CN107571272B - 抓取装置状态检测方法、装置以及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抓取装置状态检测方法、装置以及系统，抓取装置状态检测方法在获取的第一传感信号值与期望信号值不相等的情况下，会重复获取传感信号值，最终得到预设数量的第二传感信号值，通过第一传感信号值和预设数量的第二传感信号值的比较判断，进而确定抓取装置的状态正常或异常。如此通过额外的预设次数的获取第二传感信号值，可以大大降低因机械震动、电流电压的偶然性跃变等其它外界干扰因素导致抓取装置状态误判的概率。

Description

抓取装置状态检测方法、装置以及系统

技术领域

本发明涉及化工实验技术领域，更具体地说，涉及一种抓取装置状态检测方法、装置以及系统。

背景技术

进行某些化工实验时，需要加载或者卸载反应杯，一般是通过机械臂或者相类似的抓取装置抓取或放下反应杯，在此过程中，确认是否正确抓取或放下的常规方式是人工确认，即需要实验参与者实时观察抓取装置和反应杯的状态，耗费大量人工。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种抓取装置状态检测方法，该抓取装置状态检测方法可以有效地解决抓取装置状态误判的问题，本发明还提供了一种抓取装置状态检测装置以及一种抓取装置状态检测系统。

本发明提供如下技术方案：

一种抓取装置状态检测方法，包括：

A、获取第一传感信号值，所述第一传感信号值用于指示抓取装置的状态；

B、比较所述第一传感信号值与预设的期望信号值是否相等，若所述第一传感信号值与所述期望信号值相等，则确认所述抓取装置状态正常，否则，执行步骤C；

C、重复预设次数获取抓取装置的状态，得到预设数量的第二传感信号值；

D、比较所述第一传感信号值和预设数量的第二传感信号值是否均相等，若是，执行步骤E；否则，返回步骤A；

E、比较所述第一传感信号值或任一所述预设数量的第二传感信号值与所述期望信号值是否相等，若是，则确认所述抓取装置状态正常，否则，确认所述抓取装置状态异常。

优选地，上述检测方法中，在确认所述抓取装置状态异常时，还包括：产生报警信号。

优选地，上述检测方法中，所述第一传感信号值为光电信号、微动开关信号和压力信号中的任意一种或任意多种的组合。

一种抓取装置状态检测装置，包括：

用于获取抓取装置的状态的获取单元；

第一比较单元，用于比较所述获取单元得到的第一传感信号值与预设的期望信号值是否相等；

第一控制单元，用于获取比较结果，若比较结果显示相等，则确认所述抓取装置状态正常；否则，产生第一控制信号，用于控制所述获取单元获取预设数量的第二传感信号值；

第二比较单元，用于比较所述第一传感信号值和预设数量的第二传感信号值是否均相等；

第二控制单元，用于获取所述第二比较单元的比较结果，若比较结果显示均相等，则产生第二控制信号；否则，控制所述获取单元重新获取第一传感信号值；

第三比较单元，用于响应所述第二控制信号，比较所述第一传感信号值或任一所述预设数量的第二传感信号值与所述期望信号值是否相等；

第三控制单元，用于获取所述第三比较单元的比较结果，若比较结果显示相等，则确认所述抓取装置状态正常；否则，确认所述抓取装置状态异常。

优选地，上述检测装置中，还包括报警单元，用于在所述第三控制单元确认所述抓取装置状态异常时，产生报警信号。

优选地，上述检测装置中，所述第一传感信号值为光电信号、微动开关信号和压力信号中的任意一种或任意多种的组合。

一种抓取装置状态检测系统，包括：

抓取装置，用于抓取物品或放下物品；

传感器，产生用于指示抓取装置的状态的传感信号值；

控制器，用于获取所述传感器的传感信号值，作为第一传感信号值；比较所述第一传感信号值与预设的期望信号值是否相等，若是，确认所述抓取装置状态正常，否则，重复预设次数获取所述传感器的传感信号值，得到预设数量的所述第二传感信号值；在所述第一传感信号值和所述预设数量的第二传感信号值均相等时，比较第一传感信号值或任一所述预设数量的第二传感信号值与所述期望信号值是否相等，若是，确认所述抓取装置状态正常，否则，确认所述抓取装置状态异常。

