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🏗 机器人多功能用途车 Z700 · 型号Z700 · 技术规格书

一、系统总体架构

Z700()型号Z700是一款面向光模块工厂精细操作的机器人多功能用途车。融合自主移动底盘与人形躯干工具箱,搭载1~2台协作臂(6/7轴或4轴可配),既是运输载具(vehicle),又是操作机器人(robot)。一车多能:自主导航跨工位流转+精密插拔+视觉检测+固件刷写+光学检测,支持≤6s/15s/20s三级节拍要求。

产品核心特征

特征说明
🧭 自主移动载具SLAM激光导航+深度视觉,自主规划路径跨工位流转。差速驱动原地旋转,工位对接精度±10mm。既是车(vehicle),运料运盘运模块
🦾 精密操作机器人1~2台协作臂(6/7轴或4轴可配),末端速度≥1.5m/s,重复定位±0.02mm。取料·翻转·插拔·分拣全自动。又是机器人(robot),精细操作一气呵成
📦 人形躯干工具箱800×600×700mm标准箱体,四区功能分仓。A区料盘储存(160颗缓存)·B区AOI检测·头部相机·中央电气控制。箱顶两端各预留臂安装法兰
⚡ 一车多能单台Z700=运输车+操作臂+测试台+检测站。省去固定工位设备投入,一台车覆盖FW刷写、AOI检测、老化上下料、ATS测试全流程
🔗 协同编组多台Z700可协同作业:一车取料→二车刷写→三车检测,产线柔性编排。单臂/双臂灵活配置,按节拍需求组合
任务规划层 场景编排 · 多机台多车协同调度
技能编排层 状态机调制(多工艺阶段) · 200项原子技能库
模型决策层 动作模型(~10 TOPS) + 引导模型(~10 TOPS)
感知执行层 多维观测状态 · 视觉(800万像素) · 力觉(0.1N) · 触觉 · 6/7轴或4轴臂+夹爪+力控

二、机器人本体规格

2.1 整体参数

参数规格依据
整机重量≤250kg(含电池+工具箱)分解:箱体100kg + 臂×2≤50kg + 电池≤40kg + 末端≤3kg + 物料≤57kg ≈ 250kg
单臂配置:100+25+35+1.5+38≈200kg
双臂配置:100+50+35+3+62≈250kg
自由度≥11 DOF臂6~7 + 夹爪2 + 移动底盘3(平面x,y,θ) = 11
连续工作时间≥24h电池≥8kWh · 峰值功率1.5kW
工作环境无尘车间Class1000 · 防静电ESD光模块产线环境要求

2.2 多功能车体(人形躯干工具箱+移动底盘)

设计思想:参考货车箱货设计——单箱集成,箱内分区储物,箱顶两端各预留臂安装法兰。
参数规格说明
标准箱体尺寸800×600×700mm (L×W×H)铝合金框架+ABS面板
臂安装方式箱体两端各1个标准法兰接口单臂(一端) · 双臂(两端各一) · 可拆卸
箱体自重≤100kg(含驱动轮组+电池+箱体)含电气控制舱
驱动方式4轮独立驱动 · 差速转向原地旋转 · 工位精准对接
导航定位SLAM + 激光雷达+深度相机工位对接±10mm · 臂补偿到位
最大速度≥1.5 m/s跨工位移动≤5s
越障≥10mm地面接缝·线槽

2.3 工具箱内部储物设计

储物区容量存放物品
A区·光模块料盘仓2层×4盘=8盘20颗光模块/盘 · 共160颗
B区·AOI检测区EVB子板×2 · 扫码枪×1 · 主板×1模块插入EVB子板·PC自动下载固件·EEPROM校验
头部相机(躯干顶部)AOI镜头×1 · 清洁棉签/喷气罐 · 备用夹爪金手指飞拍检测·6面外观检查·端面清洁
中央电气控制舱密封隔舱边缘计算单元 · 电池管理 · 电机驱动 · 通信模块
顶部·臂安装平台600×500mm标准法兰接口×2(两端各一) · 1臂或2臂可配置 · 臂折叠高度300mm

