基因操作机器人研究及控制系统的开发

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1、摘要本文对面向基因操作机器人技术进行了全面深入的探讨，阐述了机器人技术在这个领域应用的先进工艺和关键技术，详细分析了接触式制作方法，同时也对其他基因芯片制作技术和相应的工作原理等进行了分析。基因操作机器人采用三自由度桥架式直角坐标系结构，以交流伺服系统直接驱动高精度三头丝杆的方式传递运动。控制系统采用了NC嵌入PC的开放式数控结构，利用下位机DMC．1842四轴运动控制器的MCU能够独立处理实时性要求高的任务这一特性，弥补了Windows系统实时性能不足的缺点。本文还通过对伺服系统前馈加速度、速度平滑控制方法和PID串联校正模型的应用，克服了系统中的惯性环节和积分环节容易造成系统的快速性和

2、稳定性降低的问题。在WindOWS操作系统和VisualC++平台上，自主开发了系统控制软件，并且将初始化、数据处理、速度控制、管理程序、诊断程序和驱动程序等按照模块化原则进行软件编程，使软件系统具有良好的移植性和扩展性。本论文最后对面向基因操作机器人的研究和开发成果工作进行了总结，并对本课题需要继续深入研究内容和机器人在该领域的发展趋势进行了展望。关键词：基因操作机器人微阵列点印表面张力PID串联模块化AbstractThepaperdiscussesthetechnologyofGeneOperation—OrientedRobot(GOOR)thoroughly，especially

3、discusstheoperationprincipleofcontactprintwayindetails．ThepaperalsoexpoundstheadvancedtechnologyofrobotappliedinthisfieldTherobotmainbodywasbuiltwiththree—freedomgantryprofileframeintherectangularcoordinates．ThedriverSourceiSACservomotorthatitdrivesthehi曲一precisionthree—threadscrewdirectlybyconnee

4、ttheshaftcoupling．ThecylinderguideswereusedtoleadingdirectionandaddedsomeassistantfacilitiessuchasvacuumbumpandwaterbumpandSOon．AIIthesepartsconstitutethehardwareframeworkofGene—Printer，Aboutthecontr01system．itwasdesignedwiththemonitor-slavecomputermode，nemonitorcomputeriSPCwi￡11theDMC．1842digital

5、motionCOntrollerasslavecomputer．ThecommunicationwaybetweenthemisPCIbuswhentheslaveplugintothePCIslotofmonitor．ItwasappliedforallalysisandcalculatescontrolsystemthatthecloseloopcontrolmodecontaintheCOntroIofvelocityandaccelerationfeedforwardaddedPIDseriescontrolmodule，thenthesystemcanacquireaoutsta

6、ndingstabilityandhigh—precisionperformancebyadjustthecorrespondingparameters．Aboutthesoftwareofcontr01system．theauthorcompilesjtindependentlynseOODmethodwhichwascompiledinVisualC++platformonWindowsOS．Furthermoretheauthorappliestheprincipleofmodularizationinsoftwaredesign．thisWOrkgivethecontr01syst

7、emaremarkableportabilityandexpandablecharacter．At1ast．thePapersummarizestheR&DachievementaboutGOORincludetheanticipatedesigntargets．functionalrequirementandSOon．Thepaperalsoprospecttheincompletepartsneededimprove