CN114268254A - 一种变轨装置及其速度控制方法、系统及相关介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变轨装置及其速度控制方法、系统及相关介质，该方法包括：获取步进电机的当前状态，并判断所述当前状态是否为复位状态或者停止状态；当判定所述步进电机处于复位状态或者停止状态时，对所述步进电机从当前位置移动至下一位置的速度进行升速设置；控制所述步进电机按照升速设置的速度向下一位置移动，并在移动过程中对所述步进电机发出的驱动脉冲数量进行检查；根据检查到的驱动脉冲数量判断是否对所述步进电机的当前速度进行调整，直至所述步进电机移动至下一位置。本发明通过对变轨导轨的运动区间进行划分，依据驱动力独立配置，保证在各区间的运动时间尽可能短，解决了变轨导轨运动过程中驱动力不足以及运动时间过长的问题。

Description

一种变轨装置及其速度控制方法、系统及相关介质

技术领域

本发明涉及传送装置技术领域，特别涉及一种变轨装置及其速度控制方法、系统及相关介质。

背景技术

目前，在体外诊断行业的样本架传送装置中，一般包含变轨装置用于将样本架在不同的轨道中进行变换，以达到将样本架可根据状态在不同轨道之间切换，提高传送效率及完成样本架传送的目的。变轨装置一般包含一段导轨，用于放入样本架，并通过电机进行驱动，使得该段导轨可与若干个固定轨道相连接，以此传送样本架。利用步进电机进行驱动有驱动方式简单、位置精准等优点，通过加速、匀速、减速等阶段可驱动导轨等机构在不同位置之间移动，在一般负载不变或变化较小的场合广泛使用。

但对于只有一个导轨的变轨装置而言，无论是对于样本架在同一个样本架传送模块内不同固定轨道的传送还是对于不同样本架传送模块之间的传送均需要通过变轨装置，而传送的效率将因此受限。对于考虑在变轨装置中架设受弹簧约束的可移动导轨作为连接不同样本架传送模块的同一类固定轨道，此时用于变轨用的导轨负责样本架在不同类型的固定轨道之间切换，样本架在同一类型的固定轨道传送时则通过上述的可移动导轨进行传送，从而提高效率。然而，当样本架需要切换到可移动轨道所在轨道时，变轨导轨则需要推动可移动导轨，可移动导轨进而压缩弹簧；当变轨导轨离开后可移动导轨将受弹簧力作用回到原位置。

对于该种情况，在驱动变轨导轨移动时实际负载将随弹簧被压缩而增大，从而阻力变大。若以加速后较快速度运动则后半段会出现驱动力比阻力小的情况，导致无法运动；若以一个较低速度保持较大驱动力运动，则会运动时间过长，难以满足整体系统的时序要求以及降低传送效率。

现有技术若采用保持大驱动力方案进行驱动，则因为电机的速度-力矩关系决定只能以低速运动，所以存在运动时间过长的缺陷。现有技术若不加设可移动导轨，则因为变轨装置中所有样本架都需经过变轨导轨进行传递，此处会成为样本架输送的瓶颈，所以存在样本架传输效率低的缺陷。

发明内容

本发明实施例提供了一种变轨装置及其速度控制方法、系统及相关介质，旨在解决变轨导轨运动过程中驱动力不足和运动时间过长的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种变轨装置的速度控制方法，包括：

