全國服務型制造技術(shù)技能大賽河南省選拔賽-賽項4-服務機器人應用技術(shù)員（機器人智能服務）項目（學生組）技術(shù)平臺

2022年全國行業(yè)職業(yè)技能競賽

——全國服務型制造應用技術(shù)技能大賽

河南省選拔賽

服務機器人應用技術(shù)員（機器人智能服務）賽項

（學生組）

技

術(shù)

平

臺

全國服務型制造應用技術(shù)技能大賽

河南省組織委員會技術(shù)組

2022年9月

1

目錄

一、技術(shù)平臺簡介................................................................3

二、技術(shù)平臺結(jié)構(gòu)圖..............................................................3

三、技術(shù)平臺主要設備配置........................................................4

四、技術(shù)平臺主要設備技術(shù)參數(shù)....................................................5

（一）通用服務機器人本體....................................................5

（二）服務機器人巡檢模塊....................................................8

（三）服務機器人消殺模塊....................................................9

（四）服務機器人載運模塊...................................................11

（五）智能通用安防模塊.....................................................11

（六）通用物聯(lián)網(wǎng)模塊.......................................................12

（七）智能巡檢任務場景.....................................................12

（八）智能載運任務場景.....................................................15

（九）綜合競賽任務場景.....................................................21

（十）智能編程訓練平臺.....................................................21

（十一）可視化終端.........................................................22

（十二）服務機器人人工智能應用軟件.........................................22

五、說明.......................................................................24

2

一、技術(shù)平臺簡介

機器人智能服務平臺對接主流人工智能應用技術(shù)，覆蓋服務人多

種典型應用場景，展現(xiàn)服務機器人在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)的真實場景

業(yè)務需求和教學實訓需求。平臺采用模塊化的架構(gòu)，選用人工智能服

務機器人本體作為載體，搭載不同的上裝功能模塊，組合成公共服務、

物流載運、智能巡檢等多種典型應用場景的智能服務機器人平臺，硬

件平臺具有通用性和擴展性，軟件平臺具備開源性和開放性，既能滿

足大賽平臺持續(xù)拓展升級的需求，也能滿足教學實訓平臺通用性、開

放性以及模塊化的要求。平臺涵蓋數(shù)據(jù)采集及標注、模型訓練及優(yōu)化、

模型部署及應用等全棧人工智能應用技術(shù)，融入服務機器人技術(shù)、物

聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、5G+技術(shù)、數(shù)字化技術(shù)、多機器人協(xié)同技術(shù)等跨學科技術(shù)，

借以提升參賽選手對人工智能技術(shù)、服務機器人技術(shù)的綜合應用能力，

為盡快培養(yǎng)本領域知識性、復合型、技能型人才提供支撐。

二、技術(shù)平臺結(jié)構(gòu)圖

機器人智能服務平臺采用模塊化架構(gòu)，包含服務機器人本體、服

務機器人上裝模塊、服務機器人應用場景以及服務機器人競賽實訓配

套設備等。其中，服務機器人本體包括通用服務機器人本體（適應于

消殺、載運本體）、通用巡檢服務機器人本體；服務機器人上裝模塊

包括服務機器人巡檢模塊、服務機器人消殺模塊、服務機器人載運模

塊、通用智能安防模塊；服務機器人應用場景包括通用物聯(lián)網(wǎng)模塊、

智能巡檢任務場景、智能載運任務場景、綜合競賽任務場景等；競賽

實訓配套設備包括智能編程訓練平臺、可視化終端等。具體系統(tǒng)框圖

如下圖所示。

3

圖2機器人智能服務平臺結(jié)構(gòu)布局圖

三、技術(shù)平臺主要設備配置

機器人智能服務平臺主要配置清單見表2。

表2機器人人工智能技術(shù)應用平臺主要配置清單

序號設備名稱數(shù)量單位備注

1通用服務機器人本體2臺參考具體技術(shù)參數(shù)

2服務機器人巡檢模塊1臺參考具體技術(shù)參數(shù)

3服務機器人消殺模塊1套參考具體技術(shù)參數(shù)

4服務機器人載運模塊1套參考具體技術(shù)參數(shù)

