CN111498355A - 转盘式自动化血液存储装置及存取方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种转盘式自动化血液存储装置及存取方法，冷藏库内设置有与地面垂直的中心旋转轴，中心旋转轴由上至下间隔设有多个分隔板，相邻的两个分隔板之间具有多个用于放置血液袋的存储位，每个存储位上设有可移动的存储盒，血液袋放置于存储盒内。利用一套移动抓取组件实现血液袋的存取，占用空间小、空间利用率高。与此同时，实现血液袋的自动存取，有效提高血液袋的存取速度和准确性；血液袋的存储环境恒湿、恒温、无菌，提高血液的存储安全性。

Description

转盘式自动化血液存储装置及存取方法

技术领域

本发明涉及血液存储技术领域，尤其涉及一种转盘式自动化血液存储装置及存取方法。

背景技术

血液通常存储在血库中，由医疗单位、血站或红十字会保管，以备需要输血时使用。由于临床上对血液的需求量不确定，需要的血液型号或者成分血类型也不一，所以延长血液及成分血保质期的低温冷藏技术受到了越来越多的关注。

目前血液的存储主要依靠传统的冰箱或冷库，在冰箱或冷库内设置立体货架，托盘水平摆放在立体货架上，血液袋水平摆放在托盘内，实现血液的存储。存取血液时，需要使用堆垛机来取放托盘，冰箱或冷库内需要预留出供堆垛机移动的空间，导致整个冰箱或冷库外形尺寸较大、占用空间大。一定空间的冰箱或冷库内，真正用来存储血液的空间有限，空间利用率低。一个托盘内同时水平摆放多个血液袋，取血时，堆垛机将整个托盘取出，然后人工识别拿取所需的血液，再将剩余的血液送回库内。当有高频次血液需求的时候，血液频繁地出入往返于低温环境与外界环境之间，不但会影响库内的低温存储环境，更会影响血液的存储质量。

发明内容

本发明提供一种转盘式自动化血液存储装置及存取方法，其占用空间小、空间利用率高。

本发明提供的技术方案是，一种转盘式自动化血液存储装置，包括控制单元、制冷单元、冷藏库、机械单元、输入单元、输出单元及检测单元，

所述控制单元，其根据所述输入单元接收的来自用户的指令，控制所述机械单元和所述制冷单元的工作，并将所述机械单元和所述制冷单元的执行结果发送给所述输出单元；

所述制冷单元，其接受所述控制单元控制，调节所述冷藏库的温度；

所述冷藏库，其为血液存储提供所需的温度环境；

所述机械单元，其包括货架组件和抓取移动组件，所述货架组件包括与地面垂直设置的中心旋转轴，中心旋转轴由上至下间隔设有多个分隔板，相邻的两个所述分隔板之间具有多个用于放置血液袋的存储位，每个所述存储位上设有可移动的存储盒，所述血液袋放置于所述存储盒内；所述抓取移动组件用于将所述存储盒移入所述存储位、或者从所述存储位移出至所述冷藏库的存取口；

所述输入单元，其接收来自用户的指令，并将指令信息发送给所述控制单元；

所述输出单元，其用于展示所述机械单元、所述制冷单元、以及所述冷藏库的工作状态；

所述检测单元，其用于检测所述制冷单元、所述机械单元、所述冷藏库的工作状态，并将其传送给所述控制单元。

进一步的，还包括血液质量检测单元，其用于检测所述血液袋内血液的分层界面情况、并根据血液的分层界面情况判断血液质量。

进一步的，所述机械单元还包括驱动电机，所述驱动电机的输出轴上连接有主动齿轮，所述主动齿轮啮合有从动齿轮，所述中心旋转轴的一端与所述从动齿轮啮合。

进一步的，所述抓取移动组件包括与地面垂直设置的轨道和沿所述轨道往复运动的机械手，所述机械手还可相对于所述轨道水平旋转，所述机械手夹取所述存储盒、将所述存储盒移入所述存储位、或者从所述存储位移出至所述冷藏库的存取口。

进一步的，所述血液质量检测单元包括具有一侧开口的检测盒、设于所述检测盒上的检测组件及分析模块，所述机械手的夹持部位于所述检测盒的内部，所述夹持部用于夹持所述存储盒，所述检测组件用于获取血液的分层界面情况、并将血液的分层界面情况发送至所述分析模块，所述分析模块包括示教模型，所述分析模块将接收到的血液分层界面情况与所述示教模型进行分析对比、并判断血液的质量。

进一步的，所述检测组件采用光谱识别传感器或视觉识别传感器获取血液的分层界面情况。

进一步的，所述存储位包括相对设置的上板和下板，所述上板和所述下板分别与相邻的两个所述分隔板连接，所述存储位绕所述中心旋转轴呈扇形分布，所述存储盒包括背板和设于所述背板上的盒体，所述盒体的上部形成有开口，所述背板可拆卸地插设于所述上板和所述下板之间。

