CN113337389B - 全自动微生物样本前处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动微生物样本前处理系统，包括：前处理单元，用于对样本杯内的样本进行称重、加注试剂和混匀操作；以及加样接种单元，用于对混匀后的样本进行取样和在培养皿上划线接种。本发明可以实现样本的整托或者单托自动进样，且在进样过程中可以随时添加样本，增加工作人员的操作灵活性；能够实现样本的转移、称重、加注、混匀和加样，提高前处理的效率和一致性；加注过程中可以根据称重结果进行标准化添加，有效解决人工评估样本量带来的误差，提高样本消化效果；优化了培养皿载入载出机构，提高了培养皿的取放速度和取放稳妥性；优化了取样装置，降低了取样时出现堵针、空吸和气泡等现象，并通过及时校正提高检测准确性。

Description

全自动微生物样本前处理系统

技术领域

本发明涉及自动化检测设备技术领域，尤其是涉及一种全自动微生物样本前处理系统。

背景技术

临床微生物检验是医疗机构疾病诊断、抗生素合理使用、医院感染控制等领域不可或缺的帮手。目前在微生物学领域，全自动的血培养仪和全自动的细菌鉴定药敏仪已经广泛应用于临床实践，使微生物学检验的质量和速度得到了显著提升。但是国内医疗机构微生物实验室在处理粘稠样本时，仍需采用人工进行样本杯开合盖，然后加注试剂溶液混匀，待样本液化后取样、在培养皿上接种划线，上述试剂溶液的添加量受人为因素影响较大，均一性及标准化很难把握，操作时间长、效果不理想；同时人工操作存在检测效率低、操作时间长、样本交叉污染、样本处理不均一，以及操作人员直接接触样品，可能引起感染造成人员感染病菌等问题。因此，亟需一种安全有效且全自动的具有标准处理能力的微生物样本前处理系统。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种全自动微生物样本前处理系统，具体可采取如下技术方案：

本发明所述的全自动微生物样本前处理系统，包括：

前处理单元，用于对样本杯内的样本进行称重、加注试剂和混匀操作；以及

加样接种单元，用于对混匀后的样本进行取样和在培养皿上划线接种。

所述前处理单元包括安装框架，其上设置有：

水平输送机构，其包括往复运动的连接块，所述连接块上设置有竖向插装杆，所述竖向插装杆上设置有用于插放样本杯的保持架，所述保持架下方设置有用于承托样本杯的移载板，所述移载板上开设有置放孔；

夹紧机构，对应于所述置放孔设置在移载板下方，用于夹紧样本杯；

安全防护机构，靠近所述夹紧机构设置，具有用于盖合在样本杯上方的旋转式防护盖；

竖向托举机构，设置在移载板的一端，包括升降机构和与其相连的托板；

称重加注机构，设置在移载板的另一端，包括称重平台和位于其上的加注针；

样本架传输装置，设置在移载板的一侧，用于向所述水平输送机构输出样本杯，以及回收水平输送机构输出的样本杯；

混匀装置，设置在移载板的另一侧，用于混匀样本杯中的样品和试剂溶液；

自动开合盖转移机构，设置在样本架传输装置和水平输送机构之间，用于夹取转移样本杯以及旋拧样本杯的杯盖；

条码扫描器，设置在所述称重加注机构一侧。

所述夹紧装置包括

定位板，固定设置在移载板下方，并与置放孔相对应，用于承托样本杯；

夹爪，与所述移载板滑动相连，并对称设置在所述置放孔两侧，用于夹持样本杯，每一所述夹爪均具有与样本杯相适配的夹持端和与所述夹持端相对设置的触发端；

回位弹簧，其一端与移载板相连，另一端与夹爪的触发端相连；

驱动组件，包括

升降臂，为设置在所述定位板下方的水平臂，其端部与置放孔的中心轴距离相等；

摆动臂，对称设置在所述升降臂两侧，每一所述摆动臂均为由竖直段和内弯段构成的L形结构，摆动臂的转轴位于所述竖直段，竖直段的顶端对应设置在夹爪触发端的外侧，竖直段和所述内弯段的内侧面与升降臂的端部始终相接触；

其中，当升降臂沿摆动臂的内弯段下移时，夹爪克服所述回位弹簧的拉力相向移动并实现对样本杯的夹持；当升降臂由内弯段向竖直段上移时，夹爪在回位弹簧的作用下背向运动离开样本杯。

所述样本架传输装置包括

样本架装载部，用于存放竖向叠置的样本架，所述样本架装载部的底部开设有输送口；

装载区开关部，设置在所述输送口周围，用于控制样本架进/出输送口；以及

联动输送部，具有沿Z向移动的第一托板和沿Y向移动的第二托板，所述第一托板对应于输送口设置，所述第二托板与抓取位等高设置。

所述样本架装载部包括一水平支撑板，所述水平支撑板上设置有样本架装载区和样本架回收区，所述输送口包括对应于所述样本架装载区设置的第一输送口和对应于所述样本架回收区设置的第二输送口；所述装载区开关部包括设置在所述第一输送口周围的第一开合机构和设置在所述第二输送口周围的第二开合机构；所述联动输送部包括设置在第一输送口下方的第一联动输送部和设置在第二输送口下方的第二联动输送部。

所述第一开合机构包括

X向滑轨，设置在第一输送口两端；

平移托架，设置在所述X向滑轨上，每一所述平移托架均具有一Y向导杆；

升降臂，沿X向设置在第一输送口一侧，所述升降臂的两端分别开设有一倾斜导向槽，所述倾斜导向槽的宽度与所述Y向导杆相适配；

其中，Y向导杆与导向槽插装连接，且平移托架的X向间距随升降臂的Z向移动而变化。

所述第二开合机构包括

固定架，设置在第一输送口两端，每一所述固定架均具有一Y向转轴；

翻转托架，一端与所述Y向转轴相连，另一端位于第二输送口上方，且具有向上设置的承托面；

回位弹簧，与所述翻转托架相连，用于使所述承托面保持向上的状态。

所述第一联动输送部和第二联动输送部结构相同，均包括

动力源，

第一转轴，其上设置有第一齿轮和第一带轮；

第二转轴，与所述第一转轴平行设置，其上设置有第二齿轮和第二带轮，所述第二齿轮和第一齿轮啮合相连；

第一同步带，与所述第一带轮套接相连，且具有用于连接所述第一托板的Z向段；

第二同步带，与所述第二带轮套接相连，且具有用于连接所述第二托板的Y向段；

其中，所述动力源与所述第一转轴或第二转轴相连。

所述混匀装置包括：

第一转动件，具有第一转轴，所述第一转动件上设置有第一固定轴；

第二转动件，具有第二转轴，所述第二转轴与第一转轴的转速相同但转动方向相反，且所述第二转动件上设置有第二固定轴；

支撑架，设置在所述第一固定轴和第二固定轴上，包括与第一固定轴转动相连的第一连杆和第二连杆、与第二固定轴转动相连的第三连杆和第四连杆，所述第一连杆和第三连杆的端部铰接相连，所述第二连杆和第四连杆的端部铰接相连；

样本杯托架，用于承托样本杯，设置在第一连杆或/和第二连杆或/和第三连杆或/和第四连杆上；

其中，当第一转轴、第二转轴、第一固定轴和第二固定轴共线时，第一转轴、第二转轴的中心距与第一固定轴和第二固定轴的中心距相等。

所述自动开合盖转移机构包括三维驱动机构和与其相连的杯盖夹紧旋拧机构，所述杯盖夹紧旋拧机构包括第一安装架，所述第一安装架上设置有第一动力源驱动的夹持组件，所述夹持组件具有一用于夹紧杯盖的杯盖夹紧件；所述杯盖夹紧件包括与杯盖配合的旋转抓手，所述旋转抓手具有所述夹紧槽，旋转抓手的内侧面设置有第一防滑齿。

所述自动开合盖转移机构还包括样本杯退样机构，其包括设置在所述第一安装架上的第三动力源和由所述第三动力源驱动升降的按压件。

所述移载板上还设置有位于所述竖向托举机构附近的异常样本暂存槽，所述样本架传输装置则设置有异常样本存储器。

所述加样接种单元包括：

加样接种装置，设置在所述前处理单元一侧，具有取样机构和接种机构，所述取样机构的移动路径经过所述竖向托举机构；

耗材管理装置，设置在所述接种机构和取样机构移动路径的下方，具有接种刷存储盒和TIP存储盒；

培养皿输入输出装置，设置在所述加样接种装置附近，用于存储、供应和回收培养皿；

培养皿过程处理装置，设置在所述接种机构和取样机构移动路径的下方，用于取样机构在培养皿上进行划线加样和接种机构对样本进行涂抹；

培养皿翻转贴标装置，设置在所述培养皿过程处理装置一侧，用于培养皿的开合盖、贴标和转移；

标签打印装置，设置在所述培养皿翻转贴标装置一侧，用于打印粘贴在培养皿上的标签。

所述取样机构包括

升降部，具有一沿竖向移动的支撑架；

取样部，设置在所述支撑架上，具有一储液腔和一装配端，所述装配端连通设置在所述储液腔的底部出口处，且装配端与TIP的开口相适配；

随动部，与所述取样部活动相连，具有第一端和第二端，所述第一端与TIP开口端面相对设置，所述第二端用于指示所述随动部的位置；

限位开关，设置在支撑架上；

其中，取样部的装配端向下移动与TIP的开口插装连接，当所述随动部的第一端与TIP相接后，随动部相对于支撑架上移，当随动部的第二端与所述限位开关相接后，限位开关向处理器发出信号，控制支撑架停止下移。

