CN113265322A - 避免外泄的病毒自动采样仪 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种避免外泄的病毒自动采样仪，包括采样管输送机构、匀质机构、旋盖机构、取样机构、第一载料台、第二载料台以及封闭的柜体。本发明病毒自动采样仪用于新冠病毒的采样，自动化程度高，提高了采样效率，并且可以避免病毒外泄，安全性高。

Description

避免外泄的病毒自动采样仪
技术领域
本发明涉及病毒采样技术领域，尤其涉及一种避免外泄的病毒自动采样仪。
背景技术
病毒(如新型冠状病毒)采样是病毒感染诊断的重要环节。
病毒采样时，需要对保存有样液的采样管进行匀质，然后将采样管的密封盖卸下，从采样管中取样，并将取得的样液注入另一个采样管中，同时，第一个采样管在取样后还需要重新进行上盖密封。
目前，病毒采样的自动化程度不高，很多环节均由人工完成，效率较低。
发明内容
基于此，针对上述技术问题，提供一种避免外泄的病毒自动采样仪。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种避免外泄的病毒自动采样仪，其特征在于，包括：
封闭的柜体，所述柜体上设有进风口以及出风口，所述进风口设有进风风机以及空气过滤器，所述出风口设有出风风机以及空气过滤器；
用于将第一载料台上竖直放置的第一采样管依次竖直输送至匀质机构和旋盖机构以及从所述旋盖机构取得上盖完成的第一采样管并放回所述第一载料台的采样管输送机构；
用于对所述第一采样管进行匀质的匀质机构；
用于对所述第一采样管进行下盖以供取样机构进行取样并在取样完成后对所述第一采样管进行上盖的旋盖机构；
用于从下盖完成的第一采样管中取样并注入第二载料台上竖直放置的第二采样管中的取样机构；
所述采样管输送机构、匀质机构、旋盖机构、取样机构、第一载料台以及第二载料台均设于所述柜体内。
本发明病毒自动采样仪自动化程度高，提高了采样效率，并且可以避免病毒外泄，安全性高。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式本发明进行详细说明：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的柜体的结构示意图；
图3为本发明的采样管输送机构的立体结构示意图一；
图4为本发明的采样管输送机构的立体结构示意图二；
图5为本发明的采样管输送机构的固定架的结构示意图一；
图6为本发明的采样管输送机构的固定架的结构示意图二；
图7为本发明的采样管输送机构的固定架与第三滑轨的配合示意图；
图8为本发明的采样管输送机构的夹取臂的结构示意图；
图9为本发明的采样管输送机构的夹取臂的内部结构示意图；
图10为本发明的夹取臂的导向座和夹持头的配合示意图；
图11为本发明的匀质机构的结构示意图；
图12为本发明的匀质机构的第一轴与第二轴偏心固定结构示意图；
图13为本发明的匀质机构的第一支撑架的结构示意图；
图14为本发明的扫码机构的扫码示意图；
图15为本发明的旋盖机构的结构示意图；
图16为本发明的旋盖机构的转盘的结构示意图；
图17为本发明的旋盖机构的转盘的工位示意图；
图18为本发明的取样机构的结构示意图。
具体实施方式
如图1、图2以及图14所示，一种避免外泄的病毒自动采样仪，包括采样管输送机构1100、匀质机构1200、扫码机构1300、旋盖机构1400、取样机构1500、第一载料台1600、第二载料台1700以及封闭的柜体1800。
采样管输送机构1100、匀质机构1200、扫码机构1300、旋盖机构1400、取样机构1500、第一载料台1600以及第二载料台1700均设于柜体1800内。
柜体1800上设有进风口1811以及出风口1812，进风口1811设有进风风机以及粗效空气过滤器，外界空气经过滤后进入柜体1800内，以避免样品被污染,出风口1812设有出风风机以及高效空气过滤器,柜体1800内的空气过滤后再排放到大气中，避免病毒通过气溶胶外泄。