本发明还提出一种转盘式自动化血液存储方法，该方法包括以下步骤：

（1）控制单元接收输入单元血液存储指令信息；

（2）控制单元根据接收到的存储指令信息，为待存储的血液分配存储位；

（3）机械单元接收控制单元的指令，所述机械单元中的驱动电机运动，带动所述主动齿轮和所述从动齿轮运动，直至将所述指定存储位所处的一列转动至存取口正对位置处；

（4）机械单元接收控制单元的指令，所述机械单元中的抓取移动组件将所述指定存储位上的存储盒从所述存储位移动至所述存取口处；

（5）检测单元检测所述存储盒内是否放入血液袋、检测血液袋信息，并提示用户确认；

（6）机械单元接收控制单元的指令，所述机械单元中的抓取移动组件将所述存储盒从所述存取口移回至所述存储位；

（8）控制单元对冷藏库中的血液信息、存放时间、以及存放位置数据进行记录。

进一步的，所述步骤（5）中检测单元对待存储的血液袋进行的检测是：读取待存储血液袋上的条形码或RFID电子标签的数据。

进一步的，步骤（4）机械单元中的抓取移动组件将所述存储盒从所述存储位移动至所述存取口的具体步骤为：

（a）所述机械单元的机械手沿导轨竖直移动至所述存储盒的正前方；

（b）所述机械手伸出并夹持所述存储盒，所述机械手将所述存储盒从所述存储位移出；

（c）所述机械手将所述存储盒移动至所述存取口的正对位置处；

（d）所述机械手水平旋转，将所述存储盒移动至所述存取口。

进一步的，在步骤（6）和步骤（8）之间还包括步骤（7），血液质量检测单元检测冷藏库中血液袋内血液的分层界面情况、并根据血液的分层界面情况判断血液质量。

进一步的，所述步骤（7）中还包括：系统设定间隔检测时间T，所述血液质量检测单元每间隔时间T对冷藏库中的血液进行质量检测。

本发明还提出一种转盘式自动化血液取出方法，该方法包括以下步骤：

（1）控制单元接收输入单元输入的血液取出指令信息；

（2）控制单元根据接收到的指令信息，确定要取出的血液袋所在的存储位的位置；

（3）机械单元接收控制单元的指令，所述机械单元中的驱动电机运动，带动所述主动齿轮和所述从动齿轮运动，直至将所述指定存储位所处的一列转动至存取口的正对位置处；

（4）检测单元对所述存储位进行检测，并将检测结果发送给控制单元；

（5）机械单元接收控制单元的指令，所述机械单元中的抓取移动组件将所述存储位上的存储盒移动至所述存取口；

（6）控制单元对冷藏库中的血液信息、存放时间、以及存放位置数据进行记录。

进一步的，所述步骤（4）中检测单元对所述存储盒进行检测是：检测所述存储盒中是否有血液袋。

进一步的，所述步骤（5）中机械单元将所述存储盒移动至所述存取口的具体步骤为：

（a）所述机械单元的机械手沿导轨竖直移动至所述存储盒的正前方；

（b）所述机械手伸出并夹持所述存储盒，所述机械手将所述存储盒从所述存储位移出；

（c）所述机械手将所述存储盒移动至所述存取口的正对位置处；

（d）所述机械手水平旋转，将所述存储盒移动至所述存取口。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：

本发明提出一种转盘式自动化血液存储装置及存取方法，冷藏库内设置有与地面垂直的中心旋转轴，中心旋转轴由上至下间隔设有多个分隔板，相邻的两个分隔板之间具有多个用于放置血液袋的存储位，每个存储位上设有可移动的存储盒，血液袋放置于存储盒内。利用一套移动抓取组件实现血液袋的存取，占用空间小、空间利用率高。与此同时，实现血液袋的自动存取，有效提高血液袋的存取速度和准确性；血液袋的存储环境恒湿、恒温、无菌，提高血液的存储安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例转盘式自动化存储装置的系统原理框图；

