CN114917982A

CN114917982A - 一种用于试管稳定的智能磁力试管架

Info

Publication number: CN114917982A
Application number: CN202210553384.4A
Authority: CN
Inventors: 侯志永; 曹春尧
Original assignee: Nantong Hailong Magnetic Industry Co ltd
Current assignee: Nantong Hailong Magnetic Industry Co ltd
Priority date: 2022-05-20
Filing date: 2022-05-20
Publication date: 2022-08-19

Abstract

本发明涉及一种化学实验仪器，具体为一种用于试管稳定的智能磁力试管架，该试管架由底座、支撑杆和夹持杆组成，支撑杆与底座垂直相连，夹持杆与支撑杆垂直相连，夹持杆上设置若干个磁吸装置，磁吸装置中包括电磁铁和磁力调节单元；试管架上设置应力传感器、热成像装置和数据处理装置；应力传感器与数据处理装置相连，用于采集应力数据；热成像装置与数据处理装置相连，用于采集人员的热成像图像；数据处理装置，用于对采集的应力数据和热成像图像进行处理，获取人员意图；磁吸装置与数据处理装置和应力传感器相连，用于根据应力数据的变化情况，确定磁力调节时刻，根据人员意图进行磁力大小的调节。基于本发明可智能便捷的完成试管的存取。

Description

一种用于试管稳定的智能磁力试管架

技术领域

本发明涉及一种化学实验仪器，具体涉及一种用于试管稳定的智能磁力试管架。

背景技术

试管架是用来固定试管的装置，现有的试管架或铁架台仅仅是通过夹取装置对试管进行固定，需要取出试管时要调整夹取装置，存取过程繁琐，且存在安全隐患。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种用于试管稳定的智能磁力试管架，所具体构成具体如下：

本发明一个实施例提供了一种用于试管稳定的智能磁力试管架，该智能磁力试管架：

由底座、支撑杆和夹持杆组成，支撑杆与底座垂直相连，夹持杆与支撑杆垂直相连，且夹持杆可沿支撑杆上下滑动，夹持杆上设置若干个磁吸装置，磁吸装置中包括电磁铁和磁力调节单元；试管架上设置应力传感器、热成像装置和数据处理装置，磁吸装置和应力传感器的个数相等；

所述应力传感器与数据处理装置相连，用于采集应力数据；所述热成像装置与数据处理装置相连，用于采集人员的热成像图像；

所述数据处理装置，用于对采集的应力数据和热成像图像进行处理，获取人员意图；其中，人员意图包括取试管意图和放试管意图；

所述磁吸装置与数据处理装置和应力传感器相连，用于根据应力数据的变化情况，确定磁力调节时刻，根据人员意图进行磁力大小的调节。

进一步地，对采集的应力数据和热成像图像进行处理，获取人员意图，具体为：

获取应力数据序列和热成像图像序列；

利用神经网络对应力数据序列和热成像图像序列进行处理，获取人员意图。

进一步地，所述神经网络为分类网络。

进一步地，所述神经网络为孪生网络，利用孪生网络中的一个分支对应力数据序列和热成像图像序列进行处理，获取特征向量；基于所述特征向量获取人员意图。

进一步地，放置在所述智能磁力试管架上的试管上有铁片。

进一步地，应力数据变化停止时刻为磁力调节时刻。

进一步地，所述热成像图像为人员手部的热成像图像。

本发明实施例至少具有如下有益效果：本发明在试管架上安装磁吸装置，相应的在试管上安装铁片，根据相关人员的动作意图对磁力进行智能调整，进而完成试管的存取。基于本发明中的智能磁力试管架，试管的存取更加智能便捷，且可有效消除现有的试管架存在的安全隐患。

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和优点，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的介绍，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它附图。

图1为本发明一个实施例中智能磁力试管架的示意图。

具体实施方式

为了更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种用于试管稳定的智能磁力试管架，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。在下述说明中，不同的“一个实施例”或“另一个实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。

下面结合附图具体的说明本发明所提供的一种用于试管稳定的智能磁力试管架的具体构成。

由底座、支撑杆和夹持杆组成，支撑杆与底座垂直相连，夹持杆与支撑杆垂直相连，且夹持杆可沿支撑杆上下滑动；此外，夹持杆上设置若干个磁吸装置，磁吸装置中包括电磁铁和磁力调节单元；试管架上设置应力传感器、热成像装置和数据处理装置，磁吸装置和应力传感器的个数相等；

