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一种机械臂转移控制方法技术

技术编号：39893861 阅读：6 留言：0更新日期：2023-12-30 13:07
本发明专利技术涉及一种机械臂转移控制方法，属于自动化设备控制技术领域

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【技术实现步骤摘要】
一种机械臂转移控制方法


[0001]本专利技术涉及自动化设备控制
，特别是涉及一种机械臂转移控制方法
。

技术介绍

[0002]随着生物科学技术的飞速发展，用于生物基因检测的样本文库制备仪等工作站成为了基因测序效率提高的重要一环
。
常规基因检测流程中，样本文库制备流程包含许多重复性移液
、
转板
(
反应板等
)
等动作
。
因此，为了进一步释放实验人员的劳动力，减少转板过程可能产生的交叉接触污染风险，对自动化转板机械臂的需求日益增长
。
[0003]然而，常规机械臂的控制系统中存在一些缺陷，如在使用的过程中容易误判是否已经夹持到目标板，在转移目标的时候目标容易脱落等，夹持的不稳定性造成了实验室的污染
、
实验室事故等问题
。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对上述转板夹持时存在误判和稳定性差的问题，提供一种机械臂转移控制方法，能够提高自动化机械臂抓手的控制精度和稳定性，使其工作流程更加稳定
、
可靠
。
[0005]一种机械臂转移控制方法，包括夹持步骤和释放步骤，
[0006]所述夹持步骤包括：
[0007]S1
’
：自适应夹持参数，并实时监控夹持力矩反馈信息；
[0008]S2
’
：启动机械臂的抓手进行夹持操作；
[0009]S3
’
：获取夹持行程信息和夹持力矩反馈信息，并与预设夹持行程允许偏差范围和夹持力矩允许偏差范围进行对比，如所述夹持行程信息和夹持力矩反馈信息均在允许偏差范围内，则继续夹持操作，如所述夹持行程信息和夹持力矩反馈信息任意之一在允许偏差范围外，则进入异常处理程序；
[0010]所述释放步骤包括：
[0011]S1”：自适应释放参数，并实时监控释放力矩反馈信息；
[0012]S2”：启动机械臂的抓手进行释放操作；
[0013]S3”：获取释放行程信息和释放力矩反馈信息，并与预设释放行程允许偏差范围和释放力矩允许偏差范围进行对比，如所述释放行程信息和释放力矩反馈信息均在允许偏差范围内，则继续释放操作，如所述释放行程信息和释放力矩反馈信息任意之一在允许偏差范围外，则进入异常处理程序
。
[0014]上述机械臂转移控制方法，在控制机械臂进行转板操作的夹持或释放时，首先自适应适配夹持或释放参数范围，随后实时监控，通过行程和力矩的双重判断，使得夹持或释放操作的可靠性得到保障，行程和力矩的双重判断条件其中有一个不满足，即触发夹持或释放操作异常，由此可以自动识别目标物是否真实存在或真实被释放，避免了实验室操作的误判，实现了无人值守
、
自动化判断夹持或释放物存在与否的有效性
。
即通过行程和力矩
的双重判断，使得夹持或释放的稳定性得到提升，避免了夹持或释放的偏差而导致物体的转移事故
。
[0015]并且，上述行程判断方法为在电机驱动机械臂抓手夹持或释放过程中，实时反馈当前行程是否落在有效行程区域内，使得机械臂抓手可以根据不同的目标板尺寸进行转移控制，不会因为目标板过小而抓取失败，也不会因为目标板太大而导致目标板在被抓取过程中发生形变
。
[0016]上述力矩判断方法为电机驱动机械臂抓手夹持或释放过程中，实时反馈当前力矩是否落在有效力矩区域内，是否落入有效力矩范围内，可用于判断是否正确夹持到目标板或释放了目标板
。
[0017]综上，由于单一的行程判断可能会因为目标板类型
、
本身批间差异导致无法知道目标板是否已经被夹紧或释放成功，而单一的力矩判断方式又可能会因为机械抓手运动过程中被例如障碍物等干扰而无法判断目标板被真实夹持到位或释放到位
。
[0018]本专利技术通过行程和力矩双重判断互补解决了以上问题，既保证了机械臂抓手既达到目标行程
(
通过行程判断
)
，又同时能够真实被正常夹紧或松开
(
通过力矩判断
)。
可以理解的，上述夹持行程和释放行程均指发生了真实有效的移动距离
。
[0019]在其中一个实施例中，所述夹持步骤
S3
’
中，根据夹持力矩的闭环实时反馈信息判断是否接触目标物，以接触且确保目标物完整的力矩反馈信息范围设立允许偏差范围，根据闭环实时反馈的释放行程信息判断当前机械臂抓手所在行程位置；
[0020]所述释放步骤