图2为本发明实施例转盘式自动化存储装置的立体结构示意图；

图3为本发明实施例转盘式自动化存储装置的侧视图；

图4为本发明实施例存储盒的立体结构示意图；

图5为本发明实施例一存储盒与存储位之间的连接结构示意图一；

图6为本发明实施例一存储盒与存储位之间的连接结构示意图二；

图7为本发明实施例二存储盒与存储位之间的连接结构示意图一；

图8为本发明实施例二存储盒与存储位之间的连接结构示意图二；

图9为本发明实施例血液质量检测单元的结构示意图；

图10为本发明实施例一血液质量检测单元的主视图（光谱识别传感器）；

图11为本发明实施例一血液质量检测单元的俯视图（光谱识别传感器）；

图12为本发明实施例二血液质量检测单元的主视图（视觉识别传感器）；

图13为本发明实施例二血液质量检测单元的俯视图（视觉识别传感器）；

图14为本发明实施例三血液质量检测单元的侧视图（压力传感器）；

图15为本发明实施例转盘式自动化血液存储过程原理框图；

图16为本发明实施例转盘式自动化血液存储工作流程图；

图17为本发明实施例转盘式自动化血液取出工作流程图。

其中，100-机械单元，110-货架组件，111-分隔板，112-存储位，1121-上板，1122-下板，1123-凹槽，1124-复位弹簧，1125-滚珠，1126-凸起部，113-旋转中心轴，120-抓取移动组件，121-导轨，122-机械手，1221-夹持部，123-回转轴，200-血液质量检测单元，210-检测盒，220-光源，230-光谱识别传感器，240-视觉识别传感器，250-压力传感器，300-控制单元，400-制冷单元，500-冷藏库，600-输入单元，700-输出单元，800-检测单元，810-读码器，900-存储盒，910-背板，920-盒体，930-第一透明区域，940-第二透明区域，001-血液袋。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。

本发明公开一种转盘式自动化血液存储装置，参照图1，包括控制单元300、制冷单元400、冷藏库500、机械单元100、输入单元600、输出单元700及检测单元800，其中，制冷单元400与冷藏库500直接相连、并可直接对冷藏库500进行操作；控制单元300分别连接制冷单元400、机械单元100、输入单元600及输出单元700；控制单元300控制制冷单元400调节冷藏库500内的温度湿度；控制单元300通过输入单元600接收来自用户的指令，控制机械单元100执行制冷；控制单元300将执行的结果，以及制冷单元400、机械单元100、冷藏库500的工作状态传送给输出单元700，通过输出单元700向用户展示。检测单元800分别与制冷单元400、机械单元100和冷藏库500连接，检测制冷单元400、机械单元100及冷藏库500的工作状态，并将其分别反馈给控制单元300和制冷单元400。

制冷单元400的核心是制冷设备，其功能是使热量从冷藏库500内部向外部转移，从而使冷藏库500温度降低，达到血液存储所需的温度环境。

输入单元600采用按键及用于通过网络接收用户指令或数据的接收单元，可供操作者输入控制指令以及数据信息，如输入存入血液型号、数量、日期，将要取出的血液型号，存储优化策略等。存储优化策略是指关于血液袋的存放方式、存放位置、存放时间、取血液袋的条件等，例如将A型血存储于某一特定货架，保持时间为1年，取血液袋的条件按照先进先出原则，等等。

输出单元700采用液晶显示屏LCD、发光二极管、震动器件、声音模块等，用于向用户展示某种特定信息，如数据、图像、光影、动作、声音等，用户可根据这些信息的提示来与存储装置进行交互，如用户根据液晶显示屏上的提示，将血液袋放于指定位置，以便于机械手122抓取并放入货架上。

检测单元800是保证系统各部分稳定运行、减少操作失误和误差的主要单元，它是由各种传感器及检测装置组成，如温度传感器、接近开关或接近传感器、电压电流检测装置、电机装置检测装置等。检测单元800在冷藏库500的存取口510处设有条形码或RFID检测装置，能够识别血液袋上的条形码或RFID标签。本实施例中，用于识别血液袋上的条形码或RFID标签数据信息的识别装置（如读码器）设置在机械手122上、或者设置在血液质量检测单元200中的检测盒210上，检测盒210设于机械手122上，这样，当机械手122夹取存储盒900时，可以同时读取血液信息，提高作业存取效率。

所述保证系统各部分稳定运行，指的是通过检测冷藏库500内的温度、制冷单元400工作状态、机械单元100的工作状态，并将上述检测结果传递给控制单元300，控制单元300根据检测到的各部分的状态，实时发出下一步工作的指令。

所述减少工作失误和误差，指血液袋在存取口510处，经过必要的检验，如检验血液的型号、重量等，在放入存储盒900前确认存储900盒为空，放入后确认存储盒900内确实放入东西，等等。实现减少工作失误和误差的检测装置，除了必要的光学传感器，要需要智能识别手段，如条码识别、射频识别、视觉识别等等。

控制单元300是系统的关键组成部分，驱动其他各部分按照指令完成相关操作，通过检测单元800监控和确认各部分的运行状态，同时还进行数据的录入、处理，实现对血液更好的管理。

所述动作和操作，包括但不限于抓取存储盒900放入货架上指定的存储位112、从货架上指定的存储位122将存储盒900取出、放入或取出存储盒900时货架的旋转驱动、开关存取口510的门等。

冷藏库500为立式封闭圆柱体结构，机械单元100内置于冷藏库500内，冷藏库500上的存取口510可以为沿某一货架111高度方向设置的竖式长条状的门体，当存取口510开门时，与存取口510正对的货架111上的存储位112全部可视，机械手122夹取存储盒900后再无需上下移动，直接水平旋转即可将存储盒900移入/移出存储位。这种方式需要配合可升降的存取平台使用，因为存取口510具有一定高度，操作人员可能够不到放置在存取口510上的存储盒900，通过可升降的存储平台，存储盒900放置在存取平台上，存取平台升降运动至操作人员能够操作的高度范围。或者，存取口510的长度小于货架111的长度，当存取口510开门时，仅有与存取口510正对的部分存储位112可视，机械手122夹取存储盒900后需要左右移动，将存储盒900移动至与存取口510正对的位置后、再水平旋转，才可将存储盒900移入/移出存储位。存取口510设置的小一些，虽然多了机械手122水平左右移动的动作，但是每次开门时可以减小冷量外泄，节约能耗。

