CN115593871B - 一种康养医院实验室设备运输机器人及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种康养医院实验室设备运输机器人及其控制方法，其中运输机器人包括：机器人本体；传感器组件，用以对运输开始前的待运输设备的长度、宽度以及高度进行检测以及设备运输过程中的设备的实际振动频率和地面的实际倾斜角度进行检测并将各检测结果发送至中控组件；驱动组件，用以提供所述运输机器人运动的动力；活动组件，用以控制所述运输机器人活动的方向和活动距离以及活动速度；输送组件，用以将设备输送至所述机器人本体上；中控组件，用以根据传感器组件输出的对应的运输信息将各组件的对应的运行参数调节至对应值。本发明实现了实验室设备运输的稳定性的提高。

Description

一种康养医院实验室设备运输机器人及其控制方法

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种康养医院实验室设备运输机器人及其控制方法。

背景技术

现有技术中，针对医院实验室设备的运输存在着稳定性不够的缺点，因为医院的实验室设备对于稳定性和安全性的要求比较高，而且造价比较昂贵，所以如何在设备转运和运输过程中最大限度保证设备运输的稳定性就成为了重中之重。

中国专利公开号：CN108098772A。公开了一种运输机器人的控制方法、系统、控制终端及运输机器人，包括接收用户发送来的物品运输请求；驱动所述运输机器人到达发件人地址，并验证发件人信息；驱动所述仓门打开，驱动空置的置物板移动至所述仓门处；以及待所述物品在所述置物板上放置完毕，将所述置物板与收件人信息和收件人地址关联；驱动所述仓门关闭，驱动所述运输机器人移动至所述收件人地址；发送取件信息至收件人，并验证所述收件人信息；驱动所述仓门打开，驱动与所述收件人信息关联的置物板移动至所述仓门处；以及待所述物品取走完毕，驱动所述仓门关闭。本发明的运输机器人的控制方法、系统、控制终端及运输机器人能够保证用户隐私和物品安全。由此可见，所述运输机器人的控制方法、系统、控制终端及运输机器人存在以下问题：尺寸和运输机器人比较接近的实验室设备存在运输安全和稳定性风险。

发明内容

为此，本发明提供一种康养医院实验室设备运输机器人及其控制方法，用以克服现有技术中实验室设备运输稳定性不足的问题。

一方面，本发明提供一种康养医院实验室设备运输机器人，包括：机器人本体；传感器组件，其与所述机器人本体相连，用以对运输开始前的待运输设备的长度、宽度以及高度进行检测以及设备运输过程中的设备的实际振动频率和地面的实际倾斜角度进行检测并将各检测结果发送至中控组件；驱动组件，其与所述机器人本体相连，用以提供所述运输机器人运动的动力；活动组件，其与所述驱动组件相连，用以控制所述运输机器人活动的方向和活动距离以及活动速度；输送组件，其设置于所述活动组件上方，用以将设备输送至所述机器人本体上；中控组件，其分别与所述机器人本体、所述传感器组件、所述驱动组件、所述活动组件以及所述输送组件相连，用以根据传感器组件输出的对应的运输信息将各组件的对应的运行参数调节至对应值；所述中控组件在运输机器人对设备进行运输前根据待运输设备的实际尺寸评估值将运输机器人中动力电机的转速调节至对应值并在运输机器人运输设备时根据设备的实际振动频率将预设尺寸评估值进行修正以及对所述动力电机转速进行二次调节，中控组件在设备的运输过程中进行上坡时根据地面的实际倾斜角度与预设倾斜角度的差值将运输机器人动力电机的加速度调节至对应值。

进一步地，所述中控组件设有预设尺寸评估值G0，中控组件在所述运输机器人对设备进行运输之前根据设置于运输机器人机械臂上的尺寸检测器检测到的待运输设备的实际长宽高的值计算出待运输设备的实际尺寸评估值G判定是否对该待运输设备进行直接运输，设定G=a×A+b×B+c×C，其中，a为待运输设备的长度权重系数，A为待运输设备的长度，b为待运输设备的宽度权重系数,B为待运输设备的宽度，c为待运输设备的高度权重系数，C为待运输设备的高度，

若G≤G0，所述中控组件判定待运输设备的实际尺寸评估值在允许范围内并控制机械臂抓取组件对该设备进行抓取放置到所述输送组件上等待运输；

若G＞G0，所述中控组件判定待运输设备的实际尺寸评估值超出允许范围、计算待运输设备的实际尺寸评估值与预设尺寸评估值的差值△G将所述运输机器人中的动力电机的转速调节至对应值，设定△G=G-G0。

进一步地，所述中控组件设有预设第一尺寸评估值差值△G1、预设第二尺寸评估值差值△G2、预设第一动力电机转速调节系数α1、预设第二动力电机转速调节系数α2以及预设动力电机转速V0，其中，△G1＜△G2，0＜α1＜α2＜1，中控组件在完成是否对待运输设备进行直接运输的判定时根据待运输设备的实际尺寸评估值与预设尺寸评估值的差值对所述运输机器人动力电机转速进行调节，

若△G≤△G1，所述中控组件判定不对所述运输机器人的动力电机转速进行调节；

若△G1＜△G≤△G2，所述中控组件判定使用α2对所述运输机器人动力电机转速进行调节；

若△G＞△G2，所述中控组件判定使用α1对所述运输机器人动力电机转速进行调节；

所述中控组件在使用αi对所述运输机器人动力电机转速进行调节时，设定i=1,2,调节后的运输机器人动力电机转速记为V’，设定V’=V0×（1+αi）/2；中控组件在完成对于运输机器人动力电机转速的调节时控制机械臂抓取组件和输送组件对符合运输尺寸要求的设备进行运输并在运输的过程中检测设备在运输过程中的振动频率并根据振动频率对设备运输过程中的运输机器人的动力电机的转速进行二次调节。

