[发明专利]一种化学试剂智配机控制系统

说明书

本发明公开一种化学试剂智配机控制系统，其中视觉采集模块用于采集机械臂工作台上非固定位置的试剂瓶图片并得到试剂瓶的机械臂相对坐标，将机械臂相对坐标经过欧拉角变换得到抓取指令集，通过信息传递模块将抓取指令集传输至机械臂协同智配模块；机械臂轨迹计算模块用于得出机械臂的配比任务轨迹，并对得到的机械臂的配比任务轨迹进行后置得到配比指令集，通过信息传递模块将配比指令集传输至机械臂协同智配模块；机械臂协同智配模块用于接收抓取指令集和配比指令集，并控制第一机械臂和第二机械臂完成双机协同加工或各自独立工作；本发明的智配机可以适应多种类型工件的配比工作，效率高，可扩展性强，为企业和高校的相关研究与实践提供强有力的基础。

技术领域

本发明属于智能制造与机械臂技术领域，具体属于一种化学试剂智配机控制系统。

背景技术

人工智能的迅速发展将深刻改变人类社会生活，改变世界。而智能制造则是人工智能与制造业的深度融合。随着生命科学技术的飞速发展,生化实验室的研究工作面对的是更为复杂的研究对象和不断增多的样品数量,传统的手工操作方式已经不能满足高通量样品处理过程中所要求的高效性、准确性和安全性。同时，单个机器人因为其自身的一些局限性，往往无法完成较为复杂的工作任务。双工业机器人具有适应性强、灵活性好的优点，是实现智能制造的有效途径。将机器视觉与工业机器人相结合，研究面向机器人配比的机器视觉工件识别与机械臂控制系统具有重要意义。实验操作流程中部分或整体过程的自动化运行已成为必然趋势。

现有的配比仪器大多需要人们进行手动配比，过程较为繁琐且枯燥机械化，甚至有一定的危险性。例如病毒检测、易燃易爆液体实验等。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种化学试剂智配机控制系统，引入视觉采集模块实现未固定位置的零件识别抓取，使化学试剂智配机在实际工作环境中更加适用，代替传统的人工示教编程方式，提高了化学试剂智配机中工业机械臂的编程效率与工作精度。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种化学试剂智配机控制系统，包括机械臂轨迹计算模块、信息传递模块、机械臂协同智配模块和设置在第一机械臂和第二机械臂上的视觉采集模块，其中，

所述视觉采集模块用于采集机械臂工作台上非固定位置的试剂瓶图片并得到试剂瓶的机械臂相对坐标，将机械臂相对坐标经过欧拉角变换得到抓取指令集，通过信息传递模块将抓取指令集传输至机械臂协同智配模块；

所述机械臂轨迹计算模块用于得出机械臂的配比任务轨迹，并对得到的机械臂的配比任务轨迹进行后置得到配比指令集，通过信息传递模块将配比指令集传输至机械臂协同智配模块；

所述机械臂协同智配模块用于接收抓取指令集和配比指令集，并控制第一机械臂和第二机械臂完成双机协同加工或各自独立工作。

进一步的，所述视觉采集模块包括第一视觉采集模块和第二视觉采集模块，第一视觉采集模块和第二视觉采集模块均为摄像头，第一机械臂上连接有第一夹爪，第二机械臂上连接有第二夹爪，第一视觉采集模块设置在第一夹爪上，第二视觉采集模块设置在第二夹爪上。

进一步的，所述第一夹爪上设置有试剂瓶盖夹取部和玻璃杯盖夹取部，玻璃杯夹取玻璃杯盖夹取部设置在试剂瓶盖夹取部的下方。

进一步的，第二夹爪上设置有试剂瓶身夹取部和移液枪夹取部，移液枪夹取部设置在试剂瓶身夹取部下方，移液枪上套设有辅助夹具，辅助夹具上设置有圆形卡槽和三角卡槽用于与第二夹爪移液枪夹取部相配合。

进一步的，所述视觉采集模块基于边缘检测算法对试剂瓶图片进行识别。

进一步的，所述视觉采集模块对试剂瓶图片进行预处理后，通过阈值分割和霍夫圆检测提取试剂瓶中心的像素坐标，并将试剂瓶中心像素坐标转换为机械臂相对坐标。

进一步的，采用以下公式将试剂瓶的中心像素坐标转换为世界坐标系下的机械臂相对坐标：