CN111473850A - 一种离心前机械手在线自动配重方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种离心前机械手在线自动配重方法，首先机械臂去夹取初始样品试管，并移放至开关盖模块进行旋转开盖操作，机械臂采集开关盖模块的旋转电机的电流值；机械臂重新夹取开盖完成的试管，并移放至加液模块进行对试管的溶液注射操作，同时，配重仪实时将加液重量反馈给工控机，一旦达到所需重量值，则注射操作停止；机械臂夹取加液完成的试管进行旋转关盖操作，当旋转电机的电流值减小至一固定值并反馈给工控机，则机械臂关盖操作完成；机械臂夹起关盖完成的试管，并移放至离心机模块，进行混合离心操作；离心结束后，机械臂将试管逐个取出。本案实现加液定、配重、离心的全自动无人化操作，避免人为操作的失误，大大提升正确率和工作效率。

Description

一种离心前机械手在线自动配重方法

技术领域

本发明涉及样品处理技术领域，特别涉及一种离心前机械手在线自动配重方法。

背景技术

样品处理一般包括加液、配重和离心三个操作，传统方法是实验室人员手动为试管加液，按照少量多次的添加方式进行称量配重，随后再放入离心机进行离心处理。此方法操作繁琐，标定配重效率低，尤其样品数量较多时，由于人为操作因素容易造成样品处理失败。

现有技术已然采用机器为试管定量加液，然后再由实验室人员称量，进行微调配重，保证重量一致后再放入离心机。此现有技术虽然减免了部分人工操作，但繁琐的配重操作依旧需要人工来完成，也依旧存在人为因素导致样品失败的情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种离心前机械手在线自动配重方法,实现从加液标定、在线配重到混合离心的全自动无人化操作，避免人为操作的失误，大大提升正确率和工作效率。

为达成上述目的，本发明的解决方案为：一种离心前机械手在线自动配重方法，涉及一种处理设备，该设备包括工控机、设有配重仪的机械臂、带有管盖的试管、设有旋转电机的开关盖模块、加液模块和离心机模块，所述开关盖模块具有安放处，所述配重仪包含重量传感器，所述工控机、机械臂、开关盖模块、加液模块、离心机模块、机械臂和配重仪通过EtherCAT总线串联，该处理方法包括以下步骤：

步骤一，工控机驱动机械臂三维运动，首先机械臂去夹取初始样品试管，并移放至开关盖模块进行旋转开盖操作，所述机械臂采集所述开关盖模块的旋转电机的电流值，当旋转电机的电流值逐渐减小至一固定值并反馈给工控机，则表示机械臂将管盖开盖完成，接着，机械臂继续将管盖放置到安放处；

步骤二，机械臂重新夹取开盖完成的试管，并移放至加液模块进行对试管的溶液注射操作，与此同时，机械臂上的配重仪开启，配重仪的重量传感器实时将加液重量反馈给工控机，一旦达到所需重量值，则注射操作停止；

步骤三，机械臂重新夹取加液完成的试管，并移放至开关盖模块，机械臂再去安放处夹取对应的管盖后进行旋转关盖操作，当旋转电机的电流值逐渐减小至一固定值并反馈给工控机，则表示机械臂关盖操作完成；

步骤四，机械臂夹起关盖完成的试管，并移放至离心机模块，此时工控机先判断是否还有待处理的试管，如果还有待处理的试管，则重复步骤一至步骤三，最后逐一移放至离心机模块进行混合离心操作，否则，直接启动混合离心操作；

步骤五，离心结束后，机械臂将试管逐个取出，处理过程结束。

采用上述方案后，本发明可以根据实验室样品处理配方，以机械臂替代操作人员连续完成开关盖、加液标定，在线式配重等操作，实时反馈机械臂末端的负载数据，满足单个或多个样品的离心处理，无需工作人员操控，过程简单高效，且避免了人为操作失误，推进实验室自动化进程。

附图说明

图1是本发明一实施例开关盖模块的操作示意图。

图2是本发明一实施例加液模块的操作示意图。

图3是本发明一实施例离心机模块的操作示意图。

图4是本发明一实施例的电路示意图。

图5是本发明一实施例的程序框图。

标号说明：

工控机1，机械臂2，配重仪21，重量传感器211，试管3，管盖31，开关盖模块4，旋转电机41，安放处42，加液模块5，离心机模块6。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例对本发明做详细的说明。

