科技抗疫结硕果 校企合作谱华章——核酸检测机器人研发纪实
  • 发布人:xuanchuan
  • 时间:2022-07-28
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为落实常态化疫情防控措施,增强核酸检测能力与科学性,最大程度减少人为因素对于核酸检测结果的影响,上海工商职业技术学院与合作企业上海劢尔科技有限公司强强联手,研究开发核酸检测机器人,于近日验收通过。该型机器人将很快投入上海市以及长三角地区部分城市核酸服务。

 

该项目由上海劢尔科技有限公司牵头,聘请上海大学熊峰博士担任项目总设计师,成立“采样动作机器人共性关键技术研究及其核酸检测示范”项目研发团队,并已申报上海市级重点科研项目。从今年2月份开始,项目组就开始了指标评估,技术方案确定与研发路线规划,于3月中旬完成了样机设计,并委托上海劢尔科技(苏州)公司进行零部件生产。到今年5月,项目组完成了所有外委采购标准件及非标零件的自生产。6月初,所有零部件运至上海工商职业技术学院机电工程系校企合作生产型智能制造工厂进行总装与调试。

核酸检测机器人总装与调试期间,机电工程系金建刚、陈海松、吕景亮等老师与项目组,以及企业技术团队一起,日以继夜地进行工作,克服了一个又一个技术难题。

一、优化采样轨迹

与传统的点位控制式工业机器人(如点焊机器人)不同,核酸检测要考虑到受检者的舒适性与耐受程度,不能单纯追求移动速度,需要通过反复试验,确定合理的采样路径与移动速度。上海工商职业技术学院暑期留校师生,就自告奋勇地承担了试验志愿者的角色。通过一千余次试验,项目组积累了大量数据,确定了最佳采样轨迹与参数。

 

二、保障检测舒适性

由于受检者个体不同,对于棉签探入口腔的接受程度有很大不同,特别是对于外物过敏人群,如何提升检测舒适性,确保受检者有良好的检测体验,是另一个需要克服的关键问题。

项目组通过多次试验,反复测试,确定了红外线非接触型传感器以及接触型压敏传感器的参数规格,做到了确保98%以上受检者的舒适性。

三、解决试剂瓶旷动

由于核酸检测试剂瓶比原先设计样本尺寸偏小,试剂瓶收集平台孔过大,试剂瓶在固定孔槽内无法固定而旷动,导致机器人手臂端气动夹具无法准确抓取核酸试剂瓶。

陈海松老师急项目所急,为确保交付时间,用有机玻璃板,在校企合作生产型智能制造工厂的加工中心上,重新加工96空位试剂瓶收集板,并对机器人重新找零对点,完全解决了这一难题

 

四、重新设计断签刀口

样品试运行时,项目组发现,10组混采型机械臂口腔采样棉签入试剂瓶存在折断不彻底问题,必须人工干预,极大地影响了检测效率。

吕景亮老师利用3D建模软件,重新设计了入检试剂瓶固定架断签刀口,并与陈海松老师一道,试制出刀口样品进行反复测试。几易其稿,终于确定了最优刀口形状与参数,装机获得成功

 

7月27日,一台核酸检测机器人运抵上海市宝山区天馨花园社区东大门,为这个有3000多户超大社区进行核酸检测服务。校企合作终于结出了累累硕果。

 

 

 

 

                                   机电工程系 金建刚 安全 供稿)