遼寧材料實(shí)驗(yàn)室移動(dòng)機(jī)械臂轉(zhuǎn)運(yùn)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)采購(gòu)項(xiàng)目采購(gòu)項(xiàng)目的潛在供應(yīng)商應(yīng)在線上獲取采購(gòu)文件，并于****年**月**日 **時(shí)**分（北京時(shí)間）前提交響應(yīng)文件。
一、擬采購(gòu)設(shè)備購(gòu)置必要性及可行性
在新材料研發(fā)領(lǐng)域，智能實(shí)驗(yàn)設(shè)備憑借其高精度、自動(dòng)化和智能化的顯著優(yōu)勢(shì)，正逐漸成為推動(dòng)研發(fā)進(jìn)程的關(guān)鍵力量。然而，當(dāng)前不同材料自動(dòng)化設(shè)備和數(shù)據(jù)源之間普遍存在著有效整合不足的問(wèn)題，導(dǎo)致全無(wú)人的材料研發(fā)流程難以形成閉環(huán)，進(jìn)而使得數(shù)據(jù)鏈條的完整性和利用率大幅下降，嚴(yán)重制約了研發(fā)效率的提升。
(一) 設(shè)備采購(gòu)必要性：
材料實(shí)驗(yàn)智能機(jī)器人技術(shù)團(tuán)隊(duì)緊密?chē)@材料研發(fā)過(guò)程中全無(wú)人流程閉環(huán)不足以及后臺(tái)數(shù)據(jù)采集、整合不完善等突出問(wèn)題，立足于材料智能技術(shù)研究所已建成的材料制備、表征平臺(tái)，展開(kāi)材料智能機(jī)器人技術(shù)與集成平臺(tái)的研究工作。
移動(dòng)機(jī)械臂轉(zhuǎn)運(yùn)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是實(shí)現(xiàn)我團(tuán)隊(duì)這一研究目標(biāo)的核心環(huán)節(jié)，其目的在于攻克移動(dòng)機(jī)器人在各平臺(tái)之間的物料轉(zhuǎn)運(yùn)調(diào)度難題，突破現(xiàn)有移動(dòng)機(jī)器人任務(wù)自主決策困難、自動(dòng)巡航能力差、可靠性差等關(guān)鍵瓶頸，開(kāi)發(fā)出適用于復(fù)雜場(chǎng)景下多平臺(tái)調(diào)度的智能移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)。
通過(guò)對(duì)該平臺(tái)的建設(shè)，使智能機(jī)器人在材料轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中具備自主決策、自動(dòng)巡航、主動(dòng)避障等復(fù)雜操作任務(wù)能力，從而形成從材料設(shè)計(jì) - 制備 - 表征的全鏈條自動(dòng)化運(yùn)行，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)源的全鏈條采集和深度分析，進(jìn)而構(gòu)建起人工智能賦能的材料研發(fā)閉環(huán)，打破數(shù)據(jù)孤島，深入挖掘數(shù)據(jù)內(nèi)在規(guī)律，顯著提升實(shí)驗(yàn)的精準(zhǔn)度與研發(fā)效率，為新材料研發(fā)工作帶來(lái)質(zhì)的飛躍。
(二) 設(shè)備的主要用途
移動(dòng)機(jī)械臂轉(zhuǎn)運(yùn)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)可完成物料在高通量防腐涂層材料自動(dòng)化制備平臺(tái)、高性能功能涂層自動(dòng)化制備平臺(tái)和涂層基礎(chǔ)性能自動(dòng)化表征集成平臺(tái)之間的物料流轉(zhuǎn)搬運(yùn)、實(shí)驗(yàn)操作、信息采集等多種復(fù)合實(shí)驗(yàn)任務(wù)。以智能控制系統(tǒng)作為中樞，使該平臺(tái)具有自主決策、自動(dòng)巡航、主動(dòng)避障等功能；配合高精度圖像識(shí)別系統(tǒng)可完成機(jī)械臂之間的復(fù)雜協(xié)同任務(wù)；通過(guò)建立與各平臺(tái)之間的實(shí)時(shí)通訊鏈路，實(shí)現(xiàn)全無(wú)人新材料研發(fā)的全流程閉環(huán)。
（三） 設(shè)備采購(gòu)可行性：
在材料專(zhuān)業(yè)無(wú)人實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中，移動(dòng)機(jī)器人平臺(tái)與材料制備表征平臺(tái)間的關(guān)聯(lián)日益緊密，國(guó)內(nèi)外均呈現(xiàn)出技術(shù)融合與協(xié)同發(fā)展的趨勢(shì)，朝著“感知-決策-執(zhí)行”一體化方向發(fā)展，其技術(shù)成熟度和可靠性已通過(guò)多領(lǐng)域?qū)嵺`驗(yàn)證，并在國(guó)內(nèi)外形成典型應(yīng)用案例。
