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光控反應(yīng)自動(dòng)供料模塊

光控反應(yīng)自動(dòng)供料模塊作為超級(jí)智能化學(xué)合成平臺(tái)的重要組成部分，專為高分子材料的光控降解實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，提供一套高度自動(dòng)化、高精度且安全可靠的樣品處理與輸送解決方案。

一、系統(tǒng)功能

該模塊旨在實(shí)現(xiàn)高分子材料光控降解實(shí)驗(yàn)中樣品處理與輸送的全流程自動(dòng)化和無(wú)人化操作，具體功能包括：

（1）高分子樣品精準(zhǔn)抓取與移送：

通過機(jī)械臂的精準(zhǔn)定位能力（定位精度≤±0.05mm）和形態(tài)適配夾具，實(shí)現(xiàn)對(duì)高分子樣品的穩(wěn)定抓取與移送。

夾具夾持力可在0.5 - 5N范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，并通過力反饋傳感器實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)夾持力，有效防止樣品在抓取和放置過程中出現(xiàn)變形或污染，確保樣品無(wú)損移送。

（2）光反應(yīng)托盤自動(dòng)化操作：

自動(dòng)將抓取的高分子樣品放置于光反應(yīng)托盤中。

系統(tǒng)自動(dòng)將放置有樣品的托盤送至光控反應(yīng)器中，確保托盤位置精準(zhǔn)，并與光控系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，保障反應(yīng)條件符合預(yù)設(shè)方案。

光控反應(yīng)完成后，機(jī)械臂自動(dòng)抓取完成反應(yīng)的托盤進(jìn)行視覺檢測(cè)，檢測(cè)達(dá)標(biāo)后，將托盤放置回光反應(yīng)托盤架上。

（3）實(shí)驗(yàn)流程閉環(huán)管理：

覆蓋從“抓取高分子樣品放置于光反應(yīng)托盤 - 將光反應(yīng)托盤放置于光控反應(yīng)器 - 光控反應(yīng)后取回托盤”的全流程自動(dòng)化操作，實(shí)現(xiàn)高分子降解實(shí)驗(yàn)的閉環(huán)管理。

（4）實(shí)驗(yàn)參數(shù)無(wú)縫同步：

深度融入超級(jí)智能化學(xué)合成平臺(tái)，支持實(shí)驗(yàn)參數(shù)（如樣品形態(tài)、夾持方式、移送路徑等）與實(shí)驗(yàn)方案在不同設(shè)備間無(wú)縫同步，極大提升了不同批次高分子降解實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)一致性與可重復(fù)性。

二、關(guān)鍵技術(shù)

該模塊能夠?qū)崿F(xiàn)上述功能，需要具備以下關(guān)鍵技術(shù)：

（1）高精度機(jī)械臂與自適應(yīng)夾具技術(shù)：

①采用具備高精準(zhǔn)定位能力的機(jī)械臂，結(jié)合可調(diào)節(jié)夾持力（0.5 - 5N）的形態(tài)適配夾具。

②集成力反饋傳感器，實(shí)現(xiàn)夾持力的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，確保樣品無(wú)損抓取與移送。

（2）高兼容性通信與控制接口：

①模塊拓展了高兼容性的通信與控制接口，可靈活連接光控反應(yīng)器、催化劑及乙二醇分配系統(tǒng)、樣品存儲(chǔ)單元等多種設(shè)備。

②具備信號(hào)自適應(yīng)與協(xié)議轉(zhuǎn)換能力，能夠兼容實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有不同品牌的光控設(shè)備體系。

（3）多傳感器融合與智能監(jiān)測(cè)：

①集成視覺傳感器、力反饋傳感器、位置傳感器等多種傳感器，對(duì)機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)軌跡、夾具夾持狀態(tài)、樣品在位情況、夾具磨損狀態(tài)、樣品存量、機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)精度及關(guān)鍵動(dòng)作完成信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)、多維度監(jiān)測(cè)。

（4）無(wú)人化流程監(jiān)控與智能應(yīng)急處理：

①模塊內(nèi)置無(wú)人化流程監(jiān)控與智能應(yīng)急處理模塊，能夠?qū)?shí)驗(yàn)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)異常診斷（如夾具松動(dòng)、樣品偏移、機(jī)械臂卡滯、夾具磨損導(dǎo)致夾持力下降、樣品存量不足、機(jī)械臂軌跡偏差超標(biāo)）。