在本实施例中，如图1所示，第一载料台1600位于后侧，第二载料台1700位于前侧，旋盖机构1400位于第一载料台1600和第二载料台1700之间，匀质机构1200和扫码机构1300(参见附图14)左右布置，均位于第一载料台1600和旋盖机构1400之间，采样管输送机构1100位于第一载料台1600上方，取样机构1500位于第二载料台1700上方。
第一载料台1600和第二载料台1700上分别竖直放置了多个采样管，多个采样管呈矩阵布置。
具体地，柜体1800的侧面具有分别对应第一载料台1600和第二载料台1700的两个窗口，窗口处设置了可以打开的封板1820，通过窗口可以将载料台取出，从而进行采样管的取放等操作。
柜体1800的四周可以设置透明板1830，便于观察内部。
其中，采样管输送机构1100用于将第一载料台1600上竖直放置的第一采样管2依次竖直输送至匀质机构1200、扫码机构1300和旋盖机构1400以及从旋盖机构1400取得上盖完成的第一采样管2并放回第一载料台1600。
匀质机构1200用于对第一采样管2进行匀质。
扫码机构1300用于对被采样管输送机构输送1100的采样管进行扫码以读取被采样者的身份信息。当然，扫码机构1300也可以省略。
旋盖机构1400用于对第一采样管2进行下盖以供取样机构1500进行取样并在取样完成后对该第一采样管2进行上盖。
取样机构1500用于从下盖完成的第一采样管2中取样并将样液注入第二载料台1700上竖直放置的第二采样管中。
工作时，采样管输送机构1100从第一载料台1600上取得一个第一采样管2，首先将第一采样管2输送至匀质机构1200进行匀质，匀质完成后输送至扫码机构1300扫码，扫码完成后输送至旋盖机构1400进行下盖，下盖完成后，由取样机构1500从该第一采样管2中取样，最后将样液注入第二载料台1700上的一个第二采样管中，完成依次采样。重复上述过程，可依次从第一载料台1600上的各第一采样管2中取样并依次注入第二载料台1700上的各第二采样管中。
在本实施例中，如图3-7所示，采样管输送机构1100包括固定架1110、夹取臂1120以及第一3轴移动装置1130。
固定架1110设于第一3轴移动装置1130上，夹取臂1120可水平自转，并且固定于固定架1110上，第一3轴移动装置1130用于驱动固定架1110前后、左右和上下移动，从而完成从第一载料台1600取管、匀质(向匀质机构1200放管和从匀质机构1200取管)、扫码(将采样管上的码与扫码机构1300对准)、向旋盖机构1400放管、从旋盖机构1400取管和向第一载料台1600放管。
其中，如图8-10所示，夹取臂1120包括静盘1121、动壳1122、转轴1123、第一电机1124、两个夹持头1125、导向座1126、丝杆1127、第二电机1128以及两个螺母块1129。
静盘1121通过螺栓固定于固定架1110的下侧，动壳1122以静盘1121为转动中心转动固定于静盘1121上，转轴1123上下穿过动壳1122且与该动壳1122固定，第一电机1124上下布置且通过螺栓与动壳1122固定，电机轴和转轴1123上设有相互啮合的齿轮。
导向座1126通过螺栓固定于动壳1122的下侧，两个夹持头1125的夹持面为与采样管适配的弧形，两者滑动设于导向座1126的下侧，使两个夹持头1125间接地设于动壳1122上，丝杆1127水平设于动壳1122内并位于导向座1126的上方，其上具有方向相反的两个螺纹段1127a，第二电机1128与动壳1122固定，两个螺母块1129分别设于两个螺纹段1127a上并由固定在动壳1122上的导向杆1122a进行导向，两者均具有上下方向穿入导向座1126并分别与两个夹持头1125连接的连接杆1129a，相应地，导向座1126上具有分别供两个连接杆穿入且沿丝杆轴向移动的腰孔1126a，第二电机1128的电机轴以及丝杆1127的端部设有相互啮合的齿轮，第二电机1128通过齿轮驱动丝杆1127上下转动，使两个螺母块1129通过方向相反的两个螺纹段1127a可以轴向接近或者远离，进而使两个夹持头1125水平接近或者远离。
第一电机1124的电机轴通过齿轮驱动转轴1123转动，动壳1122随转轴1123转动从而带动两个夹持头1125转动，实现夹取臂水平自转。