統(tǒng)一多樣化設(shè)備接口和通信協(xié)議，實(shí)現(xiàn)材料制備到表征的全流程自動(dòng)化可行：
（1）上海交通大學(xué)高文施團(tuán)隊(duì)的“智能涂層實(shí)驗(yàn)室”通過(guò)AI控制機(jī)械臂，實(shí)現(xiàn)了材料制備、表征、測(cè)試全流程自動(dòng)化，顯著提升了科研效率。這一案例展示了移動(dòng)機(jī)器人平臺(tái)在材料制備表征過(guò)程中的重要作用，以及兩者間的高度協(xié)同性。
（2）松山湖材料實(shí)驗(yàn)室的“SLAB材料制備與表征平臺(tái)”通過(guò)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)樣品在制備、表征、機(jī)加工等環(huán)節(jié)的自動(dòng)化流轉(zhuǎn)，覆蓋從原子尺度到宏觀尺度的材料研究。
（3）國(guó)外實(shí)驗(yàn)室（如美國(guó)勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、德國(guó)馬普學(xué)會(huì)）普遍采用標(biāo)準(zhǔn)化接口與模塊化設(shè)計(jì)，機(jī)器人平臺(tái)可快速適配不同制備與表征設(shè)備，實(shí)現(xiàn)“即插即用”。
實(shí)現(xiàn)動(dòng)作精準(zhǔn)操作，完成平臺(tái)間實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸可行：
（1）英國(guó)利物浦大學(xué)開(kāi)發(fā)的“智能實(shí)驗(yàn)室”中的移動(dòng)機(jī)器人平臺(tái)，可以基于KUKA機(jī)器人平臺(tái)構(gòu)建，定位精度可達(dá)±0.**毫米，并配備了激光掃描儀和力傳感器等各種傳感器，能精確完成實(shí)驗(yàn)室操作，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸與自主分析。
（2）經(jīng)世智能料箱機(jī)器人采用二維碼導(dǎo)航，定位抓取誤差毫米級(jí)，保證標(biāo)本安全。模塊化設(shè)計(jì)適配不同場(chǎng)景，云端平臺(tái)可實(shí)時(shí)監(jiān)控狀態(tài)、優(yōu)化路徑。采集的標(biāo)本與操作數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳至管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)信息實(shí)時(shí)更新查詢(xún)，提升標(biāo)本管理效率。
（3）南開(kāi)大學(xué)等研發(fā)的活體細(xì)胞精準(zhǔn)操作機(jī)器人，突破細(xì)胞變形與胞質(zhì)建模關(guān)鍵技術(shù)，解決操作瓶頸，提高細(xì)胞操作成功率，用于基因編輯等實(shí)驗(yàn)。實(shí)現(xiàn)微創(chuàng)操作，突破微尺度建模難題，可實(shí)時(shí)采集分析細(xì)胞狀態(tài)信息，為實(shí)驗(yàn)調(diào)整提供依據(jù)，已在**家單位應(yīng)用。
打通實(shí)驗(yàn)室全流程材料研發(fā)閉環(huán)，提高材料研發(fā)效率可行：
（1）美國(guó)阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室利用人工智能驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)化材料實(shí)驗(yàn)室Polybot，成功研發(fā)出高導(dǎo)電性、低缺陷的電子聚合物薄膜，徹底擺脫傳統(tǒng)制造需測(cè)試近百萬(wàn)種工藝組合，人力難以完成的困局，并形成規(guī)?；a(chǎn)方案。
（2）武漢京天機(jī)器人推出的玄武5系列移動(dòng)機(jī)械臂，已應(yīng)用于汽車(chē)總裝線，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱等重載部件的柔性搬運(yùn)，單臺(tái)設(shè)備可替代3名工人，效率提升**%。
（3）國(guó)內(nèi)某汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)廠引入海豚之星MP**S無(wú)人叉車(chē)，憑激光SLAM導(dǎo)航和多機(jī)調(diào)度，精準(zhǔn)搬運(yùn)零部件，保障裝配精度。全流程數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集，智能系統(tǒng)高效分配任務(wù)、規(guī)劃路徑與預(yù)警。應(yīng)用后效率提升超**%，年省成本超**0萬(wàn)。
二、設(shè)備功能原理
（一）移動(dòng)平臺(tái)基礎(chǔ)