优选地，上述检测系统中，还包括报警装置，用于响应所述控制器在确认所述抓取装置状态异常时产生的报警信号，进行报警。

优选地，上述检测系统中，还包括显示装置，用于在所述控制器确认所述抓取装置状态时，显示所述抓取装置状态。

优选地，上述检测系统中，所述传感器为光电传感器、微动开关或压力传感器中的任意一种或任意多种的组合。

本发明提供的抓取装置状态检测方法及装置，在获取的第一传感信号值与期望信号值不相等的情况下，会重复获取传感信号值，最终得到预设数量的第二传感信号值，通过第一传感信号值和预设数量的第二传感信号值的比较判断，进而确定抓取装置的状态正常或异常。如此通过额外的预设次数的获取第二传感信号值，可以大大降低因机械震动、电流电压的偶然性跃变等其它外界干扰因素导致抓取装置状态误判的概率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的抓取装置状态检测系统的结构示意图；

图2为本发明实施例一提供的抓取装置状态检测系统另一角度的结构示意图；

图3为本发明实施例一提供的抓取装置状态检测系统另一角度的结构示意图；

图4为本发明实施例二提供的抓取装置状态检测方法的流程图；

图5为本发明实施例三提供的抓取装置状态检测方法的流程图；

图6为本发明实施例四提供的抓取装置状态检测装置的结构示意图；

图7为本发明实施例五提供的抓取装置状态检测装置的结构示意图；

图8为本发明实施例六提供的抓取装置状态检测系统的结构示意图；

图9为本发明实施例七提供的抓取装置状态检测系统的结构示意图。

具体实施方式

如前文背景技术所述，现有技术需要过多的人工参与，针对此问题，发明人进行了研究和探索，考虑采用由程序控制相应部件进行检测(即自动检测)的方式替代现有的人工检测，例如通过在抓取装置或者反应杯上设置传感器，通过传感器提供的传感信号确认抓取装置工作状态是否正常。如图1-3所示，本发明实施例一提供的抓取装置状态检测系统中，抓取装置抓取或放下反应杯后会触发传感器产生相应的传感信号值，控制器获取传感信号值后，将获取的传感信号值与预设的期望信号值进行比较，根据比较结果判断抓取装置的状态。

上述系统能够自动检测抓取装置的工作状态，节省了大量的人工参与。但是，发明人在进行实验的过程中发现偶尔会发生抓取装置状态误判的情况，虽然发生误判的概率很低，但是一旦对抓取装置的状态发生误判则会影响后续一系列的实验步骤，导致实验的失败。导致抓取装置的状态误判的原因有很多种，比如机械震动、电流电压的偶然性跃变等外界干扰因素都有可能会导致抓取装置的状态误判，例如机械振动导致传感器所采集的传感信号值产生波动，或者由于电压电流的偶然性跃变导致比较过程出现偏差。发明人曾经尝试过通过改变抓取装置的机械结构，降低抓取装置动作过程中产生的机械震动，也尝试过通过改变电路结构以使电流电压更稳定且降低电流电压偶然性跃变的概率。然而，上述两种方法都需要增加一些零部件且改变硬件结构，如此不但会使抓取装置的结构更加复杂繁冗，还会增加成本。重要的是，上述两种方法无法避免由除机械震动和电流电压偶然性跃变以外的其它外界干扰因素导致抓取装置的状态误判的情况。

而分析表明，外界干扰因素对抓取装置状态检测的影响通常是一过性的，即连续发生误判的概率极低，由此，引入确认机制能够极大程度地降低误判概率。基于此本发明提供了一种抓取装置状态检测方法，将确认机制引入到控制逻辑中，即在某次检测时，若获取的传感信号值与预设的期望信号值不等时，启动确认机制。本发明提供的抓取装置状态检测方法、装置及系统既不增加零件也不增加成本，而且能够避免所有的外界干扰因素导致抓取装置的状态误判的情况。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图4，图4为本发明实施例二公开的抓取装置状态检测方法的流程图，包括以下步骤：

