CN113406341A - 一种全自动标本前处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及医用器械技术领域，尤其是一种全自动标本前处理系统，包括前端上架机构、协作机器人、离心机构、开盖机构、分液机构、后端上架机构、以及用于控制上述机构运行的控制器，所述协作机器人根据前处理系统的长度和结构设计进行对应数量的适配，本发明实现标本全流程自动处理，标本全程不受污染，保证了标本的品质。

Description

一种全自动标本前处理系统

技术领域

本发明涉及医用器械技术领域，具体领域为一种全自动标本前处理系统。

背景技术

在医疗/实验室的试管标本检验过程中，有至关重要的一个流程-标本前处理，其常规流程为-上料、离心、开盖、分液(选配)、上架/输送；

市场上主要的几种方式如下：

1.人工完成各模块的标本取放，其流程为：由人工上料到离心适配器，然后人工把装满标本的离心适配器放入离心机中进行离心处理，在离心完成后由人工取出离心适配器，并取出里面的标本，再由人工进行开盖，并在开盖后的管子进行人工分类(上架)，此种人工方式效率低、劳动强度大，危险性高。人工出错率高，劳动成本高，同时造成生产线无法达到自动化。

2.传统两轴/三轴机械手完成标本置入，其流程为：机械手取标本置入到流转线，流转至离心工位；机械手取标本置入离心机内的离心适配器中，抓取多次后填满离心适配器进行离心，离心完成后，由机械手分批取出离心适配器中的样本置入回流转线，流转至开盖工位进行开盖，开盖完成后输送至后工位，开盖后根据需求是否分液(选配)，标本上架，此种方式最少需要两支机械手，并且每次抓取标本频次高、机械手的工时利用率低。机构繁杂，空间过于拥挤，机械故障率高。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种全自动标本前处理系统。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种全自动标本前处理系统，包括前端上架机构、协作机器人、离心机构、开盖机构、分液机构、后端上架机构、以及用于控制上述机构运行的控制器，

所述协作机器人根据前处理系统的长度和结构设计进行对应数量的适配，

所述前端上架机构包括标本试管送料装置或试管架送料装置中的一种或多种组合，标本试管送料装置包括推斗滑道送料机构、料斗输送机构或试管座输送机构中的一种或多种组合；试管架送料装置包括推进式送料机构或圆盘式送料机构中的一种或多种组合；

推斗滑道送料机构、料斗输送机构、试管座输送机构、推进式送料机构或圆盘式送料机构中的一种或多种组合结构的标本试管输出区域设置于协作机器人的可工作三维空间范围内；

所述开盖机构包括第一输送装置、转向装置、第二输送装置和开盖组件，第一输送装置的一端与转向装置连接，转向装置的另一端与第二输送装置连接，开盖组件与第一输送装置一侧配合设置；

所述分液机构包括圆盘装置、打印装置、TIP供料装置、回收装置、空管供料机、移液装置、第一协作机器人和第二协作机器人，第一协作机器人和第二协作机器人分别设置在圆盘装置的两侧，空管供料机设置在第二协作机器人的一侧，打印装置设置在空管供料机的一侧，TIP供料装置设置在打印装置的一侧，回收装置设置在圆盘装置的一侧，移液装置设置在回收装置的一侧；

所述离心机构包括第三协作机器人、离心装置和与离心装置配合用于放置标本试管的适配组件，第三协作机器人分别与前端上架机构、离心装置和开盖机构适配；

所述后端上架机构包括试管存储装置和试管架存储装置中的一种或多种组合，第一协作机器人或第二协作机器人与后端上架机构适配。

优选的，所述推斗滑道送料机构包括推斗主体、输送线一和滑道，推斗主体的出料口与输送线一的一端配合连接，输送线一的另一端与滑道的一端配合连接，滑道的另一端靠近第三协作机器人处配合设置，所述滑道为上开设有长通槽，长通槽的宽度大于标本试管的管体直径且小于标本试管的试管帽直径，斜滑道的较高一端位于外部标本试管的料斗处，斜滑道的较低一端位于靠近第三协作机器人的一侧设置，所述滑道为斜滑道，斜滑道的较高一端与输送线一配合连接，斜滑道的较低一端位于靠近第三协作机器人的一侧设置。

优选的，所述料斗输送机构包括分料斗、输送线二和视觉处理装置，分料斗的底部设有一与标本试管大小相匹配的出口，输送线二的一端位于分料斗底部出口的正下方，输送线二的另一端位于靠近第三协作机器人的一侧设置，视觉处理装置位于输送线二的正上方处设置。

优选的，所述试管座输送机构包括试管座和输送线三，试管座设置在输送线三上，输送线三采用环形输送线设置，环形输送线的其中一位置处对应于第三协作机器人处配合设置，输送线三上的试管座设置有多个。

优选的，所述推进式送料机构包括试管架输送机构和试管架传送带，试管架输送机构包括试管架输出模块和试管架输入模块，试管架传送带包括输出传送带和输入传送带，输出传送带和输入传送带的一端分别对应于第三协作机器人处配合设置，输出传送带的另一端对应于试管架输出模块的试管架输出端配合设置，输入传送带的另一端对应于试管架输入模块的试管架输入端配合设置，试管架输出模块包括存储架一和推料单元，存储架一用于均匀排列放置试管架，且存储架一的试管架输出端对应于输出传送带处配合设置，推料单元设置于存储架一远离输出传送带的一端处，且推料单元的推料端与存储架一的试管架配合，

试管架输入模块包括存储架二和送料单元，存储架二用于排列放置试管架，且存储架二的输入端对应于输入传送带处配合设置，送料单元的送料端对应于存储架二的输入端处配合设置，且送料单元位于输入传送带处远离存储架二的一侧，

所述推料单元包括推料板和同步带电机，所述推料板滑动安装在存储架一上，所述同步带电机安装在存储架一的下侧，且同步带电机的移动端与推料板配合连接；

所述送料单元包括伸缩缸和推板，所述伸缩缸安装在机架上，所述推板安装在伸缩缸的伸缩端上，推板正对存储架二的输入端处设置。

优选的，所述圆盘式送料机构包括驱动电机、输送圆盘和定位槽，定位槽设置在输送圆盘的表面，且定位槽设置有多个，每个定位槽内均可放置有试管架，驱动电机与输送圆盘配合，通过驱动电机带动输送圆盘转动，输送圆盘靠近第三协作机器人一侧的定位槽与第三协作机器人配合设置，所述定位槽在输送圆盘表面包括但不限于均匀排列或不规则排列。