参照图2和图3，机械单元100内置于冷藏库500内，包括货架组件110和抓取移动组件120，货架组件110主要用于存储血液袋、将目标货架111旋转至存取口510正对位置，以便抓取移动组件120抓取存储盒900；抓取移动组件900主要用于抓取存储盒900，将存储盒900从货架111上移动至存取口510处、或者将存储盒900从存取口510处移回至货架111上。

抓取移动组件120包括沿水平方向设置的轨道121和沿轨道121往复运动的机械手122，机械手122还可相对于轨道121水平旋转，机械手122与轨道121之间通过回转轴123实现水平旋转，机械手122夹取存储盒900、将存储盒900移入存储位112、或者从存储位122移出至冷藏库500的存取口510。

货架组件110包括与地面垂直设置的中心旋转轴113，中心旋转轴113由上至下间隔设有多个分隔板111，相邻的两个分隔板111之间具有多个用于放置血液袋001的存储位112，每个存储位112上设有可移动的存储盒900，血液袋001放置于存储盒900内。中心旋转轴113转动，带动设于其上的分隔板111同步转动，实现设于分隔板111上的存储位112的同步转动。中心旋转轴113的转动通过如下结构实现：机械单元100还包括驱动电机，驱动电机的输出轴上连接有主动齿轮，主动齿轮啮合有从动齿轮，中心旋转轴113的下端与从动齿轮啮合。

每两个相邻的分隔板111之间的多个存储位112绕中心旋转轴113呈扇形分布，每个存储位112上包括上下相对设置的上板1121和下板1122，存储盒900可拆卸地插设于上板1121和下板1122之间。上板1121和下板1122可以为独立于分隔板111的部件，也可以与分隔板111集成为一体结构。为了便于拿取存储盒900，每一层中的多个存储位112，上下正对。

存储盒900的结构示意图参照图4，包括背板910和设于背板910上的盒体920，盒体920的上部形成有开口，血液袋001从开口移入/移出盒体920，背板910可拆卸地插设于上板1121和下板1122之间。背板910由上至下依次设有第一透明区域930和第二透明区域940，第一透明区域930的作用是，当血液质量检测单元200采用光谱识别传感器230时，光源220能够透过血液的分层界面区域、透过第一透明区域930照至光谱识别传感器230。第二透明区域940的作用是，当血液袋001放置于存储盒900内时，血液袋001上的识别码能够正对第二透明区域940，以便检测单元800中的识别装置（如读码器810）扫描识别码。背板910的高度高于盒体920的高度，当血液袋001放置于盒体920内时，血液袋001内血液分层界面区域外伸于盒体920，这样，便于血液质量检测单元200中的光谱识别传感器230获取血液分层界面光谱、或者视觉识别传感器240获取血液分层界面图像。

背板910与上板1121、下板1122之间的插接结构有两种实现形式，分别是：

第一种，参照图5和图6，上板1121和下板1122上分别设有凹槽1123，背板910的两端分别插设于凹槽1123内。进一步的，下板1122的两端分别设有凸起部1126，将下板1122上凹槽1123的端部封堵。当存储盒900插设于凹槽1123内时，背板910的上端与上板1121之间具有一定间隙。当机械手122从存储位112上夹取存储盒900并移出时，动作过程为：机械手122夹住存储盒900；向上抬起存储盒900，背板910的下端从下板1122上的凹槽1123内移出；将存储盒900沿上板1121上的凹槽1123滑动移出。凸起部1126可以防止存储盒900从存储位112上滑落，提高装置可靠性。当机械手122将存储盒900放入存储位112上时，动作过程为：机械手122夹住存储盒900；存储盒900在机械手122的推动下，其背板910的上端沿上板1121的凹槽1123向内滑动；向下移动存储盒900，其背板910的下端插设于下板1122上的凹槽1123内。

第二种，参照图7和图8，上板1121和下板1122上分别设有凹槽1123，下板1122的凹槽1123内设有复位弹簧1124和滚珠1125，滚珠1125设于复位弹簧1124的一端，背板910的下端设有与滚珠1125适配的凹陷部（未图示），当背板910的两端插设于凹槽1123内时，滚珠1125内陷于凹陷部内。当机械手122从存储位112上移出/移入存储盒900时，机械手122夹住存储盒900并沿凹槽1123拖拽、使滚珠1125从凹陷部内滑出/滑入即可，与第一种方式相比，第二种方式操作更加便捷快速，省去了向上抬或向下移存储盒900的动作。并且，凹陷部与滚珠1125之间的配合，使得存储盒900在存储位112上更加稳固，不易产生晃动。

