智能机器人创客空间实训室建设需求

智能机器人创客空间实训室建设需求序号名称参数数量单位1机器人创新套件关键参数

有机结合机械类专业的机械创新设计教学实验，支持学科竞赛。能够参加机器人创意设计竞赛。

1、设备外观

1个容量不小于40L的工程收纳箱，3个EVA内胆，含至少2个零件收纳盒。

2、大型金属结构件

不少于30种，总数不少于320个。主要材质为铝镁合金，厚度为2.4mm，冲压钣金工艺，非型材零件，外表金属原色喷砂氧化工艺，磨损和划伤时不变色。每个零件均有多个国际标准M3零件孔，零件孔采用国标通孔，非螺纹孔或螺纹槽，长期使用不存在滑丝问题；。不少于3种平板零件，包括7×11孔平板，5×7孔平板，10mm滑轨板；不少于7种折弯零件，包括输出支架、马达支架、大舵机支架、直流电机支架、舵机双折弯、U型支架、3×5折弯；不少于7种连杆零件，包括机械手40mm、机械手40mm驱动、机械手指、双足腿、双足支杆、双足连杆、四足连杆；不少于3种圆形零件，包括小轮、大轮、垫片10；不少于1种万向轮，不少于1种传动轴。主要结构零件孔严格遵循GB/T70.1-2000国家标准。

3、塑胶结构件

不少于14种，总数不少于270个。主要材质为ABS，主要为黑色，每个零件均有多个国际标准M3零件孔。包括不少于2种齿轮，不少于2种偏心轮，不少于3种电机输出头，不少于5个联轴器，不少于4个1:10模型轮胎，不少于8个硅胶轮胎，不少于100节可调式履带片，履带总长度不小于140cm。

4、其他零配件

不少于18种，总数不少于1000个。包括不少于8种螺丝，主要为不锈钢材质，主要型号为国际标准M3。不少于3种尼龙螺柱，不少于3种铜套管。主要紧固零件严格遵循国家标准。

5、组装方案

共可组装不少于18种机器人模块，不少于45个机构作为实验平台。可完成不少于75个实验项目，应包括机器人模块化设计、双轮机器人设计、履带机器人设计、2自由度云台实验、5自由度蛇形机器人实验、6自由度双足步行机器人实验、人车混合型机器人实验、扫地机器人实验、工程机器人实验、排爆机器人实验、仿生机器人实验、机械臂实验、三角履带机器人、机器人避障实验、机器人循迹实验、光控实验、声控实验、自平衡机器人实验、温湿度远程监测实验、WiFi视频监控实验、语音对话实验、语音命令实验、颜色识别实验、蓝牙通信实验、无线示教编程实验等。

6、主控板

至少包含1个ARMCortexM3芯片处理器主控板，基于Arduino开源方案设计,同时具有不少于14路数字输入/输出口。尺寸不大于60*60mm，开有M3零件孔，孔距应为10mm的整倍数。应支持5v~20v的电压。不少于512KBytes的Flash；不少于96KBytes的SRAM；不少于84Mhz的CPU时钟频率；至少包含1个DMA控制器。

至少包含2个AVRATmega328芯片处理器主控板，基于Arduino开源方案设计,同时具有至少包含14路数字输入/输出口。尺寸不大于60*60mm，开有M3零件孔，孔距应为10mm的整倍数。应支持5v~20v的电压。FlashMemory不少于32KB，SRAM不少于2KB，工作时钟16MHz。

7、扩展板

至少包含2个扩展驱动板，完全兼容arduino控制板标准接口。可支持与主控板堆叠使用，3P、4P接口全部采用彩色镀金分组插针，防反插设计。可支持直接驱动舵机、直流电机、数码管等机器人常规执行部件，无需外围电路。板载至少2个2*5的杜邦座扩展坞。

至少包含1个手柄扩展版，完全兼容Arduino接口。包含不少于2个X\Y轴摇杆电位器，可以通过AD转换读出扭动角度，不少于2路独立按键，数字输出，方便使用。板上标注有各个模块的端口配置，方便调试。预留了其他没有占用的端口，方便后期扩展。兼容BIGFISH扩展板的扩展接口，不少于1个I2C接口、不少于1个TTL串口，不少于6个LED指示灯。通过该扩展板应可用于制作遥控手柄，结合无线模块可实现无线控制，提供示教编程固件。