下面对上述智能磁力试管架上各个构成装置进行具体描述：

优选地，应力传感器可以设置在夹持杆上，也可设置在底座上；每个试管放置位置对应一个磁吸装置和一个应力传感器；应力传感器设置在底座上时，优选地，磁吸装置与应力传感器连线要垂直于底座。

实施例中，所述夹持杆可以是一根夹持杆，也可是两根夹持杆；以应力传感器设置在夹持杆上为例：

为一根夹持杆时：在夹持杆一侧的竖直面上设置相等个数的磁吸装置和应力传感器，且磁吸装置和应力传感器的安装位置相近，即夹持杆上有多个试管位置，每个试管位置对应一个磁吸装置和一个应力传感器；为两根夹持杆时：两根夹持杆平行，高度相等且有一定间隔距离，所述间隔距离视试管直径而定，夹持杆上有多个试管位置，每个试管位置对应一个磁吸装置和一个应力传感器，且每个试管位置对应的磁吸装置和应力传感器可以设置在一根夹持杆上，也可分别设置在两根夹持杆上，分别设置在两根夹持杆上时，磁吸装置和应力传感器的位置不能偏差太多，优选地，安装位置要相对即安装位置连线与夹持杆垂直。

实施例中，试管架上设置热成像装置和数据处理装置：具体的设置位置本发明不做限定，可以设置在支撑杆上，也可设置在夹持杆上。数据处理装置可以为常规的控制芯片，比如单片机。或者，数据处理装置也可不设置在试管架上，例如在云端进行数据处理；通过有线或无线的方式将应力传感器、热成像装置采集的数据传输至数据处理装置，然后，通过有线或无线的方式将数据处理装置的处理结果传输给磁吸装置。

实施例中，热成像装置检测试管架前方20cm范围内(敏感区域)的热源变化情况，当人体(手部)在检测区域内，可以采集相应的运动情况。

对采集的应力数据和热成像图像进行处理，获取人员意图，具体为：获取应力数据序列和热成像图像序列；利用神经网络对应力数据序列和热成像图像序列进行处理，获取人员意图。优选地，所述热成像图像为人员手部的热成像图像。

一个实施方式中，所述神经网络为分类网络，分类网络输入为应力数据序列和热成像图像序列，输出为人员意图标签；例如，取试管意图的标签为1，放试管意图的标签为2，干扰动作标签为3。分类网络的训练学习过程本发明不再赘述。

另一个实施方式中，所述神经网络为孪生网络，利用孪生网络中的一个分支对应力数据序列和热成像图像序列进行处理，获取特征向量；基于所述特征向量获取人员意图；具体地：获取大量数据(应力数据序列和热成像图像序列)训练孪生网络；在孪生网络达到一定训练效果后会训练完成后，再将大量的数据(应力数据序列和热成像图像序列)输入孪生网络中，获取其对应的特征向量，因此，基于大量的数据可得到大量特征向量，对特征向量进行分类，优选地，分为三类，分别对应取试管意图、放试管意图和干扰动作，且类内样本的特征向量的欧氏距离是接近的，类间样本的特征向量的欧式距离是远离的。由于孪生网络两个分支的参数是共享的，因此，实际运用时，将应力数据序列和热成像图像序列输入到孪生网络的任意一个分支中，获取输入对应的特征向量，根据实时获取的特征向量与每类中各特征向量的差异判断其所属类，进而获取人员意图。其中，所述特征向量为孪生网络中全连接层输出的特征向量。

孪生网络训练完成后达到的效果为：将三种动作意图中的任意两种动作意图对应的应力数据序列和热成像图像序列分别输入两个分支中，孪生网络输出结果的表征意义为两个输入是不相似的；例如，将取试管意图和放试管意图对应的应力数据序列和热成像图像序列分别输入两个分支中，此时孪生网络输出结果的表征意义为两个输入是不相似的；将同一种动作意图在两种情况下对应的应力数据序列和热成像图像序列分别输入两个分支中，此时孪生网络输出结果的表征意义为两个输入是相似的；例如，将两种情况下取试管意图对应的应力数据序列和热成像图像序列分别输入两个分支中，此时孪生网络输出结果的表征意义为两个输入是相似的。

