CN110275037A - 一种用于制作细胞学病理检验样本的无人生产流水线及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于制作细胞学病理检验样本的无人生产流水线及方法，以移动机械臂与倍速链为基本框架实现样本的移动传递工作，利用六轴桌面机械臂运动控制与夹具功能实现协助各样本处理机的操作，基于CODESYS为软件控制实现整个流水线的操控，最终以制作出完整的细胞学病理检验样本为流水线终点。本发明节省人力财力以及规范化操作，其次保证操作人员的健康问题，避免操作人员在操作过程中被细菌或者有毒试剂所感染。
Description
技术领域
本发明属于自动化与信息技术领域，涉及一种用于制作细胞学病理检验样本的无人生产流水线及方法。
背景技术
随着人工智能的快速发展，各行各业的智能化越来越明显。在涉及细胞学病理检验的准备工作在智能化程度上存在着不足。在医院、生物或医疗研究所等一些需要大量观察分析细胞学病理样本的场所，在细胞学病理检验样本制作的过程大部分需要人工进行操作，这样不仅浪费了大量的人力财力，而且在操作的过程中可能会因为一些误操作导致细胞学病理样本污染或者损坏。
发明内容
本发明提供一种用于制作细胞学病理检验样本的无人生产流水线，利用一些设备集成与程序控制来满足生产线中的各种要求。
本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种用于制作细胞学病理检验样本的无人生产流水线，包括1#移动车、2#移动车以及依次通过传送链相连的样本分拣装置、样本预处理装置、样本离心处理装置、沉降染色处理装置和点胶封片处理装置；
1#移动车，该1#移动车用于将样本传递给样本分拣装置；
样本预处理装置，该装置包括2#工作台，在所述的2#工作台上设有预处理耗材架、振荡器、2#机械臂和样本处理机；所述的预处理耗材架用于放置耗材，所述的振荡器用于将样本与耗材混合均匀，所述的样本处理机对样本进行预处理；2#机械臂用于将样本转移到下一工位；
样本离心处理装置，包括3#工作台，在所述的3#工作台上安装离心机、3#机械臂和4#机械臂，3#机械臂将样本移动到离心机的离心槽里；4#机械臂将样本移动到下一工位；
沉降染色处理装置，包括4#工作台，在所述的4#工作台上安装染色耗材架、染色托盘、染色机和5#机械臂，所述的染色耗材架用于放置染色用的耗材；所述的染色托盘用于放置样本，所述的染色机对样本进行染色，所述的5#机械臂用于实现样本移动，5#机械臂实现耗材和样本的移动，将染色后的样本移动到下一工位；
点胶封片处理装置，包括5#工作台，在所述的5#工作台上安装点胶机、盖玻片存放板、晾片板和6#机械臂，所述的盖玻片存放板用于存放盖玻片；所述的晾片板用于实现样本的晾晒；所述的点胶机用于将样板固定在盖玻片上；6#机械臂实现盖玻片和样本的移动；
2#移动车，在点胶封片完成之后，将样本传递到样本检验处待检。
作为进一步的技术方案，还包括样本分拣装置，该装置包括1#机械臂，1#机械臂对样本进行分拣，其通过传送链与样本预处理装置相连。
作为进一步的技术方案，所述的样本分拣装置包括1#工作台，在1#工作台的三个方向上均设有传送链，1#机械臂设置在该工作台上。
作为进一步的技术方案，所述的传送链采用倍速链。
作为进一步的技术方案，所述的1#机械臂、2#机械臂、3#机械臂、4#机械臂、5#机械臂、6#机械臂为六轴机械臂。
作为进一步的技术方案，在所述的3#工作台上还设有离心过渡架，所述的离心过渡架包括两个，分别用于暂存离心前的样本和离心后的样本。
作为进一步的技术方案，在所述离心机的上方设有视觉定位摄像头。
作为进一步的技术方案，样本分拣装置的传送链上设有视觉定位摄像头。
利用所述的用于制作细胞学病理检验样本的无人生产流水线的进行样本制作的方法，如下：
1#移动车传递样本至样本分拣装置的起始端；
样本分拣装置采用视觉分拣摄像头对样本进行分类，通过1#机械臂以及传送链传送至样本预处理装置进行样本预处理；
样本预处理：首先对预处理前的耗材与样本通过2#机械臂移动到样本预处理机内，然后启动样本处理机对样本进行预处理，实现将样本放置在玻璃管内，最后待预处理结束后2#机械臂把样本转移到下一工位，同时对耗材进行回收；