8、开发环境

主控板具备示教编程功能，对任意设备进行脱离电脑的、快速的示教编程。支持国际流行的Arduino函数库。支持Ardublock图形化编程语言，同时支持Mind+等图形化编程软件，支持VisualStido，Eclipse、Sublimetext等主流编程环境。

9、电机和电池

不少于3种电机，总数不少于22个。包括两种扭矩的金属齿轮伺服电机，一种最大转动角度为180°，一种最大转动角度270°，额定电压6V，最大额定扭矩不小于18N·cm；一种双轴直流电机，额定电压4.5V，减速比87。不少于3块锂电池，额定电压7.4V，1100mAh，1个专用充电器。

10、传感器

不少于14种，总数不少于24个。应包括触碰、近红外、灰度、光强、闪动、声控、白标、超声测距、加速度、温湿度、编码器、颜色识别、语音识别、摄像头等。

其中编码器对管宽度10mm，可与直流电机配合安装，形成直流伺服模块；

摄像头采用不低于130万像素的CMOS传感器，非黑白摄像头，最大分辨率不小于1280×960，最大帧数不低于30fps，24bit色彩位数，理论成像距离从20mm至无穷远，支持静态500万像素的高清影像，采用USB2.0传输。语音识别模块应采用不低于HBR640的语音识别芯片，支持非特定人语音识别技术，支持中文音素识别，支持中文识别词条，单次识别可支持不低于1000条的语音命令。

11、通信模块

不少于4种通信模块，总数不少于4个。应支持蓝牙2.0、NRF2.4G、WiFi等通信模式。支持Android手机控制机器人，并提供.apk文件及开发教程。

其中WiFi模块应具备至少150M无线速率，双网口。支持连接USB摄像头，通过手机APP可以随时随地轻松访问。支持连接U盘或USB移动硬盘，支持一键更新固件。内置DDNS，为每位用户免费提供独立访问域名。64M内存，8MFlash，支持OPENWRT系统刷机，自带刷不死Uboot，主板TTL针已焊好，另预留5个GPIO接口。

蓝牙串口模块具有命令响应工作模式和自动连接工作模式两种工作模式，在自动连接工作模式下模块又可分为主（Master）、从（Slave）和回环（Loopback）三种工作角色。采用蓝牙2.0带EDR，2Mbps-3Mbps调制度。内置2.4GHz天线,灵敏度(误码率)达到－80dBm，-4->6dBm功率可调输出，外置8MbitFLASH，低电压3.3V工作，可选PIO控制，标准HCI端口(UARTorUSB)，USB协议:FullSpeedUSB1.1,CompliantWith2.0，数字2.4GHz无线收发射，CSRBC04蓝牙芯片技术，自适应跳频技术，蓝牙Class2功率级别。