优选的，所述适配组件包括第一适配器放置区，所述第一适配器放置区设置于第三协作机器人朝向视觉识别装置的一侧，所述第一适配器放置区上可以放置若干适配器；

所述适配组件包括有第一固定架，所述第一固定架上分别设置有第一流转装置和第二流转装置，所述第二流转装置的两端分别设置有第一升降装置和第二升降装置，所述第一流转装置、第二流转装置、第一升降装置和第二升降装置连接至控制器；

所述适配组件包括有第二固定架，所述第二固定架上设置有第二适配器放置区A和第二适配器放置区B，所述第二适配器放置区A和第二适配器放置区B上分别可以放置若干适配器；

所述适配组件包括第三适配器放置区A和第三适配器放置区B，所述第三适配器放置区A设置于第三协作机器人朝向视觉识别装置的一端，所述第三适配器放置区B设置于第三协作机器人的另一端。

优选的，所述开盖组件包括设置于第一输送装置一侧的第一定位架，所述第一定位架朝向第一输送装置的一侧设置有升降装置，所述升降装置上连接有伸缩装置，所述伸缩装置的底部配合设置有旋转装置，所述旋转装置的底端连接有夹爪机构，所述第一输送装置上配合设置有夹持装置，所述升降装置、伸缩装置、旋转装置、夹爪机构和夹持装置连接至控制器；

所述开盖组件包括设置于第一输送装置一侧的第二定位架，所述第二定位架朝向第一输送装置的一侧连接有滑动装置，所述滑动装置上配合设置有夹持组件，所述第二定位架朝向第一输送装置一侧上部连接有夹爪组件，所述滑动装置、夹持组件和夹爪组件分别连接至控制器。

所述夹持组件和夹爪组件上分别设置有若干固定卡位，所述夹持组件和夹爪组件配合设置。

优选的，所述TIP供料装置位于第一协作机器人的一侧，所述第一协作机器人、第二协作机器人、打印装置和回收装置分别设置于圆盘装置的四周。

所述圆盘装置包括设置于工作台顶端中心位置的圆盘状的固定座，所述固定座的顶端连接有若干紧固架，任一所述紧固架用于固定试管。

优选的，所述试管架存储装置包括试管架托盘、托盘存储位一、试管架取放机械手和试管架周转位，托盘存储位一根据实际需求设置有若干个，试管架取放机械手与所有的托盘存储位一处配合，且试管架取放机械手与试管架周转位配合，试管架托盘放置在托盘存储位一内，用于试管架的放置和拿取，第一协作机器人或第二协作机器人与试管架周转位处适配；

所述试管存储装置包括试管托盘、托盘存储位二、托盘升降驱动机构和托盘输送机构，托盘存储位二根据实际需求设置有若干个，托盘升降驱动机构与所有的托盘存储位处配合，用于将试管托盘从托盘存储位二内存取，托盘输送机构与托盘升降驱动机构配合，用于将试管托盘输送到靠近第一协作机器人或第二协作机器人处。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过各个机构模块与协作机器人之间的配合关系，通过合理布局，减少机械结构并加以自动化集成，提高单一工业品的工时利用率，实现前处理系统在协作机器人可工作的三维空间范围中的任意位置对标本试管进行输出上架、标本离心、开盖分液、存储上架的功能，改变了传统二轴、三轴或多轴机械手的局限性线路；同时协作机器人的人机交互界面友善，大大提高了人机交互的安全性，从而提高整体工作效率；

本申请的附加功能和优点将在实施例部分进行说明，通过本申请的实施例对本申请进行详尽说明和了解。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为实施例中推斗滑道送料机构与推进式送料机构配合结构示意图；

