本發(fā)明屬于圖像解碼與自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種帶有自動(dòng)掃描樣品信息功能的進(jìn)樣控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

帶有自動(dòng)掃描樣品信息的進(jìn)樣控制系統(tǒng)是根據(jù)圖像掃描技術(shù)、解碼算法的原理實(shí)現(xiàn)樣品信息的自動(dòng)掃描與解碼，并根據(jù)運(yùn)動(dòng)控制算法實(shí)現(xiàn)三維空間的自動(dòng)定位、抓取與投遞樣品，具有掃描精度高、定位準(zhǔn)確、通用型強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。在樣品數(shù)量龐大、需采用自動(dòng)進(jìn)樣的應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)，手工錄入樣品信息工作量大、人員操作繁瑣、容易出錯(cuò)，并直接影響了儀器的工作效率。因此，本發(fā)明在多樣品自動(dòng)進(jìn)樣的基礎(chǔ)上增加樣品信息自動(dòng)掃描的功能，避免了手工錄入出錯(cuò)的問(wèn)題、減少了操作人員的工作量，對(duì)復(fù)檢樣品的數(shù)據(jù)比對(duì)，歷史數(shù)據(jù)庫(kù)的建立提供了有力的支撐。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種帶有自動(dòng)掃描樣品信息功能的進(jìn)樣控制系統(tǒng)，解決帶有多樣品自動(dòng)進(jìn)樣控制系統(tǒng)的檢測(cè)儀器在應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)由于樣品量龐大、手工錄入信息工作量大，且操作繁瑣，易出錯(cuò)等問(wèn)題，有效地提高儀器的工作效率，減少人力和時(shí)間成本的浪費(fèi)，最終實(shí)現(xiàn)儀器的全自動(dòng)化檢測(cè)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供一種帶有自動(dòng)掃描樣品信息功能的進(jìn)樣控制系統(tǒng)，用于控制進(jìn)樣裝置，所述進(jìn)樣裝置包括X軸21、Y軸22、Z軸23、機(jī)械抓手24、樣品杯26、X軸滑塊27、Y軸滑塊28和Z軸滑塊29。

所述進(jìn)樣控制系統(tǒng)包括上位機(jī)1、串口數(shù)據(jù)線2、主控電路3、條碼掃描電路4、解碼電路5、X軸電機(jī)6、Y軸電機(jī)7、Z軸電機(jī)8、機(jī)械抓手電機(jī)9、X軸光電開(kāi)關(guān)11、X軸限位開(kāi)關(guān)10、Y軸光電開(kāi)關(guān)14、Y軸限位開(kāi)關(guān)13、Z軸光電開(kāi)關(guān)16和Z軸限位開(kāi)關(guān)15。

所述X軸電機(jī)6、Y軸電機(jī)7和Z軸電機(jī)8分別設(shè)置在X軸21、Y軸22和Z軸23上，X軸電機(jī)6、Y軸電機(jī)7和Z軸電機(jī)8的動(dòng)力輸出端分別與X軸滑塊27、Y軸滑塊28和Z軸滑塊29連接；所述機(jī)械抓手電機(jī)9設(shè)置在Z軸滑塊29上，機(jī)械抓手電機(jī)9的動(dòng)力輸出端與機(jī)械抓手24連接。

所述X軸光電開(kāi)關(guān)11和X軸限位開(kāi)關(guān)10設(shè)置在X軸21的X軸初始位置上。

所述Y軸光電開(kāi)關(guān)14和Y軸限位開(kāi)關(guān)13設(shè)置在Y軸22的Y軸初始位置上。

所述Z軸光電開(kāi)關(guān)16和Z軸限位開(kāi)關(guān)15設(shè)置在Z軸23的Z軸初始位置上。

所述條碼掃描電路4設(shè)置在機(jī)械抓手24上，樣品杯26的杯蓋上表面設(shè)置有條碼。

所述上位機(jī)1通過(guò)串口數(shù)據(jù)線2與主控電路3連接，所述主控電路3分別與條碼掃描電路4、解碼電路5、X軸電機(jī)6、Y軸電機(jī)7、Z軸電機(jī)8、機(jī)械抓手電機(jī)9、X軸光電開(kāi)關(guān)11、X軸限位開(kāi)關(guān)10、Y軸光電開(kāi)關(guān)14、Y軸限位開(kāi)關(guān)13、Z軸光電開(kāi)關(guān)16和Z軸限位開(kāi)關(guān)15連接。