12、教程

提供并支持《模块化机器人创新教学与实践》教材一本，书号：ISBN978-7-5603-6193-2。提供不少于4本电子版《实验教程》。《实验教程》提供80节以上实验课，至少支持150课时，提供标准色卡。应包含1个闪存盘（U盘），提供教材电子文档；提供编程环境所需全部软件，包括C语言编程软件、图形化编程插件、驱动程序、示教编程程序等；提供所有电子模块的电路文件，可用Protel打开；全部样机的3D文件，STP格式，可用于PRO/E、SolidWorks等软件搭建机器人虚拟样机，也可用于ANSYS、UG等软件进行运动学和动力学仿真。提供实验范例的全部源程序，便于教学使用。提供不少于100个样机视频。提供网站，QQ群，微信公众账号，方便客户获取资源、学习和咨询。提供不少于6课时的入门学习课件。12套2工程移动机器人平台配置要求1、可搭建“八字形”、“正方形”、“六边形”、“八边形”至少6种车架并能配合麦克纳姆轮、全向轮、大脚轮和履带轮使用，提供装配方案和步骤。可基于工程应用的做二次开发平台，实际工程样机包括农业采摘，防爆、消防，扫地，迎宾，爬坡，物流运输，分拣机器人，扫码，超市跟随，AGV移动小车，无人车库，单个模块工程化，避震等。2、套件框架材料采用2mm厚度的铝方管，连接件包含90°、120°、135°三种角度，均采用实心6061航空铝材高精数铣加工而成，框架与连接件之间为插接式配合。可参加RoboMaster和Robotac竞赛的机器人小车底盘的拼装。3、主要紧固零件严格遵循GB/T70.2-2000和GB/T70.3-2000国家标准，主要结构零件孔严格遵循GB/T5277-1985国家标准。套件框架开有φ4零件孔，孔距为15mm的整倍数。履带轮横梁（六孔板）之间的孔距为54mm。4、主控板采用STM32为主控芯片，板载433MHZ无线通讯模块。转接板自定DC-DC电路，能将12V输入电压自动转化为5V。寻线板模块采用5V电压供电，可通过串口485总线将检测值上传给主板。5、寻迹传感器需具备自行分析轨迹功能，并通过CAN总线上传主控板。当一个系统中有多个寻迹模块时，可自行设置不同的ID值。6、可用于底盘模型组装综合实验，连轴器设计实验，控制原理实验，通过学习专业知识并实践，能设计并组装一个底盘系统，培养学生在机电一体化技术的工程应用方面分析与解决问题的综合能力。7、制作底盘案例 ： 提供6种以上小车底盘搭建案例，包括普通四轮机构、履带结构、3轮全向轮结构4轮麦克纳母轮结构等8、结构零件 300个以上，其中包含 大型铝镁合金零件及ABS塑胶零件，国际标准M3件接口，包括连杆件、弯头、圆形件链轮、连轴器等9、机械零件 200个以上 ，其中包含不锈钢螺丝、螺母，金属轴套、尼龙螺柱、轮胎等10、主控板 3 个，可提供1个ARMCortexM0主控板，1个ARMCortexM3主控板，1个ARMCortexM4主控板；用户可根据具体需求选配。11、电机 4个 ，其中包含 12-24V直流电机，金属齿轮带反馈直流减速电机12、电机驱动板 4 个，可用于对直流电机的驱动，可根据CAN总线下发的相关命令、参数自行对电机进行相关控制，可实对电机的速度、转动角度等的控制。13、传感器 2 个 ，其中包含寻迹传感器，用于对地面颜色对比分明的条状标记进行分析，并能通过CAN总线以问答或自主形式上传检测数据。通过传感器上自带的按键及LED，可对ID号进行修改。可根据下发命令或自身所带按键触发巡线信号阈值自行检测、计算、设置。14、可以支持单片机类教学课程、支持机电一体化类教学课程、支持机器人技术类课程。5、能完成下列电子机械创新设计实验：全地形小车底盘搭建、全向运动小车底盘搭建、自动寻迹小车底盘搭建、AGV小车底盘搭建等。6、能对轮式、履带式、全向轮式等多种机械运动机构的原理进行验证分析。1套3组合式竞赛机器人1.收纳箱：为1个容量600x400x420mm的铝合金加多层阻燃板工程收纳箱，不少于6层EVA内胆。2.结构：金属结构件主要材质为高品质6061铝合金制作，零件坚固不变形。铝镁合金和碳纤维制品，外表喷砂氧化工艺。零件接口为M3孔，包括连杆件、弯头、圆形件链轮、连轴器等。主要结构零件孔严格遵循GB/T