获取步进电机的当前状态，并判断所述当前状态是否为复位状态或者停止状态；

当判定所述步进电机处于复位状态或者停止状态时，对所述步进电机从当前位置移动至下一位置的速度进行升速设置；

控制所述步进电机按照升速设置的速度向下一位置移动，并在移动过程中对所述步进电机发出的驱动脉冲数量进行检查；

根据检查到的驱动脉冲数量判断是否对所述步进电机的当前速度进行调整，直至所述步进电机移动至下一位置。

第二方面，本发明实施例提供了一种变轨装置的速度控制系统，包括：

状态获取单元，用于获取步进电机的当前状态，并判断所述当前状态是否为复位状态或者停止状态；

升速设置单元，用于当判定所述步进电机处于复位状态或者停止状态时，对所述步进电机从当前位置移动至下一位置的速度进行升速设置；

脉冲检查单元，用于控制所述步进电机按照升速设置的速度向下一位置移动，并在移动过程中对所述步进电机发出的驱动脉冲数量进行检查；

第一速度调整单元，用于根据检查到的驱动脉冲数量判断是否对所述步进电机的当前速度第一速度调整单元，用于进行调整，直至所述步进电机移动至下一位置。

第三方面，本发明实施例提供了一种变轨装置，采用如第一方面所述的变轨装置的速度控制方法，包括：

步进电机，用于输出驱动力驱动导轨运动；

传动模块，用于将步进电机输出的驱动力传递到变轨导轨中，从而带动导轨运动；

码齿，用于位置反馈和获取导轨是否到达指定位置的信号；

可移动导轨，与固定弹簧相连，用于连接两个不同的样本架上的所述传送模块的同一类固定轨道，且可受变轨导轨推动下移动避让出相应位置；

变轨导轨，用于对样本架进行变轨传输。

第四方面，本发明实施例提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面所述的变轨装置的速度控制方法。

第五方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述的变轨装置的速度控制方法。

本发明实施例提供了一种变轨装置及其速度控制方法、系统及相关介质，该方法包括：获取步进电机的当前状态，并判断所述当前状态是否为复位状态或者停止状态；当判定所述步进电机处于复位状态或者停止状态时，对所述步进电机从当前位置移动至下一位置的速度进行升速设置；控制所述步进电机按照升速设置的速度向下一位置移动，并在移动过程中对所述步进电机发出的驱动脉冲数量进行检查；根据检查到的驱动脉冲数量判断是否对所述步进电机的当前速度进行调整，直至所述步进电机移动至下一位置。本发明实施例通过对变轨导轨的运动区间进行划分，依据各区间考虑所需驱动力的大小独立进行配置，保证在各区间的运动时间尽可能短，解决了变轨导轨运动过程中驱动力不足以及运动时间过长的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例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为本发明实施例提供的一种变轨装置的速度控制方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的一种变轨装置的速度控制方法的子流程示意图；

图3为本发明实施例提供的一种变轨装置的速度控制方法的另一子流程示意图；

图4为本发明实施例提供的一种变轨装置的速度控制系统的示意性框图；

图5为本发明实施例提供的一种变轨装置的速度控制系统的子示意性框图；

图6为本发明实施例提供的一种变轨装置的速度控制系统的另一子示意性框图；

图7为本发明实施例提供的一种变轨装置的速度控制方法的逻辑示意图；

图8为本发明实施例提供的一种变轨装置的速度控制方法的产品流程示意图；

图9为本发明实施例提供的一种变轨装置的整体结构示意图。

具体实施方式

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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

下面请参见图1，图1为本发明实施例提供的一种变轨装置的速度控制方法的流程示意图，具体包括：步骤S101～S104。

S101、获取步进电机的当前状态，并判断所述当前状态是否为复位状态或者停止状态；

S102、当判定所述步进电机处于复位状态或者停止状态时，对所述步进电机从当前位置移动至下一位置的速度进行升速设置；

S103、控制所述步进电机按照升速设置的速度向下一位置移动，并在移动过程中对所述步进电机发出的驱动脉冲数量进行检查；

S104、根据检查到的驱动脉冲数量判断是否对所述步进电机的当前速度进行调整，直至所述步进电机移动至下一位置。

本实施例中，首先判断步进电机是否已复位或停留在已记录的位置，如果复位则中止动作并上报错误。如果已经复位或者停留在相应位置，则对所述步进电机进行升速设置，即控制步进电机从当前的复位状态或者停止状态加速到相应的速度，以使步进电机可以从当前位置移动至下一位置。同时，在步进电机移动过程中，对步进电机发送的驱动脉冲数量进行检查，以便根据驱动脉冲数量对所述步进电机进行速度调整，从而使所述步进电机能够平稳、准确地移动至下一位置。

本实施例针对如何缩短运动时间以及如何保证持续有足够的驱动力这两个问题提出一种基于码齿定位，先升速并多次降速的速度控制算法，即通过对变轨导轨的运动区间进行划分，依据各区间考虑所需驱动力的大小独立进行配置，保证在各区间的运动时间尽可能短，解决了变轨导轨运动过程中驱动力不足以及运动时间过长的问题。

