智能制造实验室及创新平台建设需求

智能制造实验室及创新平台建设需求一、采购清单及技术参数序号设备名称数量质保期1模组化机器人创新开发平台3≥3年2智能救援机器人3≥3年3具身智能平台2≥3年4机器人展示墙1≥3年5ROS重载移动机器人1≥3年6文化布置1≥3年7机器人岛台6≥3年8螺栓组及单螺栓联接静、动态综合实验台3≥3年9可折叠会议桌1≥3年10办公桌+办公椅（四人）2≥3年11备用折叠桌2≥3年12备用折叠椅2≥3年13休息区桌椅1≥3年14休息区桌椅4≥3年二、模组化机器人创新开发平台

本平台提供不少于6种机械臂模块，采用不低于3种编程语言，实现不少于12种智能机器人应用场景；可完成机器人本体结构设计与制作实验，电机传感器测试通信实验，运动控制技术实验，视觉识别实验，装配调试实践，实现群控和空地协同；技术指标：平台由两部分组成，分为机械传动部分与智能传感部分，机械传动部分工程箱尺寸≥770mm*550mm*440mm，智能传感部分工程箱尺寸≥770mm*550mm*340mm；（一）电控指标1、具有高集成度的视觉算法模组，人工智能模组，无需编程，通过按键与液晶显示便可实现常用的视觉图像处理，包括且不限于二维码识别、颜色识别、尺寸检测、位置检测等功能，并且可通过固件更新，断新增其他图像处理功能；2、配备高性能图像与视频处理模组，处理器不低于64位四核ARMCortex-A57CPU，GPU≥128核NVIDIAMaxwell架构GPU，内存≥4GBLPDDR4RAM，具有USB口≥3个，UART串口≥3个、SPI接口≥2个，I2C接口≥4个，I2S接口≥2个，千兆以太网接口≥1个，GPIO接口总计外接≥40个，无线网卡1个；3、主控板采用32位ARMCortex-M4微控制器系列，具有GPIO、USART、SPI、I2C、CAN、USB等通信接口，以及ADC、DAC、定时器、PWM等功能模块；主控板上集成无线通讯模块且通信距离≥100m，配备液晶屏，独立按键数≥7个，外部串行FLASH≥2MB；主控同时可以控制直流电机≥4个、舵机≥6个、巡线板≥4个、步进电机≥2个、视觉模块≥1个；（二）机械指标1、基础零件结构零件≥120个，结构件不少于20个，定制结构件材质为碳纤维，标准结构件可为镁铝合金；其他标准件不少于90个，材质为防锈材质如不锈钢、黄铜、高强铝镁合金等如不锈钢螺栓螺母；配备对应套件内装配需要的所有工具，内六角扳手、螺丝刀等；2、运动底盘模组≥2种；至少包含全方位灵活移动的麦克纳姆轮运动底盘和常见于机动车辆底盘模型的阿克曼运动底盘；3、机械臂模组≥6种；至少包含三轴连杆关节机械臂、五轴串联关节机械臂、三轴坐标协作机械臂，三轴连杆关节协作机械臂、五轴串联关节协作机械臂、串联关节升降机械臂、连杆关节升降机械臂等；自动驾驶方案拓展模块≥1种，能够根据装配指导选取相应的装配模块，组装出ROS智能无人驾驶车辆方案，该方案适用于人工智能大赛的技能训练；智能物流方案拓展模块≥1种，能够根据装配指导选取相应的装配模块，组装出物料自动搬运车辆方案，该方案适用于“物流搬运赛项”的技能训练；6、安保巡检方案拓展模块≥1种，能够根据装配指导选取相应的装配模块，组装出室内安全巡检方案，该方案适用于室内建模与定位，视觉识别等技能训练；7、农业采摘拓展模块≥1种，能够根据装配指导选取相应的装配模块，组装出农业果树采摘方案，该方案适用于农业机器人相关赛项的技能训练；8、智能服务拓展模块≥1种，能够根据装配指导选取相应的装配模块，组装出服务型机器人方案，该方案适用于深度学习，人机交互等技能训练；9、基础搬运模块≥1种，能够根据装配指导选取相应的装配模块，组装出物流搬运类车辆的基础学习平台方案，该方案适用于基础机器人技术的学习与技能训练；（三）动力元件指标1、直流减速电机≥4个，转速≥380，扭矩≥0.1kgm，数量≥4个，带速度反馈；2、金属齿总线舵机≥10个，扭矩≥20kg×cm，角度360°位置可控；（四）传感器元件指标1、陀螺仪模块≥1个，电压范围3.3V—5V；电流小于等于10mA；通信方式：串口TTL；输出数据：加速度+加速度+角度；波特率；9600/115200；2、循迹传感器模块≥2个，检测范围≥140mm，可进行全自动反光强度阈值检测与设置，可通过USB转TTL线与上位机相连，上位软件可对巡线板进行参数设置与数据读取；3、超声波传感器≥1个，它利用超声波的传播速度和反射原理来测量障碍物与机器人之间的距离；频率：40KHZ；探测距离：2CM-4.5M；盲区：2cm；引脚：4P；4、平面定位模块≥1个，平面定位系统集成了陀螺仪、加速度计、编码器等多种传感器；供电电压5V；工作电流0.1A；波特率115200bps；数据帧率200fps；5、人工智能模块≥1个，处理器CPU不低于双核ARMCortexTM-A53TM；摄像头：采用USB-C连接器，支持正反插（可分别用作前后摄）；屏幕≥1.5寸SPI总线屏幕，屏幕接口采用0.5mm12PFPC，分辨率240×240；按键≥1个复位按键和4个用户按键（ADC按键），1个下载按键（FEL）IO引出≥1个4PMx1.25插座（引出2×GPIO和5V/GND）；6、激光雷达模块≥1个，测距频率≥3000Hz；扫描频率≥6Hz；扫描角度360°；7、单目相机模块≥2个，相机具有1080PRGB功能，具备双立体声麦克风，配备高端ISP芯片，可根据环境光调节快门优化图像，RGB像素：1080P；二、软件环境指标设备平台支持Arduino编程环境、STM32编程环境和ROS系统环境等至少三种软件操作环境，以支持机器人技术入门应用、技术底层开发应用和机器人技术系统控制应用；三、配套指标1、提供配套教材：包含《智能物流机器人设计与制作》和《智能移动机器人设计与制作基于STM32平台》等正式出版教材不低于两本，提供正式出版ISBN号和教材封面和目录；2.提供配套教学视频：包含样机装配视频、接线视频、调试视频不低于10个；3.提供公司自有的课程在线平台：提供至少包含机器人、智能制造、工程训练等在线教学课程不低于2门；4.提供模块化课程单元设计图表：可以根据不同学生组合不同课时的开课安排；二、智能救援机器人

