自助式核酸检测装置及自主核酸检测方法与流程

1.本发明涉及自助式核酸检测装置，具体是自助式核酸检测装置及自主核酸检测方法。


背景技术：

2.核酸检测，包括鼻试子和咽拭子核酸检测，是目前确诊新型冠状病毒感染的主要检测途径。
3.第一方面，目前的核酸检测为集中采样，待测人需要去指定的采样地点排队等候，容易造成人员聚集，危险性高、传染性大，增加工作人员被感染的危险；第二方面，集中采样需要投入大量医务人员，医护人员也需要全天穿戴防护服，采样压力大，需要大量医疗人力资源；第三方面，核酸检测需要检测人员使用长试棒对患者的咽喉壁进行采集样本，在采取样本过程中，待测者受到刺激，容易咳嗽、打喷嚏而使飞沫形成气溶胶，而气溶胶是新型冠状病毒感染的重要传播途径之一。
4.本技术的自助式核酸检测装置，其咽拭子采样由采样者自己完成，减少了交叉感染。同时，所述自助式核酸检测装置不限制场地，可以放置在任何需要检测的位置，减少了人员聚集。


技术实现要素：

5.发明目的：自助式核酸检测装置，以解决现有技术存在的上述问题。
6.技术方案：自助式核酸检测装置，包括主体机架，设置在所述主体上的操作面，所述主体机架设计成中空结构，包括容纳空间，设置在所述主体机架上的第一分隔板和第二分割板，所述第一分隔板和第二分割板将所述容纳空间分割成采样部、检测部、回收通道和回收部；
7.所述主体上转动连接有上侧盖和下侧盖，所述下侧盖位于所述上侧盖的下方；
8.所述上侧盖为操作面；
9.采样组件，设置在所述采样部，与所述主体机架连接；
10.消杀组件，设置在所述上侧盖上；
11.检测组件，设置在所述检测部，并且与所述回收通道和回收部连通。
12.在进一步实施例中，所述操作面上设置有补光灯、显示器、棉签检测窗口、消杀窗口、扫码窗口、出棉签窗口和设置在所述操作面上的、并且位于所述显示器上方的摄像头；
13.所述扫码窗口用于待测人员扫描核酸码，核酸码经处理单元分析后，识别与区分待测人员；
14.所述显示器可以视频语音引导用户利用采样工具的咽拭子进行采样，且根据主机系统判断用户采样操作是否合格，显示器同步视频语音提醒用户操作。
15.在进一步实施例中，所述采样组件包括与主体机架连接的棉签存储仓，设置在所述棉签存储仓上的棉签出料电机，设置在所述棉签存储仓底部的丝杆滑台；
16.所述棉签存储仓包括仅能通过一个包装棉签通过的棉签传送部，与所述棉签传送部连通的、且仅能容纳一个包装棉签的输出的棉签输出部；
17.所述棉签传送部包括第一传送部，与所述第一传送部连通的第二传送部；
18.所述棉签输出部包括凹槽部，与所述凹槽部相通的棉签出口。
19.在进一步实施例中，所述主体机架上还设有显示模块，所述显示模块，包括设置在所述操作面上的摄像头和显示器；
20.所述摄像头位于所述显示器的上方；
21.所述摄像头选用人工智能摄像头，能够实时检测待检测人员的面对信息，口腔张开程度、棉签插拭到位程度；
22.所述显示器作业时，显示画面为两部分，一部分记录带检测人员画面，另一部分显示咽拭子核酸检测的正确示范画面。
23.在进一步实施例中，所述显示模块还包括补光灯，所述补光设置在所述操作面上。
24.在进一步实施例中，所述检测组件包括设置在所述操作面上的棉签检测窗口，与所述棉签检测窗口连接的棉签检测通道，设置在所述主体机架上的外壳，设置在所述外壳上的试管存储仓，设置在所述试管存储仓上的旋转组件，与所述旋转组件连接的试管传输通道，与所述试管传输通道连通的试管夹持组件，与所述试管存储仓连接的机械手。
25.在进一步实施例中，所述旋转组件包括与所述外壳连接的旋转电机，与所述旋转电机连接的轴心，设置在轴心上的叶片；
26.所述试管存储仓包括存放部，与所述存放部连通的且仅能通过一个试管的传输部；