需要说明，与本发明中的智能磁力试管架相对应的，放置在所述智能磁力试管架上的试管上有铁片。

磁吸装置中的磁力调节单元与应力传感器和数据处理装置相连，磁力调节单元根据应力数据的变化情况，确定磁力调节时刻，再根据人员意图进行磁力大小的调节，具体地，应力数据变化停止时刻为磁力调节时刻，确定磁力调节时刻后，根据预测的人员意图进行磁力大小的调节，若为取试管意图，则磁吸力逐渐减小；若为放试管意图，则磁吸力逐渐增大；若为干扰动作，则不改变磁吸力大小：对于取试管动作，试管一直放置在试管架上，试管对应力传感器有一个压力，且应力传感器数值是稳定不变的，当人员触碰到试管时，压力传感器数值发生变化，当应力传感器数据停止变化或变化预设时间后，开始对磁铁磁吸力进行调节，由于是取试管动作，因此，磁吸力逐渐减小；对于放试管动作，试管架上没有试管，应力传感器数值为0，当试管接触到试管架时，应力传感器开始有数值，当应力传感器数值稳定或变化预设时间后，开始对磁铁磁吸力进行调节，由于是放试管动作，因此，磁吸力逐渐增大，其中，可根据试管总重量(试管和管内物体的重量和)确定磁吸力的最大值或人为地设置磁吸力最大值；对于干扰动作，不论何时应力传感器数值停止变化，磁吸力大小都不发生变化。

需要说明，实施例中基于磁吸装置中的磁力调节单元对电磁铁的磁吸力大小进行调节，一个实施方式中，可通过调节电流的大小进行电磁铁磁吸力大小的调节。

优选地，夹持杆为一根，应力传感器设置在底座上、热成像装置设置在夹持杆上、数据处理装置设置在底座上，各装置和/或传感器之间通过无线传输的方式进行数据传输时，智能磁力试管架的示意图如图1所示。

综上所述，本发明提供了一种用于试管稳定的智能磁力试管架，该智能磁力试管架由底座、支撑杆和夹持杆组成，支撑杆与底座垂直相连，夹持杆与支撑杆垂直相连，且夹持杆可沿支撑杆上下滑动；此外，夹持杆上设置若干个磁吸装置和应力传感器，磁吸装置和应力传感器的个数相等，磁吸装置中包括电磁铁和磁力调节单元；试管架上设置热成像装置和数据处理装置；实际运用时，应力传感器和热成像装置采集的数据发送给数据处理装置进行人员意图预测，同时，根据应力传感器的变化情况确定磁力调节时刻，再结合预测的人员意图利用磁吸装置中的磁力调节单元对磁吸装置中的电磁铁的磁吸力大小进行调节，进而完成相关意图动作。基于本发明中的智能磁力试管架，精简了试管的存取步骤，使试管的存取更加智能便捷。

需要说明的是：上述本发明实施例先后顺序仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。且上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。

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

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种用于试管稳定的智能磁力试管架，由底座、支撑杆和夹持杆组成，支撑杆与底座垂直相连，夹持杆与支撑杆垂直相连，且夹持杆可沿支撑杆上下滑动，其特征在于：夹持杆上设置若干个磁吸装置，磁吸装置中包括电磁铁和磁力调节单元；试管架上设置应力传感器、热成像装置和数据处理装置，磁吸装置和应力传感器的个数相等；

2.如权利要求1所述的智能磁力试管架，其特征在于，对采集的应力数据和热成像图像进行处理，获取人员意图，具体为：

获取应力数据序列和热成像图像序列；

3.如权利要求2所述的智能磁力试管架，其特征在于，所述神经网络为分类网络。

4.如权利要求2所述的智能磁力试管架，其特征在于，所述神经网络为孪生网络，利用孪生网络中的一个分支对应力数据序列和热成像图像序列进行处理，获取特征向量；基于所述特征向量获取人员意图。

5.如权利要求3或4所述的智能磁力试管架，其特征在于，放置在所述智能磁力试管架上的试管上有铁片。

6.如权利要求5所述的智能磁力试管架，其特征在于，应力数据变化停止时刻为磁力调节时刻。

7.如权利要求6所述的智能磁力试管架，其特征在于，所述热成像图像为人员手部的热成像图像。