该转盘式自动化血液存储装置还包括血液质量检测单元200，其用于检测血液袋001内血液的分层界面情况、并根据血液的分层界面情况判断血液质量。当血液质量不达标时发出报警，提醒人为干预。

血液质量检测单元200的结构示意图参照图9，包括具有一侧开口的检测盒210、设于检测盒210上的检测组件及分析模块，机械手122的夹持部1221位于检测盒210的内部，夹持部1221用于夹持存储盒900，检测组件用于获取血液的分层界面情况、并将血液的分层界面情况发送至分析模块，分析模块包括示教模型，分析模块将接收到的血液分层界面情况与示教模型进行分析对比、并判断血液的质量。

检测组件有两种形式，分别是采用光谱识别传感器或视觉识别传感器。

第一种，检测组件采用光谱识别传感器，参照图10和图11，检测盒210相对的两个侧壁上分别设有光源220和光谱识别传感器230，光源220位于远离背板910的一侧，光谱识别传感器230位于靠近背板910的一侧、且正对第一透明区域930，从光源220发出的光线透过血液袋001的分层界面区域、经过第一透明区域930照至光谱识别传感器230，光谱识别传感器230获取血液的分层界面光谱。当血液袋001放置于存储盒900内时，血液的分层界面区域外伸于盒体920，以便光谱识别传感器230成功获取分层界面光谱。

检测时，光源220将血液袋001的分层界面区域照亮；光源220发出的光透过血液的分层界面区域、经过第一透明区域930照至光谱识别传感器230，光谱识别传感器230获取血液的分层界面光谱，并将分层界面光谱数据上传至分析模块；分析模块将接收到的分层界面光谱与示教模型比对分析，判断血液质量是否达标。

为了提高分层界面光谱质量，光源220与血液袋001之间的距离、光谱识别传感器230与血液袋001之间的距离相同。进一步的，检测盒210的两个侧壁与存储盒900之间的距离分别为2-5cm，也即光源220与血液袋001一侧之间的距离、光谱识别传感器230与血液袋001另一侧之间的距离分别为2-5cm。光谱识别传感器230接收光源的面积能够覆盖血液袋001的1/2，以保证一定范围内的不同容量的血液袋001和不同角度放置的血液袋001都能够被识别到分层界面光谱。

仅具有一侧开口的检测盒210形成相对封闭的空间，能够确保光源稳定，避免了因为位置变化或者外界光源变化引起的识别误差。

第二种，检测组件采用视觉识别传感器，参照图12和图13，检测盒210远离背板910的一侧壁上设有视觉识别传感器240，视觉识别传感器240拍摄血液的分层界面图像。当血液袋001放置于存储盒900内时，血液的分层界面区域外伸于盒体920，以便视觉识别传感器240成功获取分层界面图像。

检测时，血液袋001一侧的视觉识别传感器240拍摄分层界面图像、并将分层界面图像数据上传至分析模块；分析模块将接收到的分层界面图像与示教模型比对分析，判断血液质量是否达标。

为了提高分层界面图像质量，检测盒210的两个侧壁与存储盒900之间的距离分别为2-5cm，也即视觉识别传感器240与血液袋001的一侧之间的距离为2-5cm。视觉识别传感器240拍摄血液袋的面积能够覆盖血液袋的1/2，以保证一定范围内的不同容量的血液袋001和和不同角度放置的血液袋001都能够被拍摄到分层界面图像。

仅具有一侧开口的检测盒210形成相对封闭的空间，能够确保光源稳定，避免了因为位置变化或者外界光源变化引起的图像拍摄误差。

应用于上述转盘式自动化血液存储装置的存储方法，参照图15：

首先，在步骤101，开机启动系统；

在步骤102，监控和调节系统各部分的状态，检测单元800采集各部分的运行状态，并反馈给控制单元300，控制单元300根据返回信息以及预设值，调节各部分的状态，如冷藏库500的温度过高时，控制单元300会控制制冷单元400进行制冷，直到检测单元800采集到冷藏库500的温度达到标准值；

在步骤103，检测单元800监视是否有指令输入，如果输入单元600没有输入，则返回步骤102；如果输入单元600有输入则进入下一步；

在步骤104，检测单元800监控到输入单元600有输入时，解析输入的命令。如果输入的命令是存血，则执行存血命令处理：首先由控制单元300按照相关策略，如存储优化测量，在冷藏库500里给血液分配存储位112；然后由控制单元300驱动机械单元100将上述指定存储位112上的存储盒900抓取并移动至存取口510处；输出单元700提示用户将血液袋001放入存储盒900内；检测单元800检测血液袋001是否放入存储盒900内，并读取血液袋001上的条形码或RFID电子标签数据；检测单元800如果没有检测到血液袋001放入，或者没有读取到血液袋001上的条形码或RFID电子标签数据，输出单元700会继续提示用户放入血液袋001；检测单元800如果检测到存储盒900内有血液袋001放入，并且读取到血液袋001上的条形码或RFID电子标签数据，输出单元700将根据条形码或RFID电子标签数据显示血液的信息，并提示用户确认；用户确认后，控制单元300会控制机械单元100将放置有血液袋001的存储盒900移回至指定存储位112上；控制单元300将血液信息、存放时间、以及存放位置等数据记录，并返回至步骤102。