步骤S41、获取第一传感信号值Rx。

其中第一传感信号值Rx用于指示抓取装置的状态，例如Rx为0时即表示抓取装置的状态为放下了反应杯，例如Rx为1时即表示抓取装置的状态为抓取了反应杯。

步骤S42、比较第一传感信号值Rx与预设的期望信号值Re是否相等，若第一传感信号值Rx与期望信号值Re相等，则进入步骤S43；否则，进入步骤S44。

将步骤S41中获取的第一传感信号值Rx与预设的期望信号值Re进行比较，若Rx＝Re，此时可以认为抓取装置的状态与期望的状态是一致的，进入步骤S43。

步骤S43、确认抓取装置状态正常。

抓取装置状态正常即为抓取装置按照指示的操作执行，比如在某一实验阶段指示抓取装置抓取反应杯，抓取装置正确抓取了反应杯；或者，在某一实验阶段指示抓取装置放下反应杯，但是抓取装置正确放下了反应杯。

步骤S44、获取预设数量的第二传感信号值Rx1、Rx2……Rxn。

具体地，通过重复预设次数的执行步骤S41得到预设数量的第二传感信号值Rx1、Rx2……Rxn，每重复一次步骤S41得到一个第二传感信号值。

步骤S42中，若Rx≠Re，此时需要确定是否是由于机械震动、电流电压的偶然性跃变等其它外界干扰因素导致的误判。因此，需要重复预设次数的步骤S41，最终得到预设数量的第二传感信号值Rx1、Rx2……Rxn。

其中，第二传感信号值同样用于指示抓取装置的状态。该处需要说明是，将步骤S41中获取的用于指示抓取装置的状态传感信号值定义为第一传感信号值，将在步骤S44中获取的用于指示抓取装置的状态传感信号值定义为第二传感信号值。

步骤S45、比较第一传感信号值Rx和预设数量的第二传感信号值Rx1、Rx2……Rxn是否均相等，若是进入步骤S46，否则返回步骤S41.

比较步骤S41中获得的第一传感信号值Rx与步骤S44中获得的预设数量的第二传感信号值Rx1、Rx2……Rxn，即比较Rx、Rx1、Rx2……Rxn是否均相等，如果均相等，说明步骤S41和S44中多次检测的抓取装置的状态是一致的。如果不均相等，说明步骤S41和S44中多次检测的抓取装置的状态是不一致的，此时返回到步骤S41，进行重新检测。

步骤S46、比较第一传感信号值Rx或任一所述预设数量的第二传感信号值与期望信号值Re是否相等，若是则进入步骤S43，否则进入步骤S47。

若Rx、Rx1、Rx2……Rxn中的任意一个与Re相等，进入步骤S43，此时说明步骤S42中获得的Rx与Re的比较结果为误判；若Rx、Rx1、Rx2……Rxn中的任一值与期望信号值Re不相等，则说明步骤S42中获得的Rx与Re的比较结果不是误判，进入步骤S47。

步骤S47、确认抓取装置状态异常。

其中，抓取装置状态异常即为抓取装置没有按照指示的操作执行，比如在某一实验阶段指示抓取装置抓取反应杯，抓取装置没有抓取反应杯；或者，在某一实验阶段指示抓取装置放下反应杯，但是抓取装置仍然抓着反应杯。

请参照图5，图5为本发明实施例三公开的抓取装置状态检测方法的流程图，实施例三的步骤S51-S57与实施例二的步骤S41-S47相同，请参照实施例二的内容。实施例三与实施例二的区别在于，在步骤S57后，还包括步骤S58：产生报警信号。即当确认抓取装置状态异常后，为了及时通知实验人员，还需要产生报警信号，报警信号用于指示报警装置报警。

具体地，实施例二和实施例三中，第一传感信号值Rx可以为光电信号、微动开关信号和压力信号中的任意一种或任意多种的组合。可选的，使用光电开关时，反应杯遮挡光路后可产生光电信号；使用微动开关时，则会产生微动开关信号；使用压力传感器时，抓取装置抓起反应杯时会产生压力信号。

实施例二或三中，在上述步骤S44中，获得预设数量的第二传感信号值的过程中，执行任意相邻的两次步骤S41之间间隔预设时间段。由于机械震动、电流电压的偶然性跃变等其它外界干扰因素是偶发性的，持续时间并不长，因此可以间隔预设时间段后再次获取传感信号值，大大降低了由于外界干扰因素导致的误判概率。

可选的，预设时间段可以为20ms。当然，预设时间段还可以根据实际实验进行设定，在此不作限定。

另外，预设时间段可以随着时间发生变化。例如，获得3个第二传感信号值的过程中，需重复3次执行步骤S41，第一次重复步骤S41与第二次重复步骤S41之间间隔第一预设时间段，第二次重复步骤S41与第三次重复步骤S41之间间隔第二预设时间段，第一预设时间段可以不相等也可以相等。