进一步地，所述中控组件设有预设最大尺寸评估值差值△Gmax，中控组件在完成对于运输机器人运行速度的调节时根据待运输设备的实际尺寸评估值与预设尺寸评估值的差值与预设最大尺寸评估值差值的对比结果判定运输过程是否存在碰撞损坏风险，

若△G≤△Gmax，所述中控组件判定设备在运输过程中的碰撞损坏风险、在运输过程中检测设备的振动频率并根据设备的实际振动频率初步判定是否发生碰撞；

若△G＞△Gmax，所述中控组件判定设备在运输过程中的碰撞损坏风险高并不对该待运输设备进行运输。

进一步地，所述中控组件设有预设第一振动频率F1和预设第二振动频率F2，其中F1＜F2，中控组件在完成对于所述运输机器人运行速度的调节时根据振动传感器检测到的运输时的设备的实际振动频率判定设备在运输过程中是否发生碰撞，

若F≤F1，所述中控组件判定设备的实际振动频率在允许范围内且设备未发生碰撞；

若F1＜F≤F2，所述中控组件判定设备的实际振动频率超出允许范围、计算实际振动频率与预设振动频率的差值△F并根据△F将所述预设尺寸评估值和所述运输机器人的动力电机转速分别调节至对应值；

若F＞F2，所述中控组件判定设备在运输过程中发生碰撞并控制所述传感器组件中的视觉传感器对地面的平整度进行检测并根据检测结果对前进路线进行重新规划；

所述中控组件在完成对于设备在运输过程中是否发生碰撞的初步判定时根据当前监测周期中剩余时间内的设备的振动频率是否发生突变进一步判定是否发生碰撞。

进一步地，所述中控组件设有预设第一振动频率差值△F1、预设第二振动频率差值△F2、预设第一预设尺寸评估值调节系数β1、预设第二预设尺寸评估值调节系数β2、预设第三动力电机转速调节系数α3以及预设第四动力电机转速调节系数α4，其中，△F1＜△F2，0＜β1＜β2＜1，0＜α1＜α2＜α3＜α4＜1，中控组件在完成对于设备是否发生碰撞的判定时根据设备在运输过程中的实际振动频率与预设振动频率的差值对预设尺寸评估值进行调节和对所述运输机器人的动力电机转速进行二次调节，

若△F≤△F1，所述中控组件判定不对预设尺寸评估值和动力电机转速进行调节；

若△F1＜△F≤△F2，所述中控组件判定使用β2对所述预设尺寸评估值进行调节，使用α4对所述动力电机转速进行调节；

若△F＞△F2，所述中控组件判定使用β1对所述预设尺寸评估值进行调节，使用α3对所述动力电机转速进行调节；

所述中控组件在使用βj对所述预设尺寸评估值进行调节时，设定j=1,2,调节后的预设尺寸评估值记为G’,设定G’=G0×βj，中控组件使用αi对所述运输机器人动力电机转速进行二次调节，设定i=3,4,调节后的动力电机转速记为V”,设定V”=V’×（1+αi）/2。

进一步地，所述中控组件根据当前监测周期中剩余时间内的设备的振动频率是否发生突变对是否发生碰撞进行进一步判定，

若设备的振动频率发生突变，所述中控组件判定设备在运输过程中发生碰撞并发出设备检查通知；

若设备的振动频率未发生突变，所述中控组件判定设备在运输过程中未发生碰撞并对设备在该振动频率下的持续时长进行监测并根据监测结果判定设备是否存在损坏的风险。

进一步地，所述中控组件设有预设第一倾斜角度S1和预设第二倾斜角度S2，其中S1＜S2，中控组件在完成设备是否发生碰撞的进一步判定时根据设置于运输机器人本体上的角度检测器检测到的所述运输机器人在运输设备过程中的遇到的地面的实际倾斜角度判定设备的运输是否存在滑落危险，

若S≤S1，所述中控组件判定地面实际倾斜角度在允许范围内且不存在滑落危险；

若S1＜S≤S2，所述中控组件判定地面实际倾斜角度超出允许范围、计算实际倾斜角度与预设倾斜角度的差值△S将所述驱动组件的动力电机的加速度调节至对应值，设定△S=S-S1，

若S＞S2，所述中控组件判定设备在运输过程存在滑落危险并发出滑落预警通知。

进一步地，所述中控组件设有预设第一倾斜角度差值△S1、预设第二倾斜角度差值△S2、预设第一加速度调节系数γ1、预设第二加速度调节系数γ2以及预设动力电机加速度E0,其中，△S1＜△S2，1＜γ1＜γ2，中控组件在完成对于设备运输是否存在滑落风险的判定时根据地面的实际倾斜角度与预设倾斜角度的差值对动力电机的加速度进行调节，

若△S≤△S1，所述中控组件判定将动力电机加速度调节至0；

若△S1＜△S≤△S2，所述中控组件判定使用γ1对所述动力电机加速度进行调节；

若△S＞△S2，所述中控组件判定使用γ2对所述动力电机加速度进行调节；

中控组件在使用γk对所述动力电机加速度进行调节时，设定k=1,2,调节后的动力电机加速度记为E’，设定E’=E0×（2+γk）/3。

另一方面，本发明还提供一种康养医院实验室设备运输机器人的控制方法，包括：

步骤S1,在对设备进行运输之前，所述中控组件根据待运输设备的实际尺寸判定是否对该待运输设备进行直接运输并在完成判定时根据待运输设备的实际尺寸评估值与预设尺寸评估值的差值对所述运输机器人的动力电机转速进行调节；

步骤S2，当所述中控组件完成对于运输机器人动力电机转速的调节时，中控组件根据待运输设备的实际尺寸评估值与预设尺寸评估值的差值与预设最大尺寸评估值差值的对比结果判定运输过程是否存在碰撞风险，中控组件在完成对所述运输机器人运行速度的调节时根据振动传感器检测到的运输时的设备的实际振动频率判定设备在运输过程中是否发生碰撞；