所述取样装置还包括退针部，所述退针部设置在支撑架上，用于下压随动部使TIP脱离取样部的装配端，其具有与随动部相接触的下压端。

所述培养皿输入输出装置包括

存储部，包括用于存储洁净培养皿的载入桶和用于存储接种培养皿的载出桶；

抓取部，包括连接横梁、设置在载入桶和培养皿过程处理装置之间的载入抓手和设置在培养皿过程处理装置和载出桶之间的载出抓手，所述载入抓手用于抓取载入桶输出口的洁净培养皿并将其运送到培养皿过程处理装置，载出抓手用于将培养皿过程处理装置的接种培养皿运送到载出桶并将其从桶底的输入口送入桶内，所述连接横梁的一端设置有与输入抓手相连的XZ向载入输送机构，连接横梁的另一端设置有与输出抓手相连的XZ向载出输送机构，连接横梁上还设置有与所述XZ向载入输送机构和XZ向载出输送机构相连的导向机构。

所述载入抓手包括载入托板，所述载入托板上设置有四个用于卡接在洁净培养皿外壁处的载入卡接柱；所述载入桶具有位于桶体侧面靠近底部处的输出口，载入桶的桶底上开设有两条平行设置的卡接柱通道，所述卡接柱通道的出口端与所述输出口相连通。

所述载入桶的桶体内壁上设置有位于输出口上方的第一顶凸块，载入桶的桶体内壁上还设置有与输出口相对的第二顶凸块。

所述载出抓手包括载出托板，所述载出托板上设置有多个用于卡接在接种培养皿外壁处的载出卡接柱，相邻所述载出卡接柱之间的载出托板边缘处设置有凹槽结构；所述载出桶具有位于桶底的输入口，载出桶的内壁上设置有多个用于承托接种培养皿的自动回位式托板，所述自动回位式托板与所述凹槽结构位置相对应。

所述自动回位式托板包括与载出桶内壁相连的支架，所述支架上通过铰轴连接有用于承托接种培养皿的支脚，所述铰轴上还穿设有扭簧，所述扭簧的两端分别与所述支脚和位于支脚上方的支架相接。

本发明提供的全自动微生物样本前处理系统，可以实现样本的整托或者单托自动进样，且在进样过程中可以随时添加样本，增加工作人员的操作灵活性；能够实现样本的转移、称重、加注、混匀和加样，提高前处理的效率和一致性；其配备有条码扫描装置，可以满足样本在系统中的位置信息追踪；通过自动开合盖转移机构，可以实现样本杯的取放和开盒盖，方便样本处理流程的调整和优化；加注过程中可以根据称重结果进行标准化添加，有效解决人工评估样本量带来的误差，提高样本消化效果；采用能够提高非液态样本均质化处理效果的混匀装置，加强了混匀效果；优化了培养皿载入载出机构，提高了培养皿的取放速度和取放稳妥性；优化了取样装置，降低了取样时出现堵针、空吸和气泡等现象，并通过及时校正提高检测准确性；此外，还具有异常样本输出机构，应对样本处理过程中的异常情况，保证前处理系统持续、稳定地运行。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1中前处理单元的结构示意图。

图3-1是图2中水平输送机构、夹紧机构、安全防护机构、竖向托举机构、异常样本暂存槽的相对位置示意图。

图3-2是图2中水平输送机构的结构示意图（省略移载板）。

图3-3是图2中竖向托举机构的结构示意图。

图3-4是图2中夹紧机构的结构示意图。

图3-5是图2中安全防护机构的结构示意图。

图3-6是图2中称重加注机构的结构示意图。

图3-7是图2中与称重加注机构相连的试剂溶液瓶载入机构的结构示意图。

图4-1是图2中样本架传输装置的结构示意图。

图4-2是图4-1在样本架装载部放置样本架的状态示意图。

图4-3是图4-1第一联动输送部的结构示意图。

图4-4是图4-1中第一开合机构的结构示意图。

图4-5是图4-1中第一托板的结构示意图。

图4-6是图4-1中第一联动输送部的第二托板的结构示意图。

图4-7是图4-1中第二联动输送部的第二托板的结构示意图。

图4-8是图2中异常样本存储器的结构示意图。

图5-1是图2中混匀装置的结构示意图。

图5-2是图5-1的主视图。

图5-3是图5-2的俯视图。

图5-4是图5-3的K-K向视图。

图5-5是图5-1中第一固定轴和第二固定轴随主动齿轮、从动齿轮转动的状态示意图。

图6-1是图2中自动开合盖转移机构的结构示意图。

图6-2是图6-1中第一水平传动机构的结构示意图。

图6-3是图6-1中第二水平传动机构的结构示意图。

图6-4是图6-1中第一、第二水平传动机构的安装示意图。

图6-5是图6-1中升降机构的结构示意图。

图6-6是本发明中第二水平传动机构和升降机构的安装示意图。

图6-7是本发明中杯盖夹紧旋拧机构的安装示意图。

图6-8是本发明中杯盖夹紧旋拧机构的结构示意图。

图6-9是图6-8的剖视结构示意图。

图6-10是图6-9中B部的放大结构示意图。

图6-11是本发明中杯盖夹紧旋拧机构的后视轴测图。

图6-12是图6-11中A部的放大结构示意图。

图6-13是本发明中杯盖夹紧件的结构示意图。

图7-1是本发明中加样接种装置、耗材管理装置、培养皿过程处理装置的相对位置示意图。

图7-2是图1中的C部放大图。

图8-1是本发明中培养皿输入输出装置的结构示意图。

图8-2是图8-1中载入抓手与的连接板的连接结构示意图。

图8-3是图8-1中载入桶的结构示意图。

图8-4是图8-3的剖面图。

图8-5是图8-4中的J-J向视图。

图8-6是本发明中载入桶装载洁净培养皿的状态示意图。

图8-7是本发明中载入抓手将洁净培养皿抓出载入桶的状态示意图。

图8-8是图8-1中载出抓手与的连接板的连接结构示意图。

图8-9是图8-1中载出桶的结构示意图。

图8-10是图8-9中自动回位式托板的结构示意图。

图8-11是本发明中载出抓手和载出桶相配合的状态示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的工作过程，但本发明的保护范围不限于下述实施例。

如图1所示，本发明所述的全自动微生物样本前处理系统，包括用于对样本杯内的样本进行称重、加注试剂和混匀操作的前处理单元，以及用于对混匀后的样本进行取样和在培养皿上划线接种的加样接种单元。

具体地，如图2所示，上述前处理系统包括安装框架1，其上安装有水平输送机构A2、夹紧机构A3、安全防护机构A4、竖向托举机构A5、称重加注机构A6、样本架传输装置B、混匀装置D、自动开合盖转移机构C、条码扫描器A7、异常样本暂存槽A8和异常样本存储器B7等，用于实现样本架的整托或者单托进样、样本信息扫描、称重绑定、自动进行注液/顶升/开合盖之间的功能切换，实现了自动化精确添加试剂溶液对样本进行消化的目的，同时可以防止样本的滴落或者飞溅造成对人员或设备的污染或者危害，并能够在样本不达标或无法使用时及时排出前处理程序。

如图3-1所示，位于安装框架中心处的基板A1上安装有水平输送机构A2、夹紧机构A3、安全防护机构A4、竖向托举机构A5和称重加注机构A6，用于满足样本杯N开合盖时的夹紧要求、样本杯N水平移动和竖向移动及两者相互衔接的需求，从而使体外诊断检测设备能够快速准确、安全可靠地对样本进行加注消化液、称重、混匀、取样等工作。为了对样本信息进行识别，在靠近安全防护机构A4的基板A1一端安装有条码扫描器A7，用于在进行称重之前对样本杯N上的条码进行信息扫描。为了对应样本抽样失败（如发生堵针或者空吸等）的情况，基板A1一侧安装有位于竖向托举机构A5附近的异常样本暂存槽A8。

如图3-2所示，上述水平输送机构A2包括安装在基板A1上的同步带机构，该同步带机构上安装的连接块A201可以在称重位和举升位之间往复运动。为了保持直线运动，将该连接块A201滑动安装在基板A1的水平线规A202上。连接块A201上有竖向插装杆A203，其上活动插接有用于插放样本杯N的保持架A204。基板A1上还安装有位于保持架A204下方的移载板A205，用于承托样本杯N杯底。该移载板A205与水平线规A202平行设置，其上还开设有置放孔A206，用于使样本杯N下沉，通过下方的夹紧机构A3对其进行夹紧，

如图3-4所示，夹紧机构A3位于称重位和举升位之间的位置（通常称为夹紧位），包括安装在移载板A205下方的定位板A301，其为工字型结构，与移载板A205定间距固定，用于承托样本杯N。移载板A205上还安装有位于置放孔A206两侧对称设置的夹爪A302，两个夹爪A302均通过导轨A303与移载板A205滑动连接，每一夹爪A302均具有与样本杯N相适配的夹持端（靠近样本杯N一端）和与夹持端相对设置的触发端（远离样本杯N一端）。夹爪A302夹持端的夹持面上设置有防滑凸起，可以防止开盖时样本杯N在夹爪A302内发生打滑现象；夹爪A302触发端则通过回位弹簧A304与移载板A205相连，联合驱动组件对夹爪A302共同作用，实现其对样本杯N的自动夹持。