所述條碼掃描電路4與解碼電路5通過(guò)數(shù)據(jù)排線互連。

所述機(jī)械抓手24上還設(shè)置有防撞開(kāi)關(guān)12，所述防撞開(kāi)關(guān)12與主控電路3連接，當(dāng)防撞開(kāi)關(guān)12的狀態(tài)改變，主控電路3緊急停止各軸運(yùn)動(dòng)，并向上位機(jī)1報(bào)警。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：

本發(fā)明解決了自動(dòng)進(jìn)樣儀器使用時(shí)由于手工錄入樣品信息工作量大、操作繁瑣導(dǎo)致的信息錄入錯(cuò)誤，歷史數(shù)據(jù)校對(duì)困難、儀器工作效率不高等問(wèn)題。有效地提高儀器的自動(dòng)化與安全性，節(jié)約了人力與時(shí)間的成本；同時(shí)對(duì)復(fù)檢樣品的數(shù)據(jù)比對(duì)，歷史數(shù)據(jù)庫(kù)的建立提供硬件的支持。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明帶有自動(dòng)掃描樣品信息功能的進(jìn)樣控制系統(tǒng)的示意圖；

圖2為進(jìn)樣裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

其中的附圖標(biāo)記為：

1上位機(jī) 2串口數(shù)據(jù)線

3主控電路 4條碼掃描電路

5解碼電路 6X軸電機(jī)

7Y軸電機(jī) 8Z軸電機(jī)

9機(jī)械抓手電機(jī) 10X軸限位開(kāi)關(guān)

11X軸光電開(kāi)關(guān) 12防撞開(kāi)關(guān)

13Y軸限位開(kāi)關(guān) 14Y軸光電開(kāi)關(guān)

15Z軸限位開(kāi)關(guān) 16Z軸光電開(kāi)關(guān)

20底板 21X軸

22Y軸 23Z軸

24機(jī)械抓手 25樣品托盤(pán)

26樣品杯 27X軸滑塊

28Y軸滑塊 29Z軸滑塊

30進(jìn)樣口

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明。

本發(fā)明通過(guò)串口數(shù)據(jù)線完成上位機(jī)與主控電路的數(shù)據(jù)通信，由主控電路控制機(jī)械抓手在三維坐標(biāo)系內(nèi)的任意移動(dòng)，同時(shí)觸發(fā)條碼掃描電路，實(shí)現(xiàn)樣品信息的掃描以及對(duì)有無(wú)樣品杯的檢測(cè)；并由解碼電路對(duì)掃描的圖像進(jìn)行解碼，打包傳輸給主控電路；實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品信息的準(zhǔn)確解碼，并通過(guò)串口傳輸給上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)樣品信息的自動(dòng)錄入；同時(shí)主控電路通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)機(jī)械抓手上的防撞開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)在發(fā)生碰撞時(shí)對(duì)機(jī)械抓手、樣品托盤(pán)、樣品杯的保護(hù)。

本發(fā)明在機(jī)械抓手上設(shè)有條碼掃描電路4，對(duì)樣品杯定位后自動(dòng)掃描樣品杯蓋上的條碼，實(shí)現(xiàn)樣品信息的自動(dòng)掃描；并通過(guò)解碼電路5對(duì)掃描的圖像進(jìn)行解碼，得到準(zhǔn)確的樣品信息，通過(guò)主控電路3打包處理后傳輸給上位機(jī)1，實(shí)現(xiàn)樣品信息在測(cè)試軟件中的自動(dòng)錄入；主控電路3在不同狀態(tài)下觸發(fā)條碼掃描電路4和解碼電路5，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品杯有無(wú)和抓取成功與否的檢測(cè)；同時(shí)通過(guò)實(shí)時(shí)查詢機(jī)械抓手上的防撞開(kāi)關(guān)12，實(shí)現(xiàn)發(fā)生碰撞情況時(shí)緊急停止與報(bào)警，提高儀器運(yùn)行的可靠性與安全性。