为了保证检测的准确性，步骤S44中，获得至少两个第二传感信号值，即至少重复两次S41，重复步骤S41的次数越多，则最终得到的指示抓取装置的状态的值越可靠。

步骤S46中可直接比较第一传感信号值Rx与期望信号值Re是否相等，若是则进入步骤S43，否则进入步骤S47。

请参考图6，图6为本发明实施例四公开的一种抓取装置状态检测装置，包括获取单元101、第一比较单元102、第一控制单元103、第二比较单元104、第二控制单元105、第三比较单元106和第三控制单元107。

其中，获取单元101用于获取第一传感信号值，第一传感信号值用于指示抓取装置状态。第一比较单元102用于比较第一传感信号值与预设的期望信号值是否相等。第一控制单元103用于获取第一比较单元102的比较结果，若比较结果显示相等，则确认抓取装置状态正常；否则，产生第一控制信号，第一控制信号用于控制获取单元101获取预设数量的第二传感信号值，第二传感信号值用于指示抓取装置状态。

第二比较单元104用于比较第一传感信号值和预设数量的第二传感器信号值是否均相等。第二控制单元105用于获取第二比较单元104的比较结果，若比较结果显示均相等，则产生第二控制信号；否则，控制获取单元101重新获取第一传感信号值。第三比较单元106用于响应第二控制信号，比较第一传感信号值或任一预设数量的第二传感信号值与期望信号值是否相等。第三控制单元107用于获取第三比较单元106的比较结果，若比较结果显示相等，则确认抓取装置状态正常；否则，确认抓取装置状态异常。

请参照图7，图7为本发明实施例五公开的另一种抓取装置状态检测装置，其在实施例四公开的抓取装置状态检测装置基础上增加了报警单元108。报警单元108用于在第三控制单元确认抓取装置状态异常时，产生报警信号。

可选的，第一传感信号值为光电信号、微动开关信号和压力信号中的任意一种或任意多种的组合。使用光电开关时，反应杯遮挡光路后可产生光电信号；使用微动开关时，则会产生微动开关信号；使用压力传感器时，抓取装置抓起反应杯时会产生压力信号。

请参照图8，图8为本发明实施例六公开的抓取装置状态检测系统，包括抓取装置300、传感器200和控制器100。

其中，抓取装置300用于抓取物品或放下物品，在本实施例中抓取装置300用于抓取反应杯400。传感器200产生用于指示抓取装置的状态的传感信号值。控制器100用于获取传感器200的传感信号值，作为第一传感信号值；比较第一传感信号值与预设的期望信号值是否相等，若是，确认抓取装置状态正常，否则，重复预设次数获取传感器的传感信号值，得到预设数量的第二传感信号值；在第一传感信号值和预设数量的第二传感信号值均相等时，比较第一传感信号值或任一预设数量的第二传感信号值与期望信号值是否相等，若是，确认抓取装置状态正常，否则，确认抓取装置状态异常。

请参照图9，图9为本发明实施例七公开的抓取装置状态检测系统，实施例七与实施例六的区别在于，还包括报警装置，用于响应控制器在确认抓取装置状态异常时产生的报警信号，进行报警。

例如，报警装置可以为LED灯，当抓取装置状态异常时LED灯闪烁红灯，当抓取装置状态正常时LED灯显示绿灯。或者，报警装置还可以为音频设备，当抓取装置状态异常时发出警报声音。

实施例六和七公开的抓取装置状态检测系统的实际硬件结构可以与图1-3中的结构相同。

另外，抓取装置状态检测系统还可以包括显示装置，用于在控制器确认抓取装置状态时，显示抓取装置状态。如此实验人员可以通过显示装置实时了解抓取装置的状态。

例如，指示抓取装置抓取反应杯时，若检测系统的检测的结构为抓取装置状态正常，则说明抓取装置已经抓取反应杯，显示装置显示抓取装置已经抓取反应杯即可。若检测系统的检测的结构为抓取装置状态异常，则说明抓取装置没有抓取反应杯，显示装置显示抓取装置没有抓取反应杯即可。

