一种测量移液器步进电机补偿量的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种测量移液器步进电机补偿量的装置及方法，包括感应模块、移动模块和微控模块，所述移动模块与步进电机的输出轴连接，该连接关系将步进电机的旋转运动转化成移动模块的直线运动，步进电机的旋转次数与移动模块的移动距离成正比例关系，所述感应模块和步进电机分别与微控单元电连接，所述微控模块用于控制步进电机并对步进电机进行补偿，所述感应模块用于确定移动模块是否移动到位和判断步进电机是否需要补偿，并通过感应模块与移动模块的配合来确定需要补偿的具体脉冲数。本发明专利技术具有使用范围广，根据不同场合灵活应用，补偿精度高，避免从步进电机的内部测量步进电机角速度与电流的关系来计算补偿量，实现简洁的闭环控制的优点。的闭环控制的优点。的闭环控制的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种测量移液器步进电机补偿量的装置及方法


[0001]本专利技术涉及电机控制领域，具体涉及一种测量移液器步进电机补偿量的装置及方法。

技术介绍

[0002]随着计算机控制系统的发展,步进电机分为开环控制和闭环控制两种,开环与闭环的根本区别就在于会不会反馈当前运行的状态信号，开环没有反馈信号所以只按顺序执行，而闭环有反馈信号，根据反馈信号使步进电机驱动器采取相应的动作措施或将反馈信号反馈给PLC，由PLC决定下一步的程序处理。在开环控制下步进电机通过具有时间间隔的脉冲序列控制，无反馈信号和相应的电子线路，这种控制虽然简单，费用低，但容易产生共振、振荡、失步和难以实现高速的问题,并且定位精度比较低；而采用闭环控制,能够得到比开环控制更高的运行速度,具有更稳定、更光滑的转速,定位精度高的优点。
[0003]在实际使用中，步进电机采用闭环控制系统是为了使步进电机能在某些情况下替代昂贵的伺服电机,在步进电机闭环控制系统中一般是通过加长电机尾部的电机轴,并额外安装一个编码器和编码器壳子,实现对步进电机角位移的测量,用于对步进电机进行定位，例如专利号为CN201811211169.6的专利，公开了一种步进电机转动角度补偿方法及装置，包括：确定步进电机所转过的角度和步进电机转动电角度；获取步进电机的电流角频率，确定补偿角；其中，电流角频率与补偿角的对应关系是针对预设的每个电流信号，采用该电流信号控制步进电机运行，按照预设的步长，调整补偿角，在步进电机转速最大时，记录当前电流角频率与补偿角的对应关系并保存的；采用所述补偿角对所述电角度进行补偿。由于针对预设的每个电流信号，采用该电流信号控制步进电机运行，按照预设的步长，调整补偿角，并在步进电机转动速度最大时，记录当前电流角频率与补偿角的对应关系。
[0004]但是这种结构破坏了电机的整体结构,导致电机尺寸发生了变化,体积变大,虽然较伺服电机降低了成本,也实现了步进电机的定位，但是由于加长电机轴、编码器壳的使用,使得电机的体积大，不利于步进电机的灵活安装和使用，限制了步进电机的应用范围，例如医疗领域中，移液器的使用等；并且在确定步进电机的补偿量时，是通过测量步进电机的角速度与电流之间的关系来实现的，测量过程复杂麻烦且不清晰明了。
[0005]在实际的使用过程中，尤其是要医疗领域，例如在医院的检测化验科，每天均需要对大量的血液样本或尿液样本进行检测分析，检测化验这些样本，一般均需要使用检测设备完成，过程中还需要添加相应的化学检测剂，且一般均需要向装有生物液体的器皿(如试管)内滴入相应的化学检测剂，使化学检测剂与待检测的生物液体发生化学反应，从而完成相关指标的检测。对应的，往往需要使用移液器，移液器用于精准滴注某一种化学试剂，因此对于移液器移动的精准度要求高，并且为了使移动移液器能更方便的移动，对其电机的补偿和尺寸要求高，例如应用在专利号为CN215917445，公开了一种带独立移动装置的气动移液器，包括移液器和移动装置，移液器和移动装置连接，移动装置和支架连接，移液器通过移动装置安装在支架上。移动装置包括外壳、驱动组件和连杆组件，驱动组件安装于外壳
的一端，连杆组件安装于外壳内且连杆组件的一端贯穿外壳与驱动组件连接；外壳的一侧与支架连接，移液器设于外壳远离支架的一侧且与连杆组件连接；外壳内开设有第一限位槽，连杆组件设于第一限位槽内，外壳靠近移液器的一侧开设有避让口，连杆组件穿过避让口与移液器连接，移液器能够沿避让口的高度方向上下移动。该装置中便需要使用尺寸小，补偿精度高的步进电机来充当驱动组件。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种测量移液器步进电机补偿量的装置及方法，利用光电感应器来实现步进电机控制系统中测量步进电机需要的补偿量，避免从步进电机的内部测量步进电机角速度与电流的关系，将步进电机的旋转运动，转化成更清晰明了的直线运动，从而实现更加方便的测量步进电机的补偿量，实现简洁的闭环控制。