步骤S3,当所述中控组件完成对于设备在运输过程是否发生碰撞的判定时，中控组件根据设备在运输过程中的实际振动频率与预设振动频率的差值对预设尺寸评估值和运输机器人的动力电机转速分别进行调节并根据当前监测周期中剩余时间内的设备的振动频率是否发生突变对是否发生碰撞进行进一步判定；

步骤S4,当所述中控组件完成对于设备是否发生碰撞的进一步判定时且处于上坡过程时，中控组件根据地面的实际倾斜角度判定设备的运输是否存在滑落危险且在完成判定时根据地面的实际倾斜角度与预设倾斜角度的差值将动力电机的加速度调节至对应值。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明通过设置传感器组件、驱动组件、活动组件、输送组件以及中控组件，通过设置在传感器组件中的振动传感器、尺寸检测器、角度检测器以及视觉检测器，在运输机器人对设备进行运输前根据尺寸检测器对设备的尺寸检测结果对是否对待运输设备进行直接运输进行判定并对机器人的动力电机转速进行调节，实现了对于动力电机转速的精准调节，提高了对于设备的运输稳定性的调节能力，在对设备进行运输时，通过振动传感器对设备运输过程中的振动频率的检测结果判定设备是否发生碰撞以及对动力电机转速进行二次调节以及对预设尺寸评估值进行调节，在运输机器人对设备在上坡情况下进行运输时根据地面的倾斜角度对动力电机的加速度调节至对应值，提高了对于不平地面运输时的设备运输稳定性，实现了实验室设备运输的稳定性的提高。

进一步地，本发明所述机器人通过设置预设尺寸评估值，可以在所述运输机器人对设备进行运输之前根据待运输设备的实际尺寸计算出的待运输设备的实际尺寸评估值判定是否对该待运输设备进行直接运输，提高了对于设备运输的稳定性，进一步实现了实验室设备运输的稳定性的提高。

进一步地，本发明所述机器人通过设置预设第一尺寸评估值差值、预设第二尺寸评估值差值、预设第一动力电机转速调节系数、预设第二动力电机转速调节系数以及预设动力电机转速，可以在完成是否对待运输设备进行直接运输的判定时根据待运输设备的实际尺寸评估值与预设尺寸评估值的差值对所述运输机器人动力电机转速进行调节，提高了机器人动力电机的精准调节能力，降低了设备尺寸与机器人容纳尺寸相近的时候的运输的发生碰撞和损坏的概率，进一步实现了实验室设备运输的稳定性的提高。

进一步地，本发明所述机器人通过设置预设最大尺寸评估值差值，可以在完成对于运输机器人运行速度的调节时根据待运输设备的实际尺寸评估值与预设尺寸评估值的差值与预设最大尺寸评估值差值的对比结果判定运输过程是否存在碰撞风险，实现了对于运输过程的碰撞风险的精准识别，进一步实现了实验室设备运输的稳定性的提高。

进一步地，本发明所述机器人通过设置预设第一振动频率和预设第二振动频率，可以根据振动传感器检测到的运输时的设备的实际振动频率判定设备在运输过程中是否发生碰撞，提高了对于设备碰撞的精准探测能力，提前避免碰撞的危险，进一步实现了实验室设备运输的稳定性的提高。

进一步地，本发明所述机器人通过设置预设第一振动频率差值、预设第二振动频率差值、预设第一预设尺寸评估值调节系数、预设第二预设尺寸评估值调节系数、预设第三动力电机转速调节系数以及预设第四动力电机转速调节系数，实现了对于发送振动时的对于设备的发生损坏的及时处理和提前检测，进一步实现了实验室设备运输的稳定性的提高。

进一步地，本发明所述机器人通过设置的中控组件根据当前监测周期中剩余时间内的设备的振动频率是否发生突变对是否发生碰撞进行进一步判定，提高了对于设备发生碰撞的精准判定能力，进一步实现了实验室设备运输的稳定性的提高。

进一步地，本发明所述机器人通过设置预设第一倾斜角度和预设第二倾斜角度，可以根据所述运输机器人在运输设备过程中的遇到的地面的实际倾斜角度判定设备的运输是否存在滑落危险，提高了对于滑落危险的监测能力，实现了对于设备运输的稳定性的提高，进一步实现了实验室设备运输的稳定性的提高。

进一步地，本发明所述机器人通过设置预设第一倾斜角度差值、预设第二倾斜角度差值、预设第一加速度调节系数、预设第二加速度调节系数以及预设动力电机加速度，可以根据地面的实际倾斜角度与预设倾斜角度的差值对动力电机的加速度进行调节，提高了倾斜地面的设备运输的稳定性，进一步实现了实验室设备运输的稳定性的提高。

进一步地，本发明所述机器人的控制方法通过在中控组件的预设尺寸评估值、预设振动频率以及预设倾斜角度，可以对设备运输前和运输时以及不同地形运输设备时的设备稳定性和设备是否发生碰撞的精准监测，进一步实现了实验室设备运输的稳定性的提高。

附图说明

图1为本发明实施例一种康养医院实验室设备运输机器人的结构示意图；

图2为本发明实施例一种康养医院实验室设备运输机器人的中控组件、传感器组件、驱动组件以及活动组件之间的连接框图；

图3为本发明实施例一种康养医院实验室设备运输机器人的控制方法的整体流程图；

图4为本发明实施例一种康养医院实验室设备运输机器人的控制方法的步骤S3的具体流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1、图2所示，其分别为本发明实施例一种康养医院实验室设备运输机器人的结构示意图、中控组件、传感器组件、驱动组件以及活动组件之间的连接框图；请参阅图3和图4所示，图3和图4分别为本发明实施例一种康养医院实验室设备运输机器人的控制方法的整体流程图以及步骤S3的具体流程图；本发机器人本体1；

