一种自动化实验试管清洗系统技术方案

本发明专利技术涉及自动清洗领域，尤其涉及一种自动化实验试管清洗系统，本发明专利技术通过设置清洗模块、视觉模块以及控制模块，通过视觉模块获取实验试管的图像，控制模块基于实验试管凸起轮廓的凸起特征判定实验试管的构造类型，自动控制清洗模块动作，包括基于实验试管尺寸特征调整滚刷单元以及冲洗单元的伸缩杆的伸长量，并且，在视觉模块判定实验试管处于第二构造类型时调整滚刷单元的转向关节的转动方向以及转动角度，以对形状特殊的实验试管的凸起部进行滚刷，进而提高了对特殊形状的实验试管进行清洗时的清洗效果以及清洗效率。洗时的清洗效果以及清洗效率。洗时的清洗效果以及清洗效率。

【技术实现步骤摘要】
一种自动化实验试管清洗系统


[0001]本专利技术涉及自动清洗领域，尤其涉及一种自动化实验试管清洗系统。

技术介绍

[0002]随着医药、化学、特种材料等学科在高校、企业、科研单位的广泛开展，相关学科的实验室需要更加高效以及有效的满足当前的科学研究，为了提高实验室的效率，需要对大量的实验试管进行快速且彻底的清洗，以便保证实验试管的清洁性，便于下次实验使用，而且要保证清洗无残留，便于盛放其他药品试剂，避免影响实验效果，因此，对于这些实验试管的清洗是一项非常重要且繁琐的工作，相关的自动化清洗设备也应运而生。
[0003]中国专利公开号：CN114558860A，公开的试管清洁控制系统，包括主控器，主控器的输入端电连接有水质监测模块和温湿度监测模块，主控器的输出端电连接有清洗模块、风干模块和杀菌模块，清洗模块包括均与主控器连接的电磁液阀、水泵和电机，风干模块包括均与主控器连接的电热机和电磁气阀，杀菌模块包括与主控器连接的紫外线灯。
[0004]但是，现有技术中还存在以下问题，现有技术中，清洗异形试管时由于异形试管存在不同凸起部位，对于凸起部分清洗不彻底容易出现残留，清洗效果不佳，现有技术未考虑对于试管的凸起部的特征适应性的调整相关清洗部件的运行参数，进而提高清洗效果。