2.4 整机外形尺寸

配置占地面积(L×W)箱体高度臂折叠高度臂全展高度
单臂配置800×600mm700mm1000mm≤1800mm
双臂配置800×600mm700mm1000mm≤1800mm
单箱800×600mm · 两端各预留臂安装法兰 · 操作通道≥0.9m可通过 · 臂全展总高≤1800mm(含箱体+臂)

2.5 协作臂(6/7轴与4轴双方案)

参数规格计算依据
自由度6~7 DOF(J1-J6)空间位置+姿态全覆盖
有效负载≥5 kg光模块20-200g · 夹爪≤1.5kg · 安全余量
臂展≥800 mm覆盖工作台1.13×0.75m+料盘区
自重≤25 kg节拍约束:自重补偿可降惯量
重复定位精度≤±0.02 mmEVB插槽对位±0.1mm要求
末端最大速度≥1.5 m/s取料0.6s→行程0.15m → 0.25m/s平均 · 峰值需1.5m/s
末端最大加速度≥10 m/s²(≈1G)加速到1.5m/s需0.15s · 总动作≤0.6s
基座关节扭矩≥60-80 NmI∝m·L²:5kg×(0.8m)²≈3.2kg·m² · 角加速度40rad/s²→128Nm
控制周期≤1 ms力控闭环 · 实时插拔力检测

2.6 末端执行器

参数规格
夹爪伺服驱动 · 开合行程0-50mm · 夹持力1-20N可调(支持0.2-2kg负载·加速度余量×3) · 防划伤指尖
腕部旋转±180° · 翻转0.8s(标签面向下)
视触觉指尖传感器 · 力分辨率0.1N · 100Hz采样
自重≤1.5kg(关键:末端惯量∝m·r²)

三、末端运动性能计算

3.1 运动学分解(≤15s节拍·ATS场景)

步骤行程(m)时间(s)平均速度(m/s)峰值速度(m/s)加速度(m/s²)
取料·从料盒取模块0.152.00.080.250.5
扫码·扫SN二维码0.302.50.120.350.6
翻转·标签面向下180°1.5-150°/s250°/s²
对位+插入·EVB插槽0.253.00.080.251.8(力控)
拔出·力控拉出0.251.50.170.351.8
AOI飞拍·金手指检测6面3.0-0.6m/s2.0
分拣·Pass/Fail料盘0.401.50.270.61.5
合计-15.0sAOI3s:金手指正反2面飞拍+4侧面飞拍
(不含测试等待·14s≤15s ✓)
要求:末端峰值速度 ≥0.6 m/s · 峰值加速度 ≥2 m/s² · 腕部峰值转速 ≥200°/s

3.2 节拍验证

关键路径(ATS场景·≤15s)):取料2.0s + 扫码2.5s + 翻转1.5s + 对位插入3.0s + 拔出1.5s + AOI飞拍3.0s + 分拣1.5s = 15.0s(不含异步测试50s)✓
异步能力:机台A测试50s期间(异步不计入节拍),机器人执行机台B上下料→ 等效单颗节拍<3s

四、五大作业场景详细定义(仿真级描述)

