1

机器人工程创新实践套装

否

套

1

是

1

具身智能实训模块

★

（一）机械臂本体≥6个

1.有效负载≥1kg；

2.工作半径≥490mm；

3.自由度≥6个旋转关节；

4.提供编程软件及机械臂三维图纸。

（二）语音识别与输出模块≥6个

1、语音识别与输出模块≥1个，提供至少水果、药瓶和工件各两种的数据模型，可语音控制机械臂对模型进行分拣搬运和采摘。

保证主要技术和功能要求

2

（三）控制箱≥6个

1.四核四线程，内存≥8G，≥512GB，≥24寸显示。

（四）视觉模块≥6个

1、工业相机平台

（1）≥600万彩色卷帘工业相机；

（2）≥600万8mm焦距工业镜头。

2、双目相机

(1)深度分辨率:≥1024x768 @10fps；

(2)RGB分辨率:≥1920x1080@ 30fps；

(3)深度距离范围:0.25-2.5m。

（五）执行模块≥6个

1、电动柔性机械爪≥1个，苹果树模型≥1个，水果、药瓶和工件模型若干，提供至少2种水果、药瓶和工件模型库。

（六）移动工作台≥6个

1.需采用铝型材+钣金组成，台面带T型槽便于安装结构；

2.平台尺寸: ≥1000*450mm。

（七）配套学习资源≥6个

1.配备实验指导书及demo程序

2.实验指导书内容包括：

3D打印技术

（1）三维造型设计

（2）3D打印工艺设计

（3）3D打印材料分析

（4）FDM型3D打印

（5）高速光固化3D打印技术基础与工艺

（6）夹爪的设计与制作

机器人控制技术通识实践

（1）机械臂运动学模型建模与仿真

（2）机械臂单关节控制

（3）机械臂末端位姿控制

（4）机械臂轨迹规划控制

语音识别技术通识实践

（1）语音数据采集

（2）语音的信号处理

（3）语音识别与转换文本

（4）语音合成

人工智能课程通识实践

（1）训练线性回归模型

（2）训练BP神经网络模型预测

（3）训练深度学习模型

（4）大语言模型模型应用

机器视觉通识实践

（1）视觉系统图像采集

（2）视觉系统相机标定

（3）视觉图像基础操作

（4）机器人手眼标定

ROS原理与应用通识实践

（1）ROS系统认知

（2）ROS通信机制实践

（3）ROS虚拟机械臂建模

（4）ROS控制机械臂

具身智能通识综合实践

（1）零配件瑕疵检测与分拣系统设计

（2）农作物叶片病害检测系统设计

（3）大模型+机械臂工件抓取、果实采摘设计

（4）助老服务机器人场景设计

（八）提供以下基于ROS2环境下的功能支持（提供ROS环境下软件控制功能的证明材料）：

（1）提供6DOF 机器人URDF 文件；

（2）提供6DOF 机器人运动学仿真模型；

（3）支持6DOF 机器人关节空间规划；

（4）支持6DOF 机器人笛卡尔空间规划；

（5）支持视觉手眼标定；

（6）支持语音控制机械臂对苹果树苹果模型的识别抓取。

（九）其他要求

1.提供嵌入式机模块化工业机器人控制软件软件著作权证书。（提供计算机软件著作权登记证书复印件，且提供的证书的编号可在“中国版权保护中心”官网中的著作权登记系统查询到，查询截图做入标书中。）