5通用智能安防模塊1套參考具體技術(shù)參數(shù)

6通用物聯(lián)網(wǎng)模塊1套參考具體技術(shù)參數(shù)

7智能巡檢任務場景1套參考具體技術(shù)參數(shù)

8智能載運任務場景1套參考具體技術(shù)參數(shù)

9綜合競賽任務場景1套參考具體技術(shù)參數(shù)

4

10智能編程訓練平臺1套參考具體技術(shù)參數(shù)

11可視化終端1套參考具體技術(shù)參數(shù)

服務機器人人工智能應用

套參考具體技術(shù)參數(shù)

12軟件1

四、技術(shù)平臺主要設備技術(shù)參數(shù)

機器人智能服務平臺主要設備技術(shù)參數(shù)如下：

（一）通用服務機器人本體

1.1移動本體

1）驅(qū)動類型：直流電機+輪式驅(qū)動；

2）底盤結(jié)構(gòu)：≥4輪；

3）負載能力：≥150kg；

4）外形尺寸：≤885×635×560mm；

5）底盤形狀：方型；

6）最大行走速度：≥0.5m/s；

7）主動躍障輪胎外徑：≥170mm；

8）主動躍障輪胎開槽寬度：≥42mm；

9）續(xù)航能力：≥10h；

10）用電方式：支持自動回充；

11）電機動力系統(tǒng)：

電機數(shù)量：≥2個；

電機類型：直流有刷；

電壓：12V-48V；

額定功率：≥200W；

5

額定扭矩：≥2N·m；

空載轉(zhuǎn)速：120rpm；

編碼器類型：霍爾效應；

12）電機伺服驅(qū)動器

電源輸入：18V～60V；

速度控制精度：±2rpm；

位置控制精度：±1pulse。

1.2控制器

1）CPU主頻≥2.0GHz；

2）內(nèi)存≥8G；

3）固態(tài)驅(qū)動器：容量≥32GB；

4）系統(tǒng)架構(gòu)：Ubuntu+機器人元操作系統(tǒng)；

5）外部接口：USB2.0接口≥1個，USB3.0接口≥4個，HDMI接

口≥1個；緊急停止按鈕≥1個、壓敏開關(guān)≥1個、超聲波測距傳感器接

口≥8個、數(shù)字輸入≥2個、以太網(wǎng)接口2≥個、485通訊接口≥1個、電

源接口≥2個；

6）通信協(xié)議：支持USB、TCP/IP、CAN、UART等協(xié)議。

1.3電氣系統(tǒng)