场景 1 · FW Loading + EEPROM 写/读校验

场景整体:桌面型测试工位。工作台尺寸1.2m×0.75m×0.85m(高),浅灰色防静电台面。左侧为来料区,中间为EVB测试区,右侧为分拣区。

物体形状尺寸(mm)颜色/材质位置说明
工作台长方体1200×750×850浅灰·防静电胶皮场景中心四角圆角R10·下方储物格
吸塑盒(来料)矩形托盘300×200×30黑色防静电ABS台面左侧4×5=20穴位·每穴放1颗光模块
光模块(QSFP-DD)长方体·带散热片18×72×8银色金属外壳吸塑盒穴位内顶面散热翅片·前端金手指·侧面标签
EVB测试子板PCB板200×150×2绿色PCB·金色焊盘台面中央中央有QSFP插座·四周测试点
EVB主板PCB板300×200×3蓝色PCBEVB子板下方通过排针连接·USB线至PC
QSFP插座矩形槽20×75×9黑色塑料·金色触点EVB子板中央导向槽·弹簧卡扣·插入深度35mm
扫码枪手持式160×95×70黑灰双色台面右侧支架红色十字激光瞄准线
Pass料盘矩形托盘250×180×25绿色防静电台面右前3×4=12穴位·合格品
Fail料盘矩形托盘250×180×25红色防静电台面右后3×4=12穴位·不合格品
PC显示器16:9屏幕540×320×50黑色边框工作台后方显示FW下载进度·测试结果

动作序列(9步·≤6s):①取料(0.6s):夹爪从吸塑盒穴位抓取光模块 → ②扫码(1.0s):移至扫码枪前稳定0.3s后扫描 → ③翻转(0.8s):腕部旋转180°使标签面朝下 → ④对位(0.5s):视觉定位EVB插座导向槽 → ⑤插入(0.7s):沿导向槽直推35mm,力控≤2N → ⑥测试(异步50~90s):PC自动执行,机器人转向另一机台 → ⑦拔出(0.8s):力控拉出模块 → ⑧AOI(0.6s):移至检测位旋转模块检查金手指 → ⑨分拣(0.8s):按Pass/Fail放入对应料盘。

场景 2 · 料盘/治具上下料搬运

场景整体:跨工位物料流转区。包含料盘缓存架、治具对接台、AGV停靠位。地面有磁导航带(黄色虚线)。

物体形状尺寸(mm)颜色/材质位置说明
料盘缓存架多层货架800×500×1200银灰铝合金场景左侧4层·每层放2盘·共8盘位
吸塑盒料盘矩形托盘300×200×30黑色ABS缓存架各层防静电·可堆叠·带定位销
华夫盒方形网格盘200×200×20透明PS缓存架中层10×10网格·放裸芯片
治具对接台矩形台面600×400×900深灰钢制场景中央顶面有定位销·气动锁紧
贴装治具矩形模板300×200×15黑色铝合金对接台面上4×5穴位·精密定位孔
键合治具矩形模板250×180×12金色铜制对接台面上加热区域200×150mm
AGV停靠标识地面标记1000×800黄色虚线框治具台前方磁导航对接·定位±10mm
芯片(裸die)矩形小片3×3×0.3银灰色硅片华夫盒网格内表面有电路图案·极脆
光模块半成品长方体18×72×8银色金属料盘穴位内已贴片未键合·有金手指

动作序列(L1→L2→L3递进):L1料盘级:识别货架层位→抓取整盘→放置至对接台→满盘取走→空盘补位。L2治具级:视觉定位治具定位孔→精密对位±0.1mm→插入物料→确认到位→流转。L3治具内:芯片2D外观检测→3D尺寸验证→金线焊点显微复检→缺陷分级(良/可修/报废)。

场景 3 · BI老化箱模块插拔

场景整体:高大设备区。老化箱高约2m,多层多列抽屉排列。环境温度35-45°C,箱体表面有温度显示屏和状态指示灯。

物体形状尺寸(mm)颜色/材质位置说明
老化箱体大型柜体1200×900×2000灰白烤漆钢板场景中央4列×8层=32抽屉·前面板有温控屏
老化抽屉抽屉式托盘280×850×80不锈钢箱体各层QSFP:10插座/屉·OSFP:16插座/屉
抽屉滑轨三节滚珠轨长850银灰钢制抽屉两侧承重15kg·拉出行程800mm
QSFP测试插座矩形槽20×75×9黑色耐高温抽屉内每格弹簧触点·自动锁紧·耐温125°C
光模块(成品)长方体·带散热片18×72×8银色金属测试插座内已组装完成·待老化验证
温度显示屏LED面板200×100×30黑底红字箱体正面显示各层实时温度85°C±1°C
状态指示灯LED灯柱φ30×100红/绿/黄三色每抽屉左侧绿=老化中·黄=完成·红=异常
机器人升降立柱垂直导轨行程1200银灰铝合金移动箱体上电动丝杆·定位±1mm·载臂升降