②當(dāng)發(fā)生突發(fā)狀況時(shí)，系統(tǒng)能自動(dòng)執(zhí)行預(yù)設(shè)保護(hù)策略，包括暫停移送操作、啟動(dòng)夾具應(yīng)急鎖定、反饋系統(tǒng)、切換備用夾具、暫停實(shí)驗(yàn)并報(bào)警、自動(dòng)校準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)軌跡等。

③在異常情況下，系統(tǒng)可自動(dòng)判斷并執(zhí)行相應(yīng)應(yīng)急策略，或上報(bào)超級(jí)智能化學(xué)合成平臺(tái)進(jìn)行協(xié)同調(diào)度，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)安全管理與穩(wěn)定執(zhí)行。

1技術(shù)方案

1.1光控反應(yīng)自動(dòng)供料模塊相關(guān)參數(shù)

1.1.1機(jī)器人本體

(1)實(shí)驗(yàn)工作半徑：≥880mm。

(2)最大試劑盤負(fù)載：≥5kg

(3)機(jī)械臂重量：≤24kg

(4)本體通訊接口：CAN BUS

(5)重復(fù)定位抓取精度≤0.02mm

(6)工具端線速度：≤2.8m/s

(7)防護(hù)等級(jí)：IP54;

(8)需具備較強(qiáng)的耐酸堿腐蝕能力，可耐受典型化學(xué)環(huán)境中存在的多組分有機(jī)溶劑（乙二醇等）侵蝕，通過自清潔涂層和動(dòng)態(tài)密封技術(shù)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間的無(wú)故障連續(xù)運(yùn)行。

1.1.2執(zhí)行體導(dǎo)控終端

(1)顯示屏：12’電阻式液晶觸控屏，彩色

(2)功能按鈕：開關(guān)機(jī)按鈕、緊急停止按鈕、力控按鈕

1.1.3機(jī)器人功能

(1)通過示教器對(duì)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)動(dòng)作進(jìn)行示教和實(shí)驗(yàn)流程的在線編程，同時(shí)支持拖動(dòng)示教，為化學(xué)實(shí)驗(yàn)人員提供友好、便捷的測(cè)試界面；

(2)機(jī)器人配備 10 級(jí)可調(diào)的碰撞防護(hù)功能，一旦檢測(cè)到碰撞，會(huì)立即停止運(yùn)行，有效避免設(shè)備損壞、化學(xué)樣品泄露與實(shí)驗(yàn)環(huán)境污染，為實(shí)驗(yàn)環(huán)境提供可靠的安全保障。

(3)提支持多種平臺(tái)SDK二次開發(fā)，支持Linux下C++編程、Lua腳本語(yǔ)言編程、Windows VC++、Python腳本編程、QT跨平臺(tái)編程開發(fā)；

教學(xué)資源：

(4)要求提供開發(fā)軟件工具、機(jī)器人SDK開發(fā)包、ROS環(huán)境軟件包，DEMO資料，電動(dòng)手爪驅(qū)動(dòng)包、接口協(xié)議說明書等教學(xué)資源包。

1.1.4機(jī)器人法蘭

(1)外形尺寸(長(zhǎng)×寬×高)：63×63×15mm；

(2)平面度公差：0.01μm；

(3)外形：設(shè)有4個(gè)機(jī)器人安裝孔、2個(gè)轉(zhuǎn)換板安裝孔及1個(gè)通孔；

(4)表面粗糙度Ra：＜0.4μm；

(5)鋁合金材質(zhì)，表面噴細(xì)砂，本色陽(yáng)極氧化處理。提高實(shí)驗(yàn)工件的耐磨、以及耐化學(xué)試劑腐蝕特性。

1.1.5柔性?shī)A爪

1.1.5.1精密伺服驅(qū)動(dòng)電動(dòng)夾爪

(1)整體尺寸(長(zhǎng)×寬×高)：95×61.7×86mm

(2)最大推薦負(fù)載：3kg

(3)位置重復(fù)精度：±0.03mm

(4)通訊協(xié)議：支持Modbus-RTU協(xié)議和Digital I/O

(5)夾持力(單側(cè))：夾持力40-140N的可調(diào)范圍與柔軟材質(zhì)夾爪，可精準(zhǔn)適配不同材質(zhì)與形態(tài)的試劑容器在高分子材料光控降解實(shí)驗(yàn)中的精確、安全抓取。

(6)額定功率：12W

(7)工作環(huán)境濕度：85%RH以下

(8）柔性?shī)A爪保護(hù)：采用柔軟材質(zhì)柔性?shī)A爪，能自動(dòng)調(diào)節(jié)抓取力度，有效避免損傷化學(xué)試劑瓶等易損物品表面，保障實(shí)驗(yàn)物料安全。