在一实施例中，所述步骤S102包括：

预先在轨道上设定不同的标志位和不同的停留位置，并为所述标志位和停留位置设置对应的编码信息；

获取所述步进电机的当前位置，并根据所述编码信息确定当前位置与下一位置之间的距离。

本实施例中，通过对轨道上的标志位和停留位置等进行编码，以根据得到的编码信息确定所述步进电机从当前位置移动至下一位置之间所需的距离。在这里，本实施例所述的编码信息即是对各标志位和各停留位置进行编号，流入如假设存在A、B、C、D四个位置，则将其对应编号为1、2、3、4。然后当控制步进电机使部件运动到位置D，则有一个变量记录当前位置，值记录为4；当下次运动时，读取该变量则可知部件当前在位置D。

在一实施例中，如图2所示，所述步骤S102还包括：步骤S201～S205。

S201、计算各标志位以及各停留位置之间的距离；

S202、基于所述步进电机的每一步所移动的距离的特性，计算所述步进电机从各标志位或者各停留位置向下一标志位或者停留位置移动所需的设定速度和保护步数，并根据所述设定速度和保护步数构建一基准表格；

S203、基于所述基准表格，根据所述步进电机的当前和下一位置之间的距离，获取对应的目标设定速度和目标保护步数；

S204、通过预设的加减速表调整控制信号的发送频率，将所述步进电机加速至所述目标设定速度；

S205、当所述步进电机加速至所述目标设定速度后，控制所述步进电机按照所述目标设定速度匀速移动，并记录所述步进电机发出的驱动脉冲数量。

本实施例中，首先根据变轨装置中的各标志位和停留位置相互之间的距离，并结合步进电机的特性，来计算步进电机在各标志位和停留位置移动所需的设定速度和保护步数，从而以此构建得到所述基准表格。

接下来，当步进电机需要从某一标志位或者停留位置移动至另一标志位或者停留位置时，便可以在所述基准表格中获取相应的目标设定速度和目标保护步数，使步进电机按照所述目标设定速度和目标保护步数进行移动。同时，为了使步进电机能够达到所述目标设定速度，本实施例通过预先设置的加减速表对所述步进电机进行加速处理。在步进电机达到所述目标设定速度后，便可以进行匀速运动，并且在运动过程中，对步进电机发出的驱动脉冲数量进行记录。

举例来说，如有A、B、C三个位置，依据步进电机的特性每一步的距离是固定的，则可根据A、B、C的实际物理距离换算得到如AB之间需要步进电机运动1000步，BC之间需要运动500步。同时，为了避免通过码齿或者光耦的位置反馈手段检测失效(如步进电机堵转则一直认为没达到指定位置)，本实施例可以设定AB之间运动时最多运行1100步，BC之间运动时最多运行550步。将上述的保护步数信息将以表格形式存储(即构建所述基准表格)，在收到新的指令控制部件要运动到B，此时若部件在位置A，则可以从表格得到从A到B的保护步数是1100步，从而查表获取相关信息。AB之间的速度也在设计过程中确定，这里包含但不仅限于设定速度、保护步数，若有其他需要也可以增加记录其他信息。

另外，在加速处理过程中，对于该类步进电机而言，所发出的控制信号的数量与步进电机运动的距离存在严格的对应关系(正常运动，不发生堵转等异常情况)。因此，控制步进电机速度是通过调整控制信号发出的频率来间接控制，且步进电机在不同速度下所能驱动最大的力矩是不一样的。步进电机运动时需要先低速逐渐到高速才能保证运行良好不停顿，因此会有一个加速过程(相应停止时有减速过程)。而加速过程中实际为控制步进电机的速度，根据上述情况即调整控制信号发出的频率。加减速表即是包含加速表和减速表，其中的加速表是根据加速前后速度即加速时间确定的，记载不同时间点控制信号发送的频率的一个表，也同样意味着加速过程控制信号发送的数量是固定的，步进电机运动的距离是固定的。减速表亦是如此。