图3为实施例中料斗输送机构与推进式送料机构配合结构示意图；

图4为实施例中推斗滑道送料机构与圆盘式送料机构配合结构示意图；

图5为实施例中推斗滑道送料机构的结构示意图；

图6为实施例中料斗输送机构的结构示意图；

图7为实施例中试管座输送机构的结构示意图；

图8为实施例中试管座输送机构的剖视图；

图9为实施例中试管座结构示意图；

图10为实施例中推进式送料机构的结构示意图一；

图11为实施例中推进式送料机构的结构示意图二；

图12为实施例中推进式送料机构的结构示意图三；

图13为实施例中推进式送料机构的结构示意图四；

图14为实施例中推进式送料机构的结构示意图五；

图15为图14中推进式送料机构与协作机器人配合的结构示意图；

图16为实施例中圆盘式送料机构的结构示意图一；

图17为实施例中圆盘式送料机构的结构示意图二；

图18为实施例中圆盘式送料机构的结构示意图三；

图19为实施例中试管托盘送料机构与协作机器人配合的结构示意图；

图20为实施例中离心机构的结构示意图一；

图21为实施例中离心机构的结构示意图二；

图22为实施例中离心机构的结构示意图三；

图23为实施例中离心机构的结构示意图四；

图24为实施例中离心机构的结构示意图五；

图25为实施例中离心机构的适配器结构示意图一；

图26为实施例中离心机构的适配器结构示意图二；

图27为实施例中离心机构的协作机器人结构示意图一；

图28为实施例中离心机构的协作机器人结构示意图二；

图29为实施例中离心机构的协作机器人结构示意图三；

图30为本实施例中开盖机构的结构示意图一；

图31为本实施例中开盖组件结构示意图一；

图32为本实施例中开盖组件结构示意图二；

图33为本实施例中开盖机构的结构示意图二；

图34为本实施例中分液机构的结构示意图；

图35为本实施例中分液机构正视图；

图36为本实施例中分液机构侧视图；

图37为本实施例中分液机构俯视图；

图38为本实施例中试管架存储装置的结构示意图；

图39为本实施例中试管架托盘结构示意图；

图40为本实施例中试管存储装置的结构示意；

图41为本实施例中试管托盘结构示意图；

图42为图22中的适配器流转结构示意图。

图中：1、前端上架机构；2、离心机构；3、开盖机构；4、分液机构；5、后端上架机构；

11、推斗主体；12、输送线一；13、滑道；14、分料斗；15、输送线二；16、视觉处理装置；17、试管座；18、输送线三；19、试管架输出模块；110、试管架输入模块；112、输出传送带；113、输入传送带；114、存储架一；115、推料单元；116、存储架二；117、送料单元；118、推料板；119、输送圆盘；120、定位槽；121、标本试管；122、试管架；123、试管架存储工位；124、试管架推出机构；125、试管架水平输送线；126、试管架姿态调整机构；127、试管架存储位；128、推进机构；129、试管架升降装置；130、试管架水平输送装置；131、试管架存储位；132、试管架输送线一；133、试管架输送线二；134、试管架推送装置；

21、适配组件；22、第三协作机器人；23、离心装置；24、夹爪装置；25、前缓冲区；26、后缓冲区；27、标本试管放置盘；

211、第一适配器放置区；212、第一固定架；213、第一流转装置；214、第二流转装置；215、第一升降装置；216、第二升降装置；217、第二固定架；218、第二适配器放置区A；219、第二适配器放置区B；2110、第三适配器放置区A；2111、第三适配器放置区B；

31、第一输送装置；32、转向装置；33、第二输送装置；34、开盖组件；

341、第一定位架；342、升降装置；343、伸缩装置；344、旋转装置；345、夹爪机构；346、夹持装置；347、第二定位架；348、滑动装置；349、夹持组件；350、夹爪组件；351、盖帽回收通道；

41、圆盘装置；42、固定座；43、紧固架；44、第一协作机器人；45、第二协作机器人；46、空管供料机；47、打印装置；48、TIP供料装置；49、回收装置；410、移液装置；411、万向轮；412、底座；413、液压气缸；414、水平仪；

51、试管架托盘；52、托盘存储位一；53、试管架取放机械手；54、试管架周转位；55、试管托盘；56、托盘存储位二；57、托盘升降驱动机构；58、托盘输送机构。

具体实施方式

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。

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种全自动标本前处理系统，包括前端上架机构1、协作机器人、离心机构2、开盖机构3、分液机构4、后端上架机构5、以及用于控制上述机构运行的控制器，

参照附图，本申请技术的设备实施过程中，开盖机构3和分液机构4为选配装置，标本试管121完成离心后，可直接进行上架存储，也可以对标本试管121开盖后上架存储，亦可标本试管121完成分液后进行上架存储。

所述协作机器人根据前处理系统的长度和结构设计进行对应数量的适配，当只完成离心-上架或离心-开盖-上架流程时，可至设计一个协作机器人，当需要进行分液操作时，可设置多个协作机器人，以实现全流程的高效率运转。

所述前端上架机构1包括标本试管121送料装置或试管架122送料装置中的一种或多种组合，标本试管121送料装置包括推斗滑道送料机构、料斗输送机构或试管座17输送机构中的一种或多种组合；试管架122送料装置包括推进式送料机构或圆盘式送料机构中的一种或多种组合；

推斗滑道送料机构、料斗输送机构、试管座17输送机构、推进式送料机构或圆盘式送料机构中的一种或多种组合结构的标本试管121输出区域设置于协作机器人的可工作三维空间范围内；

试管架122送料装置包括推进式送料机构或圆盘式送料机构中的一种或多种组合；通过标本试管121置于试管架122内，并通过试管架122形式进行输出，使得提供了多种形式的标本试管121输入模式，方便标本试管121上架处理的效率和功能区分。

所述开盖机构3包括第一输送装置31、转向装置32、第二输送装置33和开盖组件34，第一输送装置31的一端与转向装置32连接，转向装置32的另一端与第二输送装置33连接，开盖组件34与第一输送装置31一侧配合设置，

第三协作机器人22用于将离心后的标本移动至第一输送装置31上，第一输送装置31固定在工作台的顶端，且位于第三协作机器人22的一侧，第一输送装置31的一端连接有转向装置32，转向装置32的一端连接有第二输送装置33，转送装置用于将第一输送装置31上的标本转送至第二输送装置33上，进而便于标本转移至下一道工序，第一输送装置31的一侧连接有开盖组件34，通过开盖组件34打开试管的上盖，进而方便下一道工序的加工；本发明的开盖动作全自动化操作，进而大大提高开盖的效率；

所述分液机构4包括圆盘装置41、打印装置47、TIP供料装置48、回收装置49、空管供料机46、移液装置410、第一协作机器人44和第二协作机器人45，第一协作机器人44和第二协作机器人45分别设置在圆盘装置41的两侧，空管供料机46设置在第二协作机器人45的一侧，打印装置47设置在空管供料机46的一侧，TIP供料装置48设置在打印装置47的一侧，回收装置49设置在圆盘装置41的一侧，移液装置410设置在回收装置49的一侧，

圆盘装置41的两端分连接有第一协作机器人44和第二协作机器人45，第二协作机器人45的一端固定有空管供料机46，空管供料机46的一侧固定连接有打印装置47，打印装置47的一侧连接有TIP供料装置48，圆盘装置41的另一端连接有回收装置49，回收装置49的背向圆盘装置41的一端连接有移液装置410；圆盘装置41、第一协作机器人44、第二协作机器人45、空管供料机46、打印装置47、TIP供料装置48、回收装置49和移液装置410分别固定在工作台的顶端，空管供料机46将空试管移动至指定的位置，第二协作机器人45工作，抓取空试管至打印装置47，打印装置47在空试管上打印标签，进而方便区分，第二协作机器人45将试管移动至圆盘装置41上固定，移液装置410带动母液移动，并将母液移动至圆盘装置41上的若干试管内，当母液分液完成后，移液装置410带动初始装载母液的TIP移动至回收装置49；圆盘装置41带动试管移动至下料工位，第一协作机器人44将圆盘装置41上试管移动周转岗位，同时第一协作机器人44的一侧TIP供料装置48用于提供装有母液的TIP，同时移液装置410运动至TIP供料装置48拿取装有母液的TIP，该过程全自动化操作，大大提供工作的效率，同时避免人工操作过程中的失误；