3

机器人及人工智能教研模块

（一）机械臂本体≥2个

1.有效负载≥5kg；

2.工作半径≥922mm；

3.自由度≥6个旋转关节；

4.位姿可重复性≤±0.02mm；

5.工作范围：

(1)基座：±175°

(2)肩部：﹢85°/﹣265

(3)肘部：±160°

(4)腕部1：﹢85°/﹣265°

(5)腕部2：±175°

(6)腕部3：±175°

6.TCP速度：1m/s

7.防护等级：≥IP54

8.噪音≤65dB

9.安装方向：任何方向

10.I/O端口：数字输入(DI)≥ 2 ，数字输出(DO)≥ 2，模拟输入(AI) ≥1，模拟输出(AO) ≥1；

11.工具I/O电源：24V/1.5A

12.底座直径≤149mm

13.整机重量≤22kg

14.工作温度：0-45℃

15.平均功率≥260W

（二）控制箱≥2个

1.防护等级≥IP54；

2.工作温度：0-45℃；

3.工作湿度：90%RH；

4.1/0端口：数字输入(DI)≥16，数字输出(DO)≥16，模拟输入(AI)≥2 ，模拟输出(AO)≥2 ，高速脉冲输入≥2；

5.1/0电源：24V/1.5A；

6.标配通讯：I/O、TCP/IP、Modbus_TCP/RTU；

7.软件开发包：C#/C++/Python/ROS/ROS2；

8.尺寸参数(L*W*H)≤245*180*44.5mm(不含凸出物)；

9.设备重量≤2.5kg；

10.设备材料：镀锌板；

11.输出功率：48VDC/42Amax。

（三）主控制器≥2个

I5，内存≥16G，≥1T，≥24寸显示。

（四）视觉模块≥2个

1、工业相机平台

（1）≥600万彩色卷帘工业相机；

（2）≥600万8mm焦距工业镜头。

2、双目相机

(1)深度分辨率:≥1024x768 @10fps；

(2)RGB分辨率:≥1920x1080@ 30fps；

(3)深度距离范围:0.25-2.5m。

3、功能要求

（1）手眼分离、手眼一体。

（五）执行模块≥2个

1、电动柔性机械爪≥1个，苹果树模型≥1个，水果、药瓶和工件模型若干，提供至少2种水果、药瓶和工件模型库。

（六）语音识别与输出模块≥2个

1、语音识别与输出模块≥1个，提供至少水果、药瓶和工件各两种的数据模型，可语音控制机械臂对模型进行分拣搬运和采摘。

（七）移动工作台≥2个

1.需采用铝型材+钣金组成，台面带T型槽便于安装结构；

2.平台外形尺寸: ≥L900*W900*H700mm。

（八）配套学习资源≥2个

1.配备实验指导书及demo程序

2.实验指导书内容包括：

视觉篇

实验1  实验系统介绍

实验2  实验软件介绍

实验3  图像基础操作

（1）图像读取显示与保存

（2）图像边界填充

（3）图像算术运算

实验4  图像处理

（1）颜色空间

（2）图像几何变换

（3）图像阈值

（4）图像平滑

（5）图像形态学

（6）图像梯度

（7）Canny边缘检测

（8）图像金字塔

（9）图像轮廓（一）

（10）图像轮廓（二）

（11）图像轮廓（三）

（12）直方图

（13）图像转换

（14）图像模板匹配

（15）霍夫线变换

（16）霍夫圆变换

实验5  车牌定位识别

实验6  文字识别

实验7  二维码识别

项目篇

机器人及人工智能综合实践

（1）零配件瑕疵检测与分拣系统设计

（2）大模型+机械臂药品分拣

（3）工件抓取搬运

（4）果实采摘设计

（九）其他要求

1.提供械臂控制系统、机器人视觉软件软件著作权证书。（提供计算机软件著作权登记证书复印件，且提供的证书的编号可在“中国版权保护中心”官网中的著作权登记系统查询到，查询截图做入标书中。）

4

智能巡检机器人模块

★

（一）阿克曼底盘≥4个

1．电机型号：520编码直流减速电机

2．轮胎材质：实心橡胶

3．重量：≥2.4kg

4．尺寸：≥30*25*10cm

5．最大速度：0.4m/秒

6．舵机型号：HTS-20H总线高压舵机

7．车身材质：铝合金及碳纤维

8．负载：≥10kg

9．可爬坡：≥25°

10．配备倾角传感器

（二）平台软件≥4个

1．环境监测软件平台：支持温湿度，光照强度，二氧化碳等数据实时显示;信息显示机器人移动速度，加速度等姿态实时显示。

2．相机云台控制软件：支持图像回传，能够实时回传机器人监控画面;视觉处理，能够实时监测画面人物，图标等识别;移动控制，可实现界面按键式控制相机云台；开源软件开发包。

