体外诊断原理与设计-第14讲-夹爪控制

体外诊断仪器原理与设计PrincipleandDesignofInVitroDiagnosticInstrument第14讲夹爪控制1“14.12

夹爪是体外诊断仪器夹持组件的核心部件，也是样品传动模块的重要组成部件之一，在全自动移液移杯实验平台（IVD3）上用于夹取试管，实现试管在不同平台间的传动。理论基础TheoreticalBasis夹爪规格参数3

全自动移液移杯实验平台使用的是智能电动夹爪，主要功能是实现试管的夹取，该夹爪既可以通过485总线控制，也可以通过I/O简易灵活控制；项目参数工作电压DC12V夹持行程（mm）10最大夹持力（N）35开闭速度（mm/s）5～15夹爪接口4电源电机通讯引脚定义1.12V电源输入（红粗线）2.GND电源地（黑粗线）3.A+电机A+接口4.A-电机A-接口5.B+电机B+接口6.B-电机B-接口7.485A485总线A（黑细线）8.485B485总线B（红细线）控制端口引脚定义1.NC保留2.GND数字地（蓝）3.DOUT信号输出（白）4.NC保留5.ENIN使能输入（棕）夹爪控制电路原理图5夹爪控制时序6全自动移液移杯实验平台介绍7Claw模块函数8

内部函数：ConfigClawGPIO：配置夹爪的GPIOAPI函数：InitClaw：初始化夹爪驱动，配置夹爪的GPIOClawClamp：夹爪夹紧ClawExpand：夹爪张开GetClawState：返回夹爪状态IVD3Driver模块函数9InitIVD3DriverIVD3LiquidVeritcalHomeIVD3LiquidHonrizonHomeIVD3LiquidAdjustIVD3LiquidGotoTubeIVD3LiquidDownIVD3ClawXHomeIVD3ClawXAdjustIVD3ClawYHomeIVD3ClawZPreHomeIVD3ClawZHomeIVD3DiskPreHomeIVD3DiskHomeIVD3DiskAdjustIVD3DiskSpinIVD3ClawGotoRankIVD3ClawGotoRowIVD3ClawDownIVD3ClawClampIVD3ClawExpandIVD3GetDriverStateIVD3ClearDriverFlagIVD3Device模块函数10InitIVD3IVD3ProcSetIVD3InitSetIVD3Task1SetIVD3IdleIVD3ErrorProc设计思路DesignIdeas“14.211工程结构12

夹爪控制实验使用了F103基准工程的框架，同时还涉及到了StepMotor模块和OPTIC模块。对于夹爪的驱动则是在新增的Claw模块里实现的，包括夹爪GPIO的配置，初始化、夹爪的回零、夹紧及松开等。此外，夹爪控制实验还新增了IVD3Device模块和IVD3Driver模块，用于实现对全自动移液移杯实验平台的控制。夹爪夹取流程13夹爪张开流程14初始化任务流程15夹爪控制任务流程16设计流程DesignProcess“这次实验分为9个步骤，通过学习夹爪原理、控制方式及硬件电路图，设计夹爪控制驱动程序，在全自动移液移杯实验平台（IVD3）上实现夹爪夹取试管。14.317设计流程18步骤1：复制并编译原始工程步骤2：添加Claw文件对步骤3：完善Claw.h文件步骤4：完善Claw.c文件步骤5：初始化夹爪驱动步骤6：完善IVD3Driver.h文件步骤7：完善IVD3Driver.c文件步骤8：完善IVD3Device.c文件步骤9：编译及下载验证拓展设计ExtendedDesign“14.419拓展设计20

利用DbgIVD调试组件，首先输入3:5,3,1000,1进行反应盘复位，然后再通过DbgMoterHome和DbgMotorStep调试函数，测量出各关键位置间的精确步数并填入下表。完成之后，将测出的步数填入到IVD3Driver.h的“宏定义”区中对应的位置中。然后利用夹爪，将反应盘夹取放置位置处的试管转移到矩阵样品台第1行第9列位置，然后反应盘旋转一次，再将试管放回反应盘。序号描述大致步数1取样针从水平光耦到样品盘1号试管中间的步数16502取样针从水平光耦到样品盘5号试管中间的步数34303夹爪从X轴光耦到原点（矩阵样品台(1,2)号试管）130004夹爪从Y轴光耦到原点的步数111805夹爪从原点到矩阵样品台(10,2)号试管的步数134006夹爪从Y轴光耦到矩阵样品台(1,1)号试管的步数82207夹爪从Y轴光耦到反应盘夹取放置位置的步数21608夹爪从原点到样品盘1号试管的步数83209夹爪从Y轴光耦到样品盘1号试管间的步数255010反应盘转动一个试管间距的步数560思考题Questions“14.521思考题221. 全自动移液移杯实验平台在使用过程中有哪些注意事项？2. 简述夹爪的硬件电路控制原理。3. 夹爪上电时需要注意什么？4. 夹爪共有几种常用的工作状态？分别简单进行描述。