一：主要技术参数1.机器人重量≤1.5KG；2.机器人尺寸≤250mm*220mm*190mm；3.续航能力≥10分钟；4.控制方式：机器人通过编程可以实现自主定位、自主移动，也可以通过遥控模式控制移动；5.机器人具备视觉识别、物料获取、物料转移与物料放置等功能；6.机器人通过视觉系统能够对颜色、形状及大小进行识别与检测，检测精确度≥95%；7.运动底盘组合形式≥4种，执行机构组合形式≥5

种，标准机器人案例≥4

种；二：技术指标<电控指标>1.

搭配高便捷度与高集成度的视觉算法模组，人工智能模组无需编程，通过按键与液晶显示便可实现常用的视觉图像处理，包括且不限于二维码识别、颜色识别、尺寸检测、位置检测等功能，并且可通过固件更新不断新增其他图像处理功能；2.主控板设计主要采用ST（意法半导体）公司推出的32位ARM

Cortex-M4微控制器系列，其具有

GPIO、USART、SPI、I2C、CAN、USB等通信接口，以及ADC、DAC、定时器、PWM等功能模块；主控板上集成无线通讯模块且通信距离≥100m，配备液晶屏，独立按键数≥4

个，外部串行

FLASH≥2MB；主控同时可以控制

直流无刷电机≥4个、舵机≥6个、视觉模块≥1个；3.电源管理：支持多种低功耗模式和电源管理功能，以提高系统效率和延长电池寿命；4.安全支持：提供硬件加密和安全存储功能，保护敏感数据和代码；5.工具支持：ST公司提供了丰富的开发工具和软件支持，包括STM32Cube软件开发平台和周边库；6.舵机驱动板支持7.4-