传感器组件，其与所述机器人本体1相连，用以对运输开始前的待运输设备11的长度、宽度以及高度等尺寸进行检测以及设备运输过程中的设备的实际振动频率和地面的实际倾斜角度进行检测并将各检测结果发送至中控组件10；

驱动组件4，其与所述机器人本体1相连，用以提供所述运输机器人运动的动力；

活动组件5，其与所述驱动组件4相连，用以控制所述运输机器人活动的方向和活动距离以及活动速度；

输送组件3，其设置于所述活动组件5上方，用以将设备输送至所述机器人本体1上；

中控组件10，其分别与所述机器人本体1、所述传感器组件、所述驱动组件4、所述活动组件5以及所述输送组件3相连，用以根据传感器组件输出的对应的运输信息将各组件的对应的运行参数调节至对应值；所述中控组件10在运输机器人对设备进行运输前根据待运输设备11的实际尺寸评估值将运输机器人中动力电机的转速调节至对应值并在运输机器人运输设备时根据设备的实际振动频率将预设尺寸评估值进行修正以及对所述动力电机转速进行二次调节，中控组件10在设备的运输过程中进行上坡时根据地面的实际倾斜角度与预设倾斜角度的差值将运输机器人动力电机的加速度调节至对应值。

本发明在机器人本体1上还设有摄像组件9，用以对运输机器人的前进场景进行获取并将场景信息发送至中控组件10以对前进路径进行规划。

本发明通过设置传感器组件、驱动组件4、活动组件5、输送组件3以及中控组件10，通过设置在传感器组件中的振动传感器6、尺寸检测器2、角度检测器7以及视觉检测器8，在运输机器人对设备进行运输前根据尺寸检测器2对设备的尺寸检测结果对是否对待运输设备11进行直接运输进行判定并对机器人的动力电机转速进行调节，实现了对于动力电机转速的精准调节，提高了对于设备的运输稳定性的调节能力，在对设备进行运输时，通过振动传感器6对设备运输过程中的振动频率的检测结果判定设备是否发生碰撞以及对动力电机转速进行二次调节以及对预设尺寸评估值进行调节，在运输机器人对设备在上坡情况下进行运输时根据地面的倾斜角度对动力电机的加速度调节至对应值，提高了对于不平地面运输时的设备运输稳定性，实现了实验室设备运输的稳定性的提高。

请继续参阅图1所示，所述中控组件10设有预设尺寸评估值G0，中控组件10在所述运输机器人对设备进行运输之前根据设置于运输机器人机械臂上的尺寸检测器2检测到的待运输设备11的实际长宽高的值计算出待运输设备11的实际尺寸评估值G判定是否对该待运输设备11进行直接运输，设定G=a×A+b×B+c×C，其中，a为待运输设备11的长度权重系数，A为待运输设备11的长度，b为待运输设备11的宽度权重系数,B为待运输设备11的宽度，c为待运输设备11的高度权重系数，C为待运输设备11的高度，

若G≤G0，所述中控组件10判定待运输设备11的实际尺寸评估值在允许范围内并控制机械臂抓取组件对该设备进行抓取放置到所述输送组件3上等待运输；

若G＞G0，所述中控组件10判定待运输设备11的实际尺寸评估值超出允许范围、计算待运输设备11的实际尺寸评估值与预设尺寸评估值的差值△G将所述运输机器人中的动力电机的转速调节至对应值，设定△G=G-G0。

本发明所述机器人通过设置预设尺寸评估值，可以在所述运输机器人对设备进行运输之前根据待运输设备11的实际尺寸计算出的待运输设备11的实际尺寸评估值判定是否对该待运输设备11进行直接运输，提高了对于设备运输的稳定性，进一步实现了实验室设备运输的稳定性的提高。

请继续参阅图1所示，所述中控组件10设有预设第一尺寸评估值差值△G1、预设第二尺寸评估值差值△G2、预设第一动力电机转速调节系数α1、预设第二动力电机转速调节系数α2以及预设动力电机转速V0，其中，△G1＜△G2，0＜α1＜α2＜1，中控组件10在完成是否对待运输设备11进行直接运输的判定时根据待运输设备11的实际尺寸评估值与预设尺寸评估值的差值对所述运输机器人动力电机转速进行调节，

若△G≤△G1，所述中控组件10判定不对所述运输机器人的动力电机转速进行调节；

若△G1＜△G≤△G2，所述中控组件10判定使用α2对所述运输机器人动力电机转速进行调节；

若△G＞△G2，所述中控组件10判定使用α1对所述运输机器人动力电机转速进行调节；

所述中控组件10在使用αi对所述运输机器人动力电机转速进行调节时，设定i=1,2,调节后的运输机器人动力电机转速记为V’，设定V’=V0×（1+αi）/2；中控组件10在完成对于运输机器人动力电机转速的调节时控制机械臂抓取组件和输送组件3对符合运输尺寸要求的设备进行运输并在运输的过程中检测设备在运输过程中的振动频率并根据振动频率对设备运输过程中的运输机器人的动力电机的转速进行二次调节。

本发明所述机器人通过设置预设第一尺寸评估值差值、预设第二尺寸评估值差值、预设第一动力电机转速调节系数、预设第二动力电机转速调节系数以及预设动力电机转速，可以在完成是否对待运输设备11进行直接运输的判定时根据待运输设备11的实际尺寸评估值与预设尺寸评估值的差值对所述运输机器人动力电机转速进行调节，提高了机器人动力电机的精准调节能力，降低了设备尺寸与机器人容纳尺寸相近的时候的运输的发生碰撞和损坏的概率，进一步实现了实验室设备运输的稳定性的提高。

请继续参阅图1和图2所示，所述中控组件10设有预设最大尺寸评估值差值△Gmax，中控组件10在完成对于运输机器人运行速度的调节时根据待运输设备11的实际尺寸评估值与预设尺寸评估值的差值与预设最大尺寸评估值差值的对比结果判定运输过程是否存在碰撞损坏风险，