27.所述试管传输通道与所述传输部连通。
28.在进一步实施例中，所述试管夹持组件包括连接在所述外壳上的丝杆滑台，设置在所述丝杆滑台上的提升台，设置在所述提升台上的夹持组件；
29.所述夹持组件包括夹持部，设置在所述外壳上的试管抱紧件，设置在所述外壳上的用于检测试管定位的试管传感器。
30.在进一步实施例中，所述机械手设置外壳上，包括u型支架，设置在所述u型支架上的转臂；
31.所述转臂内设置有棉签检测通道，与所述棉签检测通道连接的设置在转臂上的棉签输送电机；以及设置在所述转臂上的夹取件；
32.所述转臂可旋转0-90
°
，当所述悬臂沿着x轴转动90度时，所述棉签检测通道从水平方向转动为垂直方向；
33.当所述棉签检测通道变为垂直方向时，所述夹取件将试管瓶盖打开。
34.在进一步实施例中，包括如下步骤；
35.步骤1、待检测人员位于摄像头的摄像范围，通过扫描窗口扫描核酸码，显示器显示图像，核酸检测码分析后识别与区分待检测人员，摄像头判断待检测人员；
36.步骤2、棉签存储仓将包装棉签从棉签输出部推出，棉签出料电机启动将包装棉签从凹槽部推出至出棉签窗口，下一个待使用的棉签自动落入至棉签输出部；
37.步骤3、待检测人员将出棉签窗口处的包装棉签拿出，拆除包装，待检测人员根据显示器上的正确示范画面进行采样，待检测人员手持棉签的手持柄，张开口腔，棉签抵在待
测人员咽部，完成咽部细胞的采样；
38.步骤4、摄像头实时拍摄采样录像，并且通过人工智能对采样视频进行分析，判断待检测人员咽部细胞的采样结果，当采用正确后，将棉签放入检测棉签窗口；当采用不正确时，重复步骤3，直至采用正确后，进入下一步骤；
39.步骤5、当采用后的棉进入到棉签检测通道时，此时悬臂沿着z轴转动90度，同时旋转电机启动将试管存储仓中的试管送至试管传输通道，然从试管传输通道进入到试管夹持组件中的夹持部，当试管传感器感应到试管时，进而试管抱紧件将试管夹紧，夹取件将试管瓶盖打开；
40.步骤6、当试管瓶盖打开时，棉签检测通道从水平方向转变为垂直方向，棉签输送电机将棉签传送至试管夹持部，然后棉签剪断部作业，剪断棉签非检测部位，然后将非检测部位送入回收部；
41.步骤7、重复步骤1至步骤4和步骤6，当检测组件检测到第10次，悬臂沿着x轴向外转动一定角度，夹取件将试管拧紧，检测完毕的试管通过试管回收通道进入试管回收仓。
42.有益效果：本发明公开了自助式核酸检测装置，通过将侧盖分为上侧盖和下侧盖，将检测区和回收区分开，既方便了维修和放置内部物品，也就将物品分类便于收取，且通过设置采用组件和检测组件，通过设置显示器，显示器播放规范采样视频，待检测人员根据视频拿采样棉签进行咽试取样，摄像头实时拍摄采用画面，并且进行分析采样动作，同时将机械手设计成可以旋转式的，自动排放试验和剪短非检测部分棉签，提高了设置的自动化水平，方便了现在疫情期间核酸检测，降低了对操作人员和场地的要求，具有简单、快速、安全可靠的优点，实现疫情防控期间的实时筛查检测、以及个人日常健康状况监测，同时设置了摄像头，对采样过程全程拍摄，并且无线上传云端服务器或电脑主机，有后台或者ai人工智能对采样过程进行审查确认，避免了医患直接接触所存在的交叉感染，大大降低了医务人员的工作强度。
附图说明
43.图1为本发明的主视图；
44.图2为本发明的结构示意图；
45.图3为本发明采样组件的主视图；
46.图4为本发明采样组件的结构示意图；
47.图5为本发明检测组件的示意图；
48.图6为本发明设备正常状态图；
49.图7为本发明为设备检测状态图；
50.图8为本发明为设备拧紧状态图；
51.图9为本发明为机械手结构示意图；
52.图10为本发明为机械手主视图；