样本离心处理：在样本传递之前，运行视觉定位摄像头对离心机的离心架进行定位，确保在样本到达后，3#机械臂能够精确的把样本移动到离心卡槽里；然后再将离心卡槽放在离心机内，对样本进行离心处理，离心处理完之后，再次经摄像头采集离心卡槽位置传递给4#机械臂，并将样本传递给下一工位；
沉降染色处理：样本传递到达之后，经5#机械臂对染色前的耗材进行移动放置安装，将样本转移到载波片上，且染色机进行染色，待染色机运行结束之后，再次启动5#机械臂对耗材进行回收，并将样本传递到下一工位；
点胶封片处理：采用点胶机与6#机械臂协同的方式将涂有细胞液的载波片进行点胶盖片处理，待冷却完之后对已经制作好的样本传递到下一工位；
送检：经2#移动车在点胶封片完成之后，将样本传递到样本检验处待检。
本发明的有益效果：
本发明以移动机械臂与倍速链为基本框架实现样本的移动传递工作，利用六轴桌面机械臂运动控制与夹具功能实现协助各样本处理机的操作，基于CODESYS为软件控制实现整个流水线的操控，最终以制作出完整的细胞学病理检验样本为流水线终点。本发明节省人力财力以及规范化操作，其次保证操作人员的健康问题，避免操作人员在操作过程中被细菌或者有毒试剂所感染。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为本发明的流水线生产框架图；
图2为细胞学病理化检验样本制作流程图；
图3为1#工作台设备布置图；
图4为2#工作台设备布置图；
图5为3#工作台设备布置图；
图6为4#工作台设备布置图；
图7为5#工作台设备布置图；
图8为codesys软件控制流程图；
其中1.视觉分拣摄像头，2. 1#倍速链，3. 1#机械臂，4. 2#倍速链，5. 3#倍速链，6.预处理耗材架，7.振荡器，8.工作台，9.自动样本处理机，10. 2#六轴机械臂，11. 4#倍速链12.自动离心机，13.视觉定位摄像头,14. 4#机械臂，15. 16.离心过渡架，17. 3#机械臂，18. 5#倍速链，19.染色托盘，20.染色耗材板，21. 5#机械臂，22.自动染色处理机，23.6#倍速链，24.盖玻片存放板，25.晾片板，26. 6#机械臂，27.半自动点胶机，28. 7#倍速链。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；
如图1所示，本发明公开的一种用于制作细胞学病理检验样本的无人生产流水线，包括1#移动车、2#移动车以及依次通过倍速链相连的样本分拣装置、样本预处理装置、样本离心处理装置、沉降染色处理装置和点胶封片处理装置；样本分拣装置、样本预处理装置、样本离心处理装置、沉降染色处理装置和点胶封片处理装置的具体安装位置不受限制，即上下左右位置均可，只要将其通过倍速链相连即可。
具体的，1#移动车，在该1#移动车上设有机械臂，机械臂用于将样本传递给样本分拣装置；移动车的结构是现有结构，因此不详细展开讲。
样本分拣装置，如图3所示，该装置包括1#机械臂3，1#机械臂3对样本进行分拣，其通过3#倍速链5与样本预处理装置相连；这里所述的样本分拣装置不是装置的必要件，可以根据实际生产需要进行选择，设置或者不设置。
在本实施例中，具体的，所述的样本分拣装置包括1#工作台，在1#工作台的三个方向上均设有倍速链，对应图中的1#倍速链2、2#倍速链4、3#倍速链5；1#机械臂3设置在该工作台上；设置多个传送链主要是为了实现不同样本的同时处理，多个流水线可以同时工作；在本实施例中应用到的1#倍速链2和3#倍速链5。进一步的，在样本分拣装置的传送链上设有视觉定位摄像头；采用视觉分拣摄像头对样本进行分类作为拓展流水线使用。
样本预处理装置，如图4所示，该装置包括2#工作台8，在所述的2#工作台8上设有预处理耗材架6、振荡器7、2#机械臂和自动样本处理机9；所述的预处理耗材架6用于放置试管和注射器，所述的振荡器7用于将样本的混合均匀，所述的自动样本处理机9对样本进行预处理；具体的，2#机械臂将从上一工位传过来的样板先放在振荡器7上振荡，然后将振荡后的样本放在处理机上，然后将试管和注射器放入到处理机，处理机将样本注射到试管内，预处理完成；2#机械臂10将样本转移到下一工位；样本预处理装置与样本离心处理装置之间通过4#倍速链连通；