1）3D激光雷達：

掃描線數(shù)：≥16線

功耗：≤12W；

測量半徑：0.4m~150m；

角度分辨率：0.45°～1.35°；

接口類型：TCP/IP；

幀率：20Hz；

6

2）超聲波傳感器：

數(shù)量：≥8個；

工作頻率：≥40kHz；

測量角度：≤15°；

探測有效距離：0.02m～5m；

探測分辨率：≤0.5cm；

探測誤差：≤±0.5%；

接口類型：TTL；

TTL脈沖：10us；

供電電源：3V～24V；

3）陀螺儀傳感器：

通信方式：RS485；

供電電源：9V～36V；

尺寸：≤15×15mm。

4）安全觸邊傳感器：

觸發(fā)力值：10~50N；

觸發(fā)距離：2～3mm；

彎曲半徑：50mm；

顏色材料：黑色EPDM；

最大承受電壓：≥36V；

最大承受電流：≥1A；

盲區(qū)范圍：單邊20～30mm

5）緊急停止按鈕：

數(shù)量：≥1個；

6）電信號轉(zhuǎn)聲信號換能器件：

7

數(shù)量：≥1個；

聲道：2.0；

凈重：≤0.5kg。

7）電池：

電壓：12V；

容量：≥10Ah；

類型：鋰電池；

充電溫度：0℃～45℃；

放電溫度：0℃～45℃；

8）溫濕度傳感器：

工作電壓：3.3V～5V；

濕度測量范圍：20%～95%（0°～50°范圍）；

濕度測量誤差：≤±5%；

輸出形式：數(shù)字輸出；

9）預留接口：光耦隔離輸入≥8路、光耦隔離輸出≥4路；

10）通信接口：支持通訊總線RS232、RS485、CAN、Canopen、

USB、以太網(wǎng)TCP/IP等通訊協(xié)議；

11）工作環(huán)境：0～40℃。

（二）服務機器人巡檢模塊

技術(shù)參數(shù)：

1）總體尺寸：470×430×820mm；

2）傳感器：溫濕度傳感器，煙霧傳感器；

3）云臺相機：

8

傳感器類型：1/2.8"progressivescanCMOS；

有效像素：≥400萬像素；

主碼流分辨率：50Hz：25fps（2560×1440），60Hz：30fps

（2560×1440）；

視頻壓縮：H.265/H.264（Baseline、Main、HighProfile）/MJPEG；

焦距：5.9mm~135.7mm；

運動范圍：水平：0°~360°，垂直：+90°~-90°；

運動速度：水平0.1°~200°/s，垂直0.1°~50°/s；

補光距離：紅外200m；

工作溫度：-40℃~65℃；

防護等級：IP66；

供電：AC：24V±25%，DC：36V；

功耗：≤45W。

（三）服務機器人消殺模塊

1、消殺組件技術(shù)參數(shù)：

1）總體尺寸：620×445×1220mm；

2）紫光燈管

功率：≥8W；

數(shù)量：≥4根；

燈管長度：260mm；

燈管供電：DC24V；

3）噴霧組件

霧化出口：≥4個；

9

噴霧機主機尺寸：290×160×480mm；

噴霧機霧量：≥1800ml/h。

2、協(xié)作機器人模塊技術(shù)參數(shù)：

2.1協(xié)作機器人技術(shù)參數(shù)：

1）負載：≥3kg；

2）自重：15kg；

3）最大工作范圍：≥650mm；

4）各軸關(guān)節(jié)范圍

1軸：≥±175°；

2軸：≥﹣265°~﹢85°；

3軸：≥±160°

4軸：≥﹣265°~﹢85°；

5軸：≥±175°；

6軸：≥±175°；

5）重復定位精度：≤±0.02mm；

6）通訊方式：數(shù)字IO、模擬IO、485通信、TCP/IP；

7）防護等級：IP54；

8）夾具：電動夾爪。

2.2深度攝像頭技術(shù)參數(shù)