53.图11为图10中a-a的剖视图；
54.图12为图10中b-c的剖视图；
55.图13为本发明试管抱紧件的结构示意图。
56.附图说明：1、主体机架；2、操作面；3、容纳空间；4、第一分隔板；5、第二分割板；6、
采样部；7、检测部；9、回收部；10、上侧盖；11、下侧盖；12、采样组件； 13、消杀组件；14、检测组件；15、补光灯；16、显示器；17、棉签检测窗口；18、消杀窗口；19、扫码窗口；20、出棉签窗口；21、摄像头；21、棉签存储仓；22、棉签出料电机；24、棉签传送部；25、棉签输出部；26、第一传送部；27、第二传送部；28、凹槽部；29、棉签出口；30、棉签检测通道；31、外壳；32、试管存储仓；33、旋转组件；34、试管传输通道；35、试管夹持组件；36、机械手；37、旋转电机；38、轴心； 39、叶片；40、存放部；41、传输部；42、丝杆滑台；43、提升台；45、夹持部；46、试管抱紧件；47、试管传感器；48、u型支架；49、转臂；50、棉签输送电机；51、夹取件；52、棉签回收通道；53、试管回收通道。
具体实施方式
57.在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明实施例中可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明实施例中发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
58.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
59.下面通过实施例，并结合附图对本方案做进一步具体说明。
60.自助式核酸检测装置由主体机架1、消杀组件13、采样组件12、检测组件14和机械手36等组件；其中主体机架1设置在预设的位置，且主体机架1的底部设置有滑轮，方便该装置的移动，所述主体机架1设置呈中空结构，通过第一分割板和第二分隔板将主体机架1的容纳空间3分割为三部分，最上层的为采样部6和检测部7，采用部和检测部7在同一个空间内，位于第一分隔板4的上层，第一分割板和第二分割板5之间为回收通道，具体的，回收通道设置有两个分别是棉签回收通道52和试管回收通道53，第一分割板和第二分隔板之间设有通孔，方便回收通道的连接，第二分割板5的底部为回收部9，回收部9内放置了棉签回收仓和试管回收仓，为了方便拿取物品，在主体机架1上设置了上侧盖10和下侧盖11，上侧盖10和下侧盖11通过铰链连接在主体机架 1上，通过打开和关闭上、下侧盖11将主体机架1形成一个密闭空间或者回收物品，从而维修所述自助式核酸检测装置或更换所述自助式核酸检测装置内部的物品。
61.具体的，通过自助式核酸检测装置在采样时，利用咽拭子采取待测人员的咽部细胞，并对样本进行检测，来判断所述待测人员是否携带新冠肺炎病毒。
62.具体的，为了避免医患直接接触所存在的交叉感染，降低了医务人员的工作强度，上侧盖10为操作面2，在操作面2设置了补光灯15、显示器16、棉签检测窗口17、消杀窗口18、扫码窗口19、出棉签窗口20和设置在所述操作面2上的、并且位于所述显示器16上方的摄像头21，所述扫码窗口19用于待测人员扫描核酸码，核酸码经处理单元分析后，识别与区分待测人员，同时所述显示器16内设有采用指导视频，可以视频语音引导用户利用采样工具的咽拭子进行采样，且根据主机系统判断用户采样操作是否合格，显示器16同步视频语音提醒用户操作。所述摄像头21为人工智能摄像头21，可以实时监测待检测人员的面部信息、口