本发明提供一种离心前机械手在线自动配重方法，涉及一种处理设备，该设备包括工控机1、设有配重仪21的机械臂2、带有管盖31的试管3、设有旋转电机41的开关盖模块4、加液模块5、离心机模块6，所述开关盖模块4具有安放处42，所述配重仪21包含重量传感器211，所述工控机1、机械臂2、开关盖模块4、加液模块5、离心机模块6、机械臂2和配重仪21通过EtherCAT总线串联，工控机实时监控每个模块的工作状态，接收每个模块的数据反馈，进行数据分析并向各个模块下达执行命令，保证了所有信息的交互以及交互的实时性。

该处理方法包括以下步骤：

如图1和图4所示，步骤一，工控机1驱动机械臂2三维运动，首先机械臂2去夹取初始样品试管3，并移放至开关盖模块4进行旋转开盖操作，所述机械臂2采集所述开关盖模块4的旋转电机41的电流值，当旋转电机41的电流值逐渐减小至一固定值并反馈给工控机1，则表示机械臂2将管盖31开盖完成，接着，机械臂2继续将管盖31放置到安放处42；

如图2和图4所示，步骤二，机械臂2重新夹取开盖完成的试管3，并移放至加液模块5进行对试管3的溶液注射操作，与此同时，机械臂2上的配重仪21开启，配重仪21的重量传感器211实时将加液重量反馈给工控机1，一旦达到所需重量值，则注射操作停止，实现精准加液标定；

如图1和图4所示，步骤三，机械臂2重新夹取加液完成的试管3，并移放至开关盖模块4，机械臂2再去安放处42夹取对应的管盖31后进行旋转关盖操作，当旋转电机41的电流值逐渐减小至一固定值并反馈给工控机1，则表示机械臂2关盖操作完成；从此可以看出，开关盖模块不仅负责样品试管的开盖、关盖，还能够通过读取旋转电机的电流值来判断试管拧紧或松开的状态，同时配合机械臂实现试管盖的取放动作。

如图3和图4所示，步骤四，机械臂2夹起关盖完成的试管3，并移放至离心机模块6，离心机模块负责样品的离心工作，模块内设有适配器可以放置多个不同型号的试管，移放的同时，工控机1先判断是否还有待处理的试管3，如果还有待处理的试管3，则重复步骤一至步骤三，最后逐一移放至离心机模块6进行混合离心操作，否则，直接启动混合离心操作，需注意的是，离心机模块的运行条件必须满足转子的中心平衡，即放置多个试管的重量必须保证相对一致，且在移放入适配器前，根据当前所处理样品的种类，工控机向机械臂发送对应的执行路径，机械臂根据路径，将配重完成后的试管逐个放入适配器内，确保不同种类的样品试管具有不同的移放路径。

步骤五，离心结束后，机械臂2将试管3逐个取出，处理过程结束。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非对本案设计的限制，凡依本案的设计关键所做的等同变化，均落入本案的保护范围。

Claims (1)

1.一种离心前机械手在线自动配重方法，其特征在于，涉及一种处理设备，该设备包括工控机、设有配重仪的机械臂、带有管盖的试管、设有旋转电机的开关盖模块、加液模块和离心机模块，所述开关盖模块具有安放处，所述配重仪包含重量传感器，所述工控机、机械臂、开关盖模块、加液模块、离心机模块、机械臂和配重仪通过EtherCAT总线串联，该处理方法包括以下步骤：

步骤一，工控机驱动机械臂三维运动，首先机械臂去夹取初始样品试管，并移放至开关盖模块进行旋转开盖操作，所述机械臂采集所述开关盖模块的旋转电机的电流值，当旋转电机的电流值逐渐减小至一固定值并反馈给工控机，则表示机械臂将管盖开盖完成，接着，机械臂继续将管盖放置到安放处；

步骤二，机械臂重新夹取开盖完成的试管，并移放至加液模块进行对试管的溶液注射操作，与此同时，机械臂上的配重仪开启，配重仪的重量传感器实时将加液重量反馈给工控机，一旦达到所需重量值，则注射操作停止；

步骤三，机械臂重新夹取加液完成的试管，并移放至开关盖模块，机械臂再去安放处夹取对应的管盖后进行旋转关盖操作，当旋转电机的电流值逐渐减小至一固定值并反馈给工控机，则表示机械臂关盖操作完成；

步骤四，机械臂夹起关盖完成的试管，并移放至离心机模块，此时工控机先判断是否还有待处理的试管，如果还有待处理的试管，则重复步骤一至步骤三，最后逐一移放至离心机模块进行混合离心操作，否则，直接启动混合离心操作；

步骤五，离心结束后，机械臂将试管逐个取出，处理过程结束。

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