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高通量液体进样机器人

1.功能要求

高通量液体进样机器人是面向超级智能化学合成平台主控系统设计的智能化液体试剂进样设备，具备高精度、高通量和高稳定性的液体处理能力。针对5×5 反应瓶体系，该设备支持移液体积、操作次数及加样顺序的全流程任意编程控制，可灵活适配不同实验方案的个性化需求。在此基础上，设备能够实现多种化学试剂在复杂实验流程中的精准分配与按需自动进样，显著提升实验效率与结果重复性。系统支持与自动化反应平台无缝集成，实现从参数设置到执行反馈的全过程自动控制；同时配备完善的传感与控制模块，支持远程监控、实时数据采集及可视化运维，为高通量化学合成、化合物筛选及反应条件优化提供强有力的硬件支撑。具体包括：

(1)高通量液体进样机器人设备可通过高通量液体进样机器人人机控制器对机器人自动搬运液体试剂动作进行现场示教、实现在线与离线的移液流程编程，同时支持拖动搬运、抓取示教，可实现多步实验操作的单步分解操作和测试；

(2)高通量液体进样机器人具有碰撞防护功能，机器人检测到碰撞后自动停止，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保障实验安全；

(3)高通量液体试剂进样机器人支持在无水无氧环境中对化学试剂进行稳定处理，具备防爆防护与预警功能；

(4)高通量液体试剂进样机器人开放通讯与协议接口，且可实现其离线仿真测试功能。可通过自动化实验室软件平台实现对移液设备的全过程管理，以及移液过程的全程追溯。

(5)高通量液体试剂进样机器人具备三维空间内的高精度定位与移动能力，其搭载的高精度定位与运动控制系统可实现亚毫米级别的位置控制，确保每次进样操作的准确性与结果可重复性。在针对2ml、4ml 规格试剂瓶的移液场景中，这一特性具体体现为：

①瓶口精准对位：通过三维坐标实时校准与动态补偿算法，机器人能精准识别2ml、4ml 试剂瓶的瓶口中心位置，即使在批量样品摆放存在微小偏差的情况下，仍可实现移液针与瓶口的毫米级精准对接，避免移液针触碰瓶壁造成试剂污染或设备损耗。

②移液深度精确控制：根据2ml、4ml 试剂瓶的容积差异及液面高度变化，系统可预设并动态调整移液针插入深度，确保在不同试剂余量下均能稳定吸取或释放液体，避免因深度偏差导致的移液体积误差（如吸空、残留过多等问题）。

③运动轨迹优化：针对小规格瓶口的操作需求，机器人的移动轨迹经过算法优化，在三维空间内实现平稳启停与路径规划，减少因运动震荡导致的定位偏移，进一步保障2ml、4ml试剂瓶移液过程中的精度稳定性，满足微量、精准液体处理的实验要求。

④针对不同液体样品的物理特性，机器人可实现机械臂移动速度的智能适配：对于高饱和蒸气压液体，机械臂通过传感器实时识别后会自动降低移动速度并优化轨迹平顺性，减少快速运动引发的液体震荡与挥发损耗，保障试剂组分稳定性；对于高粘度液体，机械臂则在吸取与转移阶段针对性调整速度参数，通过速度适配全面提升高粘度液体的移液精度与效率。

(6)高通量液体进样机器人具备快速响应和高速运动的能力，能够在短时间内完成高通量液体试剂进样工作。移液枪头料库可以容纳384个移液枪头，以适应高通量自动化实验需求。

(7)高通量液体试剂进样机器人具有连续作业能力，能够实现24小时连续作业，提高实验效率。

2.工作条件

(1)设备整体工作电压：220±10% V；

(2)操作温度：0–40 ℃；

(3)湿度：<90%RH(不结露)。

3.配置要求

单台套高通量液体试剂进样机器人用于液体试剂自动精准分配模块的研发，作为各实验站液体精准过程中全自动带通讯功能移液枪的载体。该机器人包含：1套液体试剂进样机器人模块和1套移液枪头料库，液体进样机器人模块由1套四轴机器人和1件机器人底座组成，移液枪头料库由4套移液枪头盒、1套废料盒、1件废料盒托盘、5个光电开关、4件移液枪头组件定位板、16件支撑柱、4件光电安装板、1件光电传感器垫块及1件底板组成。

4.技术参数

4.1液体进样机器人

4.1.1液体进样机器人本体

4.1.1.1机械结构与运动范围

(1)基础参数：

①类型：水平多关节机器人

(2) 关节参数：

①J1轴：

臂长：300 mm

旋转范围：±132°

电机功率：400 W

最大速度：600°/s

②J2轴：

臂长：200mm

旋转范围：±148°

电机功率：200 W

最大速度：600°/s

③J3轴：

行程：150 mm(直线运动)

电机功率：100 W

最大速度：1333.3 mm/s

最大下压力：100 N

④J4轴：

旋转范围：±360°

电机功率：100 W

最大速度：1666.7°/s

4.1.1.2运动性能

(1) 重复定位精度：

搭载的高精度定位与运动控制系统可实现亚毫米级别的位置控制，确保每次进样操作的准确性与结果可重复性。

通过三维坐标实时校准与动态补偿算法，能精准识别2ml、4ml 试剂瓶的瓶口中心位置，即使在批量样品摆放存在微小偏差的情况下，仍可实现移液针与瓶口的毫米级精准对接，避免移液针触碰瓶壁造成试剂污染或设备损耗。

