一种核酸自动取样检测仪器

1.本发明涉及核酸取样领域，具体涉及一种核酸自动取样检测仪器。


背景技术：

2.本发明所公开的主题涉及到的核酸取样的相关技术公开于：
3.中国专利公开号cn212894763u公开的用于核酸提取和检测的装置和仪器；
4.中国专利公开号cn1133083491公开的核酸取样装置。
5.核酸检测的流程是使用拭子采集标本，置入样品管中送入实验室，实验人员进行信息录入、配置试剂、提取核酸、扩增核酸和检测以及检后处理工作，目前，使用拭子获取人体鼻咽部的样本的工作尚不能机器执行，而将样品管内部的样本取出，并且滴入深孔板的过程已经实现了自动化。
6.因此，一些生物实验室和医院采购了从样品管中自动取样并将其滴入至深孔板的自动化设备，这些技术已经相对成熟，但是在获取样品管的上游环节往往容易出现问题。
7.由于拭子需要人工置入样品管中，在医院中人群较多的工作环境中，有时样品管会泼洒一部分液体，并且难以被繁忙的医护人员发现，此类样品管送人到实验室中进行自动化取样时，由于样品管中的试剂容量较少，导致设备不能吸出足够容量的试剂。
8.为了解决这个技术问题，现有的取样管安装在可以自动升降的机械手上，当取样管内部的试剂容量不足时，机械手驱动取样管多次下降并且每次下降更深的距离进而吸取试剂，直至取样管内的试剂容量充足。
9.但是，这一技术问题依然不能得到完全解决，有时样品管中的拭子头恰好位于取样管的移动路径上，妨碍取样管伸入到样品管内部，即使取样管多次试图吸取试剂也不能够吸出足够容量的试剂，这部分样品管最终会被机械手丢弃到ng箱，由实验人员进行人工处理。


技术实现要素：

10.本发明的目的在于提供一种核酸自动取样检测仪器，以解决部分样品管内部的拭子头浮于液体样本的中间，妨碍取样管伸入液体样本内部的技术问题。
11.为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：
12.一种核酸自动取样检测仪器，包括：第一样品管夹持器，用于夹持带盖样品管的底部；第一传输线，用于传输所述第一样品管夹持器使其沿着规定的方向移动；沿着所述第一传输线的传输方向顺序布置有：视觉检测装置，用于获取所述带盖样品管的图像并且判断其内部的样本是否符合要求；样品管处理装置，用于从所述第一传输线上获取不符合要求的带盖样品管，然后执行将所述带盖样品管反复颠倒和/或抖动之后放回所述第一传输线的动作；样本转移装置，用于将所述带盖样品管内部的样本转移至深孔板。
13.进一步地，所述第一传输线的传输路径是环形的，所述样品管处理装置还用于执行将所述带盖样品管移动至废品箱的动作。
14.进一步地，所述第一传输线的旁侧设置有：第二传输线，用于移动样品箱，所述样品箱内放置有若干所述带盖样品管；移管装置，设置在所述第二传输线和所述第一传输线之间，所述移管装置用于在所述样品箱和所述第一传输线之间来回移动所述带盖样品管。
15.进一步地，所述第一样品管夹持器包括：第一固定件，固定连接于所述第一传输线的执行部；第一活动件，具有至少2个并且环绕所述第一固定件的中心对称分布，所述第一活动件与所述第一固定件活动连接，所述第一活动件朝向另一个所述第一活动件的一面与所述带盖样品管的侧壁吻合；第一弹性件，设置于所述第一固定件和所述第一活动件之间，并且使得所述第一活动件始终具有相互靠近的趋势；第一引导件，可活动地设置于所述第一传输线的旁侧，所述第一引导件能够与所述第一活动件滑动连接；第一驱动器，设置于所述第一传输线的旁侧，并且所述第一驱动器的执行部与所述第一引导件连接，所述第一驱动器用于驱动所述第一引导件滑动以使得所述第一活动件相互远离。
16.进一步地，所述样品管处理装置包括第二样品管夹持器和抖动驱动器，所述第二样品管夹持器用于夹持所述带盖样品管的顶部，所述抖动驱动器用于驱动所述第二样品管夹持器竖直抖动；其中，所述抖动驱动器包括：导向结构；铁滑块，其连接所述第二样品管夹持器并且能够在所述导向结构中滑动；电磁铁，其连接在所述导向结构的顶部，所述电磁铁能够通电并且吸引所述铁滑块向上滑动；弹性件，其设置在所述铁滑块和所述电磁铁之间，所述弹性件用于向所述铁滑块提供向下移动的作用力。