12V

电压，单个驱动板可至少同时控制6

个舵机；驱动板数量≥1

个；4.配备

12V

电池，≥600mA；<机械指标>1.结构零件：不少于50个，定制结构件材质为碳纤维、铝合金材质，标准件符合国家标准；其他标准件：不少于200个，材质为防锈材质如不锈钢、高强铝镁合金等如不锈钢螺栓螺母；2.配备对应套件内装配需要的所有工具，如开口扳手、内六角扳手等；关键标准件参考品牌如福来轮、轴承等或相当于；3.搭建五种标准案例机器人一种负压吸取救援机器人：通过气动吸盘抓取搬运物料，每次搬运数量≥2；一种弹射救援机器人：通过电磁阀控制吸取与弹射物料，每次搬运数量≥1；一种套式救援机器人：通过套选结构搬运物料，每次搬运数量≥8；一种拨式救援机器人：通过拨动结构搬运物料，每次搬运数量≥1；一种推式机器人：通过推动结构搬运物料，每次版运输量≥3；<动力元件指标>1.直流无刷电机数量≥6个，转速≥700，扭矩≥1.5kgcm，带速度反馈；驱动一体；2.总线舵机数量≥4

个，扭矩≥6kg*cm，角度360°；<传感器元件指标>1.陀螺仪模块≥1个，陀螺仪模块（Gyroscope

Module）是一种电子设备，用于测量物体的角速度或旋转速度；它可以机器人确自身的旋转轴的方向和速度；电压范围3.3V—5V；电流小于等于10mA；通信方式:串口TTL；输出数据：加速度+加速度+角度；陀螺仪范围：士2000°/s；加速度范围：士16g；角度范围：X，Z轴:±180°，Y轴:士90°；角度精度：x，Y轴:0.2°，Z轴:1°(校准后，无磁场干扰)；回传速率：20Hz/100Hz；波特率；9600/115200；<通信模式指标>1.控制系统通信方式≥4种，分别为CAN通信方式、485通信方式、串口通信方式，232通信方式；<操作界面指标>1.电机调试，可以使用上位机软件对电机进行参数设置、动作组编写、动作组复现；<软件环境指标>1.机器人技术底层开发应用支持STM32编程环境，支持

STM32CUBEMX

对主控芯片底层硬件初始化编程；支持

KEIL

MDK

对主控芯片进行程序开发、仿真、调试；程序下载采用

DAPLINK

烧录器；<服务与支持>1.提供配套教材：提供配套教材：提供正式出版教材不低于两本，提供正式出版ISBN号和教材封面和目录；2.提供配套教学视频：包含样机装配视频、接线视频、调试视频不低于10个；3.提供公司自有的课程在线平台：提供至少包含机器人、智能制造、工程训练等在线教学课程不低于2门；4.提供模块化课程单元设计图表：可以根据不同学生组合不同课时的开课安排，提供相应实力的证明材料；5.配套智能救援全功能场地一套；三、具身智能平台