若△G≤△Gmax，所述中控组件10判定设备在运输过程中的碰撞损坏风险、在运输过程中检测设备的振动频率并根据设备的实际振动频率初步判定是否发生碰撞；

若△G＞△Gmax，所述中控组件10判定设备在运输过程中的碰撞损坏风险高并不对该待运输设备11进行运输。

本发明所述机器人通过设置预设最大尺寸评估值差值，可以在完成对于运输机器人运行速度的调节时根据待运输设备11的实际尺寸评估值与预设尺寸评估值的差值与预设最大尺寸评估值差值的对比结果判定运输过程是否存在碰撞风险，实现了对于运输过程的碰撞风险的精准识别，进一步实现了实验室设备运输的稳定性的提高。

请继续参阅图2所示，所述中控组件10设有预设第一振动频率F1和预设第二振动频率F2，其中F1＜F2，中控组件10在完成对于所述运输机器人运行速度的调节时根据振动传感器6检测到的运输时的设备的实际振动频率判定设备在运输过程中是否发生碰撞，

若F≤F1，所述中控组件10判定设备的实际振动频率在允许范围内且设备未发生碰撞；

若F1＜F≤F2，所述中控组件10判定设备的实际振动频率超出允许范围、计算实际振动频率与预设振动频率的差值△F并根据△F将所述预设尺寸评估值和所述运输机器人的动力电机转速分别调节至对应值；

若F＞F2，所述中控组件10判定设备在运输过程中发生碰撞并控制所述传感器组件中的视觉传感器对地面的平整度进行检测并根据检测结果对前进路线进行重新规划；

所述中控组件10在完成对于设备在运输过程中是否发生碰撞的初步判定时根据当前监测周期中剩余时间内的设备的振动频率是否发生突变进一步判定是否发生碰撞。

本发明所述机器人通过设置预设第一振动频率和预设第二振动频率，可以根据振动传感器6检测到的运输时的设备的实际振动频率判定设备在运输过程中是否发生碰撞，提高了对于设备碰撞的精准探测能力，提前避免碰撞的危险，进一步实现了实验室设备运输的稳定性的提高。

请继续参阅图2所示，所述中控组件10设有预设第一振动频率差值△F1、预设第二振动频率差值△F2、预设第一预设尺寸评估值调节系数β1、预设第二预设尺寸评估值调节系数β2、预设第三动力电机转速调节系数α3以及预设第四动力电机转速调节系数α4，其中，△F1＜△F2，0＜β1＜β2＜1，0＜α1＜α2＜α3＜α4＜1，中控组件10在完成对于设备是否发生碰撞的判定时根据设备在运输过程中的实际振动频率与预设振动频率的差值对预设尺寸评估值进行调节和对所述运输机器人的动力电机转速进行二次调节，

若△F≤△F1，所述中控组件10判定不对预设尺寸评估值和动力电机转速进行调节；

若△F1＜△F≤△F2，所述中控组件10判定使用β2对所述预设尺寸评估值进行调节，使用α4对所述动力电机转速进行调节；

若△F＞△F2，所述中控组件10判定使用β1对所述预设尺寸评估值进行调节，使用α3对所述动力电机转速进行调节；

所述中控组件10在使用βj对所述预设尺寸评估值进行调节时，设定j=1,2,调节后的预设尺寸评估值记为G’,设定G’=G0×βj，中控组件10使用αi对所述运输机器人动力电机转速进行二次调节，设定i=3,4,调节后的动力电机转速记为V”,设定V”=V’×（1+αi）/2。

本发明所述机器人通过设置预设第一振动频率差值、预设第二振动频率差值、预设第一预设尺寸评估值调节系数、预设第二预设尺寸评估值调节系数、预设第三动力电机转速调节系数以及预设第四动力电机转速调节系数，实现了对于发送振动时的对于设备的发生损坏的及时处理和提前检测，进一步实现了实验室设备运输的稳定性的提高。

请继续参阅图1和图3所示，所述中控组件10根据当前监测周期中剩余时间内的设备的振动频率是否发生突变对是否发生碰撞进行进一步判定，

若设备的振动频率发生突变，所述中控组件10判定设备在运输过程中发生碰撞并发出设备检查通知；

若设备的振动频率未发生突变，所述中控组件10判定设备在运输过程中未发生碰撞并对设备在该振动频率下的持续时长进行监测并根据监测结果判定设备是否存在损坏的风险。

本发明所述机器人通过设置的中控组件10根据当前监测周期中剩余时间内的设备的振动频率是否发生突变对是否发生碰撞进行进一步判定，提高了对于设备发生碰撞的精准判定能力，进一步实现了实验室设备运输的稳定性的提高。

请继续参阅图1和图3所示，所述中控组件10设有预设第一倾斜角度S1和预设第二倾斜角度S2，其中S1＜S2，中控组件10在完成设备是否发生碰撞的进一步判定时根据设置于运输机器人本体1上的角度检测器7检测到的所述运输机器人在运输设备过程中的遇到的地面的实际倾斜角度判定设备的运输是否存在滑落危险，

若S≤S1，所述中控组件10判定地面实际倾斜角度在允许范围内且不存在滑落危险；

若S1＜S≤S2，所述中控组件10判定地面实际倾斜角度超出允许范围、计算实际倾斜角度与预设倾斜角度的差值△S将所述驱动组件4的动力电机的加速度调节至对应值，设定△S=S-S1，

若S＞S2，所述中控组件10判定设备在运输过程存在滑落危险并发出滑落预警通知。

本发明所述机器人通过设置预设第一倾斜角度和预设第二倾斜角度，可以根据所述运输机器人在运输设备过程中的遇到的地面的实际倾斜角度判定设备的运输是否存在滑落危险，提高了对于滑落危险的监测能力，实现了对于设备运输的稳定性的提高，进一步实现了实验室设备运输的稳定性的提高。