3．ROS机器人操作系统

（1）可实现视觉追踪、语音控制、自主导航、SLAM建图、大语言模型部署、视觉大模型部署及调用。

（2）可在农业沙盘内进行建图导航、视频实时回传、果蔬识别并回传至相机云台控制软件。

保证主要技术和功能要求

5

（三）控制板≥4个

1．板载四路编码器电机接口，支持5-12V绝大多数直流电机及编码器电机。

2．板载两路5v5A稳压电路，分别为板上设备、接树莓派独立供电。

3．板载3.3V稳压电路，对外提供500mA电路输出。

4．板载电池电压检测电路，可用ADC读取电源电压。

5．板载六轴IMU,提供数据融合实现代码，可高速、稳定地获取设备姿态，板载LCD 彩屏显示接口，显示内容更多更清晰。

6．板载多个不同电压等级供电的PWM舵机接口，轻松应对各种不同供电的PWM舵机，实现二自由度云台/简单执行器的扩展。板载串口舵机接口，可轻松实现5、6自由度的总线舵机机械臂/其他关节型机器人扩展。板载USB HOST接口，可以外接USB无线手柄接收器，USB无线鼠标等USBHID设备，稳定性远超传统多线式手柄接收器。

7．板载SBUS 航模遥控接收器接口，可以使用航模遥控器实现多通道远距离遥控，板载蓝牙模块接口，可以实现蓝牙遥控，提供蓝牙BLE遥控安卓APP程序及APP项目代码板载两路 USB转串口电路，连接树莓派等板卡同时仍然可以连接电脑进行下载或调试。STM32F407VET6主控，Cortex-M4内核，168MHz主频，内置FPU，村田晶振，高速、高效能、高稳定。

8．板载板载多个按钮及LED灯、蜂鸣器灯外设使用方便，内置丰富的电源保护机制，防反接、过流保护、过热保护、防倒灌等。

（四）传感器盒≥4个

1.含温度传感器、湿度传感器、光照强度传感器，二氧化碳传感器等。

（五）激光雷达传感器≥4个

1．推荐场景：室内扫描定位

2．扫描范围：360°

3．测量半径：0.15m-12m

4．通讯速率：115200bps

5．扫描频率: 5.5Hz-10Hz

6．角分辨率：<1°

7．供电电流：100mA

8．输出接口：UART串口

9．测距精度：+1%(≤3m)+2%(3m-5m)+2.5%(>5m)

（六）主控制器≥4个

1.CPU不低于八核 Cortex A55，BPU≥10TopS，RAM内存≥8GB，存储≥64GB。

（七）立体视觉传感器≥4个

1．测距原理：双目结构光

2．深度范围:0.25-2.5m

3．精度：1.0%(中心 81%区域)@1000mm

4．深度分辨率：USB2.0:1024x768 @10fps

5．RGB分辨率：USB2.0:1920x1080@ 30fps

6．工作环境：室内/户外

7．功耗：平均功耗<2.3W,最大功耗<5.0W(工作状态下每33ms持续时间≤3ms)

8.配备二轴云台。

（八）LoRa物联网及云平台≥4个

1．工作频段：410-525MHz

2．最大发射功率：22±0.5dBm @470MHZ

3．接收灵敏度：-140dBm @0.268Kbps

4．传输距离：组网大于4000m@0.268Kbps

5．天线选型：SMA天线座（外螺内孔）

6．工作电压：DC 9-36V

7．LoRa   协议：私有协议

8．LoRa   频段：410MHz~510MHz，共分113个信道

9．LoRa   通道：双数据通道

10．LoRa   发射功率：24dBm~30dBm

11．LoRa   天线：默认吸盘天线（470MHz）

12．RS232/485：波特率   2400bps~230400bps

（九）实验项目

(1)机器人硬件介绍

基础实验

(2)初次使用说明

(3)搭建开发环境

(4)源码结构与编译系统

(1)ROS简介

(2)ROS基础功能

ROS 端实验

(3)SLAM激光建图

(4)ROS自主导航

(5)ROS应用

(6)视觉处理

(1)园区/农业环境传感器使用

(2)园区/农业环境监测实验

(3)云台编程调试

农业场景化教学

(4)云台数据回传实验

(5)基于深度学习的农作物状态检测

(6)一体化控制界面使用及开发

(7)机器人园区/农业环境监测及无人巡检综合实验

（十）学习社区

提供线上飞书“学习社区”，用于学生基础练习训练，投标文件中需提供“学习社区”网络链接地址。（投标现场投标人打开该链接并进行该线上学习社区内容演示，演示内容包含以下内容。）