1.1.5.2旋轉(zhuǎn)旋蓋氣夾爪

(1)?工作類型：?jiǎn)巫饔?/span>

(2)?使用壓力范圍：0.1-0.7MPa

(3)?環(huán)境和流體溫度：-10~60℃未凍結(jié)

(4)?同心度：±0.1

(5)?最高轉(zhuǎn)速：1000轉(zhuǎn)/min

(6)?夾持力：≤30N

(7)?最大扭矩：≤25N·m

(8)?平行開閉行程：?jiǎn)芜?/span>2mm

1.1.6行星減速步進(jìn)電機(jī)

(1)相數(shù)：2

(2)步距角：1.8°

(3)額定電壓：DC4.5V

(4)額定電流：1.0A

(5)保持轉(zhuǎn)矩：≥250mN·m

(6)相電阻：4.5±15%

(7)相電感：7±20%mH（1kHz）

(8)轉(zhuǎn)向：A-AV-B-CW

(9)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：35g·cm2

(10)重量：0.39kg

(11)絕緣等級(jí)：B Class

(12)減速比：1/5.2

1.2光控反應(yīng)自動(dòng)供料模塊程序控制功能

1.2.1夾具選型與夾持力閉環(huán)控制

根據(jù)超級(jí)智能化學(xué)合成平臺(tái)下發(fā)的指令，可編程邏輯控制器程序自動(dòng)匹配對(duì)應(yīng)夾具類型；同時(shí)通過采集力反饋傳感器實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，閉環(huán)調(diào)節(jié)夾具夾持力，避免樣品變形、灑落，確保無(wú)損移送。

1.2.2機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)與精準(zhǔn)定位控制

控制機(jī)械臂多軸運(yùn)動(dòng)軌跡，結(jié)合位置傳感器反饋，實(shí)現(xiàn)樣品移送定位精度≤±0.05mm 的控制；包括樣品從存儲(chǔ)單元到反應(yīng)器、從反應(yīng)器到殘?jiān)占萜鞯娜踢\(yùn)動(dòng)路徑規(guī)劃，以及運(yùn)動(dòng)速度、加速度的平滑調(diào)節(jié)，防止樣品因運(yùn)動(dòng)沖擊受損。

1.2.3與超級(jí)智能化學(xué)合成平臺(tái)的通信交互控制

通過通信接口，實(shí)現(xiàn)可編程邏輯控制器與超級(jí)智能化學(xué)合成平臺(tái)的雙向數(shù)據(jù)交互：接收超級(jí)智能化學(xué)合成平臺(tái)下發(fā)的實(shí)驗(yàn)參數(shù)，并上傳模塊實(shí)時(shí)狀態(tài)，保障參數(shù)跨設(shè)備無(wú)縫同步。

1.2.4樣品移送階段自動(dòng)化控制

執(zhí)行“樣品識(shí)別 - 抓取 - 移送”全流程邏輯：根據(jù)超級(jí)智能化學(xué)合成平臺(tái)調(diào)度指令，控制機(jī)械臂移動(dòng)至樣品存儲(chǔ)單元，通過視覺傳感器確認(rèn)樣品位置與形態(tài)，觸發(fā)對(duì)應(yīng)夾具抓取動(dòng)作；抓取后實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)樣品在位狀態(tài)，控制機(jī)械臂按預(yù)設(shè)路徑定量移送至指定工位，避免移送過程中樣品偏移。

1.2.5樣品固定與反應(yīng)器對(duì)接校準(zhǔn)控制

控制樣品在光控反應(yīng)器內(nèi)的固定邏輯：根據(jù)反應(yīng)器載物臺(tái)結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)夾具動(dòng)作；同時(shí)通過定位傳感器采集樣品中心與光控輻射中心的偏差數(shù)據(jù)，可編程邏輯控制器自動(dòng)微調(diào)機(jī)械臂位置，確保兩者重合，反饋“對(duì)接完成信號(hào)”至光控系統(tǒng)。

1.2.6降解后殘?jiān)幚砼c夾具自清潔控制

反應(yīng)結(jié)束后，可編程邏輯控制器接收“完成信號(hào)”，控制機(jī)械臂抓取降解殘?jiān)萜?，移送至專用收集單元；殘?jiān)鼉A倒完成后，觸發(fā)夾具自清潔流程，并通過視覺傳感器檢測(cè)夾具清潔度，確認(rèn)無(wú)殘留后復(fù)位，避免污染后續(xù)樣品。