70.1-2000国家标准。3.机械零件：不锈钢螺丝、螺母，金属轴套、尼龙螺柱、轮胎等。4.高级传动件：不少于3种，总数不少于40个，包括丝杆同步带不少于4个，不少于4个导轨，不少于2个滑轨，不少于8个连杆，不少于8个齿条，不少于4个滑块，不少于8个齿轮。主要为黑色，每个零件均有多个国际标准M3零件孔。包括不少于2种齿轮，包括伞齿轮和圆孔齿轮；不少于1种联轴器，不少于一种模型轮胎。5.其他零配件：不少于两种卡簧包括12mm卡簧、25mm卡簧。主要紧固零件严格遵循国家现行标准。不少于三种组装工具包括内六角扳手套装1套，呆口扳手1套，镊子1套，一字螺丝刀1套，轴用卡簧钳1套，严格遵循国家现行标准。6.制作案例：提供五种运动底盘包括两电机四轮底盘，三电机三轮底盘，四电机四轮底盘，全向轮底盘，麦克纳姆轮底盘，五种机械臂抓包括一型连杆式机械臂，二型连杆式机械臂，多级串连式机械臂，一型桁架式机械臂，二型桁架式机械臂，能够搭建五种标准机器人案例包括一型连杆式机器人，二型连杆式机器人，多级串连式机器人，一型桁架式机器人，二型桁架式机器人，可根据自身需求进行选配搭建出更多类型的机器人。7.主控板：不少于1个主控板，主控板核心芯片不低于ARM

Cortex

M3芯片处理器。尺寸不超过68*84mm，开有M3零件安装孔。支持5v的电源电压。具备不少于7个独立按键，不少于1个液晶屏，不小于2MB的外部串行FLASH，同时具备不少于1个的RS232串口，不少于1个的RS485串口，不少于1个的CAN接口。集成不少于1个的无线通讯模块，同时在空旷环境下，要求无线通讯距离不小于100米。8.开发环境：支持STM32CUBEMX对主控芯片底层硬件图形化初始化编程。支持KEIL

MDK对主控芯片进行程序开发、仿真、调试。不少于1个上位机软件，可直接填写数据对所有驱动模块进行参数修改与直接控制。9.电机驱动板：不少于3种电机驱动板，包括步进电机驱动板，直流电机驱动板，舵机驱动板，所有驱动板以总线命令形式控制。所有驱动板可通过USB转TTL与上位机相连，上位机软件可对所有驱动板进行参数设置与控制。不少于2个直流电机驱动板，支持12V电源电压。以开环方式或速度环方式对电机进行控制，具体方式可通过命令选择。不少于2个舵机驱动板，支持12V-24V电源电压。单个舵机驱动板可同时驱动不少于3个舵机。不少于1个步进电机驱动模块。10.巡线板：不少于2个巡线板，线条反光强度检测范围不小于140mm。可进行全自动反光强度阈值检测与设置。与主控板以CAN总线方式相连，同一系统内可同时接入不小于16个巡线板。上位机软件可通过USB转TTL线对巡线板进行参数设置与数据读取。11.开发环境：支持STM32CUBEMX对主控芯片底层硬件图形化初始化编程。支持KEIL

MDK对主控芯片进行程序开发、仿真、调试。DAPLINK

主要用于程序下载。12.电机：不少于2种电机，总数不少于6个。包括金属齿轮270度舵机和带速度反馈直流减速电机等。13.包括循线传感器、接近开关、OPENMV等。循线传感器，用于对地面颜色对比分明的条状标记进行分析，并能通过CAN总线以问答或自主形式上传检测数据。通过传感器上自带的按键及LED，可对ID号进行修改。可根据下发命令或自身所带按键触发巡线信号阈值自行检测、计算、设置。OPENMV具有识别条形码、二维码、颜色、形状等功能。

14.包含1个wifi模块。15.提供产品售后服务文件。16.可完成实训项目不少于16个，按类型可分为：胶轮底盘平台项目、麦克纳姆轮底盘平台项目、全向轮底盘平台项目、巡线竞速项目、一型连杆式机械臂项目、二型连杆式机械臂项目、多级串联式机械臂项目、一型桁架式机械臂项目、二型桁架式机械臂项目、MAIXPY入门级应用项目、树莓派入门级应用项目、一型连杆式机器人综合项目、二型连杆式机器人综合项目、多级串联式机器人综合项目、一型桁架式机器人综合项目、二型桁架机器人综合项目。17.