血液在冷藏库500内的存储过程中，血液质量检测单元200会监测血液质量的变化。具体有两种实现形式：

第一种，采用光谱识别传感器或视觉识别传感器，在血液袋001放入存储盒900内时，控制单元300会控制血液质量检测单元200获取当前血液的分层界面情况数据；在以后的血液存储过程中，根据系统设定的间隔时间T，每间隔时间T控制单元就会控制血液质量检测单元200获取每一个血液袋001内血液的分层界面情况数据、并将分层界面情况数据上传至分析模块；分析模块根据接收到的分层界面情况数据与示教模型对比分析、判断血液质量。

第二种，采用压力传感器，采用压力传感器的原理在于，随着血液存储时间的增长，血液内部会发生质变，由质变带来血液体积的变化，从而引起血液袋001的压力变化，通过检测血液袋001的压力变化来判断血液质量。参照图14，存储盒900的两侧壁上分别设有压力传感器250，当血液袋001放置于存储盒900内时，控制单元300控制两个压力传感器250同时启动，开始检测当前血液袋001的压力；当压力传感器250检测到压力值在0-0.05Pa之间时，压力传感器250将当前压力值上传至分析模块；在血液的存储过程中，压力传感器250实时检测血液袋001的压力，当压力传感器250检测到的压力值超出系统设定值时，分析模块分析出此时血液质量不达标，并将分析结果发送给控制单元300，控制单元300发出血液质量报警。

如果血液质量检测单元200检测到有血液质量不达标，分析模块会将分析结果发送给控制单元300，控制单元300发出血液质量报警，输出单元700显示质量不达标血液的信息，提示用户将质量不达标的血液及时取出。如果质量不达标的血液无法及时取出，控制单元300会将这些质量不达标血液锁定，禁止其出库。

如果输入的命令是取血，则执行取血命令处理：首先由控制单元300按照相关策略，如存储优化策略，确定最符合要求的血液所在的存储位112的位置；控制单元300控制机械单元100中的货架组件110运动，将指定存储位112所处的一列运动至正对存取口510位置；控制单元300控制机械单元100中的抓取移动组件120抓取指定存储位112上的存储盒900、并检测存储盒900内是否有血液袋001；如果检测单元800没有检测到血液袋001，则记录并重新寻找、定位最符合要求的血液袋；如果检测单元800检测到血液袋001，则抓取移动组件120将存储盒900移至存取口510处，同时读取血液袋001上的条形码或RFID电子标签数据，输出单元700根据条形码或RFID电子标签数据显示血液的信息，并提示用户确认并取血；用户确认并取血后，抓取移动组件120将空的存储盒900重新放回指定存储位112上，控制单元300将血液信息、取出时间及位置信息等数据记录，并返回到步骤102。

图16为转盘式自动化血液存储工作流程图，血液存储工作流程是指将血液袋放入冷藏库存储的工作过程，下面将结合图16，对本发明转盘式自动化血液存储工作流程进行详细描述：

首先在步骤201，系统通过输入单元600接收操作人员输入要存储的血液袋数量、类型以及采血时间等血液存储制指令信息；

在步骤202，控制单元300根据从输入单元600接收到的信息，按照内部存储的相关策略，如存储优化策略，在冷藏库500里为待存储的血液袋001分配存储空间，确定要存放血液袋001的存储盒900所在的存储位112的位置；

在步骤203，机械单元100接收控制单元300的指令，将指定存储位112所处的一列转动至存取口510正对位置处，具体动作为：机械单元100中的驱动电机运动，带动主动齿轮和从动齿轮运动，直至将指定存储位112所处的一列转动至存取口510正对位置处；

在步骤204，机械单元100接收控制单元300的指令，将指定存储位112上的存储盒900移动至存取口510处，具体步骤如下：

（a）机械单元100的机械手122沿导轨121竖直移动至存储盒900的正前方；

（b）机械手122伸出并夹持存储盒900，机械手122将存储盒900从存储位112移出；

（c）机械手122将存储盒900移动至存取口510的正对位置处；

（d）机械手122水平旋转，将存储盒900移动至存取口510；

在步骤205，用户根据输出单元700提示将血液袋放入存储盒900内，检测单元800检测存储盒900内是否有血液袋001放入，如果没有检测到血液袋001放入，或者没有读取到血液袋001上的条形码或RFID电子标签数据，输出单元700会继续提示用户放入血液袋001；检测单元800如果检测到存储盒900内有血液袋001放入，并且读取到血液袋001上的条形码或RFID电子标签数据，输出单元700将根据条形码或RFID电子标签数据显示血液的信息，并提示用户确认；