1.2.7多維度狀態(tài)監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)采集控制

持續(xù)采集各類傳感器數(shù)據(jù)并上傳至可編程邏輯控制器：包括機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)軌跡偏差值、夾具夾持力實(shí)時(shí)值、樣品在位狀態(tài)、夾具磨損程度、樣品存量，為后續(xù)控制邏輯提供數(shù)據(jù)支撐。

1.2.8異常診斷與應(yīng)急保護(hù)策略執(zhí)行控制

基于采集的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，可編程邏輯控制器程序自動(dòng)判斷異常場(chǎng)景：如夾具松動(dòng)、樣品偏移、機(jī)械臂卡滯；觸發(fā)對(duì)應(yīng)應(yīng)急策略：暫停移送操作、啟動(dòng)夾具應(yīng)急鎖定、向超級(jí)智能化學(xué)合成平臺(tái)發(fā)送“異常信號(hào)”并請(qǐng)求調(diào)整光控供給，同時(shí)觸發(fā)本地聲光報(bào)警。

1.2.9運(yùn)行保障機(jī)制自動(dòng)化執(zhí)行控制

執(zhí)行模塊運(yùn)行保障邏輯：當(dāng)機(jī)械臂軌跡偏差超標(biāo)，觸發(fā)“自動(dòng)校準(zhǔn)指令”，控制機(jī)械臂沿基準(zhǔn)點(diǎn)重新校準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)精度；當(dāng)樣品存量不足，暫停實(shí)驗(yàn)并向超級(jí)智能化學(xué)合成平臺(tái)上報(bào)“補(bǔ)樣請(qǐng)求”，等待協(xié)同調(diào)度。

1.2.10實(shí)驗(yàn)參數(shù)存儲(chǔ)與流程同步控制

存儲(chǔ)每批次實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵參數(shù)（樣品形態(tài)、夾具類型、夾持力設(shè)定值、移送路徑、聯(lián)動(dòng)設(shè)備參數(shù)），確保實(shí)驗(yàn)方案可追溯；當(dāng)跨設(shè)備同步實(shí)驗(yàn)流程時(shí)，可編程邏輯控制器程序按超級(jí)智能化學(xué)合成平臺(tái)指令，將存儲(chǔ)的參數(shù)同步至關(guān)聯(lián)設(shè)備（如光控反應(yīng)器），保障不同批次實(shí)驗(yàn)參數(shù)一致性。

2.售后服務(wù)：

2.1項(xiàng)目有專門負(fù)責(zé)的經(jīng)驗(yàn)豐富的維修工程師和專門的技術(shù)應(yīng)用支持工程師負(fù)責(zé)，負(fù)責(zé)設(shè)備送貨上門、安裝、調(diào)試（提供過程中所需的專用工具和輔助材料，并提供設(shè)備使用的全部材料）。在質(zhì)保期內(nèi)，質(zhì)保服務(wù)為貨物及現(xiàn)場(chǎng)維修與維護(hù)、相關(guān)軟件的升級(jí)以及電話技術(shù)支持等服務(wù)，不再收取額外費(fèi)用；保修期后，保證長(zhǎng)期供應(yīng)零備件和正常的售后服務(wù)，包括備用零配件及消耗品。提供7×24小時(shí)的故障服務(wù)受理，4小時(shí)內(nèi)響應(yīng)，一般故障在12小時(shí)內(nèi)排除；重大故障在48小時(shí)內(nèi)排除。

2.2安裝驗(yàn)收期間，負(fù)責(zé)送貨上門、安裝、調(diào)試（提供過程中所需的專用工具和輔助材料，并提供設(shè)備使用的全部材料），對(duì)用戶進(jìn)行設(shè)備的基本操作和日常維護(hù)的現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)，內(nèi)容包括設(shè)備原理，使用方法和維護(hù)方法等；

2.3設(shè)備在安裝、調(diào)試通過后3年的免費(fèi)保修期。

2.4要求中標(biāo)廠家在中國(guó)有完備的售后服務(wù)和技術(shù)支持，在中國(guó)通過ISO9001售后服務(wù)質(zhì)量體系認(rèn)證，并提供認(rèn)證證書。

2.5需提供控制程序；

3.支付方式：

合同簽訂后支付合同總金額的95%作為預(yù)付款，剩余5%驗(yàn)收合格后支付。

注：*標(biāo)注要求必須滿足，無(wú)法滿足者，做無(wú)效處理。

1套

合同簽訂生效后30天內(nèi)交貨

36萬(wàn)元（人民幣）