技术实现思路

[0005]为解决上述问题，本专利技术提供一种自动化实验试管清洗系统，其包括：清洗模块，其用以对实验试管进行清洗，包括用以夹持实验试管的夹持单元、设置在第一机械臂上的冲洗单元以及第二机械臂上的滚刷单元，所述第一机械臂以及第二机械臂均设置在所述夹持单元一侧，所述冲洗单元包括伸缩杆以及喷头，所述滚刷单元包括伸缩杆、转向关节以及刷头；视觉模块，其设置在所述清洗模块的一侧，用以采集实验试管的俯视图以及侧视图；控制模块，其与所述视觉模块以及清洗模块连接，包括图像分析单元以及控制单元，所述图像分析单元用以获取所述视觉模块发送的俯视图，基于所述俯视图确定实验试管凸起轮廓的凸起特征，并基于所述凸起特征判定实验试管的构造类型，所述凸起特征包括凸起深度值以及凸起宽度值，所述构造类型包括第一构造类型以及第二构造类型；所述控制单元用以控制滚刷单元以及冲洗单元移动至预定位置，并基于实验试管尺寸特征将滚刷单元的伸缩杆的伸长量调整至对应值进行滚刷以及将冲洗单元的伸缩杆的伸长量调整至对应值进行冲洗；并且，在所述图像分析单元判定实验试管处于第二构造类型时基于凸起轮廓的分布位置确定滚刷单元转向关节的转动方向以及基于凸起轮廓的凸起特征确定所述转向关
节需转动的角度，并控制转向关节向对应的转动方向转动对应角度。
[0006]进一步地，所述刷头包括电机以及与所述电机连接的柔性毛刷，以使所述电机驱动所述柔性毛刷转动。
[0007]进一步地，所述图像分析单元基于所述俯视图确定实验试管凸起轮廓，其中，所述图像分析单元获取所述视觉模块所采集的俯视图，并以所述俯视图中轮廓中心为坐标原点构建直角坐标系，并确定所述直角坐标系中所述实验试管各轮廓点的坐标，以及，标定与坐标原点的距离大于预设距离阈值的轮廓点，将被标定轮廓点构成的轮廓段确定为实验试管凸起轮廓。
[0008]进一步地，所述图像分析单元确定实验试管凸起轮廓的凸起特征，其中，所述图像分析单元获取所述实验试管凸起轮廓中起始轮廓点坐标以及末端轮廓点坐标，计算所述起始轮廓点坐标与末端轮廓点坐标的距离，将所述距离确定为凸起宽度值；所述图像分析单元获取所述实验试管凸起轮廓中各轮廓点距离所述直角坐标系的坐标原点的距离，并按照公式（1）计算凸起深度值，
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（1）公式（1）中，D表示凸起深度值，Di表示第i轮廓点距离所述直角坐标系的坐标原点的距离，i为大于1的整数，n表示所述实验试管凸起轮廓中轮廓点的数量。
[0009]进一步地，所述图像分析单元基于所述凸起特征判定实验试管的构造类型，其中，所述图像分析单元将凸起深度值与预设的凸起深度对比阈值进行对比，将凸起宽度值与预设的凸起宽度对比阈值进行对比；在第一对比条件下，所述图像分析单元判定实验试管为第一构造类型；在第二对比条件下，所述图像分析单元判定实验试管为第二构造类型；所述第一对比条件为，凸起深度值大于预设的凸起深度对比阈值，且，凸起宽度值小于预设的凸起宽度对比阈值，所述第二对比条件为凸起深度值小于等于预设的凸起深度对比阈值或/和凸起宽度值小于等于预设的凸起宽度对比阈值。
[0010]进一步地，所述控制单元基于实验试管尺寸特征将滚刷单元的伸缩杆的伸长量以及冲洗单元的伸缩杆的伸长量调整至对应值对实验试管进行清洗，其中，所述控制单元获取所述视觉模块发送的侧视图，并确定实验试管的最大长度并按照公式（2）确定滚刷单元的伸缩杆的伸长量以及根据公式（3）确定冲洗单元的伸缩杆的伸长量， （2）
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（3）其中，D1表示滚刷单元的伸缩杆的伸长量，D2表示冲洗单元的伸缩杆的伸长量，表示实验试管的最大长度，d1表示刷头长度，d2表示喷头长度。
[0011]进一步地，所述控制单元基于凸起轮廓的分布位置确定滚刷单元转向关节的转动方向，其中，所述控制单元接收所述视觉模块所采集的俯视图，以所述俯视图中轮廓中心为坐标原点，以水平面为基准面，建立直角坐标系，所述控制单元确定实验试管凸起轮廓中的中间轮廓点的坐标，确定所述中间轮廓点在所述直角坐标系中所处的坐标象限，
若所述中间轮廓点处于第一象限，则所述控制单元确定滚刷单元的转向关节的转动方向为向所述直角坐标系45
°
方向转动；若所述中间轮廓点处于第二象限，则所述控制单元确定滚刷单元转向关节的转动方向为向所述直角坐标系135
°
方向转动；若所述中间轮廓点处于第三象限，则所述控制单元确定滚刷单元转向关节的转动方向为向所述直角坐标系225
°
方向转动；若所述中间轮廓点处于第四象限，则所述控制单元确定滚刷单元转向关节的转动方向为向所述直角坐标系315
°
方向转动。