上述驱动组件包括位于定位板A301下方的升降臂A305，其为两端安装有滚轮的水平臂。升降臂A305沿置放孔A206的中心轴对称设置，并滑动套接在与定位板A301相连的竖直导杆A306上。升降臂A305与其下方的丝杠电机A307相连，通过丝杠电机A307的驱动进行升降运动。升降臂A305上还安装有承托块A308，该承托块A308上开设有与定位板A301中部连杆插接适配的顶部开口槽，当升降臂A305和承托块A308在丝杠电机A307作用下上升时，承托块A308的顶部可越过定位板A301继续上升，直至到达和移载板A205平齐的位置，方便抓手放置样本杯N，防止样本杯N在重力作用下下落与定位板A301发生碰撞造成损坏。

上述驱动组件还包括对称安装在升降臂A305两侧的摆动臂A309，两个摆动臂A309均通过支架A310与移载板A205相连，每个摆动臂A309均为由竖直段和内弯段构成的L形结构，摆动臂A309的转轴A311位于竖直段，竖直段的顶端安装有滚轮，其对应设置在夹爪A302触发端的外侧，竖直段和内弯段的内侧面则与升降臂A305的端部滚轮始终相接触。当升降臂A305沿摆动臂A309的内弯段下移时，摆动臂A309的下部受压向外摆动，其上部则向内推压夹爪A302，两个夹爪A302在克服回位弹簧A304拉力的情况下相向移动，最终实现对样本杯N的定心夹持；反之，升降臂A305由内弯段向竖直段上移，当升降臂A305两端的滚轮与竖直段内壁相接时，摆动臂A309恢复初始的悬垂状态，此时，夹爪A302在回位弹簧A304的作用下背向运动并离开样本杯N。为了实现夹持锁定，在摆动臂A309的内弯段末端设置有锁定面，该锁定面与升降臂A305相接时，两者相互垂直。

此外，本发明还安装有用于检测丝杠电机A307转动角度的感应器A312，该感应器A312的信号输出端与控制系统的信号输入端相连，控制系统的控制输出端则与丝杠电机A307的控制输入端相连。当升降臂A305移动到位时，感应器A312发出信号使丝杠电机A307停止转动，防止夹爪A302过度夹持。

进行样本杯N抓取时，首先使承托块A308顶部与移载板A205平齐的位置，此时，摆动臂A309处于自然悬垂状态，升降臂A305与摆动臂A309的竖直段相接触，夹爪A302处于待抓取状态；然后，通过外部抓手将样本杯N放置在移载板A205的置放孔A206处，启动丝杠电机A307，使升降臂A305沿竖直导杆A306向下移动，与升降臂A305相连的承托块A308带动样本杯N随之下移，直至样本杯N与定位板A301相接触，此后，样本杯N停留在定位板A301上，其底部具有防滑纹的部分与两侧的夹爪A302相对，而承托块A308则随升降臂A305继续下移；当升降臂A305由摆动臂A309的竖直段进入内弯段后，摆动臂A309在升降臂A305端部滚轮的作用下，使两侧摆动臂A309分别绕其转轴A311向外翻转，因而摆动臂A309的顶部滑轮会推动其内侧的夹爪A302向样本杯N移动，当升降臂A305达到摆动臂A309内弯段末端的锁定面时，两者的接触面相互垂直，夹爪A302到达移动终点，对样本杯N形成牢固夹持。

如图3-5所示，安全防护机构A4靠近夹紧机构A3设置，其具有用于盖合在处于夹紧状态的样本杯N上方的旋转式防护盖。具体地，旋转式防护盖包括安装在基板A1上的旋转电机A401，旋转电机A401与转动臂A402相连，转动臂A402顶部安装有水平托盘A403。当位于置放孔A206内的样本杯N在夹紧开盖后，水平托盘A403能够在旋转电机A401的作用下旋转至样本杯N上方，对其进行盖合遮挡，防止杂质落入，污染杯内样本。上述旋转电机A401的正向和反向旋转均由控制系统进行控制，根据工作需要进行相应的选择。

如图3-3所示，竖向托举机构A5位于移载板A205的端部，其包括能够升降的托板A501，当保持架A204随连接块A201运行至托板A501上方时，托板A501向上顶升，使保持架A204脱离竖向插装杆A203，托板A501继续向上顶升，将保持架A204托举到取样针能够工作的取样位。为了使保持架A204能够和托板A501稳定相连，在保持架A204底部开设有定位孔，同时，在托板A501上安装与其相适配的定位销。上述托板A501与升降机构相连，该升降机构包括与托板A501相连的齿条A502，其与升降电机A503驱动的齿轮A504啮合相连，该升降电机A503安装在基板A1上，进一步地，为了保持运行稳定，齿条A502还与安装在基板A1上的竖直线轨A505滑动相连。该升降电机A503的工作状态由控制系统进行控制，根据托板A501的升降需要进行相应的选择。

如图3-6所示，称重加注机构A6用于称重和加注消化液，其包括称重台A601和位于其一侧的注液针A602，注液针A602通过管道与试剂溶液瓶载入机构中的试剂瓶A603相连，用于满足不同种类消化液的供给。其中，称重台A601首先对样本杯N进行承重，根据样本的重量反映样本的体积和消化液添加标准，通过注液针A602添加消化液，实现了自动化精确添加对样本进行消化的目的。

上述样本称重、加注消化液、混匀、取样等的具体工作步骤如下：①使保持架A204与移载板A205的置放孔A206相对应，通过外部抓手将样本杯N放置在移载板A205上，②启动丝杠电机A307，使升降臂A305下降，样本杯N随承托块A308下降，摆动臂A309驱动夹爪A302相向运动，夹紧样本杯N，③之后，进行开盖操作，④接着，使水平托盘A403旋转至样本杯N上方进行遮盖防护，⑤然后，夹爪A302松开样本杯N，并通过丝杠电机A307使样本杯N的底部上升到与移载板A205齐平的位置，⑥启动同步带机构，使样本杯N随保持架A204移动到称重位，进行称重和消化液加注，⑦完毕后，使样本杯N回到夹紧位并进行夹紧，⑧将水平托盘A403从样本杯N上方旋开，⑨进行合盖操作，然后使夹爪A302松开样本杯N，⑩使样本杯N的底部上升到与移载板A205齐平的位置，通过外部抓手将反应杯移至混匀机构进行混匀处理，然后将样本杯N放回夹紧位，⑪夹紧样本杯N，进行开盖操作，将水平托盘A403旋移至杯体上方，⑫然后，使样本杯N的底部上升到与移载板A205齐平的位置，使样本杯N随保持架A204移动到举升位，⑬接着，启动升降电机A503，通过托板A501顶升将保持架A204上的样本杯N抬升到取样位置，由样本针抽取样本，⑭升降电机A503反向转动，使样本杯N下落，保持架A204恢复与同步带机构的连接，并由其送回至夹紧位，⑮使水平托盘A403旋移离开杯体上方，⑯通过夹爪A302夹紧样本杯N，进行盒盖操作，⑰通过外部抓手将样本杯N抓走。

上述样本称重、加注消化液、混匀、取样过程中所涉及的样本杯N通过样本架传输装置B进行供应和回收。

具体地，样本架传输装置B由样本架装载部、装载区开关部和联动输送部组成。上述样本架装载部用于存放竖向叠置的样本架，其底部开设有输送口；装载区开关部设置在输送口周围，用于控制样本架进/出输送口；联动输送部具有沿Z向移动的第一托板和沿Y向移动的第二托板，其中，第一托板对应于输送口设置，第二托板与抓取位等高设置。

如图4-1至图4-7所示，样本架传输装置B上具有底板、多块水平承载板和一块水平支撑板B100，上述底板、水平承载板和水平支撑板B100由下至上分置于三个不同的平面。其中，水平支撑板B100上并排开设有第一输送口B101和第二输送口B102，第一输送口B101上方为样本架装载区，用于放置竖向堆垛的样本架，并根据需要经第一输送口B101向抓取位向外输出；第二输送口B102上方为样本架回收区，使用后的样本架由第二输送口B102进入样本架回收区进行竖向堆垛。

为了承托样本架并控制单次进出输送口的数量，在第一输送口B101周围安装第一开合机构B200，在第二输送口B102周围安装第二开合机构B300，第一开合机构B200和第二开合机构B300即为装载区开关部。

如图4-4所示，上述第一开合机构B200包括一对安装在第一输送口B101左右两端的X向滑轨B201，每个X向滑轨B201上分别安装一个平移托架B202。为了控制平移托架B202的开度，在平移托架B202上安装有同侧设置的Y向导杆B203，同时，在第一输送口B101的一侧安装有一沿X向设置的升降臂B204，升降臂B204的两端分别开设有一用于插装Y向导杆B203的倾斜导向槽B205。上述升降臂B204与第一电机B206驱动的丝杠螺母副升降机构相连，当升降臂B204沿Z向移动时，Y向导杆B203在倾斜导向槽B205的限位作用下沿X向移动，进而带动平移托架B202沿X向移动。图4中两个倾斜导向槽B205为向外张开的八字形结构，因此，当升降臂B204向下运动时，平移托架B202的间距变小，对其上方的样本架进行承托；反之，当升降臂B204向上运动，平移托架B202的间距变大，可供样本架通过。上述倾斜导向槽B205还可设置为倒八字形布置，其次，Y向导杆B203端部还可设置滑轮B207，用以提高机构运行的顺滑度。