1、平台算力不小于614Tops，采用模块化设计提供模块化运动组件≥4套，可以自由组装成工业制造执行机构；2、结构类型（提供下列4种标准机械结构）：①DELTA并联机器人(整体尺寸(长*宽*高)：≥3000mm*300mm*400mm；工作半径：≥100mm；)；②SCARA串联机器人(整体尺寸(长*宽*高)：≥1100mm*40mm*330mm；工作半径：≥130mm；)；③直角坐标机器人（X轴：≥200mm；Y轴：≥200mm；Z轴：≥200mm）；④可提供多自由度机器人，可以实现以下几种类型：1.三自由度机器人(工作半径：≥200mm；各轴动作范围：J1轴：≥±120°J2轴：≥±100°；J3轴：≥±120°)；2.四自由度机器人(工作半径：≥300mm；各轴动作范围：J1轴：≥±180°；J2轴：≥±100°；J3轴：≥±120°；J4轴：≥±180°)；3.五自由度机器人(工作半径：≥300mm；各轴动作范围：J1轴：≥±180°；J2轴：≥±100°；J3轴：≥±120°；J4轴：≥±180°；J5轴：≥±120)；4.六自由度机器人(整体尺寸(长*宽*高)：≥110mm*80mm*800mm；工作半径：≥300mm；最大负荷：≥1Kg；3、动力源类型：（提供≥2种动力源电机）①直线模组电机1)编码器类型≥17位绝对值编码器；2)转轴跳动≥0.025mm；3)径向间隙≥0.06mm@450g；4)轴向间隙≥0.08mm@450g；5)径向最大承受力≥15N@20MM；6)轴向最大承受力≥10N；7)额定电压≥24V；8)额定功率≥200W；9)额定电流≥12A；10)额定转矩≥0.64N.M；11)额定转速≥3000±10%；12)力矩系数≥0.06±10%；②关节电机≥12个1)电机额定电压≥36VDC±10%；2)电机额定电流≥3.5A；3)减速后输出扭矩≥51NM；4)重量≥1KG；5)减速后的转速范围：0~18RPM；6)速比≥100；7)输出额定转矩≥51NM；8)启停峰值转矩≥70NM；9)扭矩≥1NM；10)额定转速≥1500RPM；11)功率≥100W；12)反馈信号:多圈绝对值编码器（单圈15位多圈16位）；13)最大输入脉冲频率≥500KHz；14)脉冲指令模式≥脉冲+方向，A相+B相(控制器支持AB脉冲）；15)位置采样频率≥2KHz；16)环境温度≥85°；4、执行器类型≥4种标准机械结构：①单点吸盘模块：快拆式气动金具，主要用于平面体光滑物料分拣；②多点吸盘模块：快拆式气动金具，主要用于较大平面光滑物料分拣与搬运；③书写模块：分为硬笔与软笔，可以模拟书法编写；④激光雕刻模块：小功率激光发生器，能够执行木板类的激光雕刻已以及金属打标；1)激光功率：≥0.4W；2)控制方式：信号控制；3)XYZ轴定位精度：≤0.15mm；4)雕刻精度：≤0.5mm；5)雕刻材料：木头、纸质、塑料及皮革等材料；6)提供配套激光雕刻软件；⑤气动夹爪模块：由小型气泵提供气源，主要执行复杂物料的抓取与搬运码垛；1)最大抓取力≥10N；2)气动吸盘最大吸取力≥1.5N；3)抓取物件形状：圆柱形、三棱柱、长方体等不规则物体；⑥24V直流主轴：1）主轴：24V自然风冷电主轴；2）最高转速：≥4000RPM；3）XYZ轴定位精度：≤0.1mm；4）加工精度：≤0.5mm；5、传感器类型：①视觉传感器模块，能够实现视觉类识别、检测、测量以及机器学习等任务采用相机≥1，像面规格：“1/2”(9mm)；焦距≥6-12mm；接口：C光圈范围：F1.6；视场角≥13.8°×11.3°×7.6°；光圈（操作）:手动；聚焦（操作）：手动；后焦距：17.53mm；畸变率≥-0.13%；分辨率≥300万像素；聚焦范围≥0.2m；外观尺寸≥32mm×50mm；工作温度≥-20℃至+60℃；重量≥78g；②力矩传感器模块，能够实现机械臂的力反馈，做到安全保护与任务执行保护；③位置传感器模块，能够实现精确的位置反馈，协助机械臂完成任务搭建；6、移动综合岛台≥1①整体尺寸≥1150mm*1000mm*850mm；②表面进行白色高光喷塑处理；③多功能显示屏键盘支架≥1，用于固定显示器与放置键盘；​7、配套附件≥1套①数量：含有实现典型机器人结构任务训练的道具（金属非金属）≥100个；②材质及工艺：主要材质为铝合金和木质等工艺；8、机器人控制实验软件平台≥1套①开发语言：至少支持Python、C、C++、PLC语言；②软件功能：具有示教/再现方式编程界面；有直角坐标系、关节坐标系及用户坐标系；有直线插补和关节运动；逻辑判断指令和I/O处理指令；支持线段及G代码指令解析具有写字和绘图功能；可实现直角坐标机器人、三自由度串联机械臂、四自由度串联机械臂、SCARA串联机器人等控制功能；9、机器视觉教学实验软件≥1套1）开发语言：至少支持Python、C++语言；2）软件功能：图像的采集与实时显示；多目标识别与工件质心定位；相机标定；手眼标定网络通讯及参数设定；赠送操作管理系统，由操作管理系统、后台仿真软件、策略脚本库组成，可实现策略脚本库管理、多机控制、比赛设置、赛事裁判等功能；后台仿真软件融合二维图像、机器人本体模型、上位机(策略机)控制、机器人相互通讯等功能，实现机器人运动控制、机器人运动模拟、机器人角色分配、脚本导入及管理、数据分析等功能；10、工业机器人场景通过模组化机器人配件的组合拆装，可以装配出不同的机器人构型，以工作站的形式完成机器人技术的学习、功能的调试与场景的训练，至少支持以下构型：六轴串联机器人，支持关节坐标系、直角坐标系及示教编程；并联机器人，适用于高速分拣、包装场景；直角坐标机器人，支持直线插补及多轴联动控制；协作机器人，支持人机协作模式，拖拽示教功能，无需专业编程即可操作；11、智能制造场景通过场景的设计，利用模组化的机器人搭建出智能制造产线，以联动的方式完成智能制造产线的硬件搭建、电气连接、功能调试与产线运行，至少支持以下场景：11.1激光雕刻场景，雕刻精度≤0.2mm，支持G代码解析及自定义图案导入，具备视觉定位功能，可自动识别工件位置并调整雕刻路径；提供配套激光控制软件，支持参数调节与任务管理；11.2智能码垛场景，支持G代码解析及自定义图案导入；具备视觉定位功能，可自动识别工件位置并调整雕刻路径；提供配套激光控制软件，支持参数调节与任务管理；11.3装药检测产线场景，采用高精度机器人（如六轴或Delta）搭配视觉检测系统；支持与分拣机构联动，自动剔除不合格品；12、人工智能场景12.1机器人遥操作场景，支持主从式遥操作，主端设备：力反馈操作手柄；从端设备：六轴机器人或协作机器人，重复定位精度≤0.1mm；应用场景：高危环境作业（如核工业、电力巡检）、远程手术训练；12.2deepseek语音驱动场景，集成语音识别模块；支持自然语言指令解析（如写一句藏头诗）；可对接机器人控制API，实现语音驱动机械臂等设备；提供深度学习训练接口；支持自定义指令集扩展；典型应用：智能仓储语音拣选；13、智能光栅传感器安全保护系统采用高精度、高响应速度的光栅传感器阵列，构建机器人工作区域的非接触式、实时动态安全防护屏障，最大限度降低实验操作风险，杜绝机械臂误操作或学生误入危险区域导致的碰撞伤害事故，营造安全无忧的教学环境，显著提升实验室安全管理水平；14、模块数字化管理系统本系统旨在解决模块化机器人教学设备种类多、数量大、状态杂、管理难的核心痛点，为每一个物理模块（执行电机、末端执行器、控制器、传感器等）赋予数字身份，实现对模块的出入库精细化管理，提升设备利用率、简化实验室运维、优化资源配置；15、提供实验教材与实验源代码≥40个①视觉类实验≥20个；②运动控制类实验≥20个；③提供实验指导流程与教材《机器视觉实战项目》；④提供具备机械结构搭建说明、电气接线说明、实验指导书、运动控制基础培训等配套资料；运行维护费落实情况：运行维护费已落实；四、机器人展示墙