（1）机械部分：SolidWorks教程与软件介绍、SolidWorks草图操作讲解、SolidWorks简单草图实战训练、SolidWorks复杂草图实战训练、SolidWorks简单特征讲解、SolidWorks简单特征实战训练、SolidWorks齿轮弹簧绘制及讲解、SolidWorks放样扫描操作讲解、SolidWorks复杂零件讲解及训练、标准件调用、SolidWorks装配操作讲解说明、SolidWorks装配实战训练；

（2）电控部分：codeblocks的安装以及C语言环境配置、二进制的了解以及C语言语法初步、C语言变量，数组，结构体的了解、C语言函数的了解、keil软件的安装以及环境配置、电路的初步了解及原理图与线路板的查看、keil框架及点亮LED灯、PWM理论初步、跑马灯、按键及外部中断、内部中断、对于串口通信的理论学习、对于串口通信的实践学习、LCD显示的了解及初步学习；

（3）软件编程部分：学习工具推荐、计算机基础、编程基础-Python入门、编程基础-C语言基础、编程基础-Python基础、操作系统基础、Linux系统基础、Ubuntu系统基础与安装、终端与指令基础与使用、ROS介绍与安装。

（十一）其他要求

1.提供自主导航及感知系统融合平台软件软件著作权证书。（提供计算机软件著作权登记证书复印件，且提供的证书的编号可在“中国版权保护中心”官网中的著作权登记系统查询到，查询截图做入标书中。）

6

移动抓取机器人模块

（一）电子模块≥3套

1、STM32核心板≥1个：

基于ARM Cortex-M3，内核设计CPU主频72Mhz；通信接口包含USB串口和USG Slave,人机交互包含TFTLCD接口，支持LCDTFTLCD屏幕和串口屏幕，电源接口包含2个USB取电口，3.3V电源接入口三组/5V电源接入口四组；调式下载方式：具有一键下载功能（串口下载、通信、供电三合一）、支持SWD调试接口和1个USB转TTL接口，设有用户按键1个。可与板载计算进行通信，实现数据回传和实时控制。

2、STM32基础训练拓展板≥1个：

作为STM32核心的扩展板，具备多种接口比如串口、I2C等，可连接多种传感器实现各种功能。5V3A稳压输出为上位机供电，8V 5A输出 为舵机等执行器供电，引出串口4个，直接搭载直流电机2个，配置直流电机驱动，直接搭载步进电机2个，外设引出GPIO口40个。能够同时控制6路步进电机,至少2路伺服舵机，至少10个传感器接口，支持SPI控制WS2018灯环250个灯珠，可与串口数字舵机控制器通信，实现至少55个舵机同时控制，可与串口屏幕通信，实现视觉识别数据实时显示，支持输入电压6到40V电压，支出输出5V3A电源接口至少3个和8V3A接口至少5个。

3、STM32竞赛专用拓展板≥1个：

 作为STM32核心板的扩展板使用，具备6pin接线步进电机接口7个、4pin串口接线陀螺仪接口1个、4pin串口屏幕接口1个、12V转8V稳压一个、12V转5V稳压一个、模拟舵机控制接口2个、按键接口2个、USB输出5V电源1个、12V电源输入接口1个。

4、直流减速电机≥1个：

减速比：1:20 额定电压：7~13V 自带霍尔编码器，可以通过核心板和基础训练拓展板联合使用控制电机的旋转。

5、模拟小舵机≥1个：一款180°的小扭矩舵机，可以直接通过单片机发出PWM信号控制舵机旋转的角度。

6、0.96寸OLED显示屏≥1个：分辨率为128*64，可以显示文字、图案等，可通过SPI方式控制。

7、其他电子器件：步进电机≥1个；温湿度传感器≥1个；温度传感器≥1个；烟雾传感器≥1个；光敏传感器≥1个；无源蜂鸣器≥1个；有缘蜂鸣器≥1个；旋转电位器≥1个；按键模块≥1个；超声波传感器≥1个；发光二极管≥1个。