第二开合机构B300包括一对安装在第二输送口B102左右两端的固定架B301，每个固定架B301上均安装有一Y向转轴B302，Y向转轴B302用于连接翻转托架B303。每个翻转托架B303一端与Y向转轴B302相连，另一端位于第二输送口B102上方，且具有向上设置的承托面，用于承托样本架。上述翻转托架B303重心位于第二输送口B102一侧，因此，当样本架从下向上送入第二输送口B102时，翻转托架B303在样本架的推力作用下向外翻转到适当位置后停止转动，样本架继续向上运动，越过翻转托架B303后，翻转托架B303会在自身重力作用下恢复承托状态。为了确保翻转托架B303能够自动回位，可在固定架B301上安装与其相连的回位弹簧，使承托面适时恢复至向上的状态。

水平支撑板B100下方的多块水平承载板均沿Y向设置，且相邻水平承载板的X向间隔与一个样本架的宽度大致相当，使样本架能够跨接其上进行Y向输送。通常情况下，水平承载板的边缘处安装有Y向导条B400（也可由水平承载板的上翻折边代替），使样本架撑脚的内侧与其相接触达到导向目的。一般地，水平承载板远离样本架装载部一端设定为抓取位，包括对应于第一输送口B101的第一抓取位B401和对应于第二输送口B102的第二抓取位B402；而水平承载板间隙处及其下方则用于设置联动输送部，其包括对应于第一输送口B101设置的第一联动输送部B500，和对应于第二输送口B102设置的第二联动输送部B600，从而实现初始位和目标位高度不同的样本架的传输。上述第一联动输送部B500和第二联动输送部B600结构相同，以下以第一联动输送部B500为例进行详细说明。

如图4-3所示，第一联动输送部B500包括安装在底板上的第二电机B501（即动力源），第二电机B501的电机轴通过联轴器连接有第一转轴B502，第一转轴B502上安装有第一齿轮B503和第一带轮B504，第一转轴B502一侧安装有其平行设置的第二转轴B505，第二转轴B505上安装有第二齿轮B506和第二带轮B507，上述第一齿轮B503和第二齿轮B506啮合相连，因此，当第二电机B501运行时，第一转轴B502和第二转轴B505反向转动。

上述第一带轮B504上套接有第一同步带B508，第一同步带B508具有位于底板和水平支撑板B100之间的Z向段，Z向段周围安装有一对竖直导向柱B509，竖直导向柱B509上套接安装的第一托板B510同时与第一同步带B508的连接块相连；第二带轮B507上套接有第二同步带B511，第二同步带B511具有Y向段，Y向段由第一抓取位B401延伸至水平承载板的另一端，与Y向段平行设置的还有水平导轨B512，水平导轨B512上滑动安装的第二托板B513同时也与第二同步带B511连接块相连。

上述第一托板B510上安装有用于插装在样本架底板上的定位柱B514，用于确保样本架在Z向输送时不移位。第二托板B513上则安装有自回位拨叉B515，其能够卡接在样本架的后侧（即相对于样本架运行方向靠后的一侧），确保样本架随第二托板B513同步运行。自回位拨叉B515通常位于第二托板B513的边缘处，其与第二托板B513铰接相连，两者形成的开口与样本架的输送方向同向设置，即第一联动输送部B500中第二托板B513的自回位拨叉B515靠近样本架装载部一侧设置，第二联动输送部B600中第二托板B613的自回位拨叉B615靠近抓取位一侧设置。由于需要重复性地进行样本架输送，因此，自回位拨叉B515要能够在第二托板B513空载时从样本架的底部穿过，在此过程中，受样本架底板的推压作用，自回位拨叉B515和第二托板B513的夹角变小；穿过样本架之后，自回位拨叉B515位于样本架的后侧，需推动样本架前移，此时，要求自回位拨叉B515恢复原位，因此，在自回位拨叉B515和第二托板B513之间应安装弹性恢复件（通常为压缩弹簧）。

样本架传输装置B工作时，首先在样本架装载区放置多个竖向叠置的样本架（由下至上依次为样本架M1、M2、M3、…），最下层的样本架M1由第一开合机构B200的平移托架B202承托，并将第一托板B510置于第一输送口B101处，将第二托板B513置于第一抓取位B401处。需要抓取样本架时，启动第一电机B206，使平移托架B202解除对样本架的承托，同时启动第一联动输送部B500，使第一托板B510下移，而第二托板B513则沿Y向反向移动（即向第一输送口B101方向移动）。当样本架M2下移到平移托架B202处时，第一电机B206反向转动，使平移托架B202对样本架M2进行承托，而样本架M1则随第一托板B510继续下移，直至第二托板B513穿过样本架M1底部移动至第一托板B510上方，此时，第一联动输送部B500的第二电机B501反向转动，第二托板B513带动样本架M1向第一输送口B101方向移动，同时，第一托板B510向上移动，直至第二托板B513到达第一抓取位B401、第一托板B510到达第一输送口B101处。当完成检测项目后，按照上述类似操作借助第二开合机构B300和第二联动输送部B600将样本架送回到样本架回收区即可。

其次，位于样本架传输装置B中部的水平承载板上还安装有异常样本存储器B7（见图4-8），其包括用于放置样本杯N的多孔置放板B701，多孔置放板B701同步带机构B702驱动，方便接收和移出样本杯N。

自动开合盖转移机构C位于水平承载板上方，其包括三维驱动机构和与其相连的杯盖夹紧旋拧机构，用于①将样本杯N抓取移动到条码扫描器A7进行扫描②将样本杯N抓取移动到移载板A205的夹紧位，并与夹紧机构A3相配合实现样本杯N的开盖和合盖③将样本杯N抓取移动到混匀装置D内进行混匀操作④将样本杯N抓取移动到异常样本暂存槽A8和异常样本存储器B7等。

如图6-1所示，三维驱动机构包括第一水平传动机构C100，由第一水平传动机构C100带动沿前后方向往返的第二水平传动机构C200，以及由第二水平传动机构C200驱动、并沿左右方向往返移动的升降机构C300，其中，杯盖夹紧旋拧机构C400安装在升降机构C300上。工作时，三维驱动机构能够实现杯盖夹紧旋拧机构C400的在前后方向和左右方向的水平移动，以及升降，有效满足样本杯N的搬运需求。

如图6-2和图6-4所示，第一水平传动机构C100包括一安装组件，其具有一对左右对称设置的第一基板C101和一对将两个第一基板C101连接在一起的连接板C102，第一基板C101和连接板C102竖向设置，以便于安装第二传动机构；一第一直线动力源，设置在两个第一基板C101上，且第一直线动力源与第二水平传动机构传动连接，进而带动第二水平传动机构沿前后方向往返移动；以及一导向组件，具有一对固连在两连接板C102上的第一导向件（即导向轴C103），且两个导向轴C103沿着前后方向设置，为第二水平传动机构进行导向。

如图6-2和图6-4所示，第一直线动力源为带传动机构，第一直线动力源包括沿左右方向转动设置在两个第一基板C101上的工作轴C104和设置在第一基板C101上的驱动电机C106，驱动电机C106通过皮带传动副带动工作轴C104旋转，工作轴C104的左右两端部均设置有第一同步带轮，两个第一基板C101的另一端部对应设置在与第一同步带轮一一对应的第二同步带轮，对应的第一同步带轮和第二同步带轮上绕设有一条第一同步带C105，两个第一同步带C105的运行方向为前后方向，且两个第一同步带C105左右间隔设置，不仅能够确保第二水平传动机构能够前后往返移动，还提高了第二水平传动机构的运行稳定性。

如图6-4所示，与驱动电机C106相对的第一基板C101另一端部设置有用于监控第二水平传动机构初始位置的第一原点传感器C107，第一基座C201一端部对应设置有用于触发第一原点传感器C107的第一触发片，当第一基座C201移动至第一原点传感器C107处时，第一触发片触发第一原点传感器C107，说明第二水平传动机构位于原点位置。

如图6-3和6-4所示，第二水平传动机构包括一第一基座C201，第一基座C201沿左右方向设置，且第一基座C201的两端部开设有与导向轴C103一一对应的通孔，每个通孔内均设置有导向套（导向套为直线轴承C202），第一基座C201通过两个直线轴承C202套装在两个导向轴C103上，导向轴C103不仅具有支撑作用，还具有导向作用，且占用空间小，便于维修；一第二直线动力源，设置在第一基座C201上；以及一第二导向件，第二导向件为沿着第一基座C201长度方向设置的第三导轨C203。工作时，升降机构与第二直线动力源传动连接，使升降机构能够沿着第三导轨C203左右往返移动。

如图6-3和6-4所示，第一基座C201为空心的矩形结构，不仅减重，还能够保证直线轴承C202的长度，进而实现第二基座C301的稳定安装，进一步保证运行稳定性。

如图6-4所示，导向轴C103和第一同步带C105上下一一对应。在实际安装时，第一基座C201的左端部通过夹板和螺栓与其中一个第一同步带C105固连在一起，第一基座C201的右端部通过夹板和螺栓与另一个第一同步带C105固连在一起，使第一基座C201受力均匀，提高了第一基座C201的运行稳定性，进而为升降机构和杯盖夹紧旋拧机构的平稳运行打下基础。

如图6-3、图6-4和图6-6所示，第二直线动力源为设置在第一基座C201下方的同步带传动机构，包括设置在固连在第一基座C201上的固定座C204，固定座C204上设置有步进电机C205和由步进电机C205驱动的主动带轮，在第一基座C201上另一端部设置有被动带轮，主动带轮和被动带轮上绕设有第二同步带C206，升降机构通过夹板和螺栓与第二同步带C206固连在一起，实现其与第二直线动力源的传动连接，满足升降机构的左右移动需求。