动作序列:①识别:读取箱体显示屏确认目标层位 → ②升降:立柱升至目标层高度 → ③拉出:夹爪抓取抽屉把手·沿滑轨拉出800mm → ④批量插入:从料盘依次取模块·插入QSFP插座(单颗≤6s)·共10-16颗 → ⑤关闭:推回抽屉·确认锁紧 → ⑥老化(异步1-4h):状态灯变绿 → ⑦拉出:同步骤③ → ⑧批量拔出:依次拔出所有模块·放入成品料盘 → ⑨分拣:按老化结果Pass/Fail分类。

场景 4 · 热海柜体电口+光口插拔

场景整体:环境测试柜体区。柜体约50cm高、600mm宽,顶部有光纤收纳槽,侧面有清洁工具架。

物体形状尺寸(mm)颜色/材质位置说明
热海柜体矩形柜体600×500×500浅灰钢制场景中央前面板24个模块槽位·6列×4行
模块槽位矩形槽20×75×40黑色塑料·金属触点柜体前面板每槽含电口(底部)+光口×2(上部)
光口LC适配器方形双口13×13×30蓝色塑料槽位上部双LC接口·带防尘帽
光纤跳线细长柔性线φ2×1000黄色单模·蓝色多模柜体顶部收纳槽LC双工接头·最小弯曲半径30mm
气缸顶出机构活塞推杆行程30mm银灰金属每槽位后方测试完成后自动顶出模块
清洁棉签细棒φ2×120白色无尘棉侧面工具架专用光纤端面清洁·一用一弃
喷气罐圆柱罐φ50×180蓝白罐体侧面工具架压缩空气·除尘除静电
光口检测探头笔式探头φ15×100黑色金属夹爪侧面端面检测·红光照明确认清洁度

动作序列(≤20s):①取料(2s):从料盘取模块 → ②插电口(2s):对准槽位底部电口·导向±0.5mm直推 → ③光口检测(1.5s):探头检查光口端面清洁度 → ④插光口×2(4s):依次插入两根光纤LC接头 → ⑤清洁(2s):若检测不通过,棉签清洁后重新检测 → ⑥测试(异步):柜体执行环境测试 → ⑦拉出电口(1.5s):模块顶出后拔出 → ⑧拔光口×2(3s):断开两根光纤 → ⑨分拣(1s)+移动(3s):按结果分拣至料盘。

场景 5 · ATS / 线外检测插接(核心挑战场景)

场景整体:精密光学测试工位。ATS测试座置于光学平台上,四周遮光帘(黑色),环境照度<1lux,温控23±1°C。

物体形状尺寸(mm)颜色/材质位置说明
光学平台大型台面1500×900×800黑色蜂窝钢板场景中央M6螺孔网格·隔振支撑
ATS测试座精密夹具300×200×150黑色阳极氧化铝平台中央气动锁紧·含电口+光口+温控
光模块托架V型槽20×75×5黑色PEEKATS座前端模块放入后气动夹紧
光纤耦合器圆筒形φ25×80银色金属ATS座光口精密陶瓷插芯·插入损耗<0.3dB
光功率计探头方形探头50×50×30黑色ATS座侧面大面积InGaAs探测器
遮光帘矩形帘布2000×1800黑色遮光布四周悬挂完全遮光·底部配重
清洁工具套装套装盒200×150×50蓝白塑料盒平台右侧含棉签×20·喷气罐×1·酒精瓶×1
扫码模块固定式读码器60×40×30黑色ATS座上方自动读取模块SN标签