所述离心机构2包括第三协作机器人22、离心装置23和与离心装置23配合用于放置标本试管121的适配组件21，第三协作机器人22分别与前端上架机构1、离心装置23和开盖机构3适配；

适配组件21用于存放若干适配器，进而方便标本的离心，第三协作机器人22朝向前端上料机构和开盖机构3的两端分别连接有离心装置23，通过两个离心装置23同时进行标本的离心，进而大大提高离心的效率；本发明标本的离心过程全自动化操作，大大提供工作效率，同时降低标本移动过程中的失误。

所述后端上架机构5包括试管存储装置和试管架122存储装置中的一种或多种组合，第一协作机器人44或第二协作机器人45与后端上架机构5适配。

如图2、4和5所示，所述推斗滑道送料机构包括推斗主体11、输送线一12和滑道13，推斗主体11的出料口与输送线一12的一端配合连接，输送线一12的另一端与滑道13的一端配合连接，滑道13的另一端靠近第三协作机器人22处配合设置，所述滑道13为上开设有长通槽，长通槽的宽度大于标本试管121的管体直径且小于标本试管121的试管帽直径，斜滑道13的较高一端位于外部标本试管121的料斗处，斜滑道13的较低一端位于靠近第三协作机器人22的一侧设置，所述滑道13为斜滑道13，斜滑道13的较高一端与输送线一12配合连接，斜滑道13的较低一端位于靠近第三协作机器人22的一侧设置；

通过将大量的标本试管121倒入推斗主体11内，通过推斗主体11将标本试管121逐个推入到输送线一12内，并通过输送线一12传送到滑道13处，使得标本试管121在滑道13内的呈竖直向设置，同时输送线一12持续输出标本试管121，能够推动滑道13内的标本试管121朝向协作机器人处靠近，并可被协作机器人抓取。

通过倾斜的滑道13设置，使得在标本试管121落入滑道13内后，通过标本试管121的自重能够朝向协作机器人处自动滑移靠近。

如图3和6所示，所述料斗输送机构包括分料斗14、输送线二15和视觉处理装置16，分料斗14的底部设有一与标本试管121大小相匹配的出口，输送线二15的一端位于分料斗14底部出口的正下方，输送线二15的另一端位于靠近第三协作机器人22的一侧设置，视觉处理装置16位于输送线二15的正上方处设置；

标本试管121的输送采用分料斗14单个输出标本试管121，并落入输送线二15内，通过输送线二15传送到协作机器人处，视觉处理装置16采用高精度摄像机构成，通过高精度摄像机能够对输送线二15上的标本试管121上的条形码进行扫描，方便协作机器人对标本试管121进行分类处理。

如图7至9所示，所述试管座17输送机构包括试管座17和输送线三18，试管座17设置在输送线三18上，输送线三18采用环形输送线设置，环形输送线的其中一位置处对应于第三协作机器人22处配合设置，输送线三18上的试管座17设置有多个；

当需要紧急处理某个标本试管121时，可采用试管座17输送机构，将急需处理的单个标本试管121至于试管座17上，通过输送线三18带动试管座17移动到协作机器人处，使得协作机器人对该标本试管121进行抓取，并紧急处理。

如图10所示，所述推进式送料机构包括试管架122输送机构和试管架122传送带，试管架122输送机构包括试管架122输出模块19和试管架122输入模块110，试管架122传送带包括输出传送带112和输入传送带113，输出传送带112和输入传送带113的一端分别对应于第三协作机器人22处配合设置，输出传送带112的另一端对应于试管架122输出模块19的试管架122输出端配合设置，输入传送带113的另一端对应于试管架122输入模块110的试管架122输入端配合设置，

试管架122输出模块19包括存储架一114和推料单元115，存储架一114用于均匀排列放置试管架122，且存储架一114的试管架122输出端对应于输出传送带112处配合设置，推料单元115设置于存储架一114远离输出传送带112的一端处，且推料单元115的推料端与存储架一114的试管架122配合，放满标本试管121的试管架122至于存储架一114内，通过推料单元115将放有标本试管121的试管架122逐个推出存储架一114到输出传送带112上，通过输出传送带112将该试管架122输送到协作机器人处，方便协作机器人进行抓取，

所述推料单元115包括推料板118和同步带电机，所述推料板118滑动安装在存储架一114上，所述同步带电机安装在存储架一114的下侧，且同步带电机的移动端与推料板118配合连接，通过设置同步带电机定距移动，使得同步带电机带动推料板118在存储架一114上移动，并通过推料板118推动试管架122在存储架一114上移动，使得最靠近传送带处的试管架122置于传送带上并通过传送带将该试管架122输送到指定位置供协作机器人拿取，当存储架一114上的试管架122全部输出完成后，同步带电机带动推料板118恢复到初始位置，然后通过人工或机械设备将下一批试管架122置于存储架一114上，并进行试管的输出循环；

试管架122输入模块110包括存储架二116和送料单元117，存储架二116用于排列放置试管架122，且存储架二116的输入端对应于输入传送带113处配合设置，送料单元117的送料端对应于存储架二116的输入端处配合设置，且送料单元117位于输入传送带113处远离存储架二116的一侧，在试管架122上的标本试管121抓取完全后，空的试管架122通过协作机器人至于输入传送带113上，通过输入传送带113输送试管架122至存储架二116处，然后通过送料单元117将将试管架122推入存储架二116内进行存放，方便工作人员对空的试管架122进行拿取和标本试管121的置入，

所述送料单元117包括伸缩缸和推板，所述伸缩缸安装在机架上，所述推板安装在伸缩缸的伸缩端上，推板正对存储架二116的输入端处设置，存储架二116的输入端与输入传送带113的输送面平齐，当协作机器人将试管架122放置在输入传送带113上，通过该传送带输送到送料单元117处后，通过伸缩缸推动推板伸长，使得推动试管架122置于存储架二116内，然后伸缩缸回缩，使得推板恢复到初始位置，然后传送带将下一试管架122继续输送到送料单元117处，并实现试管架122的存储，直至将传送带上的所有试管架122都进行存储完成或存储架二116内存放满试管架122为止；