17.进一步地，所述导向结构是筒状结构，所述铁滑块能够沿着所述导向结构的内壁竖直滑动，所述铁滑块的横截面是多边形形状。
18.进一步地，所述第二样品管夹持器包括：第二固定件，固定连接于所述铁滑块；第二活动件，具有至少2个并且环绕所述第二固定件的中心对称分布，所述第二活动件与所述第二固定件活动连接，所述第二活动件朝向另一个所述第二活动件的一面与所述带盖样品管的侧壁吻合；第二弹性件，设置于所述第二固定件和所述第二活动件之间，并且使得所述第二活动件始终具有相互靠近的趋势；第二引导件，可活动地设置于所述抖动驱动器的旁侧，所述第二引导件能够与所述第二活动件滑动连接；第二驱动器，设置于所述第一传输线的旁侧，并且所述第二驱动器的执行部与所述第二引导件连接，所述第二驱动器用于驱动所述第二引导件活动以使得所述第二活动件相互远离。
19.进一步地，所述样品管处理装置还包括第三样品管夹持器和转动驱动器，所述第三样品管夹持器连接所述转动驱动器的执行部，所述第三样品管夹持器用于夹持所述带盖样品管，所述转动驱动器用于驱动所述第三样品管夹持器环绕水平轴线旋转。
20.进一步地，所述样品管处理装置还包括第三驱动器，所述第三驱动器的执行部连接所述抖动驱动器，所述第三样品管夹持器的夹持端与所述第二样品管夹持器的夹持端位于同一条竖直线，所述第三驱动器用于驱动所述抖动驱动器竖直移动以使得所述第二样品管夹持器的夹持端能够经过所述第三样品管夹持器的夹持端。
21.进一步地，所述样品管处理装置还包括第四驱动器，所述第三驱动器连接所述第四驱动器的执行部，所述第四驱动器用于驱动所述第三驱动器沿着水平方向并且垂直于传输装置的传输方向移动。
22.本技术与现有技术相比具有以下有益效果：
23.提供一种核酸自动取样检测仪器，其通过在开盖移液之前，使用视觉检测装置获
取第一传输线上的带盖样品管的图像，以判断其内部的拭子头是否可能妨碍取样管插入带盖样品管的内部，然后使用样品管处理装置获取不符合要求的带盖样品管，将带盖样品管反复颠倒和/或抖动，使得拭子头会集中于带盖样品管的底部，易于被取样管插入之后放回第一传输线，最后样本转移装置用于将带盖样品管内部的样本转移至深孔板。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
25.图1为流水线设备的结构框图；
26.图2为第一传输线和样品管处理装置的结构示意图；
27.图3为图2的a处局部放大图；；
28.图4和图5为第一传输线的结构示意图及其局部放大图；
29.图6为第一样品夹持器的工作过程示意图；
30.图7为样品管处理装置的主视图；
31.图8为图7的a-a方向的剖视图及其局部放大图；
32.图9为样品管处理装置的工作过程示意图；
33.图中的标号分别表示如下：
34.1-带盖样品管；11-盖部；12-样品管；2-第一样品管夹持器；21-第一固定件；211-第一柱形凸起；22-第一活动件；221-第二柱形凸起；23-第一弹性件；24-第一引导件；25-第一驱动器；3-第一传输线；31-视觉检测装置；32-样品管处理装置；33-样本转移装置；34-深孔板；35-信息录入装置；4-第二传输线；41-样品箱；42-移管装置；5-第二样品管夹持器；51-第二固定件；52-第二活动件；53-第二弹性件；54-第二引导件；55-第二驱动器；51-弹性夹具；6-抖动驱动器；61-导向结构；62-铁滑块；63-电磁铁；64-弹性件；7-第三样品管夹持器；8-转动驱动器；91-第三驱动器；911-第一推力气缸；912-第二推力气缸；913-滑台；92-第四驱动器。
具体实施方式
35.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
36.一种核酸自动取样检测仪器，如图1-9所示：包括第一样品管夹持器2、第一传输线3，以及沿着第一传输线3的传输方向顺序布置的视觉检测装置31、样品管处理装置32和样本转移装置33。
37.第一样品管夹持器2用于夹持带盖样品管1的底部；