腔张开程度、棉签擦拭到位程度，以评估拭子采样的有效性。当待测人员通过咽拭子采样时，所述摄像头21进行录像，记录待测人员信息，并与后台主机系统进行通讯，同时，所述显示屏上显示正确的咽拭子采样视频与规范，主机判断采样操作是否合格。
63.具体的，补光灯15位于操作面2上，设置于所述摄像头21远离所述显示屏的一侧。所述补光灯15为摄像头21辅助光源，用于在缺乏光线条件情况下采集人脸信息时提供辅助光线，以得到合理的视频画面，从而提高所述核酸检测结果的效率及准确性。
64.作为一个优选案例，主体机架1的内部设置有棉签存储仓21，并且棉签存储仓21 与主机机架连接，棉签出料电机22设置在棉签存储仓21上，棉签存储仓21包括仅能通过一个包装棉签通过的棉签传送部24，与所述棉签传送部24连通的、且仅能容纳一个包装棉签的输出的棉签输出部25；所述棉签传送部24包括第一传送部26，与所述第一传送部26连通的第二传送部27；所述棉签输出部25包括凹槽部28，与所述凹槽部 28相通的棉签出口29，棉签出口29与出棉签窗口20向匹配配合。通过在棉签存储仓 21内设有防止若干包装棉签，棉签经过棉签传送部24进入到第一传送部26，落入到第二传动部，由棉签出料电机22将包装棉签传送凹槽部28的包装棉签运推送至出棉签窗口20处。待检测人员拿取出棉签窗口20的棉签，进行下一步操作。
65.具体的，棉签检测窗口17设置在操作面2上，与所述棉签检测窗口连接的棉签检测通道30，设置在所述主体机架1上的外壳31，设置在所述外壳31上的试管存储仓32，设置在所述试管存储仓32上的旋转组件33，与所述旋转组件33连接的试管传输通道 34，与所述试管传输通道34连通的试管夹持组件35，与所述试管存储仓32连接的机械手36，所述旋转组件33包括与所述外壳31连接的旋转电机37，与所述旋转电机37连接的轴心38，设置在轴心38上的叶片39；所述试管存储仓32包括存放部40，与所述存放部40连通的且仅能通过一个试管的传输部41；所述试管传输通道34与所述传输部 41连通，所述试管夹持组件35包括连接在所述外壳31上的丝杆滑台42，设置在所述丝杆滑台42上的提升台43，设置在所述提升台43上的夹持组件；所述夹持组件包括夹持部45，设置在所述外壳31上的试管抱紧件46，设置在所述外壳31上的用于检测试管定位的试管传感器47，所述机械手36设置外壳31上，包括u型支架48，设置在所述u型支架48上的转臂49；棉签检测通道30设置在所述转臂49内，与所述棉签检测通道30连接的设置在转臂49上的棉签输送电机50；以及设置在所述转臂49上的夹取件51；所述转臂49可旋转0-90
°
，当所述悬臂沿着x轴转动90度时，所述棉签检测通道30从水平方向转动为垂直方向；当所述棉签检测通道30变为垂直方向时，所述夹取件51将试管瓶盖打开。所述试管存储仓32用于存储未使用的试管，所述试管内包括用于检测的检测试剂。所述转动电机可以驱动所述旋转组件33转动，所述旋转组件33 包括机械手36，所述试管传输通道34为一与水平方向呈一定角度的通道，连接所述试管存储仓32和试管夹持部45件，所述棉签剪断部件用于剪断棉签的非检测部7，所述试管回收通道53连接所述试管夹持部45件和回收部9。所述试管存储仓32存储有待使用的检测试管，所述检测试管通过所述试管传输通道34在重力的作用下运动至所述试管夹持部45件，电机驱动所述旋转组件33的机械手36将试管的试管盖拧开，以备检测使用。
66.作为一个优选案例，当所述待检测人员采取咽部细胞后，将所述棉签从所述检测棉签窗口放入，并进入棉签检测通道30，所述棉签检测通道30位于旋转组件33，此时，所述旋转组件33沿x轴转动90
°
，所述棉签检测通道30从水平方向(图6)转变为垂直方向(图8)，