如图6-3和图6-5所示，与步进电机C205对应处的第一基座C201上部设置用于监控升降机构在初始位置的第二原点传感器C207，升降机构的第二基座C301上对应设置有用于触发第二原点传感器C207的第二触发片C208，当升降机构移动至第二原点传感器C207处时，第二触发片C208从经过第二原点传感器C207的通槽，进而触发第二原点传感器C207，确保升降机构位于初始位，以便于进行后述的操作。

如图6-5和图6-6所示，升降机构包括一第二基座C301，第二基座C301的背面通过夹板、螺栓与第二同步带C206固连在一起，实现升降机构与第二水平传动机构的传动连接；第二基座C301的背面设置有与第三导轨C203配合的滑块，第二基座C301在第二直线动力源的带动下沿着第三导轨C203左右往返移动，确保第二基座C301的运动轨迹；以及一第三直线动力源，竖向设置在第二基座C301上，第三直线动力源与杯盖夹紧旋拧机构传动连接。

如图6-5所示，第三直线动力源包括水平设置在第二基座C301顶部的电机座C302，电机座C302设置有第一丝杆步进电机C303，且第一丝杆步进电机C303的丝杆竖向设置，杯盖夹紧旋拧机构与第一丝杆步进电机C303的丝杆螺纹连接，满足杯盖夹紧旋拧机构的升降需求。

如图6-7、图6-9和图6-11所示，杯盖夹紧旋拧机构C400包括一第一安装架C401，第一安装架C401为由上盖板、下盖板和两个侧板连接而成的框架式结构；一第一动力源，设置在第一安装架C401上；以及一夹持组件，其具有一转动设置在第一安装架C401上的转轴C407和一固连在转轴C407下部的杯盖夹紧件，杯盖夹紧件具有一与杯盖配合的夹紧槽，杯盖可卡装在夹紧槽内，通过旋转夹紧槽实现杯盖的打开和合盖。

如图6-11所示，第一安装架C401的背侧设置有一后侧板，后侧板上设置有一具有螺纹孔的升降座C306，升降座C306螺纹连接在第一丝杆步进电机C303的丝杆上；为保证第一安装架C401的运行稳定性，第二基座C301的前侧面上左右间隔设置有一对第一导轨C304，后侧板上对称设置有一对与第一导轨C304一一对应的导向滑块C305（具有导向槽，卡装在第一导轨C304上）。第一丝杆步进电机C303可通过升降座C306带动杯盖夹紧旋拧机构上升和下降，进而实现旋转抓手C411的上升和下降，为实现杯盖的开、合和搬运打下基础。

如图6-7至6-9所示，第一安装架C401的一侧壁上设置有第二感应片C402，第二基座C301上部设置有第二原始位传感器C403，当杯盖夹紧旋拧机构上升至初始高度时，第二感应片C402触发第二原始位传感器C403，第二原始位传感器C403将检测到的杯盖夹紧旋拧机构位于初始高度的信息传输至控制系统，能够准确掌控旋转抓手C411的高度，以便于进行后续的搬运或开合盖作业。

如图6-7至6-9所示，第一动力源为齿轮传动机构，包括安装在第一安装架C401内部的第一电机C404、由第一电机C404驱动的第二齿轮C405、以及与第二齿轮C405啮合的第一齿轮C406，第二齿轮C405和第一齿轮C406具有一定减速比，能够增加传递扭矩，进而提高开盖成功率；转轴C407固连在第一齿轮C406上，且转轴C407通过轴承分别与第一安装架C401的上盖板、下盖板转动配合；

如图6-9至6-10所示，转轴C407为空心结构，转轴C407内活动穿设有感应杆C408，感应杆C408下部设置有防止感应杆C408脱出的限位块C409，限位块C409位于夹紧槽内，限位块C409通过螺栓与感应杆C408连接，拆装简单方便；与感应杆C408对应处的上盖板上假设有一样本杯N到位传感器C410，当样本杯N到位后向上顶升限位块C409，限位块C409受力带动感应杆C408同步上升，感应杆C408触发样本杯N到位传感器C410，样本杯N到位传感器C410将检测到的样本杯N到位信号传输至控制系统，以便于控制系统发出相应的控制指令。

如图6-10所示，杯盖夹紧件包括套装在转轴C407上的安装套（安装套通过紧固螺栓与转轴C407连接）和与杯盖配合的旋转抓手C411，且限位块C409通过螺栓与感应杆C408连接，能够实现杯盖夹紧件的快速拆装，便于更换不同型号的旋转抓手C411，满足不同型号样本杯N的开合和搬运需求，适用范围广。

如图6-12和图6-13所示，旋转抓手C411的内腔为夹紧槽，旋转抓手C411内侧面设置有第一防滑齿C411.1（为尖齿），第一防滑齿C411.1可直接扎破杯盖外表面行程，增加杯盖和旋转抓手C411的摩擦力，防止打滑，提高开盖成功率；旋转抓手C411的侧壁上开设有一对安装槽C411.2，每个安装槽C411.2内设置有弹性件（即弹片C414），弹片C414下部的折弯部延伸至夹紧槽内，对卡装到位的杯盖进一步固定，能够顶紧在杯盖的下边缘，防止样本杯N在搬运过程中掉落，减少仪器故障。

如图6-7至6-9所示，第一安装架C401的一侧架设有第一原始位传感器C412，第二齿轮C405上设置有用于触发第一原始位传感器C412的第一感应片C413，第一原始位传感器C412可用于检测第二齿轮C405的初始位置，进一步确定转轴C407和旋转抓手C411的初始位置。

如图6-7至6-9所示，本发明所述的样本杯N转移及开合盖系统还包括样本杯N退样机构，在搬运到位后能够将样本杯N从旋转抓手C411内推出，实现了样本杯N的自动退样。样本杯N退样机构包括设置在第一安装架C401上的第三动力源和由第三动力源驱动升降的按压件，按压件一端部卡装在感应杆C408上部。具体地，

如图6-7至6-9所示，第三动力源为固连在第一安装架C401内的第二丝杆步进电机C601，第二丝杆步进电机C601的丝杆与第一安装架C401转动配合，按压件为固连在第二丝杆步进电机C601的丝杆上的螺母座上的压板C602，压板C602水平向感应杆C408方向延伸，且压板C602的端部开设有便于卡装感应杆C408的通槽，且感应杆C408的上部设置有与压板C602配合的凸台。在合盖完成后，第二丝杆步进电机C601带动压板C602向下移动，压板C602按压在感应杆C408的凸台上，继而带动感应杆C408下降，使感应杆C408下部的限位块C409向下按压杯盖，进而将样本杯N（带盖）向下推出，实现样本杯N的退样。

如图6-8和图6-9所示，第二丝杆步进电机C601的螺母座上设置一竖直向下的升降板C603，升降板C603的下部设置有第三感应片C604，第一安装架C401的下盖板上设置有压板到位传感器C606，当升降板C603带动第三感应片C604同步下降至压板到位传感器C606位置处时，第三感应片C604触发压板到位传感器C606，第二丝杆步进电机C601停止动作。同时为确保升降板C603的运动轨迹，第一安装架C401的后侧板上竖向设置有第二导轨C605，升降板C603上对应设置有与第二导轨C605配套的滑块，使升降板C603能够沿着第二导轨C605上下移动。

在实际检测时，自动开合盖转移机构C不仅能够实现样本杯N的灵活转移，还能够实现样本杯N的开合盖需求。具体工作流程如下：

将样本杯N由一个位置搬运至另一个位置时，首先将待搬运的样本杯N夹紧：第一水平传动机构和第二水平传动机构通过升降机构带动杯盖夹紧旋拧机构移动至待搬运样本杯N的正上方，然后启动第一丝杆步进电机C303，第一丝杆步进电机C303带动第一安装架C401沿着第一导轨C304竖向向下移动，在此过程中旋转抓手C411随着第一安装架C401同步下降，旋转抓手C411与样本杯N上下对应，在第一丝杆步进电机C303的推动下旋转抓手C411套装在样本杯N的杯盖上旋转抓手C411内部的第一防滑齿C411.1（为尖齿）扎入样本杯N杯盖；旋转抓手C411继续向下移动，当杯盖通过限位块C409向上顶升感应杆C408而触发样本杯N到位传感器C410时，杯盖卡装到位，两个弹片C414对杯盖下表面进行限位，防止杯盖脱落；

当旋转抓手C411仅仅抓紧样本杯N的杯盖后，第一丝杆步进电机C303通过第一安装架C401带动旋转抓手C411整体上升，当第二感应片C402触发第二原始位传感器C403后第一丝杆步进电机C303停止上升，然后驱动电机C106和步进电机C205工作（可以是同时工作，也可以是先后工作），带动升降机构和杯盖夹紧旋拧机构移动至指定位置处；

当杯盖夹紧旋拧机构到位后进行退样操作，第二丝杆步进电机C601工作，第二丝杆步进电机C601带动压板C602向下移动，压板C602在下降过程中通过凸台和感应杆C408将力传递给限位块C409，使样本杯N逐渐从旋转抓手C411内脱出，并掉落至指定的样本杯N存放容器内，完成样本杯N的搬运动作。

当需要取样或加样时，可重复上述的夹紧步骤，将样本杯N夹紧后并搬运至开合盖工位，通过夹紧机构A3实现样本杯N的固定；然后第一电机C404通过第一齿轮C406和第二齿轮C405带动转轴C407旋转，旋转抓手C411随着转轴C407同步转动，同时第一丝杆步进电机C303带动杯盖夹紧旋拧机构整体上升，旋转抓手C411边旋转边上升，确保在旋拧过程中杯盖脱离杯体，实现开盖作业，以便于取样或加样；