请继续参阅图1和图3所示，所述中控组件10设有预设第一倾斜角度差值△S1、预设第二倾斜角度差值△S2、预设第一加速度调节系数γ1、预设第二加速度调节系数γ2以及预设动力电机加速度E0,其中，△S1＜△S2，1＜γ1＜γ2，中控组件10在完成对于设备运输是否存在滑落风险的判定时根据地面的实际倾斜角度与预设倾斜角度的差值对动力电机的加速度进行调节，

若△S≤△S1，所述中控组件10判定将动力电机加速度调节至0；

若△S1＜△S≤△S2，所述中控组件10判定使用γ1对所述动力电机加速度进行调节；

若△S＞△S2，所述中控组件10判定使用γ2对所述动力电机加速度进行调节；

中控组件10在使用γk对所述动力电机加速度进行调节时，设定k=1,2,调节后的动力电机加速度记为E’，设定E’=E0×（2+γk）/3。

本发明所述机器人通过设置预设第一倾斜角度差值、预设第二倾斜角度差值、预设第一加速度调节系数、预设第二加速度调节系数以及预设动力电机加速度，可以根据地面的实际倾斜角度与预设倾斜角度的差值对动力电机的加速度进行调节，提高了倾斜地面的设备运输的稳定性，进一步实现了实验室设备运输的稳定性的提高。

请继续参阅图3和图4所示，一种康养医院实验室设备运输机器人的控制方法，包括：

步骤S1,在对设备进行运输之前，所述中控组件10根据待运输设备11的实际尺寸判定是否对该待运输设备11进行直接运输并在完成判定时根据待运输设备11的实际尺寸评估值与预设尺寸评估值的差值对所述运输机器人的动力电机转速进行调节；

步骤S2，当所述中控组件10完成对于运输机器人动力电机转速的调节时，中控组件10根据待运输设备11的实际尺寸评估值与预设尺寸评估值的差值与预设最大尺寸评估值差值的对比结果判定运输过程是否存在碰撞风险，中控组件10在完成对所述运输机器人运行速度的调节时根据振动传感器6检测到的运输时的设备的实际振动频率判定设备在运输过程中是否发生碰撞；

步骤S3,当所述中控组件10完成对于设备在运输过程是否发生碰撞的判定时，中控组件10根据设备在运输过程中的实际振动频率与预设振动频率的差值对预设尺寸评估值和运输机器人的动力电机转速分别进行调节并根据当前监测周期中剩余时间内的设备的振动频率是否发生突变对是否发生碰撞进行进一步判定；

步骤S4,当所述中控组件10完成对于设备是否发生碰撞的进一步判定时且处于上坡过程时，中控组件10根据地面的实际倾斜角度判定设备的运输是否存在滑落危险且在完成判定时根据地面的实际倾斜角度与预设倾斜角度的差值将动力电机的加速度调节至对应值。

所述步骤S3包括：

步骤S31,当所述中控组件10完成对于设备在运输过程是否发生碰撞的判定时，中控组件10根据设备在运输过程中的实际振动频率与预设振动频率的差值对预设尺寸评估值以及运输机器人动力电机转速分别进行调节；

步骤S32，中控组件10根据当前检测周期中剩余的时间内的设备振动频率是否发生突变对是否发生碰撞进行进一步判定。

本发明所述机器人的控制方法通过在中控组件的预设尺寸评估值、预设振动频率以及预设倾斜角度，可以对设备运输前和运输时以及不同地形运输设备时的设备稳定性和设备是否发生碰撞的精准监测，进一步实现了实验室设备运输的稳定性的提高。

实施例1

本实施例所述康养医院实验室设备运输机器人设置的中控组件设有预设第一尺寸评估值差值△G1、预设第二尺寸评估值差值△G2、预设第一动力电机转速调节系数α1、预设第二动力电机转速调节系数α2以及预设动力电机转速V0，其中，△G1=2,△G2=4，α1=0.7,α2=0.8，V0=1000r/min,中控组件在完成对于是否对待运输设备进行直接运输的判定时根据待运输设备的实际尺寸评估值与预设尺寸评估值的差值对所述运输机器人动力电机转速进行调节，

本实施例中求得△G=3,中控组件判定△G1＜△G≤△G2并使用α2对所述运输机器人动力电机转速进行调节，调节后的动力电机转速记为V’=1000×（1+0.8）/2=900r/min；

中控组件在完成对于运输机器人动力电机转速的调节时控制机械臂抓取组件和输送组件对符合运输尺寸要求的设备进行运输并在运输的过程中检测设备在运输过程中的振动频率并根据振动频率对设备运输过程中的运输机器人的动力电机的转速进行二次调节。

本发明所述机器人通过设置预设第一尺寸评估值差值、预设第二尺寸评估值差值、预设第一动力电机转速调节系数、预设第二动力电机转速调节系数以及预设动力电机转速，在完成对于所述待运输尺寸评估值是否对待运输设备进行直接运输的判定时根据实际待运输尺寸评估值与预设尺寸评估值的差值对所述运输机器人动力电机转速进行调节，提高了机器人动力电机的精准调节能力，降低了尺寸评估值与机器人容纳尺寸相近的时候的运输的发生碰撞和损坏的概率，进一步实现了实验室设备运输的稳定性的提高。

实施例2

本实施例所述康养医院实验室设备运输机器人设置的中控组件设有预设第一尺寸评估值差值△G1、预设第二尺寸评估值差值△G2、预设第一动力电机转速调节系数α1、预设第二动力电机转速调节系数α2以及预设动力电机转速V0，其中，△G1=2,△G2=4，α1=0.7,α2=0.8，V0=1000r/min,中控组件在完成对于所述待运输尺寸评估值是否对待运输设备进行直接运输的判定时根据实际待允许尺寸评估值与预设尺寸评估值的差值对所述运输机器人动力电机转速进行调节，