[0012]进一步地，所述控制单元基于凸起轮廓的凸起特征调整转向关节的转动角度，其中，所述控制单元将所述凸起深度值与预设的第一长度对比阈值以及预设的第二长度对比阈值进行对比，在第一对比条件下，所述控制单元控制所述转向关节向转动方向转动第一转动角度；在第二对比条件下，所述控制单元控制所述转向关节向转动方向转动第二转动角度；在第三对比条件下，所述控制单元控制所述转向关节向转动方向转动第三转动角度；所述第一对比条件为所述凸起深度值大于等于所述第二长度对比阈值，所述第二对比条件为所述凸起深度值大于所述第一长度对比阈值且所述凸起深度值小于所述第二长度对比阈值，所述第三对比条件为所述凸起深度值小于等于所述第一长度对比阈值，所述第一转动角度大于所述第二转动角度，所述第二转动角度大于所述第三转动角度，所述第二长度对比阈值大于所述第一长度对比阈值。
[0013]进一步地，所述控制单元控制滚刷单元以及冲洗单元移动至预定位置，其中，所述控制单元控制第一机械臂动作，将所述冲洗单元移动至所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自动化实验试管清洗系统，其特征在于，包括：清洗模块，其用以对实验试管进行清洗，包括用以夹持实验试管的夹持单元、设置在第一机械臂上的冲洗单元以及第二机械臂上的滚刷单元，所述第一机械臂以及第二机械臂均设置在所述夹持单元一侧，所述冲洗单元包括伸缩杆以及喷头，所述滚刷单元包括伸缩杆、转向关节以及刷头；视觉模块，其设置在所述清洗模块的一侧，用以采集实验试管的俯视图以及侧视图；控制模块，其与所述视觉模块以及清洗模块连接，包括图像分析单元以及控制单元，所述图像分析单元用以获取所述视觉模块发送的俯视图，基于所述俯视图确定实验试管凸起轮廓的凸起特征，并基于所述凸起特征判定实验试管的构造类型，所述凸起特征包括凸起深度值以及凸起宽度值，所述构造类型包括第一构造类型以及第二构造类型；所述控制单元用以控制滚刷单元以及冲洗单元移动至预定位置，并基于实验试管尺寸特征将滚刷单元的伸缩杆的伸长量调整至对应值进行滚刷以及将冲洗单元的伸缩杆的伸长量调整至对应值进行冲洗；并且，在所述图像分析单元判定实验试管处于第二构造类型时，基于凸起轮廓的分布位置确定滚刷单元转向关节的转动方向以及基于凸起轮廓的凸起特征确定所述转向关节需转动的角度，并控制转向关节向对应的转动方向转动对应角度。2.根据权利要求1所述的自动化实验试管清洗系统，其特征在于，所述刷头包括电机以及与所述电机连接的柔性毛刷，以使所述电机驱动所述柔性毛刷转动。3.根据权利要求1所述的自动化实验试管清洗系统，其特征在于，所述图像分析单元基于所述俯视图确定实验试管凸起轮廓，其中，所述图像分析单元获取所述视觉模块所采集的俯视图，并以所述俯视图中轮廓中心为坐标原点构建直角坐标系，并确定所述直角坐标系中所述实验试管各轮廓点的坐标，以及，标定与坐标原点的距离大于预设距离阈值的轮廓点，将被标定轮廓点构成的轮廓段确定为实验试管凸起轮廓。4.根据权利要求3所述的自动化实验试管清洗系统，其特征在于，所述图像分析单元确定实验试管凸起轮廓的凸起特征，其中，所述图像分析单元获取所述实验试管凸起轮廓中起始轮廓点坐标以及末端轮廓点坐标，计算所述起始轮廓点坐标与末端轮廓点坐标的距离，将所述距离确定为凸起宽度值；所述图像分析单元获取所述实验试管凸起轮廓中各轮廓点距离所述直角坐标系的坐标原点的距离，并按照公式（1）计算凸起深度值，
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（1）公式（1）中，D表示凸起深度值，Di表示第i轮廓点距离所述直角坐标系的坐标原点的距离，i为大于1的整数，n表示所述实验试管凸起轮廓中轮廓点的数量。5.根据权利要求1所述的自动化实验试管清洗系统，其特征在于，所述图像分析单元基于所述凸起特征判定实验试管的构造类型，其中，所述图像分析单元将凸起深度值与预设的凸起深度对比阈值进行对比，将凸起宽度值与预设的凸起宽度对比阈值进行对比；在第一对比条件下，所述图像分析单元判定实验试管为第一构造类型；在第二对比条件下，所述图像分析单元判定实验试管为第二构造类型；
所述第一对比条件为，凸起深度值大于预设的凸起深度对比阈值，且，凸起宽度值小于预设的凸起宽度对比阈值，所述第二对比条件为凸起深度值小于等于预设的凸起深度对比阈值或/和凸起宽度值小于等于预设的凸起宽度对比阈值。6.根据权利要求1所述的自动化实验试管清洗系统，其特征在于，所述控制单元基于实验试管尺...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘振国，
申请(专利权)人：潍坊泽成生物技术有限公司，
类型：发明
国别省市：