1、模组化智能机器人展示系统；2、集成化展示：支持将机器人组件、传感器等以可拆卸的方式固定在洞洞板上；3、每个模块标注名称、功能参数；4、洞洞板狂降，尺寸≥1000mm×400mm，材料采用SPCC表面喷塑白色，称重15KG；5、提供磁吸基座与卡扣基座两种方案；6、电控传感器组件≥18种，包含超声波传感器、红外光电传感器、视觉传感器等；7、结构组件≥20种，包含直线模组、旋转模组、电机模组等；五、ROS重载移动机器人

1、ROS重载移动机器人通过编程可以实现自主定位、自主移动、自主避障、视觉识别、机械臂抓取与放置等功能；2、ROS重载移动机器人通过视觉读取二维码、条形码，对颜色、进行识别；3、ROS重载移动机器人可以通过机械臂进行抓取、搬运与运输任务；4、二维码识别率及颜色识别率可达100%；5、移动后物块定位精度≥90%；6、配套堵路功能训练项目≥11个；包含不限于：经典线扫激光雷达建图、定点与多点的导航、路径规划、动态避障、自主建图；7、配套场景功能训练项目≥1个；包含不限于：SLAM建图；二、关键机械部件要求1.结构零件：不少于30个，定制结构件5051铝合金与尼龙、包含车身结构件、避震模块、联轴器、控制器外壳、铝柱等；2.其他标准件：不少于20个，包含麦轮、紧固件轴承等；3.关键标准件品牌为业界著名品牌，如麦克纳姆轮、来福轮、轴承等；三、关键电子部件要求1、主控板芯片处理器不低于ARMCortexM3，支持5V电压，外部串行FLASH≥2MB，具有RS232串口、RS485串口及CAN接口，集成无线通讯模块且通信距离≥100m，配备液晶屏，独立按键数≥7个；主控同时可以控制4个直流电机、6个舵机、4个巡线板、2个步进电机、1个视觉模块；2、微型电脑主控芯片处理器不低于4核ARMCortexA57，内存容量≥4GB；支持5V电压供电；具有USB口≥3个，UART串口≥3个、SPI接口≥2个，I2C接口≥4个，I2S接口≥2个，网口≥1个，GPIO接口总计外接≥40个，无线网卡1个；3、直流减速电机，转速≥380，扭矩≥0.1kgm，数量≥4个，带速度反馈；4、步进电机保持转矩≥420mN*m，数量≥2