同时，上述结构也可以与标本试管121送料装置组合，存储架一114内存放空的试管架122，在标本试管121输送到协作机器人处后，通过试管架122输出模块19将空的试管架122输出到协作机器人处，然后通过协作机器人将标本试管121置于该试管架122内，然后在试管架122存满后，通过协作机器人将存有标本试管121的试管架122至于输入传送带113上，通过输入传送带113输送试管架122至存储架二116处，然后通过送料单元117将将试管架122推入存储架二116内进行存放，方便工作人员对存有标本试管121的试管架122进行拿取和标本试管121的后续处理。

如图11所示，推进式送料机构包括试管架存储工位123、试管架推出机构124、试管架水平输送线125和试管架姿态调整机构126，本实施例中，试管架为水平放倒的卧式状态置于试管架存储工位123内，试管架存储工位123可水平同列设置有多个，且在每个试管架存储工位的竖直方向上设置有一定深度的试管架存储空间，用于放置一定数量的试管架122；试管架水平输送线125与试管架存储工位123的最顶部试管架端平齐，试管架姿态调整机构126为试管架旋转转动台；试管架推出机构124包括XYZ三轴方向设置的伸缩推进装置，伸缩推进装置的升降平台置于试管架存储工位的底部用于放置所有试管架在升降平台上，伸缩推进装置的水平机构置于试管架存储工位的顶部，伸缩推进装置的伸缩推出机构设置在水平机构上，且对应于试管架存储工位123上最顶部的试管架处，当运行时，升降平台对试管架进行等距顶升，当顶升到工作高度后，通过水平机构将推出机构带动到对应的试管架处，通过推出机构将该处的试管架推出到试管架水平输送线上，然后试管架水平输送线125将试管架122输出到试管架姿态调整机构126处，通过试管架姿态调整机构126将卧式状态的试管架转动为垂直立式状态的试管架，使得用于后续的标本试管放置；

如图12所示，推进式送料机构包括多层设计的试管架存储位127，以及与每个试管架存储位配合的推进机构128，每个试管架存储位内均可以放置试管架托盘，推进机构为步进式同步推块，试管架存储位的末端设置有试管架升降装置129，位于顶层的试管架存储位处设置有与协作机器人侧配合的试管架水平输送装置130，试管架升降装置129能够对应于试管架水平输送装置130处设置，试管架升降装置129将试管架抬升到试管架水平输送装置处，通过试管架水平输送装置130将试管架122传输到协作机器人22处；试管架升降装置可采用升降平台的形式实现升降的功能，试管架水平输送装置可采用输送线和伸缩推缸的形式实现试管架的提出功能；

或者，通过在试管架升降装置上设置同步带传送装置的结合形式结构，使用时试管架升降装置同步带动同步带传送装置进行升降并与对应的试管架存储位处对接配合，通过推进机构将置于试管架存储位上的试管架托盘内的试管架逐个推出到同步带传送装置上，然后通过试管架升降装置将试管架抬升到顶部后，通过同步带传送装置将试管架输出到协作机器人处用于后续的工序流程；

如图13所示，推进式送料机构包括试管架存储位131、试管架输送线一132和试管架输送线二133，试管架输送线一132设置在试管架存储位131内，试管架122置于试管架输送线一132上，同时试管架输送线一132上可以排列设置有多个试管架122，试管架输送线二133设置在试管架输送线一132的末端，且试管架输送线一132与试管架输送线二133平齐设置，通过试管架输送线一132推进试管架122置于试管架输送线二133上，然后通过试管架输送线二133将试管架122输送到协作机器人22处，方便协作机器人22对试管架内的标本试管121进行拿取或试管架122的拿取。

为提高紧急状态下的标本试管离心处理效率，如图14和15所示，推进式送料机构包括试管架紧急推进机构，通过设置试管架推送装置134，工作人员能够将置有标本试管121的试管架122放置在试管架推送装置134上，通过试管架推送装置134将该试管架122推向协作机器人22处进行拿取和离心处理，同时试管架推送装置134也可设计为试管架放置装置，工作人员可将试管架直接放置在该试管架放置装置上，协作机器人22进行直接的标本试管121拿取，以及标本试管121的置入；另外，根据实际使用需要，试管架推送装置的数量可以设置有多个，并根据现场设备布局形式进行相应的位置调整。

如图4、16-18所示，所述圆盘式送料机构包括驱动电机、输送圆盘119和定位槽120，定位槽120设置在输送圆盘119的表面，且定位槽120设置有多个，每个定位槽120内均可放置有试管架122，驱动电机与输送圆盘119配合，通过驱动电机带动输送圆盘119转动，输送圆盘119靠近第三协作机器人22一侧的定位槽120与第三协作机器人22配合设置，所述定位槽120在输送圆盘119表面包括但不限于均匀排列或不规则排列；

将空的试管架122或放有标本试管121的试管架122至于定位槽120内，通过驱动电机带动输送圆盘119转动，使得输送圆盘119转动能够带动试管架122靠近协作机器人，并通过协作机器人抓取试管架122进行后续操作。

所述定位槽120在输送圆盘119表面包括但不限于均匀排列或不规则排列。

根据实际设备生产后组装需求，定位槽120可以在输送圆盘119上均匀密布设置，或不规则摆放设置，同时定位槽120的数量可根据需求进行设置，以及输送圆盘119的大小进行设置，方便后续的改造。

为提高紧急状态下的标本试管离心处理效率，如图19所示，同时设置试管托盘55，将标本试管121置于试管托盘55内，置于离心机构处，方便协作机器人22对试管托盘55内的标本试管121进行拿取，同时，试管托盘55可设置有多个，试管托盘22区分为上料的试管托盘22和离心后的试管托盘22，上料的试管托盘22用于放置未进行离心的标本试管121，离心后的试管托盘22用于将离心后的紧急处理标本试管121进行置入，方便工作人员直接取用。

如图20-23和25-29所示，所述适配组件21包括第一适配器放置区211，所述第一适配器放置区211设置于第三协作机器人22朝向视觉识别装置的一侧，所述第一适配器放置区211上可以放置若干适配器，