導(dǎo)航技術(shù)：借助激光雷達(dá)傳感器精準(zhǔn)構(gòu)建環(huán)境地圖，深度融合SLAM（同步定位與地圖構(gòu)建）算法，實(shí)現(xiàn)自主定位與路徑規(guī)劃。具體導(dǎo)航方式為激光 SLAM，其基于激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)構(gòu)建二維 / 三維地圖，特別適用于結(jié)構(gòu)化環(huán)境，能夠?yàn)橐苿?dòng)平臺(tái)提供高精度、高可靠性的導(dǎo)航支持。
運(yùn)動(dòng)控制：移動(dòng)平臺(tái)通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，結(jié)合差速控制、路徑跟蹤算法，確保平滑移動(dòng)和高效避障，從而在復(fù)雜環(huán)境中實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、可靠的運(yùn)行，滿(mǎn)足材料轉(zhuǎn)運(yùn)等任務(wù)對(duì)移動(dòng)精度和靈活性的嚴(yán)格要求。
（二）機(jī)械臂操作原理
運(yùn)動(dòng)學(xué)建模：通過(guò) Denavit-Hartenberg（D-H）參數(shù)描述機(jī)械臂各關(guān)節(jié)的空間坐標(biāo)關(guān)系，正向運(yùn)動(dòng)學(xué)求解末端執(zhí)行器位置，逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)根據(jù)目標(biāo)位置反解關(guān)節(jié)角度。
動(dòng)力學(xué)控制：考慮機(jī)械臂慣性、摩擦力、重力等因素，通過(guò) PID 控制、自適應(yīng)控制等算法實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)軌跡跟蹤，確保抓取、裝配等操作的穩(wěn)定性。
末端執(zhí)行器：配備夾爪，能夠根據(jù)任務(wù)需求（如抓取形狀不規(guī)則物體、精密裝配等）靈活選擇適配工具，滿(mǎn)足多樣化的實(shí)驗(yàn)操作要求
（三）移動(dòng)與機(jī)械臂的協(xié)同控制
坐標(biāo)空間統(tǒng)一：將移動(dòng)平臺(tái)坐標(biāo)系與機(jī)械臂基坐標(biāo)系統(tǒng)一，通過(guò)坐標(biāo)變換（如齊次變換矩陣）實(shí)現(xiàn)兩者運(yùn)動(dòng)的解耦與協(xié)同。例如，當(dāng)機(jī)械臂需要到達(dá)遠(yuǎn)端目標(biāo)時(shí)，移動(dòng)平臺(tái)先移動(dòng)至合適位置，再由機(jī)械臂執(zhí)行操作。。
協(xié)同運(yùn)動(dòng)規(guī)劃：采用分層規(guī)劃策略，上層規(guī)劃移動(dòng)路徑，下層規(guī)劃?rùn)C(jī)械臂軌跡，通過(guò)時(shí)間同步或事件觸發(fā)（如移動(dòng)到位后機(jī)械臂啟動(dòng)）實(shí)現(xiàn)協(xié)同。
聯(lián)合優(yōu)化：同時(shí)優(yōu)化移動(dòng)平臺(tái)與機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)軌跡，避免碰撞并縮短任務(wù)時(shí)間（如機(jī)械臂在移動(dòng)過(guò)程中提前調(diào)整姿態(tài)）
移動(dòng)機(jī)械臂轉(zhuǎn)運(yùn)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)由移動(dòng)機(jī)械臂、自動(dòng)導(dǎo)引運(yùn)輸車(chē)（AGV）和智能控制系統(tǒng)三大核心模塊組成。系統(tǒng)集成了高精度的全局與局部路徑規(guī)劃算法包，以及視覺(jué)高精度識(shí)別算法模塊，具備自主導(dǎo)航、環(huán)境感知與任務(wù)執(zhí)行能力。
智能控制系統(tǒng)作為整個(gè)平臺(tái)的核心控制中樞，負(fù)責(zé)對(duì)各子系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度與協(xié)同管理。系統(tǒng)通過(guò)建立與物料庫(kù)、AGV機(jī)器人、一號(hào)工作站、二號(hào)工作站、三號(hào)工作站、等關(guān)鍵硬件設(shè)備之間的實(shí)時(shí)通信鏈路，基于智能化的任務(wù)調(diào)度策略，實(shí)現(xiàn)從任務(wù)分配到執(zhí)行反饋的全流程閉環(huán)控制。