在一实施例中，如图3所示，所述步骤S104包括：步骤S301～S304。

S301、当检查到所述驱动脉冲数量未超过保护步数对应的驱动脉冲数量时，判断是否触发码齿信号；

S302、若判定触发码齿信号，则获取所述码齿反馈的位置信号，并结合预设指令参数判断所述步进电机是否移动至下一位置；

S303、若所述步进电机移动至下一位置，则控制所述步进电机停止移动，或者对所述步进电机进行降速处理；

S304、若所述步进电机未移动至下一位置，则根据所述位置信号对应的位置和下一位置之间的距离，基于所述基准表格对所述步进电机的当前速度调整为所述目标设定速度。

本实施例中，当所述驱动脉冲数量未超过保护步数对应的驱动脉冲数量时，则进一步判断码齿信号是否被触发。如果未触发码齿信号，则继续检查驱动脉冲数量是否超过保护步数对应的驱动脉冲数量。如果触发码齿信号，则根据指令参数判断是否需要停下或降速。具体为：根据码齿反馈的位置信号以及指令参数，判断步进电机是否已移动至下一位置(又或者是指定位置)。若否，则控制步进电机继续移动，并基于基准表格对步进电机的速度进行调整；若是，则进行降速及停止过程，即控制步进电机停止移动或者减速移动。结合图7，当变轨导轨的码齿信号发生变化时，对应获取码齿反馈位置，并以此通过控制程序输出脉冲，驱动步进电机，所述步进电机向传动机构传送驱动力，传动机构则依据驱动力驱动变轨导轨，由此使变轨导轨发生码齿信号变化，并进一步接触及推挤可移动导轨，可移动导轨则会与弹簧之间发生压缩和回弹。

需要说明的是，码齿一般由若干挡片，挡片之间有空缺组成，另外会有一个光耦固定在一个固定地方，码齿跟随部件运动。运动过程中挡片或空缺经过光耦时检测光耦的输出电平会得到高或低，若定义挡片经过时为触发，则检测到高电平时即认为码齿信号触发。需注意的是，挡片遮挡光耦时，光耦输出高电平还是低电平取决于电路设计，但对于已设计好的电路在运行过程中这个电平的极性是确定的。

举例来说，假设运动路径上一共有A、B、C、D四个位置，则从A运动到D时中间经过B、C、D均触发了码齿信号，并进入该判断步骤。此时的指令参数可以认为是部件运动的目标位置，如参数具体值为C时，则经过B时进入该判断，发现没到位置则不减速并继续运动；经过C时进入该判断发现到目标位置则开始减速停下。因此，指令参数在本实施例中的大部分情况是指部件运动的目标位置。而具体的指令参数则是通过下位机和上位机在通信过程中从上位机下发的指令得到。

在一实施例中，所述步骤S104还包括：

当检查到所述驱动脉冲数量超过保护步数对应的驱动脉冲数量时，则依据所述加减速表对所述步进电机进行降速处理；

控制所述步进电机按照降速处理后的速度移动，并结合所述步进电机的码齿反馈的位置信号对应的位置和下一位置之间的距离，对所述步进电机设置定位补偿步数；

控制所述步进电机移动所述定位补偿步数后停止移动。

本实施例中，当所述驱动脉冲数量超过了保护步数对应的驱动脉冲数量时，则进行减速及停止过程。其中可包括降速阶段和补偿阶段，具体的，根据所述加减速表控制步进电机进行减速过程，当然，如果此时的速度已经比较低，则减速过程可能直接跳过，但依旧可视为完成了一个减速过程，也可视为减速表此时为空。然后通过设置一补偿阶段，对所述步进电机的停止位置进行精确定位，即结合所述步进电机的码齿反馈的位置信号对应的位置和下一位置之间的距离设置所述定位补偿步数，并使步进电机在移动所述定位补偿步数后停下。

在这里，在经过降速处理后，步进电机已减速到随时可停止的速度，并且根据加减速表对步进电机进行降速后，步进电机从码齿信号触发到降速阶段完成这一段部件运动的距离可视为固定的。而在实际生产过程中，由于安装的误差等可能造成不同轨道码齿信号触发到部件物理上应停下对齐的位置这段距离是不一样长的。因此，降速阶段后，根据每一条轨道设定的参数，在件阶段完成时将以该速度再多发若干个控制信号，使步进电机多移动一点距离，从而使部件停下的位置能够精准与轨道对齐。