在本实施方式中，第三协作机器人22朝向视觉处理装置16的一端设置有第一适配器放置区211，第一适配器放置区211可以放置若干适配器，完成采血管的置入或试管架122的置入，第三协作机器人22在第一适配器放置区211完成置入，置入完成后，由第三协作机器人22把适配器分别移入两个离心装置23，进行离心；

如图42所示，所述适配组件21包括有第一固定架212，所述第一固定架212上分别设置有第一流转装置213和第二流转装置214，所述第二流转装置214的两端分别设置有第一升降装置215和第二升降装置216，所述第一流转装置213、第二流转装置214、第一升降装置215和第二升降装置216连接至控制器，

在本实施方式中，第三协作机器人22朝向视觉处理装置16的一侧连接有第一固定架212，第一固定架212的上分别连接有第一流转装置213和第二流转装置214，第二流转装置214位于第一流转装置213的下方，第二流转装置214的两端分别设置有第一升降装置215和第二升降装置216；适配器可以在第一流转装置213和第二流转装置214上流转，适配器在转慢试管或试管架122后，由第一流转装置213流转至第二升降装置216上，第二升降装置216下降，适配器逐个由第一流转装置213移动至第二流转装置214，进而第一流转装置213空置，在样本离心完成后，第一流转装置213用于接收从离心装置23内出来的适配器，接收后，第二流转装置214上的适配器通过第一升降装置215抬升，流转至第一流转装置213，重复以上动作；

所述适配组件21包括有第二固定架217，所述第二固定架217上设置有第二适配器放置区A 218和第二适配器放置区B 219，所述第二适配器放置区A 218和第二适配器放置区B 219上分别可以放置若干适配器，

在本实施方式中，工作台的顶端连接有第二固定架217，第二固定架217上连接有第二适配器放置区A 218和第二适配器放置区B 219，第二适配器放置区B 219位于第二适配器放置区A 218的下方，第二适配器放置区A 218和第二适配器放置区B 219用于放置适配器，第二适配器放置区A 218和第二适配器放置区B 219分别对应一个离心装置23，进而可以区分；

所述适配组件21包括第三适配器放置区A 2110和第三适配器放置区B2111，所述第三适配器放置区A 2110设置于第三协作机器人22朝向视觉识别装置的一端，所述第三适配器放置区B 2111设置于第三协作机器人22的另一端，

在本实施方式中，第三适配器放置区A 2110设置于第三协作机器人22朝向视觉处理装置16的一端，第三适配器放置区B 2111设置于第三协作机器人22的另一端，第三适配器放置区A 2110和第三适配器放置区B 2111分别对应一个离心装置23，第三协作机器人22分别在相应的适配器放置区内将适配器移动至对应的离心装置23内，进而可以区分不同的标本。

如图24所示，离心机构中还可设置前后缓冲区25、26，前后缓冲区25、26上分别设置标本试管放置盘27，通过协作机器人22可将输送的标本试管121置于前后缓冲区25、26上的标本试管放置盘27内，便于标本试管置于适配器内进行离心使用，同时也可用于离心后的标本试管121进行缓冲放置；另外，前后缓冲区25、26可单独使用，前缓冲区25用于放置前端上架的标本试管，后缓冲区26用于放置离心后的标本试管。

如图30-32所示，所述开盖组件34包括设置于第一输送装置31一侧的第一定位架341，所述第一定位架341朝向第一输送装置31的一侧设置有升降装置342，所述升降装置342上连接有伸缩装置343，所述伸缩装置343的底部配合设置有旋转装置344，所述旋转装置344的底端连接有夹爪机构345，所述第一输送装置31上配合设置有夹持装置346，所述升降装置342、伸缩装置343、旋转装置344、夹爪机构345和夹持装置346连接至控制器，

在本实施方式中，第一定位架341位于第一输送装置31的一侧，第一定位架341朝向第一输送装置31的一侧上连接有升降装置342，升降装置342上连接有伸缩装置343，进而通过升降装置342和伸缩装置343，可以带动夹爪机构345在水平和竖直方向上移动，伸缩装置343的底端连接旋转装置344，通过旋转装置344可以带动夹爪机构345旋转，进而方便打开试管的上盖，旋转装置344的底部连接有夹爪机构345，第一输送装置31朝向第三协作机器人22的一端连接有夹持装置346，夹持装置346用于固定试管，进而方便夹爪机构345打开上盖；

所述开盖组件34包括设置于第一输送装置31一侧的第二定位架347，所述第二定位架347朝向第一输送装置31的一侧连接有滑动装置348，所述滑动装置348上配合设置有夹持组件349，所述第二定位架347朝向第一输送装置31一侧上部连接有夹爪组件350，所述滑动装置348、夹持组件349和夹爪组件350分别连接至控制器，

在本实施方式中，第二定位架347位于第一输送装置31的一侧，第二定位架347朝向第一输送装置31的一侧上连接有滑动装置348，滑动装置348上来连接有夹持组件349，夹持组件349用于夹持试管，夹持组件349的上方连接有夹爪组件350，夹爪组件350固定第二定位架347上，夹持组件349夹持试管，通过滑动装置348带动试管上移，当滑动装置348带动试管至预定位置时，夹爪组件350对试管的上盖进行夹持，滑动装置348带动试管下移，进而完成试管的开盖。

所述夹持组件349和夹爪组件350上分别设置有若干固定卡位，所述夹持组件349和夹爪组件350配合设置，

在本实施方式中，夹持组件349和夹爪组件350上分别设置有若干固定卡位，夹持组件349和夹爪组件350上的固定卡位相互配合设置，多个固定卡位可以一次固定多个试管，进而可以一次对多个试管进行开盖，大大提高工作效率。

如图33所示，开盖机构还可设置为单根标本试管121的开盖，通过与试管座输送线18配合，将标本试管121输送到开盖机构处，通过夹持装置346和夹爪机构345的配合实现对运输到开盖机构处的标本试管121进行开盖处理；同时设置盖帽回收通道351，开盖后的标本试管盖帽能够通过开盖机械手的移动到回收通道处进行统一回收，实现盖帽集中回收处理；