38.第一传输线3用于传输第一样品管夹持器2使其沿着规定的方向移动；
39.视觉检测装置31用于获取带盖样品管1的图像并且判断其内部的样本是否符合要
求；
40.样品管处理装置32用于从第一传输线3上获取不符合要求的带盖样品管1，然后执行将带盖样品管1反复颠倒和/或抖动之后放回第一传输线3的动作；
41.样本转移装置33用于将带盖样品管1内部的样本转移至深孔板34。
42.样本不符合要求是指：带盖样品管1的内部的拭子头过于松散，部分拭子头浮于在带盖样品管1的中间，拭子头可能会妨碍取样管插入带盖样品管1的内部。
43.样品管处理装置32将带盖样品管1反复颠倒和/或抖动之后，带盖样品管1的内部的拭子头会集中于带盖样品管1的底部，从而易于被取样管插入。
44.第一传输线3可以采用链板式传输机，第一样品管夹持器2安装在链板上。
45.视觉检测装置31、样本转移装置33和深孔板34是本领域的常规设备，具体的结构此处不做累述，以下简要说明：视觉检测装置31是以334相机为主体的视觉检测仪器，第一传输线3仅夹持带盖样品管1的底部，使得带盖样品管1的中部及顶部均暴露在外，易于被视觉检测装置31拍照。
46.样本转移装置33包括用于开闭瓶盖的机械手和用于移液的机械手，由于带盖样品管1的底部已经被第一传输线3夹持，开关瓶盖时只需要夹持并且螺旋移动带盖样品管1的盖部11即可。
47.因此，用于开闭瓶盖的机械手包括用于夹持瓶盖的作动部和用于驱动瓶盖螺旋移动的作动部，用于移液的机械手包括取样管、为取样管提供真空动力的真空泵和用于移动取样管的作动部。
48.在现有技术中，当取样管未能汲取到足够的样本时，样本转移装置33向控制器发出信号，通知控制器该带盖样品管1需要丢弃至废品箱。
49.而在本实施例中，当取样管未能汲取到足够的样本时，样本转移装置33向控制器发出信号，通知控制器该带盖样品管1需要样品管处理装置32的处理。
50.深孔板34是指96孔深孔板，其用于暂存待检测的样品，将样本转移到深孔板34上就已经完成了核酸检测的取样工作。
51.进一步的：若带盖样品管1内部的样本容量较少，即使经过了样品管处理装置32处理，取样管不一定能够汲取到样品，此时带盖样品管1就需要丢弃至废品箱。
52.同时，通过视觉检测装置31的检测，样本符合要求的带盖样品管1，为能够被样本转移装置33汲取到足够的样本时，还需要样品管处理装置32的处理。
53.为此，提供以下可选实施例，以解决上述技术问题。
54.第一传输线3的传输路径是环形的，样品管处理装置32还用于执行将带盖样品管1移动至废品箱的动作。
55.第一传输线3可以采用环形的链板式传输机，或者通过电机驱动的回转盘。
56.未经过样品管处理装置32处理的带盖样品管1，若未能被样本转移装置33汲取到足够的样本，则带盖样品管1通过第一传输线3再次回到样品管处理装置32的工作区间，被样品管处理装置32反复颠倒和/或抖动之后，再次回到样本转移装置33尝试再次汲取样本。
57.并且，经过了样品管处理装置32处理的带盖样品管1，若二次汲取样本时，未能被样本转移装置33汲取到足够的样本，则带盖样品管1通过第一传输线3再次回到样品管处理装置32的工作区间，被样品管处理装置32移动至废品箱。
58.进一步的：带盖样品管1通常放置在具有若干格子的样品箱41内部，还需要将带盖样品管1从样品箱41转移至第一传输线3上，人工完成这项工作费时费力。
59.为此，提供以下可选实施例，以解决上述技术问题。
60.第一传输线3的旁侧设置有：第二传输线4，用于移动样品箱41，样品箱41内放置有若干带盖样品管1；
61.移管装置42，设置在第二传输线4和第一传输线3之间，移管装置42用于在样品箱41和第一传输线3之间来回移动带盖样品管1。
62.第二传输线4是带式传输机，移管装置42是用于移动圆柱形物品的工业机器人，移管装置42可以根据需要布置1个或者多个，优选为2个，其中一个移管装置42用于将带盖样品管1从样品箱41移动至第一传输线3，另一个移管装置42用于将带盖样品管1从第一传输线3移动至样品箱41。
63.进一步的：为了明确被转移的样本属于哪个带盖样品管1，关联样本与被采样人。