在一实施例中，所述变轨装置的速度控制方法还包括：

根据所述步进电机的S型加减速曲线构建所述加减速表；

获取由所述步进电机驱动的变轨导轨移动至不同码齿之间的区间设计速度；

根据相邻码齿之间所包围的物理距离，计算得到变轨导轨移动所需的保护步数。

本实施例中，在构建设计加减速表时，依据步进电机速度变化前后的速度作为开始和结束时速度，并通过“S”形加减速设计加减速表，同时在设计阶段即先制作所述加减速表并固定在程序中。

另外，在获取变轨导轨移动到不同码齿之间时的区间设计速度时，主要考虑步进电机在相应区间移动时所需的最大力矩，在满足力矩要求下尽可能高速。并且，针对相邻码齿之间所包围的物理距离，可以推算出变轨导轨移动所需要的最多的步数。进一步的，在该步数基础上增加一定余量后便可以作为各区间的保护步数信息来进行设定。

在其他实施例中，也可以依据直线型、指数型加减速曲线来构建所述加减速表。这里的直线型、指数型和S型均为加减速时速度曲线的大致形状，其中的S型曲线是一种在开始和目标速度附近加减速相对缓慢，中间段较为快速的曲线形态。

在一实施例中，所述获取变轨导轨移动至不同码齿之间的区间设计速度，包括：

结合放入样本架所增加的阻力和弹簧压缩所增加的阻力，得到变轨导轨在不同位置移动时所需的驱动力；

根据步进电机的速度-力矩曲线，得到变轨导轨在不同位置移动时的最高速度；

结合所述驱动力和最高速度，对所述区间设计速度进行设置。

本实施例中，考虑放入样本架所增加的阻力及弹簧压缩增加的阻力，可得到设计时变轨导轨在不同位置移动时所需的驱动力。同时，根据步进电机的速度-力矩曲线，可以得到变轨导轨在不同位置移动时可以接受的最高速度。从而可以依据驱动力和最高速度设置区间设计速度。进一步的，考虑一定的余量，以最高速度向下降低一定的余量后作为各区间的步进电机运动速度。

本实施例中的阻力从机械组等设计时可以确定，而驱动力只需要比阻力大就可以。但在产品设计过程中，本实施例会根据阻力，考虑一定的余量保证步进电机可以驱动，例如设定驱动力为阻力的120％以上等(120％只是个例子，可能根据实际会有所调整，如110％或者130％这类调整)。

和阻力/驱动力关系类似的，通过上面步骤可以得到各区间步进电机应具有的驱动力。假设有位置A、B、C，AB之间需要驱动力x，然后通过步进电机的速度-力矩曲线可查找x对应的最高速度v。则AB区间的区间设计速度可以设置为0.8*v，当然也可以设置为0.9*v或者0.85*v等等，只是前面这个系数不会超过1。需要说明的是，对于速度-力矩的曲线，一般为非线性、单调且负相关的曲线，即速度越大驱动力越小，速度越小驱动力越大。

在一具体实施例中，结合图8，首先判断步进电机是否已复位或者位置已知，若否，则结束流程。若是，则获取步进电机的运动方向、当前位置和终点位置信息，并进入加速过程。对步进电机设定加速后，控制器报纸设定速度匀速运动，并判断是否已运动相应的保护步数。若是，则判断是否准确到达终点位置；若否，则判断是否触发码齿信号。若判定未触发码齿信号，则控制步进电机继续保持匀速运动。若判定触发码齿信号，则同样判断是否准确到达终点位置。若否，则判断设定速度是否改变；若是，则进行减速阶段。当判定设定速度改变时，则对其进行相应的加速处理或者减速处理。当判定设定速度未改变时，则控制步进电机继续保持匀速运动。当完成减速阶段后，通过定位补偿控制步进电机准确到达终点位置。

在另一具体实施例中，结合图9，假设固定轨道1、2、3、4分别用A、B、C、D代替，则对于导轨在B、C、D之间移动时一般采用加速-匀速运动-减速的方式即可。但是对于导轨从C到A运动时，若未采用本实施例所提供的方案，则导轨快到A时由于有可移动导轨及弹簧的阻力，若仍保持之前的匀速运动速度，则弹簧不断压缩过程中可能会出现阻力大于驱动力，导致未能移动到A处就会堵住停下。(一般匀速运动速度较快，以缩短运动时间，但力矩则较小)