在步骤206，机械单元100接收控制单元300的指令，将放置有血液袋001的存储盒900从存取口510移回指定存储位112上；

在步骤207，血液质量检测单元200检测刚放入的血液袋001内血液的分层界面情况或血液袋的压力值，并将数据上传至分析模块；

在步骤208，控制单元300将血液信息、存放时间、以及存放位置等数据记录，血液袋存储入库完成，其中血液信息包括血液质量的初始信息，如血液初始的分层界面光谱或分层界面图像或血液袋初始的压力值；

在步骤209，在以后的血液存储过程中，根据系统设定的间隔时间T，每间隔时间T控制单元300就会控制血液质量检测单元200获取每一个血液袋001内血液的分层界面情况数据、并将分层界面情况数据上传至分析模块；分析模块根据接收到的分层界面情况数据与示教模型对比分析、判断血液质量；或者，压力传感器250实时检测血液袋001的压力，当压力传感器250检测到的压力值超出系统设定值时，分析模块分析出此时血液质量不达标，如果血液质量检测单元200检测到有血液质量不达标，分析模块会将分析结果发送给控制单元300，控制单元300发出血液质量报警，输出单元700显示质量不达标血液的信息，提示用户将质量不达标的血液及时取出。如果质量不达标的血液无法及时取出，控制单元300会将这些质量不达标血液锁定，禁止其出库。

图17为本发明血液取出工作流程图，下面将参考图17，对本发明血液取出工作流程进行详细描述：

首先，在步骤301，系统通过输入单元600接收操作人员要取出的血液袋数量、类型以及采血时间等血液取出请求信息；

在步骤302，控制单元300根据从输入单元600接收到的信息，按照内部存储的相关策略，如存储优化策略，在冷藏库500里确定要取出的存储盒900的位置；

在步骤303，机械单元100接收控制单元300的指令，将指定存储位112所处的一列转动至存取口510正对位置处，具体动作为：机械单元100中的驱动电机运动，带动主动齿轮和从动齿轮运动，直至将指定存储位112所处的一列转动至存取口510的正对位置处；

在步骤304，检测单元800对指定存储盒900进行检测，检测存储盒900内是否有血液袋001，并将检测结果发送给控制单元300，如果检测单元300没有检测到血液袋001，则记录并重新寻找、定位最符合要求的血液袋；如果检测单元800检测到血液袋001，则检测单元800读取血液袋001上的条形码或RFID电子标签数据，输出单元700根据条形码或RFID电子标签数据显示血液的信息；

在步骤305，机械单元100接收控制单元300的指令，将指定存储位112上的存储盒900移动至存取口510，具体步骤如下：

（a）机械单元100的机械手122沿导轨121竖直移动至存储盒900的正前方；

（b）机械手122伸出并夹持所述存储盒900，机械手122将存储盒900从存储位112移出；

（c）机械手122将存储盒900移动至存取口510的正对位置处；

（d）机械手122水平旋转，将存储盒900移动至存取口510。

在步骤306，控制单元300对冷藏库500中的血液信息、存放时间、以及存放位置数据进行记录,，血液取出完成。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (15)

1.一种转盘式自动化血液存储装置，包括控制单元、制冷单元、冷藏库、机械单元、输入单元、输出单元及检测单元，其特征在于，

所述控制单元，其根据所述输入单元接收的来自用户的指令，控制所述机械单元和所述制冷单元的工作，并将所述机械单元和所述制冷单元的执行结果发送给所述输出单元；

所述制冷单元，其接受所述控制单元控制，调节所述冷藏库的温度；

所述冷藏库，其为血液存储提供所需的温度环境；

所述机械单元，其包括货架组件和抓取移动组件，所述货架组件包括与地面垂直设置的中心旋转轴，中心旋转轴由上至下间隔设有多个分隔板，相邻的两个所述分隔板之间具有多个用于放置血液袋的存储位，每个所述存储位上设有可移动的存储盒，所述血液袋放置于所述存储盒内；所述抓取移动组件用于将所述存储盒移入所述存储位、或者从所述存储位移出至所述冷藏库的存取口；

所述输入单元，其接收来自用户的指令，并将指令信息发送给所述控制单元；

所述输出单元，其用于展示所述机械单元、所述制冷单元、以及所述冷藏库的工作状态；

所述检测单元，其用于检测所述制冷单元、所述机械单元、所述冷藏库的工作状态，并将其传送给所述控制单元。

2.根据权利要求1所述的转盘式自动化血液存储装置，其特征在于，还包括血液质量检测单元，其用于检测所述血液袋内血液的分层界面情况、并根据血液的分层界面情况判断血液质量。

3.根据权利要求2所述的转盘式自动化血液存储装置，其特征在于，所述机械单元还包括驱动电机，所述驱动电机的输出轴上连接有主动齿轮，所述主动齿轮啮合有从动齿轮，所述中心旋转轴的一端与所述从动齿轮啮合。