64.为此，在第一传输线3和第二传输线4的旁侧均设置有多个信息录入装置35，信息录入装置35用于扫描带盖样品管1和样品箱41上的条形码或者二维码，以识别并录入信息，包括记录带盖样品管1是否经过了样品管处理装置32的处理。
65.进一步的：第一样品管夹持器2需要能够夹紧带盖样品管1，并且在样品管处理装置32和移管装置42的位置松开，还要能够沿着环形的轨迹移动。
66.为此，提供以下可选实施例，以解决上述技术问题。
67.第一样品管夹持器2包括：第一固定件21，固定连接于第一传输线3的执行部；
68.第一活动件22，具有至少2个并且环绕第一固定件21的中心对称分布，第一活动件22与第一固定件21活动连接，第一活动件22朝向另一个第一活动件22的一面与带盖样品管1的侧壁吻合；
69.第一弹性件23，设置于第一固定件21和第一活动件22之间，并且使得第一活动件22始终具有相互靠近的趋势；
70.第一引导件24，可活动地设置于第一传输线3的旁侧，第一引导件24能够与第一活动件22滑动连接；
71.第一驱动器25，设置于第一传输线3的旁侧，并且第一驱动器25的执行部与第一引导件24连接，第一驱动器25用于驱动第一引导件24滑动以使得第一活动件22相互远离。
72.具体的，第一固定件21包括至少2个转轴，第一活动件22是连接于转轴上的转动杆，转动杆的一端位于链板的顶部并且具有与带盖样品管1的侧壁吻合的缺口，转动杆的另一端位于链板的底部并且具有与第一引导件24滑动配合的形状，第一弹性件23是弹簧，第一弹性件23抵靠在转动杆的底部和第一固定件21上，以使得转动杆的顶部具有相互靠近以夹持带盖样品管1的动力，第一驱动器25是气缸，第一引导件24是具有圆孔的零件，气缸驱动第一引导件24升起使其孔壁与转动杆的底端接触，从而使得第一样品管夹持器2松开带盖样品管1。
73.还需要说明的是：为了使得弹簧能够安装在第一固定件21和第一活动件22之间，在第一固定件21上形成有第一柱形凸起211，在第一活动件22上形成有第二柱形凸起221，第一柱形凸起211和第二柱形凸起221相对，弹簧的两端分别套装在第一柱形凸起211和第二柱形凸起221上。
74.进一步的：在本实施例中，样品管处理装置32需要将带盖样品管1内部的拭子头抖落至带盖样品管1的底部，这就要求样品管处理装置32不能只是驱动带盖样品管1竖直往复移动，在移动的过程中，带盖样品管1应当缓慢上升并且急速下降，从而使得液体样本内部的拭子头能够通过惯性下沉。
75.为此，提供以下可选实施例，以解决上述技术问题。
76.样品管处理装置32包括第二样品管夹持器5和抖动驱动器6，第二样品管夹持器5用于夹持带盖样品管1的顶部，抖动驱动器6用于驱动第二样品管夹持器5竖直抖动；
77.其中，抖动驱动器6包括：导向结构61；
78.铁滑块62，其连接第二样品管夹持器5并且能够在导向结构61中滑动；
79.电磁铁63，其连接在导向结构61的顶部，电磁铁63能够通电并且吸引铁滑块62向上滑动；
80.弹性件64，其设置在铁滑块62和电磁铁63之间，弹性件64用于向铁滑块62提供向下移动的作用力。
81.当电磁铁63通电时，电磁铁63吸引铁滑块62带动第二样品管夹持器5向上移动，铁滑块62克服电磁铁63的回弹力上升，使得被第二样品管夹持器5夹持的带盖样品管1缓速上升；
82.当电磁铁63断电时，在自身的重力和弹性件64的回弹力作用下，铁滑块62、第二样品管夹持器5和带盖样品管1加速下降，从而使得带盖样品管1急速下降。
83.反复执行上述步骤，可以使得带盖样品管1内部的拭子头头在惯性的作用下朝向带盖样品管1的底部移动。
84.进一步地：如果铁滑块在反复抖动的过程中转动，则会妨碍第二样品管夹持器5的工作。
85.为此，提供以下可选实施例，以解决上述技术问题。
86.导向结构61是筒状结构，铁滑块62能够沿着导向结构61的内壁竖直滑动，铁滑块62的横截面是多边形形状。
87.具体的，铁滑块62的横截面是正六边形形状，其不能在导向结构61内部转动，进而使得第二样品管夹持器5不会旋转。