需提供制造厂家有关STM32控制电机的软件著作权登记证书，有关

stm32

无线双向通讯软件著作权登记证书。18.教材资料包含《智能物流机器人设计与制作》，《实验指导书》，授课PPT、授课教案、装配视频、接线视频、调试视频、装配图册等。4套4机器人视觉分拣开发平台一、机械臂本体1.具有三自由度，并联机械臂。2.本体重量：9Kg。3.工作范围：φ280mmx80mm。4.旋转关节运动范围：-10°-130°，最大转速180°/s。5.额定负载：500g。6.重复定位精度：0.5mm。7.编码器分辨率：<0.1度。二、电气及控制参数1.适配器：输入100-240V，50/60HZ，输出电压20v，电流4.5A；2.控制器：四核处理器，1GB内存，支持USB/有线网口通讯功能，能够运行Linux系统；3.指示灯：至少5种指示状态，包括机械臂正常运行，正常开机，正常关机，出错告警，空闲状态等指示；4.机械臂本体内置气泵及气路控制系统，气路同时支持吸、吹功能；气泵参数：电压12V，流量1.1L/min，真空度-40KPa，正压力90KPa；5.软件：支持二次开发，提供SDK，支持C/C++/JAVA/Python/C#等编程语言，支持图形化编程功能；三、夹具参数主要提供单吸盘夹具1.单吸盘具有独立ID，可以被控制系统自动识别；2.吸盘多种尺寸可选；3.支持吸、吹功能；4.负压-40KPa，正压90KPa；二、移动平台主要包括固定底板，滑动台，分拣盒，分拣圆片，用于切换拍照识别位和分拣位。1.分拣盒尺寸：295*295mm，黑色哑光底色便于识别。2.圆片尺寸：25mm，提供4种颜色。滑动台参数：1.行程：0-550mm。2.位置精度：±0.5mm。3.速度可调：0-25mm/s。4.控制要求：可以跟控制器通讯，具有独立ID，能被控制器自动识别，提供稳定的485总线通讯方式。三、视觉系统主要包括摄像头，光源，支撑架，用于对分拣盘面的圆片进行拍照识别。1.摄像头：200万像素，焦距4.2MM，可以调节焦距。2.光源：环形LED光源，电压24V，配套控制器，亮度可调，白色光。3.支撑架具有两个方向的调节功能，可以调节摄像头的位置。四、软件配套视觉分拣测试软件，可以生成各颜色圆片对应的数量。1.随机生成圆片数量。2.具有计时功能。3.提供图像识别SDK，能够进行二次开发。1套5智能仿生机器人1、平台驱动方式：电机驱动；

2、平台整机重量8kg-10kg；

3、平台有效荷载≥2kg；

4、平台长宽高≥0.4m*0.3m*0.4m；

5、关节自由度：12；

6、运动控制器采用Intel处理器，内存≥4G，满足运动控制数据运算需求；

7、运动控制器SSD≥64G，满足复杂数据记录和处理能力；

8、运动控制系统采用RTliunx系统，满足实时操作要求

9、运动控制系统通讯与控制周期≤1ms；

10、运动控制器支持CAN总线通讯，满足多轴协同运动控制；

11、配置高精度3轴IMU，可测量机器人姿态角、角速度、加速度；

12、配置高扭矩关节和轻量化肢体，支持行走、跑步、溜步、跳跃、奔跑等高速高动态运动实现；

13、可适应斜坡、草地、石子路、障碍路面等室内外复杂路面；

14、感知控制器采用Intel处理器，内存≥4G，满足智能感知运算需求；

15、感知控制器SSD≥64G，满足感知数据记录和处理能力；

16、感知控制采用Ubuntu、ROS系统；

17、可采用双运动控制模式，切换遥控模式和自主模式

18、配置超清130°广角相机，支持各类图像处理算法开发；

19、配置前后超声波雷达，支持避障算法开发；

20、配置6孔阵列麦克风，支持语音识别算法开发；

21、预留USB3.0、千兆网口、HDMI等接口，支持便捷二次开发；

22、预留24V、12V电源接口，支持便捷二次开发；

23、配置标准的SDK功能包;