8、板载计算机：

搭配高性能视觉算法板载工控机，CPU:inter 12代AlderLaker四核处理器，主频：UP TO 3.4G TDP 6W超低功耗 内存：12G LPDDR5 4800MHZ 硬盘：SSD固态128G 显卡：inter*UHD超清显卡750MHZ 网络：WIFI6+蓝牙5.2 千兆网口 系统：Linux 功耗：12V /3A（Type-c电源）接口：USB3.2*3 HDMI 2.0*2 Type-c电源口*1 自带风扇散热。搭配高清1080P 无畸变单目摄像头至少2个，能够实现条形码、二维码、颜色、形状等视觉算法，可搭配激光雷达实现室内导航、避障等算法验证。

9、动力元件：

全闭环步进电机≥6个、伺服舵机≥3个、6PIN电机数据线≥10根、其他数据线≥10根、

10、储能元件

4500mah,12V高性能安全电池E345S≥1块

850mah,3S，12V航模电池≥1块

11、充电元件

12.6V锂电池充电器1A大容量充电器≥1块

3S航模电池充电器≥1块

12、传感元件：

高清1080P无畸变单目相机≥2个、陀螺仪≥1个、显示模块≥1个、16mm按压开关带XT60供电接口≥1个。

13、基于该平台，我方会提供并协助搭建教学资源共享的飞书线上“学习社区”1个，“学习社区”需满足实训课程开展。投标文件中需提供“学习社区”网络链接地址。（投标现场需打开该链接并进行该线上学习社区内容演示，演示内容包含以下内容。）；

第一章 移动机器人概述：机器人发展、移动机器人行业应用、物流搬运机器人赛题解析、物流机器人方案设定。

第二章 移动机器人构成：移动底盘设计、升降机构的设计、步进电机介绍、移动机器人装配。

第三章 移动机器人下位机控制：控制系统接线图及原理、移动机器人控制器介绍、编程软件安装与烧录、步进电机控制方法与梯度算法、移动小车底盘控制、升降机构抓取控制、串口通信函数(发送和接收)、升降机构抓取模块分析与控制、移动底盘运动分析与控制、串口屏幕讲解一一二维码显示、WS2812灯环控制、陀螺仪角度校准

第四章 板载计算机使用：板载计算机介绍、系统安装、使用基础、远程登录树莓派桌面

第五章 视觉算法与控制技术：相关配置及镜像文件、HSV颜色提取、小车运动控制及升降台控制、图像处理模块、二维码、条形码识别、颜色识别(红绿蓝)、色环靶心识别

第六章 视觉算法与控制技术：任务剖析与路径规划、整体实现流程方案实现、物流搬运机器人调试指导手册。

 14、提供嵌入式运动控制软件著作权证书。（提供计算机软件著作权登记证书复印件，且提供的证书的编号可在“中国版权保护中心”官网中的著作权登记系统查询到，查询截图做入标书中。）

（二）机械模块≥3套

1、可搭建桁架式机械臂，机器人可执行升降高度≥250mm，升降负载≥250g。可搭建夹爪机构，夹取范围的直径≥80mm，夹取响应时间≤10s。可搭建旋转云台，可工作范围≥270°，旋转响应时间≤10s。搭建的机器人整机尺寸≤290*290*380mm；车体重量≤2000g（不含电池）/2400g（含电池）。

2、平台可搭建全向移动底盘，电机为驱动一体步进电机，每个电机可实现独立全闭环控制，机器人底盘能够实现半闭环控制，能够视觉校准+陀螺仪姿态校准有效融合，精准定位、全局路径规划，行走直线精度小于等于1mm/m。

3、平台搭建的机器人设有载物台装置，可同时搭载物料≥3个，该装置可实现多角度旋转，以线性方式控制。

 4、结构零件 结构零件≥25种，零件厚度≥3mm，孔径≥3mm。材质：碳纤维、铝合金、不锈钢和光敏树脂高性能塑性材料。其中包括步进电机金属支架≥5个、交叉滚子进口轴承≥2个、铝合金20齿同步带轮套装≥2个、不锈钢直线导轨模块≥2套、导轨光敏树脂支架≥4个、舵机支架≥2个、摄像头支架≥2个、同步带支架≥2个、碳纤维底板≥2个、碳纤维轴承支撑板≥2个、轴承上支撑板≥2个、步进电机连接板≥2个、载物装置≥3个、载物台支撑板≥1个、高性能麦克纳姆轮（进口轴承）≥4个、光敏树脂外壳≥2个、塑性亚克力上板≥2个、铝合金联轴器5mm≥5个、直线导轨上支撑板≥2个、机械爪支架≥1个、舵机驱动模块固定件≥1个、手臂支撑件≥1个、手爪支撑件≥1个。