S3”中，根据释放力矩的闭环实时反馈信息判断目标物的夹持松紧程度，以松开目标物的力矩反馈信息范围设立允许偏差范围，根据闭环实时反馈的释放行程信息判断当前机械臂抓手所在行程位置
。
[0021]在其中一个实施例中，该转板控制方法以伺服闭环反馈控制系统实现
。
如采用伺服电机作为控制系统的驱动输出，通过伺服闭环反馈控制系统，可实时接受反馈，实现稳定
、
精准的控制
。
[0022]在其中一个实施例中，所述夹持力矩反馈信息经过以下一阶连续平滑滤波处理：将获取到的电流瞬值点与其前序最近若干个电流瞬值点进行均值处理，以得到的一阶电流均值作为该瞬值点的夹持力矩反馈信息值；
[0023]所述释放力矩反馈信息经过以下一阶连续平滑滤波处理：将获取到的电流瞬值点与其前序最近若干个电流瞬值点进行均值处理，以得到的一阶电流均值作为该瞬值点的释放力矩反馈信息值
。
[0024]可以理解的，直接获取得到的电流瞬值点是未经算法处理的原始电流值，由于工作电流容易受到坏境干扰，比如供电稳定性
、
周围磁场状况等，且机械臂抓手与目标物接触过程中电流瞬值波动较大，可通过对电流值做一层滤波处理，以经过连续平滑滤波处理算法后得到一条均值曲线，均值曲线明显提升了电流的抗干扰能力，通过获取电流的闭环反馈，使得力矩的判断更为精准有效，且增强了力矩判断的可靠性
。
[0025]且通过上述处理方法，选择与获取到的电流瞬值点前序最近若干个电流瞬值点进行均值处理，不会导致采集时间延长而使得判断迟钝化，使得力矩的判断兼顾保持了灵敏性和可靠性
。
[0026]可以理解的，因为行程不受环境的干扰，通过编码器能准确记录行程的变化，对于
行程允许偏差范围通过常规算法确认即可
。
[0027]在其中一个实施例中，所述夹持力矩反馈信息和释放力矩反馈信息还经过以下二阶连续平滑滤波处理：将获取到的电流瞬值点进行一阶连续平滑滤波处理，再以该瞬值点的一阶电流均值与其前序最近若干个一阶电流均值进行均值处理，以得到的二阶电流均值作为该瞬值点的夹持力矩反馈信息值
。
通过上述进一步的二阶连续平滑滤波处理，进一步提升了判断可靠性
。
[0028]上述方法，通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种机械臂转移控制方法，其特征在于，包括夹持步骤和释放步骤，所述夹持步骤包括：
S1
’
：自适应夹持参数，并实时监控夹持力矩反馈信息；
S2
’
：启动机械臂的抓手进行夹持操作；
S3
’
：获取夹持行程信息和夹持力矩反馈信息，并与预设夹持行程允许偏差范围和夹持力矩允许偏差范围进行对比，如所述夹持行程信息和夹持力矩反馈信息均在允许偏差范围内，则继续夹持操作，如所述夹持行程信息和夹持力矩反馈信息任意之一在允许偏差范围外，则进入异常处理程序；所述释放步骤包括：
S1”：自适应释放参数，并实时监控释放力矩反馈信息；
S2”：启动机械臂的抓手进行释放操作；
S3”：获取释放行程信息和释放力矩反馈信息，并与预设释放行程允许偏差范围和释放力矩允许偏差范围进行对比，如所述释放行程信息和释放力矩反馈信息均在允许偏差范围内，则继续释放操作，如所述释放行程信息和释放力矩反馈信息任意之一在允许偏差范围外，则进入异常处理程序
。2.
根据权利要求1所述的机械臂转移控制方法，其特征在于，所述夹持步骤
S3
’
中，根据夹持力矩的闭环实时反馈信息判断是否接触目标物，以接触且确保目标物完整的力矩反馈信息范围设立允许偏差范围，根据闭环实时反馈的释放行程信息判断当前机械臂抓手所在行程位置；所述释放步骤
S3”中，根据释放力矩的闭环实时反馈信息判断目标物的夹持松紧程度，以松开目标物的力矩反馈信息范围设立允许偏差范围，根据闭环实时反馈的释放行程信息判断当前机械臂抓手所在行程位置
。3.
根据权利要求1所述的机械臂转移控制方法，其特征在于，该转板控制方法以伺服闭环反馈控制系统实现
。4.
根据权利要求3所述的机械臂转移控制方法，其特征在于，所述夹持力矩反馈信息经过以下一阶连续平滑滤波处理：将获取到的电流瞬值点与其前序最近若干个电流瞬值点进行均值处理，以得到的一阶电流均值作为该瞬值点的夹持力矩反馈信息值；所述释放力矩反馈信息经过以下一阶连续...

【专利技术属性】
技术研发人员：王小锐，昌雄，植美炤，许腾，李永军，
申请(专利权)人：广州微远医疗器械有限公司广州微远医学检验实验室有限公司深圳微远医疗科技有限公司北京微远医学检验实验室有限公司广州微远智造科技有限公司广州微远医学科技有限公司，
类型：发明
国别省市：

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