夹取臂1120可水平自转一方面可以在扫码时，带动采样管转动使扫码机构能够扫到完整的码，参见图14，另一方面，由于采样管呈矩阵布置在第一载料台1600上，若在取管或者放管时，夹取臂1120的夹持方向为矩阵的横向或者纵向，会导致夹取臂1120与周围的采样管发生干涉从而损坏采样管，故在取管或者放管时通过夹取臂1120转动一个角度，使夹持方向为矩阵的斜角方向，避免与周围的采样管触碰。
在本实施例中，如图11以及12所示，匀质机构1200包括第一轴1210、第三电机1220、第二轴1230以及用于支撑采样管的第一支撑架1240，第一轴1210竖直布置，第三电机1220通过皮带轮组件1250驱动第一轴1210水平转动，第二轴1230竖直布置，且偏心固定于第一轴1210的上端面，第一支撑架1240固定于第二轴1230上，第一轴1210在第三电机1220的带动下水平转动，进而通过第二轴1230带动第一支撑架1240上的采样管转动，从而进行匀质。由于第一轴1210与第二轴1230偏心固定，匀质效果好。
在本实施例中，还设置了C形件1260、两个第一弹簧1271以及一个第二弹簧1272，C形件1260的两端对称固定于第一支撑架1240的径向两侧，两个第一弹簧1271分别以第一轴1210为中心对称设置在C形件1260两端的外侧，该两个第一弹簧1271的远端分别与托板1280上的两个第一固定柱1281固定，近端分别与C形件1260两端形成的耳部连接，托板1280固定于托架1290上，第二弹簧1272的远端与托架1290上的第二固定柱1291固定，近端与C形件1260的一个转角连接。
其中，两个第一弹簧1271能保证采样管随第一支撑架1240偏心转动时更加均匀，进一步提高了均质效果，第二弹簧1272则可以保证第一支撑架1240上的采样管在匀质结束后可以回到原位，以供夹取臂1120可以在该位置夹取采样管。
如图15以及16所示，旋盖机构1400包括水平布置的转盘1410、第四电机1420以及两个旋盖装置1430。
转盘1410上具有供第一采样管竖直穿过的两个穿孔，两个穿孔位于转盘1410的边缘，且该两个穿孔沿转盘的一条直径轴对称布置，穿孔处设有用于固定穿过该穿孔的采样管的第二支撑架1440，第四电机1420驱动转盘1410水平往复转动，使两个穿孔同时分别位于两个旋盖位，此时，固定于一个穿孔处的第一采样管可以进行下盖，同时，固定于另一个穿孔处的第一采样管可以进行上盖，或者一个穿孔位于取管放管位、另一个穿孔位于取样位，此时，采样管输送机构1100可以从取管放管位的穿孔处的第二支撑架1440中取出上盖完成后的采样管并放入下一个采样管，同时，取样机构1500可以从取样位的穿孔处的采样管中进行取样。
为了降低转盘1410的重量，转盘1410上具有对称的缺口。
旋盖装置1430包括可升降的旋盖夹头1431以及采样管夹头1432，旋盖夹头1431位于旋盖位的上方，可以径向夹住采样管的盖体并进行正转或者反转，从而上盖或者下盖，采样管夹头1432位于旋盖位的下方，可以径向夹住采样管的管身，由于旋盖装置为常见结构，故此处不再对其具体结构进行赘述。
在本实施例中，如图17所示，取管放管位A与取样位B后前对称布置，两个旋盖位C左右对称布置，工作时，转盘1410首先顺时针转动，使位于右侧的穿孔转动至取管放管位，由采样管输送机构1100将一个第一采样管放入该穿孔处的第二支撑架1440中，然后，转盘1410逆时针转动将第一采样管移动至右侧的旋盖位，由旋盖装置1430下盖后，再移动至取样位，由取样机构1500进行取样，此时，另一个穿孔恰好移动至取管放管位并由采样管输送机构1100放入第二个第一采样管，之后重复上述过程，采样管输送机构1100在取管放管位取管并放管的同时，取样机构1500可以进行取样，并且两个旋盖装置1430可以同步的分别进行上盖和下盖，这样可以提高工作效率。
其中，匀质机构1200的第一支撑架1240以及旋盖机构1400的第二支撑架1440的结构基本相同。