当取样或加样完成后，第一丝杆步进电机C303带动杯盖夹紧旋拧机构整体下降，当旋转抓手C411下降至预设高度，启动第一电机C404，第一电机C404通过第一齿轮C406和第二齿轮C405带动旋转抓手C411旋转，旋转抓手C411一边转动一边下降，将杯盖旋拧在杯体上，当旋转抓手C411下降至预设高度时第一丝杆步进电机C303和第一电机C404停止工作，完成合盖作业；

当样本杯N合上杯盖后，第二电机带动两个传动齿轮背向转动，两个开合臂张开进而松开杯体；三维驱动机构带动杯盖夹紧旋拧机构和样本杯N移动至指定位置处，当样本杯N到位后，第二丝杆步进电机C601带动压板C602下降，压板C602在下降过程中通过凸台和感应杆C408将力传递给限位块C409，使杯盖从旋转抓手C411内脱出，完成样本杯N的退样。

如图5-1至图5-5所示，混匀装置D包括具有第一转轴的第一转动件和具有第二转轴的第二转动件，上述第一转动件和第二转动件通常选用大小相等、相互啮合的主动齿轮D1和从动齿轮D2，当主动齿轮D1转动时，从动齿轮D2以相同的速度反向转动。上述主动齿轮D1和从动齿轮D2均安装在机架上，且主动齿轮D1的中心转轴（即第一转轴）通过联轴器与驱动电机D3相连，为了进行自动控制，在机架上还安装有用于监测第一转轴转动角度的传感器。除了上述双齿轮传动式的等速正反转结构，第一转动件和第二转动件还可以设计成同步带轮传动机构和齿轮齿条传动机构。

为了安装支撑架，主动齿轮D1和从动齿轮D2上均开设有安装槽，分别用于插装第一固定轴D4和第二固定轴D5，上述第一固定轴D4通过与主动齿轮D1相连的第一连接板D6进行固定，第二固定轴D5则通过与从动齿轮D2相连的第二连接板D7进行固定。

上述支撑架为边长相等的四边形结构，由第一连杆D8、第二连杆D9、第三连杆D10和第四连杆D11首尾相连构成。其中，第一连杆D8和第二连杆D9安装在第一固定轴D4上，两者上下叠置，均通过双列角接触轴承与第一固定轴D4转动相连；第三连杆D10和第四连杆D11安装在第二固定轴D5上，第四连杆D11叠置在第三连杆D10上方，两者均通过双列角接触轴承与第二固定轴D5转动相连；各连杆的另一端分为两组铰接相连，即第一连杆D8和第三连杆D10的端部铰接相连，第二连杆D9和第四连杆D11的端部铰接相连。

支撑架用于安装样本杯托架D12。本实施例中样本杯托架D12为两个，每个样本杯托架D12上均设置有三个样本杯放置位。其中一个样本杯托架D12安装在靠近第一连杆D8和第三连杆D10铰接端的第一连杆D8上，另一个样本杯托架D12安装在靠近第二连杆D9和第四连杆D11铰接端的第四连杆D11上。上述样本杯托架D12及其内样本杯放置位的数量可根据实际条件进行自由选择，其次，样本杯托架D12还可以安装在第二连杆D9和/或第三连杆D10上。

由于第一固定轴D4和第二固定轴D5的位置较为特殊，因此，当主动齿轮D1和从动齿轮D2转动时，支撑架上的样本杯托架D12可以按照8字形运动轨迹进行多重往复复合运动，由于其运行速度较快，样本杯内的样本与杯壁会进行剧烈碰撞，不断发生正反转旋转，从而有效提高混匀效果。具体地，在驱动电机D3停止运行的装置起始位，第一固定轴D4和第二固定轴D5均在主动齿轮D1和从动齿轮D2的同侧偏心设置，且第一固定轴D4、第二固定轴D5、以及主动齿轮D1和从动齿轮D2的中心转轴均位于同一条直线上，此时，第一固定轴D4和第二固定轴D5的中心距与主动齿轮D1、从动齿轮D2的中心距相等。当驱动电机D3启动后，主动齿轮D1和从动齿轮D2反向旋转，且第一固定轴D4所在圆半径与主动齿轮D1和从动齿轮D2的中心连线L的夹角α始终与第二固定轴D5所在圆半径与中心连线L的夹角β相等。上述混匀装置D结构巧妙，所需零部件数量不多，易于制造，且结构稳定，能够实现多个样本杯的高速混匀，有效提升了样本的混匀效果。

如图1所示，加样接种单元包括加样接种装置E、耗材管理装置F、培养皿输入输出装置G、培养皿过程处理装置H、培养皿翻转贴标装置I和标签打印装置J。其中，如图7-1所示，加样接种装置E安装在前处理单元一侧，包括沿X向设置的支撑板，该支撑板上安装有两套XZ向驱动机构，分别连接接种机构E1和取样机构E2，支撑板上还安装有紫外灯，用于该区域的消毒。其中，接种机构E1用于安装固定接种刷；取样机构E2的X向移动路径经过竖向托举机构A5，当其位于竖向托举机构A5上方时，可以从位于竖向托举机构A5上的样本杯N中抽吸经过前处理的样品。如图7-2所示，取样机构E2包括控制取样高度的升降部E210，其具有一固定板E211，固定板E211上安装有同步带传动机构或齿轮齿条传动机构构成的竖向升降机构E212，上述竖向升降机构E212与支撑架E213相连，使支撑架E213可以沿竖直方向上下移动。为了监测和控制支撑架E213的相对位移，在固定板E211上还安装有用于检测支撑架E213高度的位置传感器E214。

取样部E220安装在支撑架E213上，其包括一柱塞泵E221和与其相连的适配器E222，适配器E222为与柱塞泵E221储液腔相连通的中空结构，其底部的装配端则为与TIP开口相适配的锥面结构。

为了避免TIP与适配器E222装配过松或过紧，取样部上还安装有随动部E230，其包括套接在适配器E222外侧的套筒E231，套筒E231的下端面（即第一端）与TIP的开口端面相对设置，其与TIP相接后，可在TIP的顶推作用下向上移动。套筒E231的顶面上安装有连接框E232，连接框E232围设在柱塞泵E221外侧，其可随套筒E231同步移动。柱塞泵E221的固定架底部位于连接框E232的底梁上方，两者之间安装有一连接弹簧E233，该弹簧E233可使随动部在初始状态下保持在预定位置，同时还可防止套筒E231和连接框E232上移时发生卡死现象。支撑架E213上安装有限位开关E240，连接框E232的顶部安装有用于指示随动部上移位置的水平触发杆E234（即第二端），水平触发杆E234与限位开关E240相适配。

进行TIP装配时，首先启动竖向升降机构E212，使柱塞泵E221、适配器E222、套筒E231和连接框E232随支撑架E213整体下移，从而使适配器E222的装配端与其下方的TIP的开口插装连接，随着适配器E222的下移，套筒E231与TIP相接，在TIP的反推作用下，套筒E231和连接框E232相对于支撑架E213上移，当其上移到合适位置时，连接框E232顶部的水平触发杆E234与限位开关E240相接触，限位开关E240向处理器发出信号，可以控制竖向升降机构E212停止运行，使支撑架E213及其上的柱塞泵E221、适配器E222停止下移，从而使TIP与适配器E222进行恰到好处的装配。

随动部与退针部相配合，还可以方便地实现TIP与适配器E222的脱除。上述退针部可以是安装在支撑架E213上的直线电机E250，其位于连接框E232上方，当需要退针时，直线电机E250的下压端推压连接框E232顶部横梁，使连接框E232和套筒E231向下移动，TIP在套筒E231的作用下随之下移，直至脱离适配器E222。

在取样时，为了避免出现堵针、空吸和气泡等现象，本发明还设置有压力检测部E260，其包括压力检测传感器E261，该压力检测传感器E261通过管道E262与柱塞泵E221的储液腔相连。使用时，首先启动竖向升降机构E212，使支撑架E213下移，并通过固定板E211上的位置传感器E214判断支撑架E213的高度，使TIP位于样品杯液面以下适当位置，接着启动柱塞泵E221进行取样，在此过程中，通过压力检测传感器E261监测柱塞泵E221的储液腔的压力，一旦压力超出正常范围，即通过调整TIP的进针深度等方式进行校正，以此保证检测准确性。在进行取样时，为了减少TIP移动距离和降低取样位置的判定难度，会将取样位设置在竖向托举机构A5上方。

为了避免交叉污染，TIP、接种刷和培养皿均需要进行及时更换，因此，在接种机构和取样机构的移动路径的下方设置有耗材管理装置F，其包括沿Y向移动的接种刷存储盒和TIP存储盒；同时，在前处理系统靠近混匀装置D一侧设置有培养皿输入输出装置G，其具体结构如下。

如图8-1至图8-11所示，抓取部包括位于加样接种装置E支撑板下方的连接横梁G1，连接横梁G1一端设置有XZ向载入输送机构，另一端设置有XZ向载出输送机构，上述XZ向载入输送机构和XZ向载出输送机构的结构相同，均包括安装在连接横梁G1上的X向往复传动机构G2，X向往复传动机构G2上安装有连接板G3，连接板G3上安装有Z向往复传动机构G4，Z向往复传动机构G4上安装载入抓手G5或载出抓手G6。上述X向往复传动机构G2和Z向往复传动机构G4均为电机驱动的同步带机构，为了保证直线运行，在连接横梁G1上安装有一条位于两个X向往复传动机构G2之间的水平线轨作为导向机构，两个连接板G3均与该水平线轨相连；进一步地，在连接板G3上还安装有位于Z向往复传动机构G4一侧的竖直线轨，该竖直线轨与载入抓手G5或载出抓手G6相连。上述X向往复传动机构G2和Z向往复传动机构G4还可以采用链传动机构或齿轮齿条传动机构。