如图34至37所示，所述TIP供料装置48位于第一协作机器人44的一侧，所述第一协作机器人44、第二协作机器人45、打印装置47和回收装置49分别设置于圆盘装置41的四周，进而方便协作机器人工作，大大提高工作的效率。

所述圆盘装置41包括设置于工作台顶端中心位置的圆盘状的固定座42，所述固定座42的顶端连接有若干紧固架43，任一所述紧固架43用于固定试管，

在本实施方式中，固定座42安装在工作台的顶端中心位置，固定座42的顶端连接有若干紧固架43，任一紧固架43用于固定试管，进而固定座42上可以固定若干试管，进而方便进行分液。

进一步的，工作台的底端对称设置有若干万向轮411。

在本实施方式中，工作台的底端对称安装有若干万向轮411，通过万向轮411方便设备的移动。

进一步的，工作台底端四周对称设置有若干底座412。

进一步的，任一底座412与工作台间连接有液压气缸413，液压气缸413连接至控制器。

在本实施方式中，工作台的底端四周对称连接有若干液压气缸413，液压气缸413位于万向轮411的外侧，任一液压气缸413的底端连接有底座412，通过液压气缸413带动底座412移动，进而提高工作台的稳定性，防止在分液过程中工作台出现晃动。

进一步的，工作台的一侧设置有水平仪414。

在本实施方式中，工作台的侧壁上连接有水平仪414，进而通过水平仪414可以准确查看设备是否处于水平状态，同时方便底座412的调节。

如图38至41所示，所述试管架122存储装置包括试管架托盘51、托盘存储位一52、试管架取放机械手53和试管架周转位54，托盘存储位一52根据实际需求设置有若干个，试管架取放机械手53与所有的托盘存储位一52处配合，且试管架取放机械手53与试管架周转位54配合，试管架托盘51放置在托盘存储位一52内，用于试管架122的放置和拿取，第一协作机器人44或第二协作机器人45与试管架周转位54处适配，

托盘存储位一52根据需要进行空间布局和数量结构进行设计，试管架托盘51用于放置试管架122，试管架122用于放置标本试管121，通过试管架取放机械手53拿取空的试管架122置于试管架122周转为上，通过协作机器人将标本试管121置于试管架122内，在试管架122内放满试管后，试管架取放机械手53能够将该试管架122搬运至托盘存储位一52内的试管架托盘51上进行存储，在试管架托盘51存满放有标本试管121的试管架122后，工作人员能够将该试管架托盘51取出进行下一步工序流程，同时将空的试管架托盘51置于托盘存储位一52内，以实现后端试管上架循环；

所述试管存储装置包括试管托盘55、托盘存储位二56、托盘升降驱动机构57和托盘输送机构58，托盘存储位二56根据实际需求设置有若干个，托盘升降驱动机构57与所有的托盘存储位处配合，用于将试管托盘55从托盘存储位二56内存取，托盘输送机构58与托盘升降驱动机构57配合，用于将试管托盘55输送到靠近第一协作机器人44或第二协作机器人45处，

托盘升降驱动机构57包括升降平台和设置在升降平台上的推爪，推爪能够对试管托盘55进行抓取和推出，试管托盘55能够通过推爪的作用食欲升降平台的平台面上，并运输到托盘输送机构58处或托盘存储位二56处；

托盘输送机构58为同步输送带装置，试管托盘55通过托盘升降驱动机构57运输到托盘输送机构58处后，通过同步输送带装置能够将试管托盘55运输到靠近协作机器人处，通过协作机器人将标本试管121置入试管托盘55内，在试管托盘55存满标本试管121后，同步输送带装置将该试管托盘55运输到托盘升降驱动机构57，通过托盘升降驱动机构57将该试管托盘55升降运输到对应的托盘存储位二56进行存放，并用于下一步工序流程；

同时托盘存储位二56的数量根据实际需要设置有多个，以实现试管托盘55的循环使用。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种全自动标本前处理系统，其特征在于：包括前端上架机构、协作机器人、离心机构、开盖机构、分液机构、后端上架机构、以及用于控制上述机构运行的控制器，

所述协作机器人根据前处理系统的长度和结构设计进行对应数量的适配，

所述前端上架机构包括标本试管送料装置或试管架送料装置中的一种或多种组合，标本试管送料装置包括推斗滑道送料机构、料斗输送机构或试管座输送机构中的一种或多种组合；试管架送料装置包括推进式送料机构或圆盘式送料机构中的一种或多种组合；

推斗滑道送料机构、料斗输送机构、试管座输送机构、推进式送料机构或圆盘式送料机构中的一种或多种组合结构的标本试管输出区域设置于协作机器人的可工作三维空间范围内；

所述开盖机构包括第一输送装置、转向装置、第二输送装置和开盖组件，第一输送装置的一端与转向装置连接，转向装置的另一端与第二输送装置连接，开盖组件与第一输送装置一侧配合设置；

所述分液机构包括圆盘装置、打印装置、TIP供料装置、回收装置、空管供料机、移液装置、第一协作机器人和第二协作机器人，第一协作机器人和第二协作机器人分别设置在圆盘装置的两侧，空管供料机设置在第二协作机器人的一侧，打印装置设置在空管供料机的一侧，TIP供料装置设置在打印装置的一侧，回收装置设置在圆盘装置的一侧，移液装置设置在回收装置的一侧；

所述离心机构包括第三协作机器人、离心装置和与离心装置配合用于放置标本试管的适配组件，第三协作机器人分别与前端上架机构、离心装置和开盖机构适配；

所述后端上架机构包括试管存储装置和试管架存储装置中的一种或多种组合，第一协作机器人或第二协作机器人与后端上架机构适配。

2.根据权利要求1所述的一种全自动标本前处理系统，其特征在于：所述推斗滑道送料机构包括推斗主体、输送线一和滑道，推斗主体的出料口与输送线一的一端配合连接，输送线一的另一端与滑道的一端配合连接，滑道的另一端靠近第三协作机器人处配合设置，所述滑道为上开设有长通槽，长通槽的宽度大于标本试管的管体直径且小于标本试管的试管帽直径，斜滑道的较高一端位于外部标本试管的料斗处，斜滑道的较低一端位于靠近第三协作机器人的一侧设置，所述滑道为斜滑道，斜滑道的较高一端与输送线一配合连接，斜滑道的较低一端位于靠近第三协作机器人的一侧设置。