 5、提供该平台所有机械零件的PRO/E或UG或solidworks版本的三维图纸，可用于PRO/E或UG或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；提供所有的程序源代码，提供所有电子件的电路图；

6、其他要求

（1）可搭建桁架式机器人（设备载物台装置可实现多角度旋转，同时搭载3个物料）并提供以该结构完成2025年中国大学生工程实践与创创新能力大赛-智能物流搬运赛项任务的现场视频演示。

（2）提供智能搬运机器人控制软件软件著作权证书。（提供计算机软件著作权登记证书复印件，且提供的证书的编号可在“中国版权保护中心”官网中的著作权登记系统查询到，查询截图做入标书中。）

7

集群无人机模块

1.数量≥1套

2、含编程无人机10架、充电器10个、电池34块、定位基站1套（4个）、中继器1个、编程无人机维修配件1套、三脚架4个、24课时电子课件。

3、编程无人机：重量（包含电池和保护罩）：190g，最大下降速度：2.5m/s（表演飞行为1m/s)，最大上升速度：2.5m/s（表演飞行为1m/s)，最大水平速度：5m/s（表演飞行为2m/s)，最大飞行定位高度：30m，最大飞行距离范围：40*40M，续航时间：12min，工作温度 ：-5℃～+40℃，最大旋转角速度：俯仰轴：180°/秒  航向轴：30°/秒，悬浮精度：垂直:±0.3m（室内） 水平:±0.3m（室内），抗风等级：3级风（3.4～5.4 m/s），轴距：165 mm，尺寸：208.67mm*208.67mm*93.92mm，螺旋桨规格：75mm。

4、基站：数量≥4基站，灯光 5W炫彩高亮LED灯，颜色可设变。基于UWB 制式基站进行定位，实现各种环境下精确室内外定位。具有中继器与Wifi 链接两种通信形式，可适用于各种网络环境。飞行器状态实时监测，最大化保障飞行及编程设计安全。整机重量仅为 190g，可在任意空间进行飞行，符合国家法规规定 250g之下，不受航空器飞行管制限制。搭载多种传感器，保证飞行姿态准确、动作多样。

5、定位模式 ：三种定位模式，TOF，TOF+UWB混合定位，UWB定位

6、支持手机APP 编队飞行及PC 端编程编队、实时控制功能。

7、支持自主编程，软件平台高度集成，具备完善的编程界面及实时动态仿真系统，预览编程实际效果。

8、全包桨护设计、堵转保护、低电量保护、失控保护、物理防护设计、软件仿真系统设计、反向电子围栏设计、软件自动边界预警干预设计。

9、图形化编程，最多可同时控制40架无人机在线同步飞行，最多可编程40台无人机在线同步飞行，App端最多控制超过100台无人机同步飞行。

10、投标现场提供无人机室内和室外编队运动的的视频演示。

8

其他配件

1.农业场景沙盘≥1套：场地尺寸≥2*3m，配备果树模型、蔬菜模型、动物、人物模型等。

2.六边形桌椅≥6套：桌子边长≥75cm，铝架桌身，桌面板厚≥2.5cm；带靠背椅子6把。

3.储物架≥2个：长≥1800mm宽≥500mm高≥1600mm，≥四层；

4.电池充电与防爆储存柜

（1）电池充电柜≥1个：容量≥83升；有烟雾报警功能，有漏掉保护功能，有良好的散热功能，能够显示内部温度，自带灭火功能，带脚轮。

（2）电池防爆储存柜≥1个：柜子储存仓≥8个，带脚轮，抗爆阻燃；每个仓含：排风扇、内置烟杆报警器、灭火溶胶。

5.配备75寸显示屏及移动支架以及各设备用电需要的插线板及线路布置，实验室文化海报布置。