如图13所示，以第一支撑架1240为例，其包括下托部1241、上支撑板1242以及衬件1243，下托部1241由盘体1241a和环体1241b构成，盘体1241a和环体1241b固定，下托部1241的盘体1241a上具有供采样管的下端插入的凹槽，下托部1241的环体1241b同心套设于第二轴1230外，且与该第二轴1230固定，上支撑板1242呈圆形，其设于下托部1241的上方，两者之间通过支撑柱1244连接，上支撑板1242上具有与上述凹槽对应且供采样管穿过的通孔，衬件1243包括卡接于通孔内侧且供采样管穿过的卡环1243a以及用于围绕采样管的多个弹性卡片1243b，多个弹性卡片1243b的上端与卡环1243a连接，下端的径向间距小于采样管的外径，采样管穿过后可以被弹性卡片1243b卡住固定，在本实施例中，卡环1243a和弹性卡片1243b为一体成形的塑料件。
如图16所示，第二支撑架1440的下托部1441为横截面呈四边形的板体，其位于转盘1410的下侧，上支撑板1442同样为横截面呈四边形的板体，其外侧边缘轮廓与转盘1410的边缘适配，上支撑板1442通过螺栓固定于转盘1410的上表面，其上的通孔与转盘1410的穿孔同心，支撑柱1444穿过转盘1410，第二支撑架1440的衬件1443等其它结构与第一支撑架1240的相同，此处不再具体赘述。
如图18所示，取样机构1500包括固定块1510、固定于固定块1510上的取样头(图中未示出)、弃料口1520以及用于驱动固定块1510前后、左右和上下移动以完成从第二载料台1700取得取样嘴3、从下盖完成的第一采样管中取样、将样液注入第二采样管和将取样嘴向下丢弃入弃料口1520的第二3轴移动装置1530，固定块1510固定于第二3轴移动装置1530上。
其中，取样头下降可以使其外管与取样嘴形成插接，并且取样嘴为一次性耗材，取样后需要丢弃，并重新更换新的取样嘴，丢弃取样嘴时，取样头内管可以将取样嘴向下顶入弃料口1520中，由于取样头与取样嘴均为市售的部件，此处不对两者的具体结构进行描述，取样嘴同样呈矩阵设置在第二载料台1700上。弃料口1520可以连通至外部，用于对用过的取样嘴进行回收。
工作时，第二3轴移动装置1530通过固定块1510带动取样头移动，首先从第二载料台1700取得取样嘴，然后移动至取样位使取样嘴伸入样液进行取样，取样完成后移动至第二采样管的上方，将样液注入第二采样管，接着移动至弃料口1520上方，将取样嘴丢弃，完成一次取样。
在本实施例中，如图1、3以及4所示，第一载料台1600通过托盘1610竖直放置多个第一采样管，如图18所示，第二载料台1700通过第一托架1710竖直放置多个第二采样管，通过第二托架1720竖直放置多个取样嘴3。
在本实施例中，采样管输送机构1100的第一3轴移动装置1130和取样机构1500的第二3轴移动装置1530均为常见结构，两者所采用的结构基本相同。
如图3-7所示，以第一3轴移动装置1130为例，其第五电机1131通过传动皮带带动第一滑座1132在第一滑轨1133上前后移动，第二滑轨1134固定在第一滑座1132上，由第六电机1135通过传动皮带带动第二滑座1136在第二滑轨1134上左右移动，第三滑轨1137固定在第二滑座1136上，由第七电机1138带动固定架1110在第三滑轨1137上上下移动。
其中，如图7所示，固定架1110的下端与第三滑轨1137外侧的上端之间设有弹簧1111，可以防止断电后夹取臂1120下滑。
第一3轴移动装置1130和第二3轴移动装置1530共用同一个第一滑轨1133。
但是，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (10)

1.一种避免外泄的病毒自动采样仪，其特征在于，包括：
封闭的柜体，所述柜体上设有进风口以及出风口，所述进风口设有进风风机以及空气过滤器，所述出风口设有出风风机以及空气过滤器；
用于将第一载料台上竖直放置的第一采样管依次竖直输送至匀质机构和旋盖机构以及从所述旋盖机构取得上盖完成的第一采样管并放回所述第一载料台的采样管输送机构；
用于对所述第一采样管进行匀质的匀质机构；
用于对所述第一采样管进行下盖以供取样机构进行取样并在取样完成后对所述第一采样管进行上盖的旋盖机构；
用于从下盖完成的第一采样管中取样并注入第二载料台上竖直放置的第二采样管中的取样机构；
所述采样管输送机构、匀质机构、旋盖机构、取样机构、第一载料台以及第二载料台均设于所述柜体内。
