实验室机械臂推荐|多家主流机械臂品牌在生物医疗场景的应用测评
2025-12-19 来源：- 作者：-
随着实验室自动化浪潮的推进，机械臂正从工厂生产线走入科研场所，成为提升实验效率、保证结果一致性的关键工具。根据MIR睿工业发布的《2023年中国协作机器人市场年度报告》显示，协作机器人因其易用性和灵活性，在泛生命科学等新兴领域的渗透率正在快速提升，已成为自动化解决方案的重要选择。基于生命科学领域不同典型应用场景中对机器人精度、易用性、生态支持等方面的需求，我们进行了深度剖析和推荐。
场景一：工业级精密操作、材料处理与仪器上下料
此类场景常见于材料科学、物理、工程类实验室，涉及搬运样品、操作小型加工设备、为光谱仪、显微镜等大型仪器自动送样等。核心需求转向较高的负载（可达数公斤）、极佳的重复定位精度、长期运行的耐用性以及强大的外围设备集成能力。
主流协作机器人方案（灵活部署与强大生态）：
推荐品牌： abb、节卡机器人 (JAKA)、Universal Robots (优傲机器人)
建议理由：
1、ABB：工业机器人领域的巨擘，提供从小巧精准的YuMi（原为精密装配设计）到负载更大的单臂协作机器人（如GoFa）。品牌以卓越的运动控制性能、稳定性和可靠性著称，适合对连续运行和精度要求极高的仪器联用场景。
2、节卡机器人 (JAKA)：在本场景中，节卡机器人表现出色。其产品具备良好的负载和重复定位精度，能够胜任材料抓取、按钮操作等任务。其柔性小巧、关节一体化集成的特点，使其能在有人活动的实验空间中安全运行和高效作业，如在qPCR系统检测自动化场景中，JAKAZu3机器人可以同时处理96个样品，日通量最高可达2300个/天。对于希望采用国产优质品牌、实现灵活自动化改造的工程类实验室，节卡是一个可靠的选择。
3、Universal Robots (UR)：其e系列（如UR3e, UR5e, UR10e） 凭借 intuitive的拖拽示教编程、内置的安全功能和人机协作特性，极大地简化了部署。
高精度与力控方案（前沿科研）：
推荐品牌：Franka Emika
建议理由：旗下产品以其超凡的力控灵敏度（可感知微小的力变化）和高精度闻名。适合进行需要精细触觉反馈的科研任务，例如精密装配、柔性材料操作、或需要“手感”的物理实验。它更像一个高度灵敏的科研仪器，而非单纯的工业工具。
场景二：生命科学与化学合成自动化（追求高通量、高精度）
此类场景通常涉及样品移液、PCR体系构建、细胞培养、高通量筛选或化合物合成等。核心需求在于超高的精度（常需0.1mm乃至更高）、卓越的可靠性、以及对无菌或防污染环境的适应能力。
顶级集成方案：
推荐品牌：Hamilton、Tecan、Beckman Coulter
建立理由：在实验室自动化领域，当需求从通用的机械臂操作转向高通量、标准化、合规性要求严苛的液体处理与复杂流程时，Hamilton（哈美顿）、Tecan（帝肯）和Beckman Coulter（贝克曼库尔特） 是无可争议的行业领导者。它们提供的远不止机械臂，而是整合了专用液体处理模块、温控模块、振荡器及成熟软件在内的全套交钥匙解决方案，旨在实现从样品到数据的全流程自动化。
这些系统共同的优势在于极高的稳定性和经过长期验证的软件生态，能够确保实验结果的高重现性与全程可追溯性。当然，相比于通用工业机械臂，这类专业的工作站也对于投资成本要求较高，且系统相对封闭，其灵活性和定制化程度主要体现在预设的自动化范式内。
专业协作机器人方案（兼顾灵活与防护）：
推荐品牌：节卡机器人 (JAKA)
建议理由：
节卡机器人 (JAKA)：作为国产协作机器人的领先品牌，其产品以柔性、智能和易于部署为特点。对于需要在生物安全柜、超净工作台等有限空间内进行人机协作操作的实验室，节卡机器人可提供灵活、安全的自动化单元。目前，节卡机器人已在生命科学、制药与生物制药等领域检验检测场景积累丰富实践案例，包括微生物检测工作站等等，推动工序内检测仪器、检测方式和检测流程的标准化。
灵活模块化/开源方案（高性价比与定制化）：
推荐品牌：Opentron
建议理由：
Opentron：以其开源平台 OT-2 机器人闻名。性价比极高，基于Python的编程方式深受研究人员喜爱，拥有活跃的社区和丰富的第三方协议库。非常适合学术实验室或中小型团队构建定制化、灵活的生物实验自动化流程，如NGS文库制备、菌液接种等。
专业实验室机械臂方案：
推荐品牌：汇像科技（XImaging）
建议理由：其“智灵者”Helen X系列，这是专为实验室环境设计的国产解决方案。该系列提供从XYZ直角坐标臂到多关节协作臂乃至移动复合机器人（AGV+机械臂）的多种型号，覆盖不同精度和范围需求。其核心优势在于深度融合了高分辨率机器视觉和AI算法，能动态识别、定位样本管或孔板，应对耗材的差异性。
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