动作序列(≤15s·动作链超集):①扫码(1s):模块放入托架后自动扫码SN → ②插光口检测(1.5s):模块插入ATS座光口·功率计初测 → ③清洁度检测(1s):端面检测探头检查 → ④清洁(2s可选):棉签/喷气清洁端面 → ⑤插电口(1.2s):连接EVB电口·上电初始化 → ⑥插光纤(1.5s):连接测试光纤至耦合器 → ⑦测试(异步30~120s):光功率/眼图/误码率测试 → ⑧拔光纤(1s):断开光纤连接 → ⑨拔模块(0.8s):从ATS座取出 → ⑩目检金手指(1s):AOI检查金手指完整性 → ⑪分拣(0.8s):Pass/Fail分类 → ⑫移动(2.2s):移至下一工位。

换型兼容要求

软件切换型号,无需二次编程开发,换型时间≤0.5H。至少兼容QSFP系列(QSFP-DD/QSFP112/QSFP28)、OSFP系列(OSFP112 RHS/HIS)、SFP系列。通用夹爪+换型参数化(原子技能库复用)。

五、机器人模型架构

模块输入输出推理延迟
动作模型多维观测状态(关节+视觉+力觉)四维动作指令(xyz平移+夹爪开合)<70ms
引导模型多维观测状态+四维动作指令预测下一状态+接触概率
状态机动作指令+接触信号8阶段调制后动作输出
模型算力需求 ≤20 TOPS

六、性能指标体系

指标目标监督方式
全流程成功率≥99%大屏KPI实时
子动作成功率各≥99.5%大屏动作级指标
节拍(场景1)≤6s大屏节拍计时
节拍(场景5)≤15s大屏节拍计时
节拍(场景4)≤20s大屏节拍计时
定位精度 ±0.1mm · 重复±0.02mm激光跟踪仪
力控精度±0.1N六维力传感器
金手指保护零划痕AOI复核

七、验收标准

验收条件:甲方指定环境 · 连续72h · 累计有效插拔≥5000次
成功率:成功/总尝试×100%(机器人原因失败允许重试1次,重试成功仍计失败)
节拍:中间稳定段≥200颗平均值(测试等待不计入)
换型:软件切换型号≤0.5H · QSFP/OSFP/SFP兼容
留痕:大屏action-log全记录 · 双方签字确认

八、BOM成本分析与投资回报

8.1 单车BOM成本(基础配置≤25万·可升级)

