时间（MTBF）≥1000 小时，支持每天 200 次以上高频次开合操作，满足高通量实验需求。

2工作条件

2.1工作电压：

（1）矢量闭环式伺服执行单元：230VAC；

（2）磁敏式场域触发启闭单元：5-30VDC；

2.2操作温度：

（1）矢量闭环式伺服执行单元：0-40℃，宽范围工作范围，适应实验室极端环境；

（2）磁敏式场域触发启闭单元：-10-70℃；

2.3操作湿度：

（1）矢量闭环式伺服执行单元：≤90%（30℃无凝露）；

（2）磁敏式场域触发启闭单元：≤90%（30℃无凝露）；

宽范围工作范围，适应实验室极端环境；

2.4防护等级：

（1）矢量闭环式伺服执行单元：≤IP65；

（2）磁敏式场域触发启闭单元：≤IP64；

3配置要求

3.1磁敏式场域触发启闭单元、矢量闭环式伺服执行单元、气压驱动式多指协同执行终端、贯通式回转定位承载模组

3.1.1 磁敏式场域触发启闭单元

（1）最大开关电流：≤30V/200mA；

（2）最大接点容量：≤6.0W；

（3）内部消耗电流：≤5mA；

（4）内部残余电压：≤0.7V；

（5）拽漏电流：≤0.01mA；

（6）最大切换频率：≤1000Hz；

（7）耐冲击：≤30G；

（8）保护电路：电源极性反向保护、突波吸收保护；

（9）认证：CE认证、RoHS。

3.1.2 矢量闭环式伺服执行单元

（1）额定转速：3000rpm ；

（2）额定扭矩（100K）：0.64Nm；

（3）额定电流：1.4A；

（4）额定功率：0.2kW/0.27hp；

（5）最大转速：5000rpm；

（6）最大扭矩：1.91Nm；

（7）最大电流：4.2A；

（8）静态扭矩：0.64Nm；

（9）转动惯量：0.214kgcm²；

（10）扭矩常量：0.48Nm/A；

（11）耐热等级：B（130℃）；

（12）净重：1.00kg；

（13）轴高：30

（14）编码器系统：绝对值编码器21单圈；

（15）冷却：自冷却；

（16）轴端：光轴；

（17）圆跳公差：类别N；

（18）振动值等级：等级A。

3.1.2 气压驱动式多指协同执行终端

（1）单个手指张开夹持力：130N；

（2）单个手指闭合夹持力：118N；

（3）开闭行程（两侧）：8mm；

（4）动作型式：复动型；

（5）工作介质：空气（经40μm以上滤网过滤）；

（6）使用压力范围：0.15-0.7MPa（22-100psi）；

（7）重复精度：±0.01mm；

（8）最高使用频率：60（c.p.m）；

（9）接管口径：M5×0.8。

3.1.3 贯通式回转定位承载模组

（1）轴承类型：交叉滚子轴承；

（2）减速比：5；

（3）容许扭矩：20Nm；

（4）额定输出转速：200rpm；

（5）传达精度：30arcsec；

（6）重复定位精度：10arcsec；

（7）旋转平台平面度：0.01mm；

（8）旋转平台输出端外圆跳动：0.01mm；

（9）最大轴向负载：500Nm；

（10）平均寿命：20000h；

（11）背隙：15arcsec；

（12）噪音：≤65dB；

（13）重量：0.52kg。

3.1.4 安全及防护

（1）防泄漏机构设计。底座边缘设置高防溅挡板，降低旋转操作时试剂飞溅风险；手套箱内的防泄漏机构可以有效应对瓶体异常破损导致的试剂泄露。

（2）核心旋转机构及夹爪采用耐腐蚀材质，有效应对实验室高挥发性气体环境以及可能发生的瓶体异常破损导致的试剂泄露。

（3）异常监测。针对瓶体位置异常、瓶体破碎等异常状况进行实时监测，发现异常状况及时停止实验并上报故障。

3.1.4 控制及通信

（1）与机器人夹爪协同控制。通过控制单元与机器人夹爪能实现协同控制，以精确控制试剂瓶的就位、夹爪固定、旋转、开平状态监测等系列东西。

（2）与超级智能化学合成平台的通信控制及数据交互，对旋盖过程状态、相关数据全程追溯。

二、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，12小时内响应，一般故障在24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1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。

三、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。

6套

合同签订生效后30天内交货

36万元（人民币）