1）工作環(huán)境：室內(nèi)/室外；

2）深度技術(shù)：紅外雙目；

3）工作范圍：0.11~10m；

4）深度FOV（H×V）：65°×40°；

5）深度分辨率：≥1280×720；

6）幀率：≥90fps；

10

7）RGB傳感器FOV（H×V）：69°×42°；

8）RGB分辨率：≥1920×1080；

9）RGB幀率：≥30fps；

10）精度誤差：＜2%（2m內(nèi)）；

11）尺寸：99×20×23mm。

3、消殺模塊功能：

1）支持開始、完成、安全等語音提示；采用語音合成、語音喚

醒、語音識別等語音處理技術(shù)，實現(xiàn)語音交互與控制功能；

2）具有SLAM導航數(shù)據(jù)交互接口,支持TCPROS或UDPROS應

用層數(shù)據(jù)協(xié)議；

3）提供控制接口，實現(xiàn)模塊化安裝。

（四）服務機器人載運模塊

技術(shù)參數(shù)：

1）總體尺寸：≤430×390×152mm；

2）電動推桿：

數(shù)量：≥2；

行程：≥25mm；

最大推力：≥20N；

輸入電壓：DC12V。

（五）智能通用安防模塊

技術(shù)參數(shù)：

1）模式識別攝像頭：

11

分辨率：≥640×480；

光譜：彩色；

通信接口：TCP/IP/USB；

與上位機通信方式：USB或網(wǎng)線；

其余功能：支持口罩檢測；

2）測溫模塊

測量溫度：30℃～45℃；

工作電壓：3V～12V；

工作電流：15mA；

測溫方式：單點；

測溫距離：100cm～120cm；

精度誤差：≤±0.3℃；

接口：TTL/USB接口；

測溫速度：毫秒級。

（六）通用物聯(lián)網(wǎng)模塊

1）單側(cè)主機尺寸：420×330×1000mm；

2）通道寬度：1~1.2m；

3）驅(qū)動類型：直流24V電機；

4）控制方式：PLC控制。

（七）智能巡檢任務場景

1、網(wǎng)孔板控制柜

1）材質(zhì)：Q235；

12

2）外形尺寸（長×寬×高）：800×575×1670mm；

3）底部形態(tài)：剎車滾輪。

2、PLC控制器

1）物理尺寸：130×100×75mm；

2）工作存儲器：≥125KB；

3）裝載存儲器：≥4MB；

4）保持性存儲器：≥10KB；

5）數(shù)字量：14DI/10DO；

6）模擬量：2AI/2AO；

7）位存儲器（M區(qū)）：8192字節(jié)；

8）高速計數(shù)器：6路；

9）脈沖輸出：4路；

10）以太網(wǎng)端口數(shù)：2個；

11）通信協(xié)議支持：PROFINET、TCP/IP、SNMP、DCP、LLDP、

ISO-on-TCP、UDP、Modbus、S7等通信協(xié)議，PROFIBUS、AS接口

通信擴展可支持；

12）數(shù)據(jù)傳輸率：10/100Mb/s；

13）布爾運算執(zhí)行速度：0.08μs/指令；

14）移動字執(zhí)行速度：1.7μs/指令；

15）實數(shù)數(shù)學運算執(zhí)行速度：2.3μs指令。

3、人機界面與編程

1）顯示：7英寸的TFT真彩色顯示屏，65535色；

2）背光燈：LED；

3）分辨率：≥800×480像素；

4）觸摸屏：電阻式；

13

5）輸入電壓：DC24V±20%；

6）額定功率：5W；

7）內(nèi)存：≥128M；

8）系統(tǒng)存儲：≥128M；

9）組態(tài)軟件：MCGS嵌入版；

10）串行接口：COM1(RS232)\COM2(RS485),可擴展COM3和

COM4；

11）以太網(wǎng)接口：10/100M自適應；

12）USB接口：一主一從；

13）機殼材料：工業(yè)塑料；

14）防護等級：IP65（前面板）。

4、巡檢組件

4.1組件組成：

1）操作指示燈：≥1套；

2）手動式切換開關(guān)≥2套；

3）電壓/電流檢測表≥1套；

4）液晶顯示屏1套。

4.2功能特性

1）模擬指示燈典型狀態(tài)，模擬數(shù)量≥3個。

2）模擬開關(guān)通斷操作功能。

3）模擬電壓檢測功能。

4）模擬電流檢測功能。

5）提供人機操作界面。

14

（八）智能載運任務場景

1、岸橋吊載運模塊

1.1地軌

模塊需配有地軌，橋吊可沿地軌平移。地軌長度≥2600mm，兩端

均有限位裝置，以確保操作安全。

2.2導軌式移動平臺技術(shù)參數(shù)：