样本离心处理装置，如图5所示，包括3#工作台，在所述的3#工作台上安装离心机12、4#机械臂17和5#机械臂14，4#机械臂17将样本移动到离心机的离心槽里；5#机械臂14将样本移动到下一工位；在所述的3#工作台上还设有离心过渡架16、离心过渡架15，离心过渡架16、离心过渡架15用于放置离心槽，离心槽用于暂存离心前的样本或者离心后的样本，离心过渡架就是普通的支撑架；具体的，4#机械臂17将上一工位穿过来的样本先放置在离心过渡架16的离心槽内，然后将离心槽放入离心机12内进行离心，离心完后，4#机械臂将离心槽放在离心过渡架15上，然后5#机械臂14将样本传送到下一工位；
作为进一步的技术方案，在所述离心机的上方设有视觉定位摄像头；样本离心处理装置与沉降染色处理装置之间通过5#倍速链连通；
沉降染色处理装置，如图6所示，包括4#工作台，在所述的4#工作台上安装染色耗材架20、染色托盘19、染色机22和6#机械臂，所述的染色耗材架20用于放置染色用的沉降仓和载玻片；所述的染色托盘19用于放置沉降仓和载玻片，所述的染色机22对样本进行染色，所述的6#机械臂21用于实现样本移动，6#机械臂21实现耗材和样本的移动，将染色后的样本移动到下一工位；沉降染色处理装置与点胶封片处理装置之间通过6#倍速链连通；具体的，6#机械臂将上一工位的样本放入到染色机内，然后将沉降仓和载玻片放入到染色托盘19内，然后将染色托盘放在染色机内，在染色机内的样本染色之后，取出染色托盘，沉降仓扔掉；将涂有细胞液的载波片传送到下一工位；
点胶封片处理装置，如图7所示，包括5#工作台，在所述的5#工作台上安装点胶机27、盖玻片存放板24、晾片板25和7#机械臂26，所述的盖玻片存放板用于存放盖玻片；所述的晾片板用于实现样本的晾晒；所述的点胶机用于将样板固定在盖玻片上；7#机械臂实现盖玻片和样本的移动；在5#工作台上还安装有7#倍速链28，用于样本的传送。
2#移动车，在点胶封片完成之后，将样本传递到样本检验处待检。
作为进一步的技术方案，所述的1#机械臂、2#机械臂、3#机械臂、4#机械臂、5#机械臂、6#机械臂、7#机械臂为现有的六轴机械臂，因此在该专利中不进行详细展开讲了。
上述的视觉定位摄像头为现有的摄像头，
具体实例：
现有五个志愿者的宫颈细胞样本，对该样本进行制作成便于显微镜观察的基于载玻片的细胞学病理样本；具体的方法如下：
采集样本传递：经带有机械臂的1#AGV传递样本至样本分拣起始端。
样本分拣与机械臂码垛：采用视觉分拣摄像头对样本进行分类作为拓展流水线使用，目前针对宫颈细胞样本制作进行生产传递给3#倍速链，并对样本下一流程操作做好准备。
样本自动预处理操作：样本预处理大致分为三步操作，首先对预处理前的耗材与样本通过机械臂进行移动到预处理机内，然后启动样本自动与处理机对样本进行预处理，即将样本转移到试管内，最后待预处理结束后机械臂把盛放有样本的试管转移到下一工位，同时对耗材进行回收。
样本离心处理：在样本传递之前，运行视觉定位摄像头对离心机的离心架进行定位，确保在样本到达后，3#机械臂能够精确的把样本移动到离心卡槽里；离心机运行完之后，再次经摄像头采集离心卡槽位置传递给4#机械臂，并将样本传递给下一工位。
沉降染色处理：在样本传递到达之后，经5#机械臂对染色前的耗材(载玻片和沉降仓)进行移动放置安装，人工将样本转移到载波片上，且染色机进行染色，待染色机运行结束之后，再次启动机械臂对耗材进行回收，并将样本传递到下一工位。
点胶封片处理：采用半自动点胶机与6#机械臂协同的方式对细胞样本，进行点胶盖片处理，待冷却完之后对已经制作好的样本传递到下一工位。
送检：经2#AGV在点胶封片完成之后，将样本传递到样本检验处待检。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种用于制作细胞学病理检验样本的无人生产流水线，其特征在于，包括1#移动车、2#移动车以及依次通过传送链相连的样本分拣装置、样本预处理装置、样本离心处理装置、沉降染色处理装置和点胶封片处理装置；