本实施例中求得△G=5,中控组件判定△G＞△G2并使用α1对所述运输机器人动力电机转速进行调节，调节后的动力电机转速记为V’=1000×（1+0.7）/2=850r/min；

中控组件在完成对于运输机器人动力电机转速的调节时控制机械臂抓取组件和输送组件对符合运输尺寸要求的设备进行运输并在运输的过程中检测设备在运输过程中的振动频率并根据振动频率对设备运输过程中的运输机器人的动力电机的转速进行二次调节。

本发明所述机器人通过设置预设第一尺寸评估值差值、预设第二尺寸评估值差值、预设第一动力电机转速调节系数、预设第二动力电机转速调节系数以及预设动力电机转速，在完成对于所述待运输尺寸评估值是否对待运输设备进行直接运输的判定时根据实际待运输尺寸评估值与预设尺寸评估值的差值对所述运输机器人动力电机转速进行调节，提高了机器人动力电机的精准调节能力，降低了尺寸评估值与机器人容纳尺寸相近的时候的运输的发生碰撞和损坏的概率，进一步实现了实验室设备运输的稳定性的提高。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (8)

1.一种康养医院实验室设备运输机器人，其特征在于，包括：

机器人本体；

传感器组件，其与所述机器人本体相连，用以对运输开始前的待运输设备的长度、宽度以及高度进行检测以及设备运输过程中的设备的实际振动频率和地面的实际倾斜角度进行检测并将各检测结果发送至中控组件；

驱动组件，其与所述机器人本体相连，用以提供所述运输机器人运动的动力；

活动组件，其与所述驱动组件相连，用以控制所述运输机器人活动的方向和活动距离以及活动速度；

输送组件，其设置于所述活动组件上方，用以将设备输送至所述机器人本体上；

中控组件，其分别与所述机器人本体、所述传感器组件、所述驱动组件、所述活动组件以及所述输送组件相连，用以根据传感器组件输出的对应的运输信息将各组件的对应的运行参数调节至对应值；所述中控组件在运输机器人对设备进行运输前根据待运输设备的实际尺寸评估值将运输机器人中动力电机的转速调节至对应值并在运输机器人运输设备时根据设备的实际振动频率将预设尺寸评估值进行修正以及对所述动力电机转速进行二次调节，中控组件在设备的运输过程中进行上坡时根据地面的实际倾斜角度与预设倾斜角度的差值将运输机器人动力电机的加速度调节至对应值；

所述中控组件设有预设第一振动频率F1和预设第二振动频率F2，其中F1＜F2，中控组件在完成对于所述运输机器人运行速度的调节时根据振动传感器检测到的运输时的设备的实际振动频率判定设备在运输过程中是否发生碰撞，

若F≤F1，所述中控组件判定设备的实际振动频率在允许范围内且设备未发生碰撞；

若F1＜F≤F2，所述中控组件判定设备的实际振动频率超出允许范围、计算实际振动频率与预设振动频率的差值△F并根据△F将所述预设尺寸评估值和所述运输机器人的动力电机转速分别调节至对应值；

若F＞F2，所述中控组件判定设备在运输过程中发生碰撞并控制所述传感器组件中的视觉传感器对地面的平整度进行检测并根据检测结果对前进路线进行重新规划；

所述中控组件在完成对于设备在运输过程中是否发生碰撞的初步判定时根据当前监测周期中剩余时间内的设备的振动频率是否发生突变进一步判定是否发生碰撞；

所述中控组件设有预设第一振动频率差值△F1、预设第二振动频率差值△F2、预设第一预设尺寸评估值调节系数β1、预设第二预设尺寸评估值调节系数β2、预设第三动力电机转速调节系数α3以及预设第四动力电机转速调节系数α4，其中，△F1＜△F2，0＜β1＜β2＜1，0＜α1＜α2＜α3＜α4＜1，中控组件在完成对于设备是否发生碰撞的判定时根据设备在运输过程中的实际振动频率与预设振动频率的差值对预设尺寸评估值进行调节和对所述运输机器人的动力电机转速进行二次调节，

若△F≤△F1，所述中控组件判定不对预设尺寸评估值和动力电机转速进行调节；

若△F1＜△F≤△F2，所述中控组件判定使用β2对所述预设尺寸评估值进行调节，使用α4对所述动力电机转速进行调节；

若△F＞△F2，所述中控组件判定使用β1对所述预设尺寸评估值进行调节，使用α3对所述动力电机转速进行调节；

所述中控组件在使用βj对所述预设尺寸评估值进行调节时，设定j=1,2,调节后的预设尺寸评估值记为G’,设定G’=G0×βj，中控组件使用αi对所述运输机器人动力电机转速进行二次调节，设定i=3,4,调节后的动力电机转速记为V”,设定V”=V’×（1+αi）/2。

2.根据权利要求1所述的康养医院实验室设备运输机器人，其特征在于，所述中控组件设有预设尺寸评估值G0，中控组件在所述运输机器人对设备进行运输之前根据设置于运输机器人机械臂上的尺寸检测器检测到的待运输设备的实际长宽高的值计算出待运输设备的实际尺寸评估值G判定是否对该待运输设备进行直接运输，设定G=a×A+b×B+c×C，其中，a为待运输设备的长度权重系数，A为待运输设备的长度，b为待运输设备的宽度权重系数,B为待运输设备的宽度，c为待运输设备的高度权重系数，C为待运输设备的高度，

若G≤G0，所述中控组件判定待运输设备的实际尺寸评估值在允许范围内并控制机械臂抓取组件对该设备进行抓取放置到所述输送组件上等待运输；

若G＞G0，所述中控组件判定待运输设备的实际尺寸评估值超出允许范围、计算待运输设备的实际尺寸评估值与预设尺寸评估值的差值△G将所述运输机器人中的动力电机的转速调节至对应值，设定△G=G-G0。