1）尺寸：2500x734x1442mm；

2）電機數(shù)量：4；

3）X/Y/Z行程：1100/1700/1200mm；

4）X軸傳動方式：滾輪導軌傳動；

5）Y軸傳動方式：同步帶直線模組；

6）Z軸傳動方式：柔性繩索傳動；

7）Y軸重復定位精度：≤±0.1mm；

8）額定負載：≥1kg；

9）夾具：根據(jù)作業(yè)工件定制設計；

10）相機

傳感器：1/2.7"CMOS；

分辨率：≥1920×1080；

鏡頭接口：M12；

固定光圈：F2.0；

鏡頭焦距：8mm；

視場角：水平≥41°，垂直≥23°，對角≥48°；

11）供電方式：24V40Ah鋰電池；

12）網(wǎng)絡通信協(xié)議：HTTP或MQTT；

15

13）控制接口：數(shù)字量IO或TCPROS/UDPROS控制接口，通過

接口即可控制設備的狀態(tài)。

1.3PLC技術(shù)參數(shù)：

1）物理尺寸：130×100×75mm；

2）工作存儲器：≥125KB；

3）裝載存儲器：≥4MB；

4）保持性存儲器：≥10KB；

5）數(shù)字量：14DI/10DO；

6）模擬量：2AI/2AO；

7）位存儲器（M區(qū)）：8192字節(jié)；

8）高速計數(shù)器：6路；

9）脈沖輸出：4路；

10）以太網(wǎng)端口數(shù)：2個；

11）通信協(xié)議支持：PROFINET、TCP/IP、SNMP、DCP、LLDP、

ISO-on-TCP、UDP、Modbus、S7等通信協(xié)議，PROFIBUS、AS接口

通信擴展可支持；

12）數(shù)據(jù)傳輸率：10/100Mb/s；

13）布爾運算執(zhí)行速度：0.08μs/指令；

14）移動字執(zhí)行速度：1.7μs/指令；

15）實數(shù)數(shù)學運算執(zhí)行速度：2.3μs指令。

1.4人機界面與編程技術(shù)參數(shù)：

1）顯示：7英寸的TFT真彩色顯示屏，65535色；

2）背光燈：LED；

3）分辨率：≥800×480像素；

4）觸摸屏：電阻式；

16

5）輸入電壓：DC24V±20%；

6）額定功率：5W；

7）內(nèi)存：≥128M；

8）系統(tǒng)存儲：≥128M；

9）組態(tài)軟件：MCGS嵌入版；

10）串行接口：COM1(RS232)\COM2(RS485),可擴展COM3和

COM4；

11）以太網(wǎng)接口：10/100M自適應；

12）USB接口：一主一從；

13）機殼材料：工業(yè)塑料；

14）防護等級：IP65（前面板）。

2、場橋吊載運模塊

2.1導軌式移動平臺技術(shù)參數(shù)：

1）尺寸：1720x734x1442mm；

2）電機數(shù)量：4；

3）X/Y/Z行程：1100/1000/1200mm；

4）X軸傳動方式：滾輪導軌傳動；

5）Y軸傳動方式：同步帶直線模組；

6）Z軸傳動方式：柔性繩索傳動；

7）Y軸重復定位精度：≤±0.1mm；

8）額定負載：≥1kg；

9）夾具：根據(jù)作業(yè)工件定制設計；

10）相機

傳感器：1/2.7"CMOS；

分辨率：≥1920×1080；

17

鏡頭接口：M12；

固定光圈：F2.0；

鏡頭焦距：8mm；

視場角：水平≥41°，垂直≥23°，對角≥48°；

11）供電方式：24V40Ah鋰電池；

12）網(wǎng)絡通信協(xié)議：HTTP或MQTT；

13）控制接口：數(shù)字量IO或TCPROS/UDPROS控制接口，

通過接口即可控制設備的狀態(tài)。

2.2PLC技術(shù)參數(shù)：

1）物理尺寸：130×100×75mm；

2）工作存儲器：≥125KB；

3）裝載存儲器：≥4MB；

4）保持性存儲器：≥10KB；

5）數(shù)字量：14DI/10DO；

6）模擬量：2AI/2AO；

7）位存儲器（M區(qū)）：8192字節(jié)；

8）高速計數(shù)器：6路；

9）脈沖輸出：4路；

10）以太網(wǎng)端口數(shù)：2個；

11）通信協(xié)議支持：PROFINET、TCP/IP、SNMP、DCP、LLDP、

ISO-on-TCP、UDP、Modbus、S7等通信協(xié)議，PROFIBUS、AS接口

通信擴展可支持；

12）數(shù)據(jù)傳輸率：10/100Mb/s；