1#移动车，该1#移动车用于将样本传递给样本分拣装置；
样本预处理装置，该装置包括2#工作台，在所述的2#工作台上设有预处理耗材架、振荡器、2#机械臂和样本处理机；所述的预处理耗材架用于放置耗材，所述的振荡器用于将样本与耗材混合均匀，所述的样本处理机对样本进行预处理；2#机械臂用于将样本转移到下一工位；
样本离心处理装置，包括3#工作台，在所述的3#工作台上安装离心机、3#机械臂和4#机械臂，3#机械臂将样本移动到离心机的离心槽里；4#机械臂将样本移动到下一工位；
沉降染色处理装置，包括4#工作台，在所述的4#工作台上安装染色耗材架、染色托盘、染色机和5#机械臂，所述的染色耗材架用于放置染色用的耗材；所述的染色托盘用于放置样本，所述的染色机对样本进行染色，所述的5#机械臂用于实现样本移动，5#机械臂实现耗材和样本的移动，将染色后的样本移动到下一工位；
点胶封片处理装置，包括5#工作台，在所述的5#工作台上安装点胶机、盖玻片存放板、晾片板和6#机械臂，所述的盖玻片存放板用于存放盖玻片；所述的晾片板用于实现样本的晾晒；所述的点胶机用于将样板固定在盖玻片上；6#机械臂实现盖玻片和样本的移动；
2#移动车，在点胶封片完成之后，将样本传递到样本检验处待检。
2.如权利要求1所述的一种用于制作细胞学病理检验样本的无人生产流水线，其特征在于，还包括样本分拣装置，该装置包括1#机械臂，1#机械臂对样本进行分拣，其通过传送链与样本预处理装置相连。
3.如权利要求2所述的一种用于制作细胞学病理检验样本的无人生产流水线，其特征在于，所述的样本分拣装置包括1#工作台，在1#工作台的三个方向上均设有传送链，1#机械臂设置在该工作台上。
4.如权利要求2所述的一种用于制作细胞学病理检验样本的无人生产流水线，其特征在于，样本分拣装置的传送链上设有视觉定位摄像头。
5.如权利要求1所述的一种用于制作细胞学病理检验样本的无人生产流水线，其特征在于，所述的传送链采用倍速链。
6.如权利要求1所述的一种用于制作细胞学病理检验样本的无人生产流水线，其特征在于，所述的1#机械臂、2#机械臂、3#机械臂、4#机械臂、5#机械臂、6#机械臂为六轴机械臂。
7.如权利要求1所述的一种用于制作细胞学病理检验样本的无人生产流水线，其特征在于，在所述的3#工作台上还设有离心过渡架，所述的离心过渡架包括两个，分别用于暂存离心前的样本和离心后的样本。
8.如权利要求1所述的一种用于制作细胞学病理检验样本的无人生产流水线，其特征在于，在所述离心机的上方设有视觉定位摄像头。
9.利用权利要求1-8任一所述的用于制作细胞学病理检验样本的无人生产流水线进行样本制作的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1#移动车传递样本至样本分拣装置的起始端；
样本分拣装置采用视觉分拣摄像头对样本进行分类，通过1#机械臂以及传送链传送至样本预处理装置进行样本预处理；
样本预处理：首先对预处理前的耗材与样本通过2#机械臂移动到样本预处理机内，然后启动样本处理机对样本进行预处理，实现将样本放置在玻璃管内，最后待预处理结束后2#机械臂把样本转移到下一工位，同时对耗材进行回收；
样本离心处理：在样本传递之前，运行视觉定位摄像头对离心机的离心架进行定位，确保在样本到达后，3#机械臂能够精确的把样本移动到离心卡槽里；然后再将离心卡槽放在离心机内，对样本进行离心处理，离心处理完之后，再次经摄像头采集离心卡槽位置传递给4#机械臂，并将样本传递给下一工位；
沉降染色处理：样本传递到达之后，经5#机械臂对染色前的耗材进行移动放置安装，将样本转移到载波片上，且染色机进行染色，待染色机运行结束之后，再次启动5#机械臂对耗材进行回收，并将样本传递到下一工位；
点胶封片处理：采用点胶机与6#机械臂协同的方式将涂有细胞液的载波片进行点胶盖片处理，待冷却完之后对已经制作好的样本传递到下一工位；
送检：经2#移动车在点胶封片完成之后，将样本传递到样本检验处待检。
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