克隆挑取机器人控制系统设计与试验

为提高菌落挑取、接种效率,提出了一种基于运动控制器、图像识别算法和路径规划算法的智能挑取、接种、清洗、消毒系统。软件和硬件根据菌落样品智能处理系统的控制要求进行设计。系统采用运动控制板作为主控制器,实现伺服电机、光电传感器、气缸、电磁阀等设备的集成控制。系统前端基于Windows Form设计窗体和可视控件,后端采用多线程并发式通信及多线程插补运动技术实现对多台伺服电机的联动控制,视觉部分采用模式识别技术实现对目标菌落的识别、筛选与信息提取,数据库采用SQL Server实现对菌落及用户信息管理。通过调整对比度、亮度对采集的菌落图片进行识别,实现目标菌落的定位、筛选、路径优化、信息提取等。结果表明:路径优化后挑取路径缩短了34.37%。

新型克隆挑取机器人设计与实验研究

克隆挑取主要运用于基因测序、蛋白质表达和高通量筛选等领域。当前克隆挑取任务主要由手工完成,随着科研院所以及医药公司对克隆挑取这项任务需求的爆发式增长,低效率的人工挑取已满足不了市场需求。与人工相比,机器人在挑取效率和精度上均得到了显著提升。基于传统克隆挑取机器人加工成本高、挑取周期长和消毒不彻底等因素,本文设计了一种新型克隆挑取机器人,采用气缸驱动夹取机构,在夹取机构中运用气爪来抓取一次性挑针的方法实现克隆挑取操作。搭建了一套基于工控机运动控制、HexSight菌落识别及定位的嵌入式集成系统,并通过对大肠杆菌克隆的挑取进行了实验验证。结果表明控制系统可以实现对菌落的识别与定位,定位精度为0.03 mm,各气缸、气爪可以精确挑取指定菌落并接种到96孔板中,证明了一次性挑针挑取方式的可行性。