载入抓手G5包括与XZ向载入输送机构中Z向往复传动机构G4相连的载入托板G501，该载入托板G501上安装有四个用于卡接在洁净培养皿外壁处的载入卡接柱G502，上述载入卡接柱G502两两分为一组，且分别卡接在洁净培养皿的左右两侧。相应地，与载入抓手G5相配合的载入桶G7位于XZ向载入输送机构中X向往复传动机构G2的一端，其具有位于桶体侧面靠近底部处的输出口G701，输出口G701的尺寸满足培养皿的通行要求，且底部与桶底平齐；载入桶G7的桶底上则开设有两条平行设置的卡接柱通道G702，该卡接柱通道G702的出口端与输出口G701相连通；当抓取洁净培养皿时，将四个载入卡接柱G502分别置于两条卡接柱通道G702内，并卡接在培养皿周围，然后，XZ向载入输送机构中X向往复传动机构G2启动，使载入卡接柱G502沿着卡接柱通道G702向输出口G701运行，培养皿随之被移出载入桶G7，载入抓手G5继续平移，直至将洁净培养皿送至培养皿过程处理装置。在实际制造时，通常将桶底分成三块设置，位于两侧的为较长的底托板，位于中间的为较短的底托板，长短底托板之间构成卡接柱通道G702，在实现培养皿承托的前提条件下，降低制造精度和制造成本，同时方便洁净培养皿的抓取和移出。

进一步地，为了便于被抓取培养皿和上层培养皿的分离，在载入桶G7的桶体内壁上设置有第一顶凸块G703和第二顶凸块G704，第一顶凸块G703位于输出口G701上方的桶体内壁处，第二顶凸块G704位于与输出口G701相对的桶体内壁处。上述第一顶凸块G703通常为一个，第二顶凸块G704为两个，且沿周向均匀分布。当载入桶G7内的培养皿在重力作用下下落时，首先在第一顶凸块G703的作用下向对侧移动，之后碰到第二顶凸块G704时，再向输出口G701一侧移动，因此，载入桶G7底部的两层培养皿打破了上下叠置的状态，呈左右交错的形态，减小了载入抓手G5的抓取阻力。

载出抓手G6包括与XZ向载出输送机构中Z向往复传动机构G4相连的载出托板G601，该载出托板G601上安装有多个用于卡接在接种培养皿外壁处的载出卡接柱G602，相邻载出卡接柱G602之间的载出托板G601边缘处设置有凹槽结构；相应地，与载出抓手G6相配合的载出桶G8位于XZ向载出输送机构中X向往复传动机构G2的一端，由于载出抓手G6具有在载出桶G8内升降的需求，因此，载出桶G8的桶底处开设有凹口，用于置放载出抓手G6与Z向往复传动机构G4的连接段。其次，载出桶G8的内壁上安装有多个用于承托接种培养皿的自动回位式托板，每个自动回位式托板均包括与载出桶G8内壁相连的支架G801，支架G801上通过铰轴G802连接有用于承托接种培养皿的支脚G803，铰轴G802上还穿设有扭簧G804，扭簧G804的两端分别与支脚G803和位于支脚G803上方的支架G801相接。上述自动回位式托板与载出托板G601边缘的凹槽结构位置分别相对应。放置接种培养皿时，将载出卡接柱G602卡接在培养皿外壁周围，然后，启动XZ向载出输送机构中Z向往复传动机构G4，将载出托板G601向上提升，培养皿随之上移，支脚G803在上述推力作用下向上翻转，当载出托板G601移动至支脚G803上方时，扭簧G804推压支脚G803恢复原始撑开状态，接着Z向往复传动机构G4反向移动，载出托板G601及其上的培养皿下移，当培养皿与支脚G803相接触后，支脚G803对培养皿构成承托，而载出托板G601继续下移，直至移出载出桶G8外，完成接种培养皿的放置。

当载入桶G7和载出桶G8为多个时，将其分别沿连接横梁G1并列放置。对于载入桶G7，沿培养皿取出方向上依次抬高一个输出口G701的高度进行安装即可，从而使培养皿能够顺利移出并沿X方向顺利输送。

此外，为了使载入桶G7和载出桶G8内保持适当数量的培养皿，在其桶壁上均开设有传感器安装孔，用于安装传感器。

培养皿过程处理装置H靠近加样接种装置E设置在耗材管理装置F和前处理单元之间，其位于接种机构E1和取样机构E2移动路径的下方，用于取样机构E2在培养皿上进行划线加样，以及通过接种机构E1对培养皿上的样本进行涂抹。培养皿过程处理装置H可由市场采购得到，包括安装在Y轴组件上的T轴组件，T轴组件上安装有高度校准块，构成琼脂板的高度参考基准线；Y轴组件基板上还安装有超声波传感器，用于检查培养皿琼脂板内的琼脂高度。

培养皿翻转贴标装置I位于耗材管理装置F和前处理单元之间，靠近培养皿过程处理装置H的外侧设置，包括安装在Y轴组件上的Z轴组件和安装在Z轴组件上的T轴组件，Y轴组件的基板前侧面安装有相机和补光灯，用于实现TIP高度的识别；T轴组件的前侧带有两个椭圆吸盘，主要通过真空实现对琼脂板的吸紧和放松；Y轴组件中的前侧带有一个圆形吸盘，主要是通过真空实现对培养皿的吸紧和放松，从而实现培养皿的转移和开合盖。培养皿翻转贴标装置I与位于其外侧的标签打印装置J相配合，还能够实现培养皿的贴标。

加样接种单元的工作流程如下：

首先由培养皿输入输出装置G的载入抓手G5将培养皿从载入桶G7内取出，放置到培养皿翻转贴标装置I的圆形吸盘上，其椭圆吸盘把培养皿的琼脂板部分吸住、翻转并放置到培养皿过程处理装置H T轴组件的圆盘夹紧平台上；与培养皿取放过程同时启动的是：由加样接种装置E的接种机构E1从耗材管理装置F的接种刷存储盒取接种刷，取成功后移动到接种等待位，由加样接种装置E的取样机构E2从耗材管理装置F的TIP存储盒取到TIP，取成功后移动到加样等待位。

样本处理单元将混匀完成后的样本杯放置在竖向托举机构A5上，由取样部E220完成对样本的液面探测和抽样，然后移送到培养皿过程处理装置H中由T轴组件圆盘夹紧的琼脂板上进行划线加样，再将接种刷移动到琼脂板上方并下压一定位置，由培养皿过程处理装置H中的T轴组件旋转一定角度，把样本均匀涂抹于琼脂表面，再由培养皿翻转贴标装置I对琼脂板进行贴标、合盖，最后由培养皿输入输出装置G的载出抓手G6从圆形吸盘上把培养皿取走，放置到培养皿载出桶G8中。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1）提供一种精密注液装置和称重装置，解决了人工评估样本量来添试剂溶液的不准确性，实现了自动化精确称重后添加试剂溶液对样本进行消化的目的。

2）提供一种样本的随机进样的方式，可以整托或者单托进样，在实验进行过程中也可以随时添抽样本，提高进样效率和灵活性。

3）提供一种带有生物安全装置的自动化样本前处理系统，防止样本的滴落或者飞溅造成对人员或设备的污染或者危害。

4）提供一种样本自动开合盖机构，提高作业效率，减少劳动强度。

5）提供一种样本自动混匀机构，提升混匀效果，减少混匀时间。

6）提供一种样本自动转移机构，样本在多个工位之间自动切换。

7）提供一种样本自动举升机构，样本和抽样设备的位置转换。

8）提供一种样本暂存位置，在样本异常或抽样失败时可以临时存储，或者选择在之后的流程中重新添抽样本进行二次混匀或者二次抽样，提高抽样成功率。

9）提供一种样本异常样本排出装置，当样本不达标或无法使用时排出，由人工选择处理。

10）提供一种样本条码扫描器，对样本标签信息和样本的位置进行确认。

11）提供一种培养皿载入载出机构，提高了培养皿的取放速度和取放稳妥性。

12）提供一种取样装置，降低了取样时出现堵针、空吸和气泡等现象，并通过及时校正提高检测准确性。

需要说明的是，在本发明的描述中，诸如“前”、“后”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系的术语是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。

Claims (13)

1.一种全自动微生物样本前处理系统，其特征在于，包括：

前处理单元，用于对样本杯内的样本进行称重、加注试剂和混匀操作；以及

加样接种单元，用于对混匀后的样本进行取样和在培养皿上划线接种；

所述前处理单元包括安装框架，其上设置有：

水平输送机构，其包括往复运动的连接块，所述连接块上设置有竖向插装杆，所述竖向插装杆上设置有用于插放样本杯的保持架，所述保持架下方设置有用于承托样本杯的移载板，所述移载板上开设有置放孔；