所述机械手36将试管瓶盖拧开，并将瓶盖夹持在两机械手36之间，所述机器位于抓取状态；然后，旋转组件33沿x轴向内转动一定角度，所述棉签检测通道30位于所述试管的正上方(图7)，所述机器位于检测状态，在电机作用下，所述棉签到达试管夹持部45件，此时，所述棉签剪断部件作用，减掉所述棉签非检测部7 位，所述非检测部7位通过非检测部7位回收通道进入回收模块。所述检测部7位进入检测试管，当所述检测试管中棉签数量到达阈值，所述试管夹持部45件将瓶盖拧紧。具体的，阈值设定为10个时，将旋转组件33释放棉签检测位的次数统计出来，当所述旋转组件33释放棉签检测位10次时，旋转组件33沿x轴向外转动一定角度，机械手 36将试管拧紧。检测完毕的试管通过所述试管回收通道53进入回收模块。
67.具体的，该检测装置上还设置有消杀模块，包括消杀组件13和消杀窗口18。所述消杀窗口18位于操作面2，并在操作面2形成消杀仓，包括感应式酒精喷口和顶部酒精喷口。所述消杀组件13位于装置的内部，配合所述感应式酒精喷口和顶部酒精喷口，包括感应模块和酒精模块，用于提供酒精以及人体感应。当待检测人员将手伸入消杀窗口18时，感应模块响应，同时酒精模块发生动作，所述感应式酒精喷口喷出酒精对所述待测人员手部进行消杀。随后，所述顶部酒精喷口还可以喷出酒精对消杀仓进行环境消杀，从而保证下一位人员的使用。
68.具体的，主体机架内还设有通信模块包括蓝牙模块、gps模块和4g/5g通信模块，所述4g/5g通信模块用于反馈设备状态信息，并将所述设备状态信息上传到服务器。设备状态信息包括温度、湿度、剩余棉签数量、剩余试管数量等信息。所述gps模块包括 gps/北斗定位模块，用于获取设备位置信息，从而便于设备的管理。
69.基于上述实施例提供的自助式核酸检测装置，本发明还提出了自主核酸检测方法的检测方法，包括如下步骤；
70.步骤1、待检测人员位于摄像头21的摄像范围，通过扫描窗口扫描核酸码，显示器 16显示图像，核酸检测码分析后识别与区分待检测人员，摄像头21判断待检测人员；
71.步骤2、棉签存储仓21将包装棉签从棉签输出部25推出，棉签出料电机22启动将包装棉签从凹槽部28推出至出棉签窗口20，下一个待使用的棉签自动落入至棉签输出部25；
72.步骤3、待检测人员将出棉签窗口20处的包装棉签拿出，拆除包装，待检测人员根据显示器16上的正确示范画面进行采样，待检测人员手持棉签的手持柄，张开口腔，棉签抵在待测人员咽部，完成咽部细胞的采样；
73.步骤4、摄像头21实时拍摄采样录像，并且通过人工智能对采样视频进行分析，判断待检测人员咽部细胞的采样结果，当采用正确后，将棉签放入检测棉签窗口；当采用不正确时，重复步骤3，直至采用正确后，进入下一步骤；
74.步骤5、当采用后的棉进入到棉签检测通道30时，此时悬臂沿着z轴转动90度，同时旋转电机37启动将试管存储仓32中的试管送至试管传输通道34，然从试管传输通道34进入到试管夹持组件35中的夹持部45，当试管传感器47感应到试管时，进而试管抱紧件46将试管夹紧，夹取件51将试管瓶盖打开；
75.步骤6、当试管瓶盖打开时，棉签检测通道30从水平方向转变为垂直方向，棉签输送电机50将棉签传送至试管夹持部45，然后棉签剪断部作业，剪断棉签非检测部7位，然后将非检测部7位送入回收部9；
76.步骤7、重复步骤1至步骤4和步骤6，当检测组件14检测到第10次，悬臂沿着x 轴向外转动一定角度，夹取件51将试管拧紧，检测完毕的试管通过试管回收通道53进入试管回收仓。
77.以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。