采用本实施例所提供的方案时，导轨从C移动并接触可移动导轨之前，为加速-匀速运动(较高速度)；快接触可移动导轨时减速，然后匀速移动(较低速度)推动可移动导轨压缩弹簧，此时运动速度较低，驱动力相应较大，设计时保证该速度的驱动力可满足导轨运动到A点所需克服的最大阻力，从而使导轨可以有足够的驱动力正常运动并停留在A。

对于设计过程，从机械结构可确定从A到B、B到A、B到C、C到B、C到D、D到C所需克服的最大阻力，并将各段的驱动力设定为阻力的1.2倍。根据从厂家得到速度-力矩曲线，得到各驱动力所对应的速度，并将该速度的0.8倍作为每一段运动的速度。由此，可能得到导轨在各区间运动时的匀速速度，当导轨从B到A时需要减速，则以C到B的速度为起始速度、B到A的为目标速度，通过步进电机常用的减速方法可以构建减速表；依此类推在不同区间速度有变化时均构建相应的加速表或者减速表。

速度控制如上所述，保护信息即保护步数则如此设计，根据实际物理距离可知A、B、C、D之间距离分别为500、300、300。当我们步进电机发送1个控制信号时移动1个位移距离，则导轨在AB、BC、CD运动时理论需要发送的控制信号个数分别为500、300、300，以此基础的1.1倍设计为保护步数，则AB、BC、CD的保护步数设定为550、330、330，实际运动时超出该步数则停止电机运动并报错。

图4为本发明实施例提供的一种变轨装置的速度控制系统400的示意性框图，该系统400包括：

状态获取单元401，用于获取步进电机的当前状态，并判断所述当前状态是否为复位状态或者停止状态；

升速设置单元402，用于当判定所述步进电机处于复位状态或者停止状态时，对所述步进电机从当前位置移动至下一位置的速度进行升速设置；

脉冲检查单元403，用于控制所述步进电机按照升速设置的速度向下一位置移动，并在移动过程中对所述步进电机发出的驱动脉冲数量进行检查；

第一速度调整单元404，用于根据检查到的驱动脉冲数量判断是否对所述步进电机的当前速度第一速度调整单元，用于进行调整，直至所述步进电机移动至下一位置。

在一实施例中，所述升速设置单元402包括：

编码设置单元，用于预先在轨道上设定不同的标志位和不同的停留位置，并为所述标志位和停留位置设置对应的编码信息；

位置获取单元，用于获取所述步进电机的当前位置，并根据所述编码信息确定当前位置与下一位置之间的距离。

在一实施例中，如图5所示，所述升速设置单元402还包括：

距离计算单元501，用于计算各标志位以及各停留位置之间的距离；

第一表格构建单元502，用于基于所述步进电机的每一步所移动的距离的特性，计算所述步进电机从各标志位或者各停留位置向下一标志位或者停留位置移动所需的设定速度和保护步数，并根据所述设定速度和保护步数构建一基准表格；

步数获取单元503，用于基于所述基准表格，根据所述步进电机的当前和下一位置之间的距离，获取对应的目标设定速度和目标保护步数；

频率调整单元504，用于通过预设的加减速表调整控制信号的发送频率，将所述步进电机加速至所述目标设定速度；

匀速移动单元505，用于当所述步进电机加速至所述目标设定速度后，控制所述步进电机按照所述目标设定速度匀速移动，并记录所述步进电机发出的驱动脉冲数量。

在一实施例中，如图6所示，所述第一速度调整单元404包括：

触发判断单元601，用于当检查到所述驱动脉冲数量未超过保护步数对应的驱动脉冲数量时，判断是否触发码齿信号；

信号获取单元602，用于若判定触发码齿信号，则获取所述码齿反馈的位置信号，并结合预设指令参数判断所述步进电机是否移动至下一位置；

移动控制单元603，用于若所述步进电机移动至下一位置，则控制所述步进电机停止移动，或者对所述步进电机进行降速处理；

第二速度调整单元604，用于若所述步进电机未移动至下一位置，则根据所述位置信号对应的位置和下一位置之间的距离，基于所述基准表格对所述步进电机的当前速度调整为所述目标设定速度。