本發(fā)明提供的帶有自動(dòng)掃描樣品信息功能的進(jìn)樣控制系統(tǒng)，用于控制進(jìn)樣裝置，如圖2所示，進(jìn)樣裝置包括底板20、X軸21、Y軸22、Z軸23、機(jī)械抓手24、樣品托盤(pán)25、樣品杯26、X軸滑塊27、Y軸滑塊28、Z軸滑塊29和進(jìn)樣口30。X軸21、Y軸22和Z軸23相互垂直構(gòu)成機(jī)械抓手24的三維運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系。

其中，X軸21水平固接在底板20上，X軸滑塊27滑動(dòng)連接在X軸21上；Y軸22的首端水平垂直固接在X軸滑塊27上，Y軸滑塊28滑動(dòng)連接在Y軸22上；Z軸23垂直于水平面固接在Y軸滑塊28上，Z軸滑塊29滑動(dòng)連接在Z軸上。機(jī)械抓手24垂直于水平面固接在Z軸滑塊29上。樣品托盤(pán)25水平設(shè)置在底板20上，樣品托盤(pán)25上均勻設(shè)置有多個(gè)樣品杯26。樣品托盤(pán)25上設(shè)置有進(jìn)樣口30。

本發(fā)明定義：

機(jī)械抓手24隨著X軸滑塊27和Y軸滑塊28在X軸21和Y軸22方向上移動(dòng)，當(dāng)機(jī)械抓手24移動(dòng)到初始樣品杯(本實(shí)施例的初始樣品杯為樣品托盤(pán)25左上端的樣品杯26)的正上方的位置時(shí)，機(jī)械抓手24的中心在X軸21和Y軸22上的投影點(diǎn)分別定義為X軸初始位置和Y軸初始位置。

Z軸23上的Z軸滑塊29行程的最高點(diǎn)定義為Z軸初始位置。

如圖1和2所示，本發(fā)明帶有自動(dòng)掃描樣品信息功能的進(jìn)樣控制系統(tǒng)包括上位機(jī)1、串口數(shù)據(jù)線2、主控電路3、條碼掃描電路4、解碼電路5、X軸電機(jī)6、Y軸電機(jī)7、Z軸電機(jī)8、機(jī)械抓手電機(jī)9、X軸光電開(kāi)關(guān)11、X軸限位開(kāi)關(guān)10、Y軸光電開(kāi)關(guān)14、Y軸限位開(kāi)關(guān)13、Z軸光電開(kāi)關(guān)16、Z軸限位開(kāi)關(guān)15和防撞開(kāi)關(guān)12。

如圖2所示，所述X軸電機(jī)6、Y軸電機(jī)7和Z軸電機(jī)8分別設(shè)置在X軸21、Y軸22和Z軸23上，X軸電機(jī)6、Y軸電機(jī)7和Z軸電機(jī)8的動(dòng)力輸出端分別與X軸滑塊27、Y軸滑塊28和Z軸滑塊29連接。所述機(jī)械抓手電機(jī)9設(shè)置在Z軸滑塊29上，機(jī)械抓手電機(jī)9的動(dòng)力輸出端與機(jī)械抓手24連接，用于控制機(jī)械抓手24抓取樣品杯26。

所述X軸光電開(kāi)關(guān)11和X軸限位開(kāi)關(guān)10設(shè)置在X軸21的X軸初始位置上。

所述Y軸光電開(kāi)關(guān)14和Y軸限位開(kāi)關(guān)13設(shè)置在Y軸22的Y軸初始位置上。

所述Z軸光電開(kāi)關(guān)16和Z軸限位開(kāi)關(guān)15設(shè)置在Z軸23的Z軸初始位置上。

所述防撞開(kāi)關(guān)12和條碼掃描電路4設(shè)置在機(jī)械抓手24上，樣品杯26的杯蓋上表面設(shè)置有條碼，條碼掃描電路4能夠掃描樣品杯26的杯蓋上表面的條碼。

