[发明专利]一种开放实验室智能管理系统及其工作方法

权利要求书

1.一种开放实验室智能管理系统（1），其特征在于：包括：管理系统（1）、管理员子系统（2）、教师查阅子系统（3）、学生预约子系统（4）、门禁子系统（5）、器件打包与存储子系统（6）、器件分发子系统（7）、实验台监控子系统（8）；管理员子系统（2）、教师查阅子系统（3）、学生预约子系统（4）、门禁子系统（5）、器件打包与存储子系统（6）、器件分发子系统（7）、实验台监控子系统（8）均与管理系统（1）连接；管理员子系统（2）用于管理员管理登记实验室器件，发布管理信息；教师查阅子系统（3）用于教师查看学生实验完成情况，批阅实验报告学生预约子系统（4）；门禁子系统（5）用于识别进入实验室人员；器件打包与存储子系统（6）用于把学生预约实验所有实验器件打包并贴上实验台号；学生实验发成后回收器件并存储；器件分发子系统（7）用于把打包好的学生预约实验所有实验器件分发到对应实验台；实验台监控子系统（8）用于实验台的电源管理，环境各参数的监测，异常时切断电源发出报警信息；管理系统（1）用于控制上述各个系统的功能。

2.根据权利要求1所述的一种开放实验室智能管理系统（1），其特征在于：学生预约子系统（4）是器件打包与存储子系统（6）的信息来源，器件打包与存储子系统（6）根据学生的预约实验的信息：实验时间、实验项目、所需实验器件，所选实验台号，提前将实验器件打包并标注实验台号。

3.根据权利要求2所述的一种开放实验室智能管理系统（1），其特征在于：器件打包与存储子系统（6）与器件分发子系统（7）采用ZigBee通信，器件打包与存储子系统（6）发出器件分发指令，器件分发子系统（7）执行。

4.根据权利要求3所述的一种开放实验室智能管理系统（1），其特征在于：器件分发子系统（7）为智能搬运装置。

5.根据权利要求4所述的一种开放实验室智能管理系统（1），其特征在于：智能搬运装置是由抓取模块（71）、寻迹模块、图像识别模块（72）、驱动模块和载物小车（73）构成；抓取模块（71）、寻迹模块、图像识别模块（72）、驱动模块安装在载物小车（73）上，抓取模块（71）由大臂（711）、小臂（712）和吸盘（713）三个部分构成；大臂（711）水平方向360度旋转，小臂（712）竖直方向180度旋转，小臂（712）末端装有吸盘（713），通过吸盘（713）来抓取器件盒；驱动模块用来驱动载物小车（73）运动，寻迹模块用来识别实验室地面标识线，进而控制载物小车（73）按实验室地面标识线运动，图像识别模块（72）用来识别器件包装盒上的实验台号的数字标识，还有地面标识线分叉口处的实验台号的数字标识及实验台边器件放置处的实验台号的数字标识，用于确认抓取或放置的位置。

6.根据权利要求5所述的一种开放实验室智能管理系统（1）的工作方法，其特征在于：

智能搬运装置接收到分发器件指令，智能搬运装置在数字标识0处，识别器件分发台上器件盒上的实验台号的数字标识并记录，然后用吸盘（713）抓取器件盒，放置在智能搬运装置载物盘（731）中，并与器件打包与存储子系统（6）通信：器件已取走，正在运输中；智能搬运装置沿着地面上的标识线运行，在分叉路口处识别地面上的实验台号的数字标识，与记录的实验台号对照，若有相匹配的实验台号，智能搬运装置选择相匹配实验台的方向运行，运行中再次识别到相匹配的实验台号标识，智能搬运装置中大臂（711）带动小臂（712），小臂（712）带动吸盘（713），从载物盘（731）中抓取器件包装盒，旋转大臂（711）带动小臂（712）把包装盒放在实验台器件放置处，松开吸盘（713），放置完毕，并通过无线通信报告管理系统（1）器件提前放置完成；若分叉路口没有相匹配的实验台号，智能搬运装置直行，到下一分叉路口，继续上述操作；智能搬运装置器件放置完成后，沿地面标识线回到数字标识0处；

当学生完成实验后，把实验器件重修打包放回实验台器件放置处，并按下实验完成按键，上传实验数据；管理系统（1）发出需取回实验器件的指令，智能搬运装置收到此命令，从数字标识0处，按上述步骤寻址到对应的实验台，从实验台器件放置处取回器件盒，并送到数字标识0处；器件打包与存储子系统（6）拆解器件盒，取出其中的器件放回器件仓库。