在無(wú)需人工干預(yù)的條件下，平臺(tái)能夠高效調(diào)度AGV與機(jī)械臂協(xié)同完成包括物料搬運(yùn)、定位抓取、信息采集、實(shí)驗(yàn)操作等在內(nèi)的多種復(fù)合型實(shí)驗(yàn)任務(wù)。系統(tǒng)具備高度的任務(wù)靈活性與適應(yīng)性，可應(yīng)對(duì)多樣化實(shí)驗(yàn)流程的需求。最終，該平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)室操作流程的全面無(wú)人化、自動(dòng)化與智能化運(yùn)行，顯著提升了實(shí)驗(yàn)效率、操作一致性與數(shù)據(jù)可靠性。
三、調(diào)研國(guó)內(nèi)外主要廠商情況
| 廠商名稱(chēng) | 廠商1 | 廠商2 | 廠商3 |
| 導(dǎo)航方式 | 激光SLAM | 激光SLAM | 激光 SLAM |
| 驅(qū)動(dòng)形式 | 雙輪差速 | 雙輪差速 | 雙輪差速 |
| 長(zhǎng)*寬*高 | **0***0***0mm | **0***0***0(mm) | **5 mm***5mm***0 mm |
| 自重 | **0(±**kg) | 約**0kg | **0 kg |
| 最大負(fù)載 | **0KG | **0kg | **0kg |
| 網(wǎng)絡(luò)通訊 | 以太網(wǎng) / Wi-Fi **2.** a/b/g/n/ac | 以太網(wǎng) / Wi-Fi **2.** a/b/g/n/ac | 以太網(wǎng) / Wi-Fi **2.** a/b/g/n/ac |
| IP等級(jí) | IP** | IP** | IP** |
| 導(dǎo)航位置精度 | ±5mm | ±5mm | ± 5 mm |
| 導(dǎo)航角度精度 | ±0.**° | ±0.**° | ± 0.5° |
| 運(yùn)行速度 | 1.5m/s | 1.5m/s | 1.5m/s |
| 電池容量 | **V/**Ah | **v/**Ah | **v/**Ah |
| 綜合續(xù)航 | 8h | 8h | 8h |
| 有效負(fù)載 | **KG | **kg | **kg |
| 工作半徑 | ****mm | ****mm | ****mm |
| 問(wèn)詢(xún)價(jià)格 | **0萬(wàn) | **5萬(wàn) | **0萬(wàn) |
| 同類(lèi)產(chǎn)品業(yè)績(jī) | 良好 | 良好 | 良好 |
| 交貨期限 | **天 | **0天 | **天 |
| 質(zhì)量保證、售后服務(wù)等 | 設(shè)備的質(zhì)量保證期為壹年且終生維護(hù)（從購(gòu)方驗(yàn)收合格之日起）。質(zhì)保期內(nèi)，在產(chǎn)品本身質(zhì)量問(wèn)題而導(dǎo)致設(shè)備故障的，供方免費(fèi)給予維修。超出保修期，則適當(dāng)收取配件費(fèi)和維修費(fèi)。購(gòu)方需供方上門(mén)服務(wù)的，供方承諾在接到通知之時(shí)始**小時(shí)內(nèi)到位。免費(fèi)提供現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)，直至用戶(hù)完全掌握相關(guān)內(nèi)容為止。培訓(xùn)內(nèi)容：包括設(shè)備的技術(shù)原理、儀器操作、日常基本維護(hù)與保養(yǎng)等。培訓(xùn)目的：使培訓(xùn)后的技術(shù)人員能獨(dú)立使用設(shè)備進(jìn)行試驗(yàn)，同時(shí)能獨(dú)立處理常見(jiàn)性故障及進(jìn)行日常的設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)。 | 1、提供售后服務(wù)的項(xiàng)目：整機(jī)保修（電池、配件除外）。2、免費(fèi)保修年限：自驗(yàn)收合格之日起，十二個(gè)月。3、售后服務(wù)響應(yīng)及到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)的時(shí)間：我方承諾維護(hù)服務(wù)的響應(yīng)要求保證在得到買(mǎi)方通知后**小時(shí)內(nèi)做出實(shí)質(zhì)性技術(shù)響應(yīng)， 3日內(nèi)做出完整的解決方案，7日內(nèi)解決故障問(wèn)題。4、維修技術(shù)人員及設(shè)備方面的保證措施及收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)； | 整機(jī)質(zhì)保壹年（設(shè)備整體驗(yàn)收合格之日起算），終身售后跟蹤服務(wù)；售后服務(wù)排除故障所需時(shí)間≤**小時(shí)；在質(zhì)保期內(nèi)，零部件由供方免費(fèi)提供、免費(fèi)更換，技術(shù)服務(wù)人員的一切費(fèi)用由供方負(fù)責(zé)； |
擬采購(gòu)設(shè)備的場(chǎng)地要求
1. 設(shè)備占地：****mm*****mm（充電樁+復(fù)合機(jī)器人）
2. 地板承載能力：＞**0kg/m2
3. 體積：約**0***0***0mm
4. 重量：**0KG
5. 電源：**0V DC
6. 水氣無(wú)要求