在一实施例中，所述第一速度调整单元404还包括：

降速处理单元，用于当检查到所述驱动脉冲数量超过保护步数对应的驱动脉冲数量时，则依据所述加减速表对所述步进电机进行降速处理；

补偿设定单元，用于控制所述步进电机按照降速处理后的速度移动，并结合所述步进电机的码齿反馈的位置信号对应的位置和下一位置之间的距离，对所述步进电机设置定位补偿步数；

移动停止单元，用于控制所述步进电机移动所述定位补偿步数后停止移动。

在一实施例中，所述变轨装置的速度控制系统400还包括：

第二表格构建单元，用于根据所述步进电机的S型加减速曲线构建所述加减速表；

速度获取单元，用于获取由所述步进电机驱动的变轨导轨移动至不同码齿之间的区间设计速度；

步数计算单元，用于根据相邻码齿之间所包围的物理距离，计算得到变轨导轨移动所需的保护步数。

在一实施例中，所述速度获取单元包括：

驱动力获取单元，用于结合放入样本架所增加的阻力和弹簧压缩所增加的阻力，得到变轨导轨在不同位置移动时所需的驱动力；

最高速度获取单元，用于根据步进电机的速度-力矩曲线，得到变轨导轨在不同位置移动时的最高速度；

区间速度设置单元，用于结合所述驱动力和最高速度，对所述区间设计速度进行设置。

本发明实施例还提供了一种变轨装置，采用如上所述的变轨装置的速度控制方法，包括：

步进电机，用于输出驱动力驱动导轨运动；

传动模块，用于将步进电机输出的驱动力传递到变轨导轨中，从而带动导轨运动；

码齿，用于位置反馈和获取导轨是否到达指定位置的信号；

可移动导轨，与固定弹簧相连，用于连接两个不同的样本架上的所述传送模块的同一类固定轨道，且可受变轨导轨推动下移动避让出相应位置；

变轨导轨，用于对样本架进行变轨传输。

变轨装置除了变轨导轨外，还有1条或多条可移动导轨用于提供不需变轨时不同样本架传输模块之间的样本架传输功能；同时，变轨导轨移动时通过码齿进行区间划分，单个区间匹配一个速度；另外，变轨导轨移动时可能经历多个加速及多个减速来达到各区间的设定速度，从而每个区间内匹配相应的驱动力。

由于系统部分和装置部分的实施例均与方法部分的实施例相互对应，因此系统部分和装置部分的实施例请参见方法部分的实施例的描述，这里暂不赘述。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存有计算机程序，该计算机程序被执行时可以实现上述实施例所提供的步骤。该存储介质可以包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本发明实施例还提供了一种计算机设备，可以包括存储器和处理器，存储器中存有计算机程序，处理器调用存储器中的计算机程序时，可以实现上述实施例所提供的步骤。当然计算机设备还可以包括各种网络接口，电源等组件。

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。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的状况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (11)

1.一种变轨装置的速度控制方法，其特征在于，包括：

获取步进电机的当前状态，并判断所述当前状态是否为复位状态或者停止状态；

当判定所述步进电机处于复位状态或者停止状态时，对所述步进电机从当前位置移动至下一位置的速度进行升速设置；

控制所述步进电机按照升速设置的速度向下一位置移动，并在移动过程中对所述步进电机发出的驱动脉冲数量进行检查；

根据检查到的驱动脉冲数量判断是否对所述步进电机的当前速度进行调整，直至所述步进电机移动至下一位置。

2.根据权利要求1所述的变轨装置的速度控制方法，其特征在于，所述当判定所述步进电机处于复位状态或者停止状态时，对所述步进电机从当前位置移动至下一位置的速度进行升速设置，包括：

预先在轨道上设定不同的标志位和不同的停留位置，并为所述标志位和停留位置设置对应的编码信息；

获取所述步进电机的当前位置，并根据所述编码信息确定当前位置与下一位置之间的距离。

3.根据权利要求2所述的变轨装置的速度控制方法，其特征在于，所述当判定所述步进电机处于复位状态或者停止状态时，对所述步进电机从当前位置移动至下一位置的速度进行升速设置，还包括：

