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光控反应自动供料模块

光控反应自动供料模块作为超级智能化学合成平台的重要组成部分，专为高分子材料的光控降解实验设计，提供一套高度自动化、高精度且安全可靠的样品处理与输送解决方案。

一、系统功能

该模块旨在实现高分子材料光控降解实验中样品处理与输送的全流程自动化和无人化操作，具体功能包括：

（1）高分子样品精准抓取与移送：

通过机械臂的精准定位能力（定位精度≤±0.05mm）和形态适配夹具，实现对高分子样品的稳定抓取与移送。

夹具夹持力可在0.5 - 5N范围内调节，并通过力反馈传感器实时调节夹持力，有效防止样品在抓取和放置过程中出现变形或污染，确保样品无损移送。

（2）光反应托盘自动化操作：

自动将抓取的高分子样品放置于光反应托盘中。

系统自动将放置有样品的托盘送至光控反应器中，确保托盘位置精准，并与光控系统联动，保障反应条件符合预设方案。

光控反应完成后，机械臂自动抓取完成反应的托盘进行视觉检测，检测达标后，将托盘放置回光反应托盘架上。

（3）实验流程闭环管理：

覆盖从“抓取高分子样品放置于光反应托盘 - 将光反应托盘放置于光控反应器 - 光控反应后取回托盘”的全流程自动化操作，实现高分子降解实验的闭环管理。

（4）实验参数无缝同步：

深度融入超级智能化学合成平台，支持实验参数（如样品形态、夹持方式、移送路径等）与实验方案在不同设备间无缝同步，极大提升了不同批次高分子降解实验的数据一致性与可重复性。

二、关键技术

该模块能够实现上述功能，需要具备以下关键技术：

（1）高精度机械臂与自适应夹具技术：

①采用具备高精准定位能力的机械臂，结合可调节夹持力（0.5 - 5N）的形态适配夹具。

②集成力反馈传感器，实现夹持力的实时调节，确保样品无损抓取与移送。

（2）高兼容性通信与控制接口：

①模块拓展了高兼容性的通信与控制接口，可灵活连接光控反应器、催化剂及乙二醇分配系统、样品存储单元等多种设备。

②具备信号自适应与协议转换能力，能够兼容实验室现有不同品牌的光控设备体系。

（3）多传感器融合与智能监测：

①集成视觉传感器、力反馈传感器、位置传感器等多种传感器，对机械臂运动轨迹、夹具夹持状态、样品在位情况、夹具磨损状态、样品存量、机械臂运动精度及关键动作完成信号进行实时、多维度监测。

（4）无人化流程监控与智能应急处理：

①模块内置无人化流程监控与智能应急处理模块，能够对实验状态进行实时异常诊断（如夹具松动、样品偏移、机械臂卡滞、夹具磨损导致夹持力下降、样品存量不足、机械臂轨迹偏差超标）。

②当发生突发状况时，系统能自动执行预设保护策略，包括暂停移送操作、启动夹具应急锁定、反馈系统、切换备用夹具、暂停实验并报警、自动校准运动轨迹等。

③在异常情况下，系统可自动判断并执行相应应急策略，或上报超级智能化学合成平台进行协同调度，实现闭环安全管理与稳定执行。

1技术方案

1.1光控反应自动供料模块相关参数

1.1.1机器人本体

(1)实验工作半径：≥880mm。

(2)最大试剂盘负载：≥5kg

(3)机械臂重量：≤24kg

(4)本体通讯接口：CAN BUS

(5)重复定位抓取精度≤0.02mm

(6)工具端线速度：≤2.8m/s

(7)防护等级：IP54;

(8)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（乙二醇等）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。