4.根据权利要求3所述的转盘式自动化血液存储装置，其特征在于，所述抓取移动组件包括与地面垂直设置的轨道和沿所述轨道往复运动的机械手，所述机械手还可相对于所述轨道水平旋转，所述机械手夹取所述存储盒、将所述存储盒移入所述存储位、或者从所述存储位移出至所述冷藏库的存取口。

5.根据权利要求4所述的转盘式自动化血液存储装置，其特征在于，所述血液质量检测单元包括具有一侧开口的检测盒、设于所述检测盒上的检测组件及分析模块，所述机械手的夹持部位于所述检测盒的内部，所述夹持部用于夹持所述存储盒，所述检测组件用于获取血液的分层界面情况、并将血液的分层界面情况发送至所述分析模块，所述分析模块包括示教模型，所述分析模块将接收到的血液分层界面情况与所述示教模型进行分析对比、并判断血液的质量。

6.根据权利要求5所述的转盘式自动化血液存储装置，其特征在于，所述检测组件采用光谱识别传感器或视觉识别传感器获取血液的分层界面情况。

7.根据权利要求5所述的转盘式自动化血液存储装置，其特征在于，所述存储位包括相对设置的上板和下板，所述上板和所述下板分别与相邻的两个所述分隔板连接，所述存储位绕所述中心旋转轴呈扇形分布，所述存储盒包括背板和设于所述背板上的盒体，所述盒体的上部形成有开口，所述背板可拆卸地插设于所述上板和所述下板之间。

8.一种转盘式自动化血液存储方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

（1）控制单元接收输入单元血液存储指令信息；

（2）控制单元根据接收到的存储指令信息，为待存储的血液分配存储位；

（3）机械单元接收控制单元的指令，所述机械单元中的驱动电机运动，带动所述主动齿轮和所述从动齿轮运动，直至将所述指定存储位所处的一列转动至存取口正对位置处；

（4）机械单元接收控制单元的指令，所述机械单元中的抓取移动组件将所述指定存储位上的存储盒从所述存储位移动至所述存取口处；

（5）检测单元检测所述存储盒内是否放入血液袋、检测血液袋信息，并提示用户确认；

（6）机械单元接收控制单元的指令，所述机械单元中的抓取移动组件将所述存储盒从所述存取口移回至所述存储位；

（8）控制单元对冷藏库中的血液信息、存放时间、以及存放位置数据进行记录。

9.根据权利要求8所述的转盘式自动化血液存储方法，其特征在于，所述步骤（5）中检测单元对待存储的血液袋进行的检测是：读取待存储血液袋上的条形码或RFID电子标签的数据。

10.根据权利要求8所述的转盘式自动化血液存储方法，其特征在于，步骤（4）机械单元中的抓取移动组件将所述存储盒从所述存储位移动至所述存取口的具体步骤为：

（a）所述机械单元的机械手沿导轨竖直移动至所述存储盒的正前方；

（b）所述机械手伸出并夹持所述存储盒，所述机械手将所述存储盒从所述存储位移出；

（c）所述机械手将所述存储盒移动至所述存取口的正对位置处；

（d）所述机械手水平旋转，将所述存储盒移动至所述存取口。

11.根据权利要求8所述的转盘式自动化血液存储方法，其特征在于，在步骤（6）和步骤（8）之间还包括步骤（7），血液质量检测单元检测冷藏库中血液袋内血液的分层界面情况、并根据血液的分层界面情况判断血液质量。

12.根据权利要求11所述的转盘式自动化血液存储方法，其特征在于，所述步骤（7）中还包括：系统设定间隔检测时间T，所述血液质量检测单元每间隔时间T对冷藏库中的血液进行质量检测。

13.一种转盘式自动化血液取出方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

（1）控制单元接收输入单元输入的血液取出指令信息；

（2）控制单元根据接收到的指令信息，确定要取出的血液袋所在的存储位的位置；

（3）机械单元接收控制单元的指令，所述机械单元中的驱动电机运动，带动所述主动齿轮和所述从动齿轮运动，直至将所述指定存储位所处的一列转动至存取口的正对位置处；

（4）检测单元对所述存储位进行检测，并将检测结果发送给控制单元；

（5）机械单元接收控制单元的指令，所述机械单元中的抓取移动组件将所述存储位上的存储盒移动至所述存取口；

（6）控制单元对冷藏库中的血液信息、存放时间、以及存放位置数据进行记录。

14.根据权利要求13所述的转盘式自动化血液取出方法，其特征在于，所述步骤（4）中检测单元对所述存储盒进行检测是：检测所述存储盒中是否有血液袋。

15.根据权利要求13所述的转盘式自动化血液取出方法，其特征在于，所述步骤（5）中机械单元将所述存储盒移动至所述存取口的具体步骤为：

（a）所述机械单元的机械手沿导轨竖直移动至所述存储盒的正前方；

（b）所述机械手伸出并夹持所述存储盒，所述机械手将所述存储盒从所述存储位移出；

（c）所述机械手将所述存储盒移动至所述存取口的正对位置处；

（d）所述机械手水平旋转，将所述存储盒移动至所述存取口。

Images