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【小型挖掘机手臂设计】手臂在实验场景中的应用

作者:jcmp      发布时间:2021-05-03      浏览量:0
手臂新应用场景研究_V1.0一、产品概况

手臂新应用场景研究_V1.0

一、产品概况

1.1项目背景

7月9日Nature封面文章表示AI化学机器人可以在短时间内完成688成688个实验,自主发现新催化剂文章引爆科技圈,其机器人形态为kuka机械臂和移动车组合。文章证明,机械臂系统可以应用于研究化学实验的场景。另外,根据路桥勘探企业相关人员的采访调查,在工程阶段环化(检查方面)的实验量多为重复步骤,根据其工作场景的分析,运营中包括物体识别、捕获、称量、移动定位、分配和催化反应等功能,这些功能对应成熟的硬件解决方案综上所述,产品应用场景广泛,方案成熟,开发要点集中在软硬协作、人机协作和优化算法上,操作性强,成本可控。

1.2产品定位

适用于工作过程中与优化反应和优化过程相关的实体,相关领域包括食品研究、环化检查、药品研发和化学工程等领域。用于解决工作中大量重复性实验带来的人力成本高和时间成本高的问题。

1.3产品核心能力

产品应充分发挥机械臂及其系统动作准确、工作时间长、智能化优势,实现高质量独立完成或与人类合作完成相关实验的能力。为了达到以上目标,必须具备1.柔性配置能力,应用场景广泛,落地方便。2.正确识别、抓取和测量固液化学品的能力,这是高质量完成实验的基础,决定了能否代替人的实验操作。3.物料管理和自主规划实验能力,独立批量完成特定实验可节省时间成本提高效率。4.与实验人员互动合作的能力,特殊反应需要观察气相色彩等操作硬件实现的成本过高。

1.4要说明/风险

1.4.1自主规划实验的功能需要深入需求方的具体工作,必要的实验物体和实验流程各不相同,具有强烈的定制设计色彩,产品硬件设计应遵循最小单元设计和模块化思想。软件设计要保证充分的灵活性,为了实现自主实验的功能,需要相当长的时间来沟通需求和算法的优化。

1.4.2化学反应的结果,有的可以用传感器量化,有的不适合用传感器量化。不适合量化的状况,为了保证实验的进行,实验者必须介入标定的实验结果,工作流程必须保证人在回路处理特殊风险,提高灵活性。

1.4.3快速开发,首先可以着重于需要大量重复固定实验的检测类实验,然后继续开发具有独立计划实验的系统。

二、产品业务流程

2.1以水样高锰钾CD测定为例

可分为五个流程:配置KMnO4/令人兴奋的Na2C2O4赞助的战斗溶液-记录KMnO4溶液滴入水样V1-记录KMnO4溶液滴入水样V2-记录KMnO4溶液

配置KMnO4/霜降,2次记录KMnO4溶液滴入水样量,2次记录V1/V2:

KMnO4溶液滴入Na2C2O4溶液量V3:

2.2

材料管理系统:

定量材料的定位点:流程图的分解与定量取液和定量取固有关,参考Nature封面文章的设计,定量反应对象可以事先制作定量瓶解决,根据不同量的大小放置在不同的瓶子里具体来说,在水样COD的过程中,Na2C2O4固体、KMnO4固体、沸石和硫酸等可以置不同的定位点,夹住机械臂不需要视觉传感器。

定量出液装置:对于固定容量的蒸馏水,可以设计专用的取水点,蒸馏水系统可以设置止回阀和流量计,取水也可以设计定位点。

定容收集器:另外,现场制备的溶液的特定量提取可以通过定容收集器和定量移液装置等外部设备进行解决,这些都是现有的实验设备,设计定位点进行专业处理,无需追加新的传感器。

扩展:随着所需材料的增加,扩展到基于RFID标签的智能材料管理体系,实时盘点材料。

人机合作:

监视系统:实验室独立设计监视系统监视系统整体作业

人机交互:在机械臂端安装高清晰度照相机,可以从第一视角监视反应。在反应阶段保证人在电路上,如高锰酸钾COD法的最后阶段需要观察颜色反应,此时需要访问人类实验员控制实验。

防撞设计:臂和移动车需要合作和防撞功能,臂需要引进深度视觉传感器,车需要引进毫米波雷达和深度视觉传感器。