13）布爾運算執(zhí)行速度：0.08μs/指令；

14）移動字執(zhí)行速度：1.7μs/指令；

18

15）實數(shù)數(shù)學運算執(zhí)行速度：2.3μs指令。

2.3人機界面與編程技術(shù)參數(shù)：

1）顯示：7英寸的TFT真彩色顯示屏，65535色；

2）背光燈：LED；

3）分辨率：≥800×480像素；

4）觸摸屏：電阻式；

5）輸入電壓：DC24V±20%；

6）額定功率：5W；

7）內(nèi)存：≥128M；

8）系統(tǒng)存儲：≥128M；

9）組態(tài)軟件：MCGS嵌入版；

10）串行接口：COM1(RS232)\COM2(RS485),可擴展COM3和

COM4；

11）以太網(wǎng)接口：10/100M自適應；

12）USB接口：一主一從；

13）機殼材料：工業(yè)塑料；

14）防護等級：IP65（前面板）。

3、船型貨架

船型貨架用于模擬港口貨輪，貨架上放有集裝箱模型。貨架內(nèi)部

安裝有凸輪機構(gòu)，可以帶動集裝箱模型上下運動，模擬貨輪在港口的

浮動狀態(tài)。

上下運動幅度：≥20mm。

4、新能源小車

技術(shù)參數(shù)：

1）尺寸：≤820×640×700mm；

19

2）底盤結(jié)構(gòu)：4輪；

3）驅(qū)動形式：后輪輪轂電機驅(qū)動；

4）額定載重：50kg；

5）最大行進速度：≥4.8m/s；

6）最小轉(zhuǎn)彎半徑：≤1.5m；

7）空載爬坡角度：≥30°；

8）續(xù)航時間：2h；

9）續(xù)航里程：≥30km；

10）控制器

CPU主頻：≥2.0GHz；

內(nèi)存：≥8G；

固態(tài)驅(qū)動器：≥32GB；

系統(tǒng)架構(gòu)：Ubuntu+機器人元操作系統(tǒng)；

接口：USB2.0接口1個，USB3.0接口4個，HDMI接口1個，

緊急停止按鈕1個，壓敏開關(guān)1個，超聲波測距傳感器接口8個，數(shù)

字輸入2個，以太網(wǎng)接口2個、485通訊接口1個，電源接口2個

通信協(xié)議支持USB、TCP/IP、CAN、UART等協(xié)議；

11）3D激光雷達：

掃描線數(shù)：≥16線

功耗：≤12W；

測量半徑：0.4m~150m；

角度分辨率：0.45°～1.35°；

接口類型：TCP/IP；

幀率：20Hz；

12）超聲波傳感器：

20

數(shù)量：≥4個；

工作頻率：≥40kHz；

測量角度：≤15°；

探測有效距離：0.02m～5m；

探測分辨率：≤0.5cm；

探測誤差：≤±0.5%；

接口類型：TTL；

TTL脈沖：10us；

電電源：3V～24V。

5、載運模塊功能特性：

1）與服務機器人控制系統(tǒng)交互控制；

2）執(zhí)行視覺引導的上料操作；

3）執(zhí)行視覺引導的下料操作。

（九）綜合競賽任務場景

1.尺寸：≤8m×8m；

2.場景：智能巡檢、智能消殺、智能物流載運等場景。

（十）智能編程訓練平臺

智能編程訓練平臺主要由主控編程計算機和編程計算機組成。

1、主控編程計算機技術(shù)參數(shù)：

1）可視化終端：≤21.5英寸；

2）處理器：I5或同等以上處理器；

3）內(nèi)存：≥16G；

4）固態(tài)硬盤：≥256GB；

21

5）機械硬盤：≥1TB；

6）顯卡：獨立顯卡，顯存≥4GB；

7）系統(tǒng)：Ubuntu64位版本，能流暢使用相關(guān)工程軟件；

8）用途：主要用于編程任務的實現(xiàn)及機器人軟件的使用；

9）電腦桌尺寸（長×寬×高）：≥700×600×750mm；

2、編程計算機技術(shù)參數(shù)：

1）可視化終端：≤21.5英寸；

2）處理器：I5或同等以上處理器；

3）內(nèi)存：≥8G；

4）固態(tài)硬盤：≥256GB；

5）機械硬盤：≥1TB；

6）顯卡：獨立顯卡，顯存≥6GB；

7）系統(tǒng)：Ubuntu64位版本，能流暢使用相關(guān)工程軟件；

8）用途：用于視覺編程軟件的使用；

9）電腦桌尺寸（長×寬×高）：≥700×600×750mm；

（十一）可視化終端

1.功能要求：實時呈現(xiàn)感知和規(guī)劃運行過程等；

2.顯示終端參數(shù)要求：終端顯示采用≤55英寸。

（十二）服務機器人人工智能應用軟件

1、主編程軟件

技術(shù)參數(shù)：