[0007]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0008]一种测量移液器步进电机补偿量的装置，包括感应模块、移动模块和微控模块，所述移动模块与步进电机的输出轴连接，该连接关系将步进电机的旋转运动转化成移动模块的直线运动，步进电机的旋转次数与移动模块的移动距离成正比例关系，所述感应模块和步进电机分别与微控单元电连接，所述微控模块用于控制步进电机并对步进电机进行补偿，所述感应模块用于确定移动模块是否移动到位和判断步进电机是否需要补偿，并通过感应模块与移动模块的配合来确定需要补偿的具体脉冲数。
[0009]所述感应模块、移动模块和步进电机均安装在安装底板上。
[0010]所述微控模块，又称单片微型计算机或者单片机，是把中央处理器的频率与规格做适当缩减，并将内存、计数器、USB、A/D转换、UART、PLC、DMA等周边接口，甚至LCD驱动电路都整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。
[0011]所述感应模块，所述感应模块，包括若干的光电感应器，若干的光电感应器沿安装底板的长度方向与安装底板连接，光电感应器与微控模块电连接。
[0012]所述移动模块，所述移动模块，包括滑动导轨、丝杆、安装座和带槽触发片，所述滑动导轨设置在安装底板上，所述丝杆的一端通过联轴器与步进电机的输出轴连接，丝杆的另一端通过轴承与安装底板转动连接，所述滑动导轨的滑动方向、丝杆的长度方向和光电感应器的排列方向相互平行，所述安装座与所述滑动导轨滑动连接，且安装座通过丝杆螺母与丝杆连接，所述带槽触发片安装在安装座上，并与光电感应器相配合，所述带槽触发片设有多个间距相同、宽度一致的槽口，该槽口与所述光电感应器相配合，用于触发光电感应器，且槽口的宽度、相邻槽口之间的距离相同。
[0013]一种测量移液器步进电机补偿量的方法，所述方法包括：
[0014]S1、确定步进电机正常情况下旋转一周所需的脉冲数N，步进电机正常情况下旋转一周带动移动模块直线移动的距离S，移动模块触发一次感应模块所移动的单位距离A；
[0015]S2、设定发出的脉冲数为N
m
，其中N
m
≥N，根据步骤S1，感应模块应当触发的次数为T
m
次，移动模块应当移动的距离为S
m
，其中T
m
＝S
m
/A，T
m
为正整数，当步进电机接收完N
m
个脉冲数时，根据感应模块实际触发的次数是否达到T
m
次来判断步进电机是否需要补偿，若感应模块实际触发的次数达到T
m
次，则步进电机不需要补偿，若感应模块实际触发的次数没
有达到T
m
次，则步进电机产生了丢步需要补偿，继续发出Δ个脉冲数，直至触发了T
m
次感应模块；
[0016]S3、根据步骤S2确定步进电机的一次补偿量，即步进电机发生丢步所对应的脉冲数为Δ，通过控本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种测量移液器步进电机补偿量的装置，其特征在于，包括感应模块、移动模块和微控模块，所述移动模块与步进电机的输出轴连接，该连接关系将步进电机的旋转运动转化成移动模块的直线运动，步进电机的旋转次数与移动模块的移动距离成正比例关系，所述感应模块和步进电机分别与微控单元电连接，所述微控模块用于控制步进电机并对步进电机进行补偿，所述感应模块用于确定移动模块是否移动到位和判断步进电机是否需要补偿，并通过感应模块与移动模块的配合来确定需要补偿的具体脉冲数。2.根据权利要求1所述的一种测量移液器步进电机补偿量的装置，其特征在于：所述感应模块、移动模块和步进电机均安装在安装底板上。3.根据权利要求2所述的一种测量移液器步进电机补偿量的装置，其特征在于：所述感应模块，包括若干的光电感应器，若干的光电感应器沿安装底板的长度方向与安装底板连接，光电感应器与微控模块电连接。4.根据权利要求3所述的一种测量移液器步进电机补偿量的装置，其特征在于：所述移动模块，包括滑动导轨、丝杆、安装座和带槽触发片，所述滑动导轨设置在安装底板上，所述丝杆的一端通过联轴器与步进电机的输出轴连接，丝杆的另一端通过轴承与安装底板转动连接，所述滑动导轨的滑动方向、丝杆的长度方向和光电感应器的排列方向相互平行，所述安装座与所述滑动导轨滑动连接，且安装座通过丝杆螺母与丝杆连接，所述带槽触发片安装在安装座上，并与光电感应器相配合。5.根据权利要求4所述的一种测量移液器步进电机补偿量的装置，其特征在于：所述带槽触发片设有多个间距相同、宽度一致的槽口，该槽口与所述光电感应器相配合，用于触发光电感应器，且槽口的宽度、相邻槽口之间的距离相同。6.一种测量移液器步进电机补偿量的方法，基于权利要求1所述的一种测量移液器步进电机补偿量的装置，其特征在于：所述方法包括：S1、确定步进电机正常情况下旋转一...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘桃江，李仁攀，吴胜勇，羿应财，骆世先，吴天春，
申请(专利权)人：成都开图医疗系统科技有限公司，
类型：发明
国别省市：