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专利号: 2018105016682
申请人: 山东理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2023-10-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种利用基于视觉反馈的柔顺操作装置进行液桥力的自动检测方法,其特征在于,基于视觉反馈的柔顺操作装置包括运动控制模块、视觉反馈模块和末端执行器模块、隔震台(1-15)、操作基底(1-12),运动控制模块包括x向三轴精密电动平台(1-9)、y向三轴精密电动平台(1-1)、操作手三轴精密电动平台(1-8),视觉反馈模块包括x向显微镜(1-11)、x向显微镜夹具(1-10)、y向显微镜(1-3)、y向显微镜夹具(1-2),末端执行器模块包括执行器调节电机(1-5)、连接板(1-7)、执行器夹头(1-4)、夹头卡具(1-6)、冷凝单元(1-14)、冷凝执行器(1-13)、冷凝控制器(2-3);所述x向三轴精密电动平台(1-9)、y向三轴精密电动平台(1-

1)、操作手三轴精密电动平台(1-8)分别布置在隔震台(1-15)上,x向显微镜(1-11)通过x向显微镜夹具(1-10)固定在x向三轴精密电动平台(1-9)上,y向显微镜(1-3)通过y向显微镜夹具(1-2)固定在y向三轴精密电动平台(1-1)上,执行器调节电机(1-5)竖向设置,通过连接板(1-7)固定在操作手三轴精密电动平台(1-8)上,执行器夹头(1-4)竖向设置,一端通过夹头卡具(1-6)固装在执行器调节电机(1-5)上,另一端夹持冷凝执行器(1-13),冷凝单元(1-14)上加工冷凝通道,冷凝执行器(1-13)与冷凝通道二者同轴设置;

所述方法主要包括如下步骤:

步骤一:调节操作手三轴精密电动平台(1-8)至微米级对象(2-2)的上方;

步骤二:控制执行器调节电机(1-5)使冷凝执行器(1-13)伸出冷凝单元(1-14)通道;

步骤三:冷凝控制器(2-3)调节冷凝单元(1-14)通道的温度,使冷凝执行器(1-13)末端温度低于环境饱和温度,生成操作液滴;

步骤四:调节操作手三轴精密电动平台(1-8)使冷凝液滴与微米级对象(2-2)接触,形成液桥(2-1);

步骤五:x向显微镜(1-11)获取液桥(2-1)初始轮廓信息,通过Hough变换确定微米级对象(2-2)的位置,选择操作探针的实时跟踪窗口(4-1)和液桥ROI(4-2),液桥(2-1)形成后,计算跟踪窗口(4-1)和微米级对象(2-2)之间的区域即为液桥区域(4-3);

步骤六:对液桥区域进行Ostu阈值分割,获得二值化图像,将提取轮廓的液桥以液桥中心(4-4)作为左右轮廓的分界;

步骤七:基于Shi-Tomasi角点检测方法提取液桥轮廓的角点(4-6),计算与微球轮廓(4-8)和操作工具的交点为液桥轮廓端点(4-5);

步骤八:基于确定的液桥轮廓端点(4-5),通过最小二乘抛物线拟合获取液桥轮廓(4-

7)的数学方程;

步骤九:求解液桥轮廓(4-7)的偏微分杨拉普拉斯方程,自动获取液桥作用力,x向显微镜(1-11)和y向显微镜(1-3)同步进行操作工具、微对象、液桥位置的实时检测。

2.根据权利要求1所述的一种利用 基于视觉反馈的柔顺操作装置进行液桥力的自动检测方法,其特征在于所述x向显微镜(1-11)与y向显微镜夹具(1-2)在同一平面内垂直设置。

3.根据权利要求1所述的一种利用 基于视觉反馈的柔顺操作装置进行液桥力的自动检测方法,其特征在于所述冷凝单元(1-14)通道的温度由冷凝控制器(2-3)实时调节。

4.根据权利要求1所述一种利用 基于视觉反馈的柔顺操作装置进行液桥力的自动检测方法,其特征在于:所述装置还包括操作基底(1-12),操作基底(1-12)安装在隔震台(1-

15)上。