3.根据权利要求1所述的一种全自动标本前处理系统，其特征在于：所述料斗输送机构包括分料斗、输送线二和视觉处理装置，分料斗的底部设有一与标本试管大小相匹配的出口，输送线二的一端位于分料斗底部出口的正下方，输送线二的另一端位于靠近第三协作机器人的一侧设置，视觉处理装置位于输送线二的正上方处设置。

4.根据权利要求1所述的一种全自动标本前处理系统，其特征在于：所述试管座输送机构包括试管座和输送线三，试管座设置在输送线三上，输送线三采用环形输送线设置，环形输送线的其中一位置处对应于第三协作机器人处配合设置，输送线三上的试管座设置有多个。

5.根据权利要求1所述的一种全自动标本前处理系统，其特征在于：所述推进式送料机构包括试管架输送机构和试管架传送带，试管架输送机构包括试管架输出模块和试管架输入模块，试管架传送带包括输出传送带和输入传送带，输出传送带和输入传送带的一端分别对应于第三协作机器人处配合设置，输出传送带的另一端对应于试管架输出模块的试管架输出端配合设置，输入传送带的另一端对应于试管架输入模块的试管架输入端配合设置，

试管架输出模块包括存储架一和推料单元，存储架一用于均匀排列放置试管架，且存储架一的试管架输出端对应于输出传送带处配合设置，推料单元设置于存储架一远离输出传送带的一端处，且推料单元的推料端与存储架一的试管架配合，

试管架输入模块包括存储架二和送料单元，存储架二用于排列放置试管架，且存储架二的输入端对应于输入传送带处配合设置，送料单元的送料端对应于存储架二的输入端处配合设置，且送料单元位于输入传送带处远离存储架二的一侧，

所述推料单元包括推料板和同步带电机，所述推料板滑动安装在存储架一上，所述同步带电机安装在存储架一的下侧，且同步带电机的移动端与推料板配合连接；

所述送料单元包括伸缩缸和推板，所述伸缩缸安装在机架上，所述推板安装在伸缩缸的伸缩端上，推板正对存储架二的输入端处设置。

6.根据权利要求1所述的一种全自动标本前处理系统，其特征在于：所述圆盘式送料机构包括驱动电机、输送圆盘和定位槽，定位槽设置在输送圆盘的表面，且定位槽设置有多个，每个定位槽内均可放置有试管架，驱动电机与输送圆盘配合，通过驱动电机带动输送圆盘转动，输送圆盘靠近第三协作机器人一侧的定位槽与第三协作机器人配合设置，所述定位槽在输送圆盘表面包括但不限于均匀排列或不规则排列。

7.根据权利要求1所述的一种全自动标本前处理系统，其特征在于：所述适配组件包括第一适配器放置区，所述第一适配器放置区设置于第三协作机器人朝向视觉识别装置的一侧，所述第一适配器放置区上可以放置若干适配器；

所述适配组件包括有第一固定架，所述第一固定架上分别设置有第一流转装置和第二流转装置，所述第二流转装置的两端分别设置有第一升降装置和第二升降装置，所述第一流转装置、第二流转装置、第一升降装置和第二升降装置连接至控制器；

所述适配组件包括有第二固定架，所述第二固定架上设置有第二适配器放置区A和第二适配器放置区B，所述第二适配器放置区A和第二适配器放置区B上分别可以放置若干适配器；

所述适配组件包括第三适配器放置区A和第三适配器放置区B，所述第三适配器放置区A设置于第三协作机器人朝向视觉识别装置的一端，所述第三适配器放置区B设置于第三协作机器人的另一端。

8.根据权利要求1所述的一种全自动标本前处理系统，其特征在于：所述开盖组件包括设置于第一输送装置一侧的第一定位架，所述第一定位架朝向第一输送装置的一侧设置有升降装置，所述升降装置上连接有伸缩装置，所述伸缩装置的底部配合设置有旋转装置，所述旋转装置的底端连接有夹爪机构，所述第一输送装置上配合设置有夹持装置，所述升降装置、伸缩装置、旋转装置、夹爪机构和夹持装置连接至控制器；

所述开盖组件包括设置于第一输送装置一侧的第二定位架，所述第二定位架朝向第一输送装置的一侧连接有滑动装置，所述滑动装置上配合设置有夹持组件，所述第二定位架朝向第一输送装置一侧上部连接有夹爪组件，所述滑动装置、夹持组件和夹爪组件分别连接至控制器。

所述夹持组件和夹爪组件上分别设置有若干固定卡位，所述夹持组件和夹爪组件配合设置。

9.根据权利要求1所述的一种全自动标本前处理系统，其特征在于：所述TIP供料装置位于第一协作机器人的一侧，所述第一协作机器人、第二协作机器人、打印装置和回收装置分别设置于圆盘装置的四周。

所述圆盘装置包括设置于工作台顶端中心位置的圆盘状的固定座，所述固定座的顶端连接有若干紧固架，任一所述紧固架用于固定试管。

10.根据权利要求1所述的一种全自动标本前处理系统，其特征在于：所述试管架存储装置包括试管架托盘、托盘存储位一、试管架取放机械手和试管架周转位，托盘存储位一根据实际需求设置有若干个，试管架取放机械手与所有的托盘存储位一处配合，且试管架取放机械手与试管架周转位配合，试管架托盘放置在托盘存储位一内，用于试管架的放置和拿取，第一协作机器人或第二协作机器人与试管架周转位处适配；

所述试管存储装置包括试管托盘、托盘存储位二、托盘升降驱动机构和托盘输送机构，托盘存储位二根据实际需求设置有若干个，托盘升降驱动机构与所有的托盘存储位处配合，用于将试管托盘从托盘存储位二内存取，托盘输送机构与托盘升降驱动机构配合，用于将试管托盘输送到靠近第一协作机器人或第二协作机器人处。

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