显示装置可以具体为显示屏。

传感器200可以具体为光电开关、微动开关和力传感器中的任意一种，比如抓取装置抓取容器后遮挡光电开关的光路、触发微动开关或改变力传感器的压力值以实现检测抓取装置的状态。另外，传感器200还可以为光电开关、微动开关和力传感器中任意多种的组合，比如传感器200为光电开关和微动开关的组合，抓取装置抓取容器后触发微动开关，微动开关动作后遮挡光电开关的光路以实现检测抓取装置的状态。

当然，传感器200可以设置在抓取装置300上也可以设置在被抓取物品上。根据实验种类不同，被抓取物品可以为量杯、反应杯400等容器。该抓取装置状态检测系统还可以用在生产线上，抓取装置300可以用于抓取任何零部件，该抓取装置状态检测系统用于检测抓取装置是否抓住零部件。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种抓取装置状态检测方法，其特征在于，包括：

A、获取第一传感信号值，所述第一传感信号值用于指示抓取装置的状态；

B、比较所述第一传感信号值与预设的期望信号值是否相等，若所述第一传感信号值与所述期望信号值相等，则确认所述抓取装置状态正常，否则，执行步骤C；

C、重复预设次数获取抓取装置的状态，得到预设数量的第二传感信号值；

D、比较所述第一传感信号值和预设数量的第二传感信号值是否均相等，若是，执行步骤E；否则，返回步骤A；

E、比较所述第一传感信号值或任一所述预设数量的第二传感信号值与所述期望信号值是否相等，若是，则确认所述抓取装置状态正常，否则，确认所述抓取装置状态异常。

2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，在确认所述抓取装置状态异常时，还包括：产生报警信号。

3.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述第一传感信号值为光电信号、微动开关信号和压力信号中的任意一种或任意多种的组合。

4.一种抓取装置状态检测装置，其特征在于，包括：

用于获取抓取装置的状态的获取单元；

第一比较单元，用于比较所述获取单元得到的第一传感信号值与预设的期望信号值是否相等；

第一控制单元，用于获取比较结果，若比较结果显示相等，则确认所述抓取装置状态正常；否则，产生第一控制信号，用于控制所述获取单元获取预设数量的第二传感信号值；

第二比较单元，用于比较所述第一传感信号值和预设数量的第二传感信号值是否均相等；

第二控制单元，用于获取所述第二比较单元的比较结果，若比较结果显示均相等，则产生第二控制信号；否则，控制所述获取单元重新获取第一传感信号值；

第三比较单元，用于响应所述第二控制信号，比较所述第一传感信号值或任一所述预设数量的第二传感信号值与所述期望信号值是否相等；

第三控制单元，用于获取所述第三比较单元的比较结果，若比较结果显示相等，则确认所述抓取装置状态正常；否则，确认所述抓取装置状态异常。

5.根据权利要求4所述的检测装置，其特征在于，还包括报警单元，用于在所述第三控制单元确认所述抓取装置状态异常时，产生报警信号。

6.根据权利要求4所述的检测装置，其特征在于，所述第一传感信号值为光电信号、微动开关信号和压力信号中的任意一种或任意多种的组合。

7.一种抓取装置状态检测系统，其特征在于，包括：

抓取装置，用于抓取物品或放下物品；

传感器，产生用于指示抓取装置的状态的传感信号值；

控制器，用于获取所述传感器的传感信号值，作为第一传感信号值；比较所述第一传感信号值与预设的期望信号值是否相等，若是，确认所述抓取装置状态正常，否则，重复预设次数获取所述传感器的传感信号值，得到预设数量的第二传感信号值；在所述第一传感信号值和所述预设数量的第二传感信号值均相等时，比较第一传感信号值或任一所述预设数量的第二传感信号值与所述期望信号值是否相等，若是，确认所述抓取装置状态正常，否则，确认所述抓取装置状态异常。

8.根据权利要求7所述的检测系统，其特征在于，还包括报警装置，用于响应所述控制器在确认所述抓取装置状态异常时产生的报警信号，进行报警。

9.根据权利要求7所述的检测系统，其特征在于，还包括显示装置，用于在所述控制器确认所述抓取装置状态时，显示所述抓取装置状态。

10.根据权利要求7、8或9所述的检测系统，其特征在于，所述传感器为光电传感器、微动开关或压力传感器中的任意一种或任意多种的组合。

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