1.1.2执行体导控终端

(1)显示屏：12’电阻式液晶触控屏，彩色

(2)功能按钮：开关机按钮、紧急停止按钮、力控按钮

1.1.3机器人功能

(1)通过示教器对机器人实验动作进行示教和实验流程的在线编程，同时支持拖动示教，为化学实验人员提供友好、便捷的测试界面；

(2)机器人配备 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。

(3)提支持多种平台SDK二次开发，支持Linux下C++编程、Lua脚本语言编程、Windows VC++、Python脚本编程、QT跨平台编程开发；

教学资源：

(4)要求提供开发软件工具、机器人SDK开发包、ROS环境软件包，DEMO资料，电动手爪驱动包、接口协议说明书等教学资源包。

1.1.4机器人法兰

(1)外形尺寸(长×宽×高)：63×63×15mm；

(2)平面度公差：0.01μm；

(3)外形：设有4个机器人安装孔、2个转换板安装孔及1个通孔；

(4)表面粗糙度Ra：＜0.4μm；

(5)铝合金材质，表面喷细砂，本色阳极氧化处理。提高实验工件的耐磨、以及耐化学试剂腐蚀特性。

1.1.5柔性夹爪

1.1.5.1精密伺服驱动电动夹爪

(1)整体尺寸(长×宽×高)：95×61.7×86mm

(2)最大推荐负载：3kg

(3)位置重复精度：±0.03mm

(4)通讯协议：支持Modbus-RTU协议和Digital I/O

(5)夹持力(单侧)：夹持力40-140N的可调范围与柔软材质夹爪，可精准适配不同材质与形态的试剂容器在高分子材料光控降解实验中的精确、安全抓取。

(6)额定功率：12W

(7)工作环境湿度：85%RH以下

(8）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。

1.1.5.2旋转旋盖气夹爪

(1) 工作类型：单作用

(2) 使用压力范围：0.1-0.7MPa

(3) 环境和流体温度：-10~60℃未冻结

(4) 同心度：±0.1

(5) 最高转速：1000转/min

(6) 夹持力：≤30N

(7) 最大扭矩：≤25N·m

(8) 平行开闭行程：单边2mm

1.1.6行星减速步进电机

(1)相数：2

(2)步距角：1.8°

(3)额定电压：DC4.5V

(4)额定电流：1.0A

(5)保持转矩：≥250mN·m

(6)相电阻：4.5±15%

(7)相电感：7±20%mH（1kHz）

(8)转向：A-AV-B-CW

(9)转动惯量：35g·cm²

(10)重量：0.39kg

(11)绝缘等级：B Class

(12)减速比：1/5.2

1.2光控反应自动供料模块程序控制功能

1.2.1夹具选型与夹持力闭环控制

根据超级智能化学合成平台下发的指令，可编程逻辑控制器程序自动匹配对应夹具类型；同时通过采集力反馈传感器实时数据，闭环调节夹具夹持力，避免样品变形、洒落，确保无损移送。

1.2.2机械臂运动与精准定位控制

控制机械臂多轴运动轨迹，结合位置传感器反馈，实现样品移送定位精度≤±0.05mm 的控制；包括样品从存储单元到反应器、从反应器到残渣收集容器的全程运动路径规划，以及运动速度、加速度的平滑调节，防止样品因运动冲击受损。

1.2.3与超级智能化学合成平台的通信交互控制

通过通信接口，实现可编程逻辑控制器与超级智能化学合成平台的双向数据交互：接收超级智能化学合成平台下发的实验参数，并上传模块实时状态，保障参数跨设备无缝同步。

1.2.4样品移送阶段自动化控制

执行“样品识别 - 抓取 - 移送”全流程逻辑：根据超级智能化学合成平台调度指令，控制机械臂移动至样品存储单元，通过视觉传感器确认样品位置与形态，触发对应夹具抓取动作；抓取后实时监测样品在位状态，控制机械臂按预设路径定量移送至指定工位，避免移送过程中样品偏移。

1.2.5样品固定与反应器对接校准控制

控制样品在光控反应器内的固定逻辑：根据反应器载物台结构，调节夹具动作；同时通过定位传感器采集样品中心与光控辐射中心的偏差数据，可编程逻辑控制器自动微调机械臂位置，确保两者重合，反馈“对接完成信号”至光控系统。

1.2.6降解后残渣处理与夹具自清洁控制

反应结束后，可编程逻辑控制器接收“完成信号”，控制机械臂抓取降解残渣容器，移送至专用收集单元；残渣倾倒完成后，触发夹具自清洁流程，并通过视觉传感器检测夹具清洁度，确认无残留后复位，避免污染后续样品。

1.2.7多维度状态监测与数据采集控制

持续采集各类传感器数据并上传至可编程逻辑控制器：包括机械臂运动轨迹偏差值、夹具夹持力实时值、样品在位状态、夹具磨损程度、样品存量，为后续控制逻辑提供数据支撑。

1.2.8异常诊断与应急保护策略执行控制

基于采集的监测数据，可编程逻辑控制器程序自动判断异常场景：如夹具松动、样品偏移、机械臂卡滞；触发对应应急策略：暂停移送操作、启动夹具应急锁定、向超级智能化学合成平台发送“异常信号”并请求调整光控供给，同时触发本地声光报警。

1.2.9运行保障机制自动化执行控制

执行模块运行保障逻辑：当机械臂轨迹偏差超标，触发“自动校准指令”，控制机械臂沿基准点重新校准运动精度；当样品存量不足，暂停实验并向超级智能化学合成平台上报“补样请求”，等待协同调度。

1.2.10实验参数存储与流程同步控制

存储每批次实验的关键参数（样品形态、夹具类型、夹持力设定值、移送路径、联动设备参数），确保实验方案可追溯；当跨设备同步实验流程时，可编程逻辑控制器程序按超级智能化学合成平台指令，将存储的参数同步至关联设备（如光控反应器），保障不同批次实验参数一致性。

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需提供控制程序；

3.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。

1套

合同签订生效后30天内交货

36万元（人民币）