夹紧机构，对应于所述置放孔设置在移载板下方，用于夹紧样本杯；

安全防护机构，靠近所述夹紧机构设置，具有用于盖合在样本杯上方的旋转式防护盖；

竖向托举机构，设置在移载板的一端，包括升降机构和与其相连的托板；

称重加注机构，设置在移载板的另一端，包括称重平台和位于其上的加注针；

样本架传输装置，设置在移载板的一侧，用于向所述水平输送机构输出样本杯，以及回收水平输送机构输出的样本杯；

混匀装置，设置在移载板的另一侧，用于混匀样本杯中的样品和试剂溶液；

自动开合盖转移机构，设置在样本架传输装置和水平输送机构之间，用于夹取转移样本杯以及旋拧样本杯的杯盖；

条码扫描器，设置在所述称重加注机构一侧；

所述夹紧机构包括

定位板，固定设置在移载板下方，并与置放孔相对应，用于承托样本杯；

夹爪，与所述移载板滑动相连，并对称设置在所述置放孔两侧，用于夹持样本杯，每一所述夹爪均具有与样本杯相适配的夹持端和与所述夹持端相对设置的触发端；

回位弹簧，其一端与移载板相连，另一端与夹爪的触发端相连；

驱动组件，包括

升降臂，为设置在所述定位板下方的水平臂，其端部与置放孔的中心轴距离相等；

摆动臂，对称设置在所述升降臂两侧，每一所述摆动臂均为由竖直段和内弯段构成的L形结构，摆动臂的转轴位于所述竖直段，竖直段的顶端对应设置在夹爪触发端的外侧，竖直段和所述内弯段的内侧面与升降臂的端部始终相接触；

其中，当升降臂沿摆动臂的内弯段下移时，夹爪克服所述回位弹簧的拉力相向移动并实现对样本杯的夹持；当升降臂由内弯段向竖直段上移时，夹爪在回位弹簧的作用下背向运动离开样本杯；

所述加样接种单元包括：

加样接种装置，设置在所述前处理单元一侧，具有取样机构和接种机构，所述取样机构的移动路径经过所述竖向托举机构；

耗材管理装置，设置在所述接种机构和取样机构移动路径的下方，具有接种刷存储盒和TIP存储盒；

培养皿输入输出装置，设置在所述加样接种装置附近，用于存储、供应和回收培养皿；

培养皿过程处理装置，设置在所述接种机构和取样机构移动路径的下方，用于取样机构在培养皿上进行划线加样和接种机构对样本进行涂抹；

培养皿翻转贴标装置，设置在所述培养皿过程处理装置一侧，用于培养皿的开合盖、贴标和转移；

标签打印装置，设置在所述培养皿翻转贴标装置一侧，用于打印粘贴在培养皿上的标签；

所述培养皿输入输出装置包括

存储部，包括用于存储洁净培养皿的载入桶和用于存储接种培养皿的载出桶；

抓取部，包括连接横梁、设置在载入桶和培养皿过程处理装置之间的载入抓手和设置在培养皿过程处理装置和载出桶之间的载出抓手，所述载入抓手用于抓取载入桶输出口的洁净培养皿并将其运送到培养皿过程处理装置，载出抓手用于将培养皿过程处理装置的接种培养皿运送到载出桶并将其从桶底的输入口送入桶内，所述连接横梁的一端设置有与输入抓手相连的XZ向载入输送机构，连接横梁的另一端设置有与输出抓手相连的XZ向载出输送机构，连接横梁上还设置有与所述XZ向载入输送机构和XZ向载出输送机构相连的导向机构；

所述载入抓手包括载入托板，所述载入托板上设置有四个用于卡接在洁净培养皿外壁处的载入卡接柱；所述载入桶具有位于桶体侧面靠近底部处的输出口，载入桶的桶底上开设有两条平行设置的卡接柱通道，所述卡接柱通道的出口端与所述输出口相连通；

所述载入桶的桶体内壁上设置有位于输出口上方的第一顶凸块，载入桶的桶体内壁上还设置有与输出口相对的第二顶凸块；

所述载出抓手包括载出托板，所述载出托板上设置有多个用于卡接在接种培养皿外壁处的载出卡接柱，相邻所述载出卡接柱之间的载出托板边缘处设置有凹槽结构；所述载出桶具有位于桶底的输入口，载出桶的内壁上设置有多个用于承托接种培养皿的自动回位式托板，所述自动回位式托板与所述凹槽结构位置相对应。

2.根据权利要求1所述的全自动微生物样本前处理系统，其特征在于：所述样本架传输装置包括

样本架装载部，用于存放竖向叠置的样本架，所述样本架装载部的底部开设有输送口；

装载区开关部，设置在所述输送口周围，用于控制样本架进/出输送口；以及

联动输送部，具有沿Z向移动的第一托板和沿Y向移动的第二托板，所述第一托板对应于输送口设置，所述第二托板与抓取位等高设置。

3.根据权利要求2所述的全自动微生物样本前处理系统，其特征在于：所述样本架装载部包括一水平支撑板，所述水平支撑板上设置有样本架装载区和样本架回收区，所述输送口包括对应于所述样本架装载区设置的第一输送口和对应于所述样本架回收区设置的第二输送口；所述装载区开关部包括设置在所述第一输送口周围的第一开合机构和设置在所述第二输送口周围的第二开合机构；所述联动输送部包括设置在第一输送口下方的第一联动输送部和设置在第二输送口下方的第二联动输送部。

4.根据权利要求3所述的全自动微生物样本前处理系统，其特征在于：所述第一开合机构包括

X向滑轨，设置在第一输送口两端；

平移托架，设置在所述X向滑轨上，每一所述平移托架均具有一Y向导杆；

升降臂，沿X向设置在第一输送口一侧，所述升降臂的两端分别开设有一倾斜导向槽，所述倾斜导向槽的宽度与所述Y向导杆相适配；

其中，Y向导杆与导向槽插装连接，且平移托架的X向间距随升降臂的Z向移动而变化。

5.根据权利要求3所述的全自动微生物样本前处理系统，其特征在于：所述第二开合机构包括

固定架，设置在第一输送口两端，每一所述固定架均具有一Y向转轴；

翻转托架，一端与所述Y向转轴相连，另一端位于第二输送口上方，且具有向上设置的承托面；

回位弹簧，与所述翻转托架相连，用于使所述承托面保持向上的状态。

6.根据权利要求3所述的全自动微生物样本前处理系统，其特征在于：所述第一联动输送部和第二联动输送部结构相同，均包括

动力源，

第一转轴，其上设置有第一齿轮和第一带轮；

第二转轴，与所述第一转轴平行设置，其上设置有第二齿轮和第二带轮，所述第二齿轮和第一齿轮啮合相连；

第一同步带，与所述第一带轮套接相连，且具有用于连接所述第一托板的Z向段；

第二同步带，与所述第二带轮套接相连，且具有用于连接所述第二托板的Y向段；

其中，所述动力源与所述第一转轴或第二转轴相连。

7.根据权利要求1所述的全自动微生物样本前处理系统，其特征在于：所述混匀装置包括：

第一转动件，具有第一转轴，所述第一转动件上设置有第一固定轴；

第二转动件，具有第二转轴，所述第二转轴与第一转轴的转速相同但转动方向相反，且所述第二转动件上设置有第二固定轴；

支撑架，设置在所述第一固定轴和第二固定轴上，包括与第一固定轴转动相连的第一连杆和第二连杆、与第二固定轴转动相连的第三连杆和第四连杆，所述第一连杆和第三连杆的端部铰接相连，所述第二连杆和第四连杆的端部铰接相连；

样本杯托架，用于承托样本杯，设置在第一连杆或/和第二连杆或/和第三连杆或/和第四连杆上；

其中，当第一转轴、第二转轴、第一固定轴和第二固定轴共线时，第一转轴、第二转轴的中心距与第一固定轴和第二固定轴的中心距相等。

8.根据权利要求1所述的全自动微生物样本前处理系统，其特征在于：所述自动开合盖转移机构包括三维驱动机构和与其相连的杯盖夹紧旋拧机构，所述杯盖夹紧旋拧机构包括第一安装架，所述第一安装架上设置有第一动力源驱动的夹持组件，所述夹持组件具有一用于夹紧杯盖的杯盖夹紧件；所述杯盖夹紧件包括与杯盖配合的旋转抓手，所述旋转抓手具有夹紧槽，旋转抓手的内侧面设置有第一防滑齿。

9.根据权利要求8所述的全自动微生物样本前处理系统，其特征在于：所述自动开合盖转移机构还包括样本杯退样机构，其包括设置在所述第一安装架上的第三动力源和由所述第三动力源驱动升降的按压件。

10.根据权利要求1所述的全自动微生物样本前处理系统，其特征在于：所述移载板上还设置有位于所述竖向托举机构附近的异常样本暂存槽，所述样本架传输装置则设置有异常样本存储器。

11.根据权利要求1所述的全自动微生物样本前处理系统，其特征在于：所述取样机构包括

升降部，具有一沿竖向移动的支撑架；

取样部，设置在所述支撑架上，具有一储液腔和一装配端，所述装配端连通设置在所述储液腔的底部出口处，且装配端与TIP的开口相适配；

随动部，与所述取样部活动相连，具有第一端和第二端，所述第一端与TIP开口端面相对设置，所述第二端用于指示所述随动部的位置；

限位开关，设置在支撑架上；

其中，取样部的装配端向下移动与TIP的开口插装连接，当所述随动部的第一端与TIP相接后，随动部相对于支撑架上移，当随动部的第二端与所述限位开关相接后，限位开关向处理器发出信号，控制支撑架停止下移。

12.根据权利要求11所述的全自动微生物样本前处理系统，其特征在于：所述取样机构还包括退针部，所述退针部设置在支撑架上，用于下压随动部使TIP脱离取样部的装配端，其具有与随动部相接触的下压端。

13.根据权利要求1所述的全自动微生物样本前处理系统，其特征在于：所述自动回位式托板包括与载出桶内壁相连的支架，所述支架上通过铰轴连接有用于承托接种培养皿的支脚，所述铰轴上还穿设有扭簧，所述扭簧的两端分别与所述支脚和位于支脚上方的支架相接。