子系统核心部件参考来源成本(万元)
□ 基础配置(标配·不可省略)
移动底盘差速驱动轮组×2+万向轮×2 · 铝合金车架700×600×350mm · 悬挂系统参考:国产AGV底盘(1.5-2.5万)·松灵SCOUT(2-3万)·寻迹智行(2-3万)4~5
激光雷达+导航单线激光雷达(20m) · 深度相机(Intel D435i) · IMU · 导航控制器(NVIDIA Jetson或RK3588)参考:思岚RPLIDAR S2(0.3万)·Intel D435i(0.2万)·SLAMTEC(0.2-0.4万)1.5~2
电池系统48V 5kWh磷酸铁锂电池组 · BMS · 充电器 · 电量显示参考:宁德时代/比亚迪48V模组(0.5-0.8万)·国轩高科(0.4-0.6万)1.5~2
电气系统DC-DC电源模块 · 整车线束 · 急停回路 · 继电器 · 配电箱 · 保险丝参考:明纬电源(0.1万)·施耐德继电器(0.1万)·定制线束(0.2-0.3万)1~1.5
人形躯干工具箱铝合金框架+ABS面板 · 4区功能分仓 · 防静电内衬 · 臂安装法兰×2参考:汽车工具箱·钣金加工·激光切割1.5~2
单台协作臂(6/7轴或4轴)J1-J6关节模组 · 谐波减速器+无框力矩电机 · 臂展≥800mm · 负载5kg参考:越疆CR5(3-5万)·节卡Zu3(4-5万)·遨博i3(3-4万)·国产新品牌(2-3万)5~7
末端执行器伺服夹爪(开合0-50mm·1-20N) · 腕部旋转模组 · 快换法兰参考:慧灵Z-EFG(0.3-0.5万)·大寰AG(0.4-0.6万)·定制夹爪(0.2-0.4万)1~1.5
引导视觉系统800万像素工业相机×1 · 定焦镜头 · 环形LED光源 · USB3.0参考:海康CA系列(0.2-0.3万)·大恒图像(0.15-0.25万)·迈德威视(0.1-0.2万)0.5~0.8
边缘计算单元瑞芯微RK3588(8核·6TOPS NPU) · 16GB RAM · 256GB SSD · 工业级参考:RK3588工业主板(0.15-0.3万)·Firefly(0.2-0.3万)·香橙派5(0.1万)0.5~0.8
散热/防护/杂项散热风扇×2 · 防尘网 · 急停按钮 · 状态指示灯 · 紧固件 · 密封条0.3~0.5
软件/模型授权动作模型+引导模型 · 200原子技能库 · 场景工艺包 · 导航软件 · 远程运维平台内部研发摊薄(200台/年)2~3
基础配置合计(移动底盘+单臂+激光雷达+相机+电池+电气+软件)18.8~27.1
☑ 可选升级模块(按需选配)
+ 第二台协作臂同规格6/7轴协作臂 · 末端执行器 · 臂安装法兰·双臂协同标定同上+5~7
双臂配置合计20.3~30.5
+ AOI光学检测模组金手指飞拍检测镜头 · 端面检测探头 · 红光照明 · 4侧面旋转台 · 缺陷分类算法参考:自研飞拍模组(2-4万)·基恩士CV-X传感器(3-5万)+3~5
+ FW固件刷写模组EVB测试子板×2 · 主板 · USB/I2C/SPI接口 · FW下载软件 · EEPROM校验参考:自研EVB板(0.5-1万)·成品FW刷写器(1-2万)+2~4
全配款合计(双臂+AOI+FW)28.3~42.5
成本控制策略:全部采用国产供应链——越疆/遨博协作臂(3-5万·非进口品牌)、思岚激光雷达(0.3万·非Velodyne)、RK3588国产芯片(0.2万·非Jetson Orin)、国产48V锂电池(0.6万)。核心降本路径:批量采购(100台/年)→协作臂批量价可降至3~4万。
价格来源:1688企业购·淘宝工业品·2026年8月询价·含13%增值税
🥉 基础款(移动底盘+单臂+激光+相机+电气+软件):≤25万
🥈 双臂款(基础+第二臂):≤30万
🥇 全配款(双臂+AOI+FW):≤40万

8.2 整机售价与毛利

项目金额(万元)说明
BOM成本22~43基础款22-25万·双臂款28-32万·全配款38-43万
装配调试2~3系统集成·标定·72h老化测试
软件/模型授权3~5动作模型+引导模型·200原子技能库·场景工艺包
毛利5~715~18%
整机售价(建议)35~65基础款35-42万·双臂款45-52万·全配款55-65万·含首年软件订阅+安装培训

8.3 客户侧投资回报

模式Z700投入年省人工回收期3年净收益
单班替代(1人)35万12~15万/年2.3~2.9年
两班替代(2人)40~50万24~30万/年1.3~2.1年 ✓32~50万
三班+良率提升52万36~45万/年1.2~1.4年 ✓56~83万
RaaS订阅(可选)1.5~2万/月零首付·按颗计费

8.4 行业对标

对标产品类型参考价格(万元)Z700优势
五菱工业·移动底盘移动底盘5~10Z700自带工具箱+协作臂·一车多用
海康机器人·潜伏AGV搬运AGV8~15Z700除搬运外还能精密插拔·检测
节卡Zu 7协作臂协作臂8~12Z700含双臂+移动底盘
欧姆龙VT-M12 AOI光学检测15~25Z700集成飞拍AOI·省去固定设备
Z700机器人多功能车25~45基础款22-25万·全配38-45万·五合一
核心经济性:单台Z700全配款(45万)替代五台独立设备:AGV搬运车(7万)+2台协作臂(14万)+AOI检测台(20万)+FW固件诊断仪(10万)=51万设备投入。Z700以45万实现全部功能+自主移动,首年设备投入即省6万。加上人工节省(2班倒×15万/年=30万),综合回收期<1.5年。

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