3.根据权利要求2所述的康养医院实验室设备运输机器人，其特征在于，所述中控组件设有预设第一尺寸评估值差值△G1、预设第二尺寸评估值差值△G2、预设第一动力电机转速调节系数α1、预设第二动力电机转速调节系数α2以及预设动力电机转速V0，其中，△G1＜△G2，0＜α1＜α2＜1，中控组件在完成是否对待运输设备进行直接运输的判定时根据待运输设备的实际尺寸评估值与预设尺寸评估值的差值对所述运输机器人动力电机转速进行调节，

若△G≤△G1，所述中控组件判定不对所述运输机器人的动力电机转速进行调节；

若△G1＜△G≤△G2，所述中控组件判定使用α2对所述运输机器人动力电机转速进行调节；

若△G＞△G2，所述中控组件判定使用α1对所述运输机器人动力电机转速进行调节；

所述中控组件在使用αi对所述运输机器人动力电机转速进行调节时，设定i=1,2,调节后的运输机器人动力电机转速记为V’，设定V’=V0×（1+αi）/2；中控组件在完成对于运输机器人动力电机转速的调节时控制机械臂抓取组件和输送组件对符合运输尺寸要求的设备进行运输并在运输的过程中检测设备在运输过程中的振动频率并根据振动频率对设备运输过程中的运输机器人的动力电机的转速进行二次调节。

4.根据权利要求3所述的康养医院实验室设备运输机器人，其特征在于，所述中控组件设有预设最大尺寸评估值差值△Gmax，中控组件在完成对于运输机器人运行速度的调节时根据待运输设备的实际尺寸评估值与预设尺寸评估值的差值与预设最大尺寸评估值差值的对比结果判定运输过程是否存在碰撞损坏风险，

若△G≤△Gmax，所述中控组件判定设备在运输过程中的碰撞损坏风险、在运输过程中检测设备的振动频率并根据设备的实际振动频率初步判定是否发生碰撞；

若△G＞△Gmax，所述中控组件判定设备在运输过程中的碰撞损坏风险高并不对该待运输设备进行运输。

5.根据权利要求1所述的康养医院实验室设备运输机器人，其特征在于，所述中控组件根据当前监测周期中剩余时间内的设备的振动频率是否发生突变对是否发生碰撞进行进一步判定，

若设备的振动频率发生突变，所述中控组件判定设备在运输过程中发生碰撞并发出设备检查通知；

若设备的振动频率未发生突变，所述中控组件判定设备在运输过程中未发生碰撞并对设备在该振动频率下的持续时长进行监测并根据监测结果判定设备是否存在损坏的风险。

6.根据权利要求5所述的康养医院实验室设备运输机器人，其特征在于，所述中控组件设有预设第一倾斜角度S1和预设第二倾斜角度S2，其中S1＜S2，中控组件在完成设备是否发生碰撞的进一步判定时根据设置于运输机器人本体上的角度检测器检测到的所述运输机器人在运输设备过程中的遇到的地面的实际倾斜角度判定设备的运输是否存在滑落危险，

若S≤S1，所述中控组件判定地面实际倾斜角度在允许范围内且不存在滑落危险；

若S1＜S≤S2，所述中控组件判定地面实际倾斜角度超出允许范围、计算实际倾斜角度与预设倾斜角度的差值△S将所述驱动组件的动力电机的加速度调节至对应值，设定△S=S-S1，

若S＞S2，所述中控组件判定设备在运输过程存在滑落危险并发出滑落预警通知。

7.根据权利要求6所述的康养医院实验室设备运输机器人，其特征在于，所述中控组件设有预设第一倾斜角度差值△S1、预设第二倾斜角度差值△S2、预设第一加速度调节系数γ1、预设第二加速度调节系数γ2以及预设动力电机加速度E0,其中，△S1＜△S2，1＜γ1＜γ2，中控组件在完成对于设备运输是否存在滑落风险的判定时根据地面的实际倾斜角度与预设倾斜角度的差值对动力电机的加速度进行调节，

若△S≤△S1，所述中控组件判定将动力电机加速度调节至0；

若△S1＜△S≤△S2，所述中控组件判定使用γ1对所述动力电机加速度进行调节；

若△S＞△S2，所述中控组件判定使用γ2对所述动力电机加速度进行调节；

中控组件在使用γk对所述动力电机加速度进行调节时，设定k=1,2,调节后的动力电机加速度记为E’，设定E’=E0×（2+γk）/3。

8.一种基于权利要求1-7任一项权利要求所述运输机器人的控制方法，其特征在于，包括：

步骤S1,在对设备进行运输之前，所述中控组件根据待运输设备的实际尺寸判定是否对该待运输设备进行直接运输并在完成判定时根据待运输设备的实际尺寸评估值与预设尺寸评估值的差值对所述运输机器人的动力电机转速进行调节；

步骤S2，当所述中控组件完成对于运输机器人动力电机转速的调节时，中控组件根据待运输设备的实际尺寸评估值与预设尺寸评估值的差值与预设最大尺寸评估值差值的对比结果判定运输过程是否存在碰撞风险，中控组件在完成对所述运输机器人运行速度的调节时根据振动传感器检测到的运输时的设备的实际振动频率判定设备在运输过程中是否发生碰撞；

步骤S3,当所述中控组件完成对于设备在运输过程是否发生碰撞的判定时，中控组件根据设备在运输过程中的实际振动频率与预设振动频率的差值对预设尺寸评估值和运输机器人的动力电机转速分别进行调节并根据当前监测周期中剩余时间内的设备的振动频率是否发生突变对是否发生碰撞进行进一步判定；

步骤S4,当所述中控组件完成对于设备是否发生碰撞的进一步判定时且处于上坡过程时，中控组件根据地面的实际倾斜角度判定设备的运输是否存在滑落危险且在完成判定时根据地面的实际倾斜角度与预设倾斜角度的差值将动力电机的加速度调节至对应值。

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