计算各标志位以及各停留位置之间的距离；

基于所述步进电机的每一步所移动的距离的特性，计算所述步进电机从各标志位或者各停留位置向下一标志位或者停留位置移动所需的设定速度和保护步数，并根据所述设定速度和保护步数构建一基准表格；

基于所述基准表格，根据所述步进电机的当前和下一位置之间的距离，获取对应的目标设定速度和目标保护步数；

通过预设的加减速表调整控制信号的发送频率，将所述步进电机加速至所述目标设定速度；

当所述步进电机加速至所述目标设定速度后，控制所述步进电机按照所述目标设定速度匀速移动，并记录所述步进电机发出的驱动脉冲数量。

4.根据权利要求2所述的变轨装置的速度控制方法，其特征在于，所述根据检查到的驱动脉冲数量判断是否所述步进电机的当前速度进行调整，直至所述步进电机移动至下一位置，包括：

当检查到所述驱动脉冲数量未超过保护步数对应的驱动脉冲数量时，判断是否触发码齿信号；

若判定触发码齿信号，则获取所述码齿反馈的位置信号，并结合预设指令参数判断所述步进电机是否移动至下一位置；

若所述步进电机移动至下一位置，则控制所述步进电机停止移动，或者对所述步进电机进行降速处理；

若所述步进电机未移动至下一位置，则根据所述位置信号对应的位置和下一位置之间的距离，基于所述基准表格对所述步进电机的当前速度调整为所述目标设定速度。

5.根据权利要求2所述的变轨装置的速度控制方法，其特征在于，所述根据检查到的驱动脉冲数量判断是否所述步进电机的当前速度进行调整，直至所述步进电机移动至下一位置，还包括：

当检查到所述驱动脉冲数量超过保护步数对应的驱动脉冲数量时，则依据所述加减速表对所述步进电机进行降速处理；

控制所述步进电机按照降速处理后的速度移动，并结合所述步进电机的码齿反馈的位置信号对应的位置和下一位置之间的距离，对所述步进电机设置定位补偿步数；

控制所述步进电机移动所述定位补偿步数后停止移动。

6.根据权利要求3所述的变轨装置的速度控制方法，其特征在于，还包括：

根据所述步进电机的S型加减速曲线构建所述加减速表；

获取由所述步进电机驱动的变轨导轨移动至不同码齿之间的区间设计速度；

根据相邻码齿之间所包围的物理距离，计算得到变轨导轨移动所需的保护步数。

7.根据权利要求6所述的变轨装置的速度控制方法，其特征在于，所述获取变轨导轨移动至不同码齿之间的区间设计速度，包括：

结合放入样本架所增加的阻力和弹簧压缩所增加的阻力，得到变轨导轨在不同位置移动时所需的驱动力；

根据步进电机的速度-力矩曲线，得到变轨导轨在不同位置移动时的最高速度；

结合所述驱动力和最高速度，对所述区间设计速度进行设置。

8.一种变轨装置的速度控制系统，其特征在于，包括：

状态获取单元，用于获取步进电机的当前状态，并判断所述当前状态是否为复位状态或者停止状态；

升速设置单元，用于当判定所述步进电机处于复位状态或者停止状态时，对所述步进电机从当前位置移动至下一位置的速度进行升速设置；

脉冲检查单元，用于控制所述步进电机按照升速设置的速度向下一位置移动，并在移动过程中对所述步进电机发出的驱动脉冲数量进行检查；

第一速度调整单元，用于根据检查到的驱动脉冲数量判断是否对所述步进电机的当前速度第一速度调整单元，用于进行调整，直至所述步进电机移动至下一位置。

9.一种变轨装置，采用如权利要求1～7任一项所述的变轨装置的速度控制方法，其特征在于，包括：

步进电机，用于输出驱动力驱动导轨运动；

传动模块，用于将步进电机输出的驱动力传递到变轨导轨中，从而带动导轨运动；

码齿，用于位置反馈和获取导轨是否到达指定位置的信号；

可移动导轨，与固定弹簧相连，用于连接两个不同的样本架上的所述传送模块的同一类固定轨道，且可受变轨导轨推动下移动避让出相应位置；

变轨导轨，用于对样本架进行变轨传输。

10.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述的变轨装置的速度控制方法。

11.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的变轨装置的速度控制方法。

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