2.根据权利要求1所述的一种避免外泄的病毒自动采样仪，其特征在于，还包括用于对被所述采样管输送机构输送的所述采样管进行扫码的扫码机构，所述扫码机构设于所述柜体内。
3.根据权利要求2所述的一种避免外泄的病毒自动采样仪，其特征在于，所述采样管输送机构包括固定架、可水平自转且固定于所述固定架上的夹取臂以及用于驱动所述固定架前后、左右和上下移动以完成从第一载料台取管、匀质、扫码、向旋盖机构放管、从旋盖机构取管和向第一载料台放管的第一3轴移动装置，所述固定架设于所述第一3轴移动装置上。
4.根据权利要求3所述的一种避免外泄的病毒自动采样仪，其特征在于，所述夹取臂包括静盘、动壳、转轴、第一电机以及可水平接近或者远离的两个夹持头，所述静盘固定于所述固定架的下侧，所述动壳以所述静盘为转动中心转动固定于所述静盘上，所述转轴上下穿过所述动壳且与该动壳固定，所述第一电机上下布置且与所述动壳固定，其电机轴通过齿轮驱动所述转轴转动，所述两个夹持头设于所述动壳上。
5.根据权利要求4所述的一种避免外泄的病毒自动采样仪，其特征在于，所述夹取臂还包括导向座、丝杆、第二电机、两个螺母块，所述导向座固定于所述动壳的下侧，所述两个夹持头滑动设于所述导向座的下侧，所述丝杆水平设于所述动壳内并位于导向座的上方，其上具有方向相反的两个螺纹段，所述第二电机与所述动壳固定，其通过齿轮驱动所述丝杆上下转动，所述两个螺母块分别设于所述两个螺纹段上，两者均具有上下方向穿入所述导向座并分别与两个夹持头连接的连接杆，所述导向座上具有分别供两个连接杆穿入且沿丝杆轴向移动的腰孔。
6.根据权利要求1或5所述的一种避免外泄的病毒自动采样仪，其特征在于，所述匀质机构包括第一轴、第三电机、第二轴以及用于支撑采样管的第一支撑架，所述第一轴竖直布置，所述第三电机驱动所述第一轴水平转动，所述第二轴竖直布置，且偏心固定于所述第一轴上，所述第一支撑架固定于所述第二轴上。
7.根据权利要求6所述的一种避免外泄的病毒自动采样仪，其特征在于，所述匀质机构还包括C形件、两个第一弹簧以及一个第二弹簧，所述C形件的两端对称固定于所述第一支撑架的径向两侧，所述两个第一弹簧分别以第一轴为中心对称设置在C形件两端的外侧，该两个第一弹簧的远端分别固定，近端分别与C形件的两端连接，所述第二弹簧的远端固定，近端与所述C形件连接。
8.根据权利要求7所述的一种避免外泄的病毒自动采样仪，其特征在于，所述旋盖机构包括水平布置的转盘、第四电机以及两个旋盖装置，所述转盘上具有供第一采样管竖直穿过的两个穿孔，所述两个穿孔位于所述转盘的边缘，且该两个穿孔沿所述转盘的一直径轴对称布置，所述穿孔处设有用于固定穿过该穿孔的采样管的第二支撑架，所述第四电机驱动所述转盘水平往复转动使所述两个穿孔同时分别位于两个旋盖位或者一个位于取管放管位、另一个位于取样位，所述旋盖装置包括可升降的旋盖夹头以及采样管夹头，所述旋盖夹头位于所述旋盖位的上方，所述采样管夹头位于所述旋盖位的下方。
9.根据权利要求8所述的一种避免外泄的病毒自动采样仪，其特征在于，所述第一支撑架以及第二支撑架均包括下托部、上支撑板以及衬件，所述下托部上具有供采样管的下端插入的凹槽，所述上支撑板设于所述下托部的上方，两者之间通过支撑柱连接，所述上支撑板上具有与所述凹槽对应且供采样管穿过的通孔，所述衬件包括卡接于所述通孔内侧且供采样管穿过的卡环以及用于围绕采样管的多个弹性卡片，所述多个弹性卡片的上端与所述卡环连接，下端的径向间距小于所述采样管的外径；
所述第一支撑架的下托部同心套设于所述第二轴外，且与该第二轴固定；
所述第二支撑架的下托部位于所述转盘的下侧，所述上支撑板固定于所述转盘的上表面，所述通孔与所述穿孔同心，所述支撑柱穿过所述转盘。
10.根据权利要求9所述的一种避免外泄的病毒自动采样仪，其特征在于，所述取样机构包括固定块、固定于所述固定块上的取样头、弃料口以及用于驱动所述固定块前后、左右和上下移动以完成从第二载料台取得取样嘴、从下盖完成的第一采样管中取样、将样液注入第二采样管和将取样嘴丢弃入弃料口的第二3轴移动装置，所述固定块固定于所述第二3轴移动装置上。
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