88.进一步地：由于第二样品管夹持器5需要在抖动驱动器6的驱动下反复抖动，通常用于夹持管的夹持器由电机或者气缸提供动力，而抖动容易造成电机和气缸损坏。
89.为此，提供以下可选实施例，以解决上述技术问题。
90.第二样品管夹持器5包括：第二固定件51，固定连接于铁滑块62；
91.第二活动件52，具有至少2个并且环绕第二固定件51的中心对称分布，第二活动件52与第二固定件51活动连接，第二活动件52朝向另一个第二活动件52的一面与带盖样品管1的侧壁吻合；
92.第二弹性件53，设置于第二固定件51和第二活动件52之间，并且使得第二活动件52始终具有相互靠近的趋势；
93.第二引导件54，可活动地设置于抖动驱动器6的旁侧，第二引导件54能够与第二活动件52滑动连接；
94.第二驱动器55，设置于第一传输线3的旁侧，并且第二驱动器55的执行部与第二引
导件54连接，第二驱动器55用于驱动第二引导件54活动以使得第二活动件52相互远离。
95.具体的，第二样品管的结构和第一样品管的结构基本相同，两者之间的区别在于，第一引导件24是具有圆孔的零件，而第二引导件是与每个第二活动件52对应的作动杆，第一驱动器25是推力气缸，而第二驱动器55是三爪手指气缸，第二驱动器55用于驱动3个作动杆夹持第二活动件52远离带盖样品管1的部位，以使得第二活动件52松开带盖样品管1。
96.抖动驱动器6工作的过程中，第二驱动器55不移动。
97.进一步地：样品管处理装置32不仅要能抖动带盖样品管1，还应当能够将其反复颠倒，以使得带盖样品管1内部的拭子头易于移动。
98.为此，提供以下可选实施例，以解决上述技术问题。
99.样品管处理装置32还包括第三样品管夹持器7和转动驱动器8，第三样品管夹持器7连接转动驱动器8的执行部，第三样品管夹持器7用于夹持带盖样品管1，转动驱动器8用于驱动第三样品管夹持器7环绕水平轴线旋转。
100.第三样品管夹持器7可以是安装有管夹的薄型手指气缸，转动驱动器8可以是电机或者摆动气缸。
101.进一步地：样品管处理装置32还应当能够在第二样品管夹持器5和第三样品管夹持器7之间交换带盖样品管1，以减少工作步骤。
102.为此，提供以下可选实施例，以解决上述技术问题。
103.样品管处理装置32还包括第三驱动器91，第三驱动器91的执行部连接抖动驱动器6，第三样品管夹持器7的夹持端与第二样品管夹持器5的夹持端位于同一条竖直线，第三驱动器91用于驱动抖动驱动器6竖直移动以使得第二样品管夹持器5的夹持端能够经过第三样品管夹持器7的夹持端。
104.第三驱动器91的执行部连接抖动驱动器6，第三样品管夹持器7的夹持端与第二样品管夹持器5的夹持端位于同一条竖直线，第三驱动器91用于驱动抖动驱动器6竖直移动以使得第二样品管夹持器5的夹持端能够经过第三样品管夹持器7的夹持端。
105.进一步地：样品管处理装置32还应当能够移动带盖样品管1，使其从第一传输线3移动至废品箱。
106.为此，提供以下可选实施例，以解决上述技术问题。
107.样品管处理装置32还包括第四驱动器92，第三驱动器91连接第四驱动器92的执行部，第四驱动器92用于驱动第三驱动器91沿着水平方向并且垂直于传输装置的传输方向移动。
108.在本实施例中，第三驱动器91是由第一推力气缸911、第二推力气缸912和滑台913组合形成的，其使得第二样品管夹持器5的夹持端能够停留在3个位置，第1个位置是驱动第二样品管夹持器5的夹持端移动至第三样品管夹持器7的夹持端下方以夹持带盖样品管1的盖部11，第2个位置是被第二样品管夹持器5夹持的带盖样品管1其样品管12的中部对准第三样品管夹持器7的夹持端，第3个位置是带盖样品管1被第三样品管夹持器7夹持时第二样品管夹持器5的夹持端远离带盖样品管1避免妨碍带盖样品管1转动。
109.第四驱动器92是同步带伺服滑台。
110.第二样品管夹持器5只需要竖直移动即可完成从传输装置上抓取带盖样品管1、移动带盖样品管1至第二动作部的执行部，将带盖样品管1从第二动作部的执行部移回传输装
置的步骤，工作效率高。
111.以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。