①J1-J2轴：±0.01 mm

②J3轴：±0.01 mm

③J4轴：±0.005°

4.1.1.3负载与力矩

(1) 负载能力：

①额定负载：2 kg

②最大负载：5 kg

4.1.1.4物理与环境

经过特殊的表面处理、多关节联动机构和扩展型末端执行器的协同，具备在特殊氛围环境(高挥发化学试剂、无水无氧、高辐射等)下覆盖整个实验操作区域的全方位运动功能。

4.1.2液体进样机器人控制器

4.1.2.1物理特性

(1)尺寸(长×宽×高)：≤400 mm×260 mm×160 mm

(2)重量：≤10 kg

(3)防护等级：IP43(防尘防溅水)

4.1.2.2 安全防护

(1)防护等级：IP43，可应对一定的灰尘与水溅环境

4.1.2.3 电气参数

(1)供电电源：24 V DC，为设备稳定运行提供电力

4.1.2.4 编程相关

(1)编程环境：基于 AR 语言进行程序编写，便于与机器人系统协同工作

4.1.3机器人底座

(1)外形尺寸：≤170×190×200 mm

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

4.1.4主要功能

高通量液体试剂进样机器人用于液体试剂自动精准分配模块的研发，作为各实验站液体精准分配的主要载体，可接入自动化系统，完成系统协同实验操作控制、实验数据采集、远程监控及实验设备运维。

4.1.5核心性能

(1)环境适应性：

支持无水无氧环境下的化学试剂稳定搬运与稳定移取

(2)运动精度：

高精度定位与运动控制，确保液体试剂进样的准确性及实验结果的可靠性

(3)移液深度精确控制：根据2ml、4ml 试剂瓶的容积差异及液面高度变化，系统可预设并动态调整移液针插入深度，确保在不同试剂余量下均能稳定吸取或释放液体，避免因深度偏差导致的移液体积误差（如吸空、残留过多等问题）。

(4)作业效率：

快速响应与高速运动能力，支持短时完成大批量液体试剂处理

连续作业：24小时不间断运行

4.1.6安全防护

(1)污染防控：

废弃移液枪枪头自动丢弃至专用废料盒，避免交叉污染

(2)防护设计：

密封结构适配无水无氧环境

4.1.7扩展与维护

(1)编程兼容性：

①支持AR语言编程

②离线仿真与程序验证

(2)基于传感器和编程的多场景适应性

基于多传感器配置及可编程设置，可根据试剂瓶的容积差异及液面高度变化，预设并动态调整移液针插入深度，确保在不同试剂余量下均能稳定吸取或释放液体，避免因深度偏差导致的移液体积误差（如吸空、残留过多等问题）。

4.2移液枪头料库

4.2.1移液枪头盒

(1)外形尺寸(长×宽×高)：≤130×90×110mm

(2)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。

4.2.2废料盒

(1)外形尺寸(长×宽×高)：≤180×180×150mm

4.2.3光电开关

4.2.3.1 结构材质参数

(1)外壳材质：选用聚对苯二甲酸丁二醇酯 (PBT)，具有良好的物理性能与化学稳定性。

(2)显示部材质：采用聚碳酸酯材质，兼具耐用性与良好的光学性能。

(3)镜头材质：聚酯合橡胶 (PAR) 材质的镜头，能保证光学检测的精准度与稳定性。

4.3 设备管理

高通量液体进样机器人作为化学实验智能体，支持入网接入、异常告警实时响应、维护状态智能切换、故障工单闭环处理及试剂出入库全流程自动化调度等多场景操作，实现实验设备全生命周期的智能化管控。具体包括：

(1)实验设备接入：实验设备入网后，设备通过自动注册接口上报设备相关信息，如设备基本信息、设备接口信息、设备物模型信息，通过以上信息调度系统可实现设备监控及实验任务下发。

(2)实验设备告警管理：支持对实验模块或设备的告警信息查看，可发起设备维护和故障处理操作。

(3)设备维护：支持对实验模块或设备发起维护，维护后设备将下线停用，并通过站内消息通知实验室管理员和设备管理员。

(4)故障处理：支持对实验模块或设备填写故障处理单，实验模块或设备恢复可用。

(5)液体加样：上位机发送单次吸液分液数据至高通量液体试剂进样机器人，移液枪将执行吸分指令完成液体加样。

(6)无水无氧环境：高通量液体试剂进样机器人针对特殊实验环境，具备在无水无氧条件下的作业能力，配备防爆防护装置与预警系统，需提供相应的测试环境及运行报告或照片。

(7)为确保与现有自动化系统的高效协同运行，高通量液体进样机器人采用标准化通信接口与模块化设计，可快速接入实验室现有的自动化合成平台数据管理系统，实现跨设备的信息联动、调度协调与集中控制，有效提升整体系统的智能化水平与运行效率。

5.售后服务：

5.1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。

5.2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；

5.3设备在安装、调试通过后3年的免费保修期。

5.4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；

4.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。

4套

合同签订生效后30天内交货

92万元（人民币）