所述上位機(jī)1通過(guò)串口數(shù)據(jù)線2與主控電路3連接，所述主控電路3分別與條碼掃描電路4、解碼電路5、X軸電機(jī)6、Y軸電機(jī)7、Z軸電機(jī)8、機(jī)械抓手電機(jī)9、X軸光電開(kāi)關(guān)11、X軸限位開(kāi)關(guān)10、Y軸光電開(kāi)關(guān)14、Y軸限位開(kāi)關(guān)13、Z軸光電開(kāi)關(guān)16、Z軸限位開(kāi)關(guān)15和防撞開(kāi)關(guān)12連接。

所述條碼掃描電路4與解碼電路5通過(guò)數(shù)據(jù)排線互連。

本發(fā)明工作過(guò)程為：

儀器上電，上位機(jī)1通過(guò)串口數(shù)據(jù)線2下發(fā)回到初始位置的命令，主控電路3接收到命令后控制控制Z軸電機(jī)8向上運(yùn)動(dòng)，并查詢Z軸光電開(kāi)關(guān)16的狀態(tài)，當(dāng)Z軸光電開(kāi)關(guān)16的狀態(tài)改變后，Z軸電機(jī)8減速運(yùn)動(dòng)，直到查詢到Z軸限位開(kāi)關(guān)15狀態(tài)改變后停止運(yùn)動(dòng)。此時(shí)，主控電路3控制X軸電機(jī)6和Y軸電機(jī)7運(yùn)動(dòng)，當(dāng)查詢到X軸光電開(kāi)關(guān)11、Y軸光電開(kāi)關(guān)14狀態(tài)改變后，X軸電機(jī)6和Y軸電機(jī)7減速運(yùn)動(dòng)；當(dāng)查詢到X軸限位開(kāi)關(guān)10、Y軸限位開(kāi)關(guān)13狀態(tài)改變后，X軸電機(jī)6和Y軸電機(jī)7停止運(yùn)動(dòng)，并通知上位機(jī)1機(jī)械抓手24回到初始位置動(dòng)作完成。

上位機(jī)1根據(jù)用戶選擇的樣品位置，下發(fā)送樣命令，主控電路3接收到命令并進(jìn)行解析，控制X軸電機(jī)6和Y軸電機(jī)7運(yùn)動(dòng)，機(jī)械抓手24到達(dá)待測(cè)樣品杯26上方位置后，主控電路3控制Z軸電機(jī)8運(yùn)動(dòng)，機(jī)械抓手24隨Z軸滑塊29下降到待測(cè)樣品的上方，同時(shí)觸發(fā)條碼掃描電路4開(kāi)始掃描待測(cè)樣品杯26杯蓋上的條碼，并將掃描的圖像傳輸給解碼電路5進(jìn)行解碼，主控電路3根據(jù)解碼電路5反饋的碼值判斷樣品杯26的有無(wú)：若無(wú)樣品杯26，則反饋給上位機(jī)1等待下一步指令；若有樣品杯26，則將樣品信息的碼值打包傳輸給上位機(jī)1，軟件自動(dòng)錄入到樣品名稱中。

同時(shí)，主控電路3控制機(jī)械抓手電機(jī)9運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)機(jī)械抓手24抓取樣品杯26，當(dāng)查詢到Z軸23的Z軸光電開(kāi)關(guān)16狀態(tài)改變后，主控電路3再次觸發(fā)條碼掃描電路4和解碼電路5對(duì)樣品杯26的杯蓋上的條碼進(jìn)行掃描與解碼，判斷樣品杯26是否成功抓取，并控制X軸電機(jī)6、Y軸電機(jī)7、Z軸電機(jī)8和機(jī)械抓手電機(jī)9移動(dòng)機(jī)械抓手24到達(dá)進(jìn)樣口30位置，并投遞樣品杯26。

投遞結(jié)束后，主控電路3控制Z軸電機(jī)8運(yùn)動(dòng)，將Z軸滑塊29升起至Z軸23原點(diǎn)位置，此時(shí)上位機(jī)1進(jìn)入樣品檢測(cè)狀態(tài)。

在裝載樣品與卸載樣品的整個(gè)過(guò)程中，主控電路3實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)防撞開(kāi)關(guān)12的狀態(tài)，當(dāng)發(fā)生碰撞情況、防撞開(kāi)關(guān)12的狀態(tài)改變，主控電路3緊急停止各軸運(yùn)動(dòng)，并向上位機(jī)1報(bào)警。