24、配置5套以上开发选型建议方案，支持快速应用开发；

25、配置5套以上实验方案，支持快速应用开发；

26、配置仿真测试平台方案包，支持快速应用开发；

27、支持选配单线激光雷达，支持2D-SLAM算法开发；

28、支持选配16线激光、测量精度≤3cm，支持3D-SLAM算法开发；

29、支持选配深度相机，最大分辨率≥1280x720@30fps、≥848x480@90fps、支持VSLAM与视觉里程计算法开发。1套63d打印机1.打印层厚（mm）：0.1,0.15,0.2,0.25,0.42.打印精度（mm）：±0.2mm/100mm3.模型构建尺寸（mm)：≥150*150*1504.喷头直径（mm）：0.45.电源输入：100-240v,50-60HZ6.电源适配器：19v7.本地内存：4GB8.显示屏：3.5英寸全彩触摸显示屏

9.数据传输方式：U盘,USB线,wifi（固件更新）

10.打印速度（cc/h）：≤100-≥120

11.打印材料：1.75mm直径PLA

12.切片软件：3Dstar等软件

13.封闭空间操作，杜绝与外界的接触，并减少运行过程中的噪音干扰同时安全防护

14.保护罩：喷头温度高，解决不小心碰触到喷头的安全问题

15.打印平台全自动调平

16.断电续打：实时存储打印状态，在断电恢复后可继续打印

17.静音打印：通过软件及结构的改造升级，运行声音≤40分贝

18.快拆喷头：喷头模块采用磁吸式连接，方便用户简单快速更换和安装操作

19.打印模式：连机打印模式，U盘打印模式，云端打印模式1台7桌面小型车床传动齿轮：金属齿轮

机床最大回转直径≥180mm

最大工件长度≥300mm

中拖板上最大旋转直径≥110mm

三爪卡盘外径≥80mm

中拖板行程≥65mm

刀架行程≥35mm

公制螺纹范围：0.5~2.5mm

英制螺纹范围：12~52T.P.I

主轴通孔直径≥20mm

主轴孔莫氏锥度：MT#3

尾轴孔莫氏锥度：MT#2

主轴转速范围：低速：0-1100转数/分±10%、高速：0-2500转数/分±10%

输出功率≥400W

螺纹加工范围：公制：0.4-2.0mm（10种螺纹齿距）随机配件：金属齿轮、固定顶尖、三爪卡盘反爪、六角扳手、三爪卡盘钥匙、刀架手柄、大拖板刻度传动齿轮、大拖板手柄螺丝、车刀等1台8桌面小型钻铣床最大钻孔直径≥13mm

最大铣削直径≥16mm

最大端面铣削直径≥30mm

主轴箱行程（Z）≥180mm

横向行程（X）≥300mm

纵向行程（Y）≥130mm

回转角度：-45°-+45°

输出功率≥550W

主轴转速范围：低速：0-1100转数/分±10%,高速：0-2500转数/分±10%

主轴孔莫氏锥度：MT#3

T型槽宽度≥12mm

随机配件：单头呆扳手、油壶、工具箱、夹头钥匙、可调平口钳、铣刀、钻头等1台9定制桌椅组合一套由六张梯形桌、六张椅子组成，桌子可进行自由拼桌。单张桌子不小于50（上底）×100（下底）×50（腰）cm，采用钢管桌腿，桌面为浅胡桃木色（或者根据地面颜色搭配）。椅背加厚，采用立体感舒适坐面，采用高承重弓形架，承重不小于150公斤，底部采用PP脚垫，长期使用可保护地板，尺寸不小于880×560×470mm10套10交互式触摸一体机86寸教学一体机

支持无线Wifi、亮度自定义

显示比例：16:9

分辨率≥1920x1080亮度≥300nits存储空间≥32G电源：12V5A功率≤90W网卡：千兆网卡USB接口≥2输入输出：HDMI≥22台11教师演讲台电动升降移动电脑桌子演讲台站立式办公桌，参考图片，颜色白色；配智能控制器，屏幕尺寸≥21.5英寸，背光类型：FHD，支持蓝牙功能、无线网卡，内置摄像头。1套12教师座椅靠背采用网布，坐垫采用海绵，采用承重钢制脚，产品尺寸不小于50×50×100cm。1张13文化交流区（定制）（1）水吧台一套含4套吧