CN115058328B - 一种采样装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种采样装置，涉及微生物检测技术领域，升降机构用于带动采样机构下降至接触样品并采样，以及带动采样机构上升至回收于样品收集机构内，旋转机构用于带动采样机构转动，并在采样机构接触样品时旋转采样，以及在采样机构回收至样品收集机构内时旋转将样品甩至样品收集机构内，采样液喷洒机构用于向采样机构上喷洒采样液，消毒液喷洒机构用于对采样环境消毒，样品收集机构的下端还设有行走机构，且行走机构用于带动样品收集机构移动。该采样装置能够实现对样品的自动采样，避免造成样品污染，同时降低采样风险。

Description

一种采样装置
技术领域
本发明涉及微生物检测技术领域，具体是涉及一种采样装置。
背景技术
微生物检测技术能够对病原微生物进行定性与定量检测，从而为相关疾病的研究和预防提供参考依据，常被用于食品、医疗以及环境监测等领域。
微生物检测前，需要对相关样品进行采集，目前，对固体表面的微生物采样工作主要是由人工完成，相关的自动化采样装置结构复杂，且主要是对空气样品进行采样，自动化固体表面采样装置较少。固体表面微生物的人工采样一方面提高了人工成本，同时，人工采样过程中可能会引入样品污染。此外，当采样区域的样品对人体有害时，人工采样存在一定风险。
发明内容
本发明的目的是提供一种采样装置，以解决上述现有技术存在的问题，能够实现对样品的自动采样，避免造成样品污染，同时降低采样风险。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供了一种采样装置，包括样品收集机构和上罩体，以及安装于所述样品收集机构上且位于所述上罩体内的升降机构、旋转机构、采样机构、采样液喷洒机构和消毒液喷洒机构，所述升降机构用于带动所述采样机构下降至接触样品并采样，以及带动所述采样机构上升至回收于所述样品收集机构内，所述旋转机构用于带动所述采样机构转动，并在所述采样机构接触样品时旋转采样，以及在所述采样机构回收至所述样品收集机构内时旋转将样品甩至所述样品收集机构内，所述采样液喷洒机构用于向所述采样机构上喷洒采样液，所述消毒液喷洒机构用于对采样环境消毒，所述样品收集机构的下端还设有行走机构，且所述行走机构用于带动所述样品收集机构移动。
优选的，所述采样机构包括采样杆和采样头，所述采样头固定于所述采样杆的下端，所述采样杆的上端与所述升降机构连接，且所述采样杆的外周与所述旋转机构连接。
优选的，所述样品收集机构包括收集壳体和收集管，所述收集壳体的下端中部开设有能够连通所述收集壳体内腔与外界的通孔，所述采样杆的上端活动连接于所述升降机构上，所述采样杆的下端能够穿过所述收集壳体，且能够带动所述采样头经所述通孔伸入或伸出所述收集壳体，所述收集壳体的内底面为斜面，且自靠近向远离所述通孔的方向上，所述收集壳体内底面的高度逐渐降低，所述收集管的一端安装于所述收集壳体内底面外缘并与所述收集壳体内部连通，所述收集管的另一端向远离所述收集壳体的方向延伸。
优选的，所述收集壳体内底面的外圈倾斜设置，且所述收集壳体内底面的外缘由安装有所述收集管的一侧向与所述收集管相对的一侧向上倾斜。
优选的，所述升降机构包括升降电机和升降平台，所述升降电机安装于所述样品收集机构上端，所述升降平台位于所述样品收集机构上方，所述升降电机的输出轴与所述升降平台连接，并能够带动所述升降平台升降，所述升降平台中部与所述采样机构的上端转动连接，并能够带动所述采样机构升降。
优选的，所述旋转机构包括旋转电机、皮带和旋转连接件，所述旋转电机安装于所述样品收集机构上端，所述旋转电机的输出轴的外周和所述旋转连接件的外周通过所述皮带传动连接，所述旋转连接件套设于所述采样机构的外周且不接触所述采样机构的下端，所述旋转电机能够带动所述旋转连接件转动，并使所述旋转连接件带动所述采样机构转动。
优选的，还包括水平设置的安装平台，且所述安装平台位于所述样品收集机构的下方，所述安装平台和所述样品收集机构之间通过下罩体连接，所述行走机构安装于所述安装平台上，且所述安装平台的中部开设有伸出孔，所述采样机构的下端能够经所述伸出孔伸出所述安装平台。
优选的，所述行走机构包括两个驱动电机、两个运动轮和一个转向轮，所述运动轮的下端和所述转向轮的下端均能够伸出所述安装平台并用于接触采样平面，所述驱动电机安装于所述安装平台上，且一个所述驱动电机对应一个所述运动轮，所述驱动电机用于驱动所述运动轮转动并实现行走，所述转向轮用于换向。
优选的，所述采样液喷洒机构包括采样液储存腔、采样液自动补液腔和采样液活塞，所述采样液储存腔安装于所述样品收集机构上，且所述采样液储存腔内用于存放采样液，所述采样液活塞位于所述采样液储存腔内，且所述采样液活塞将所述采样液储存腔分隔为上下排列且不连通的两个腔室，位于所述采样液活塞上方的腔室与大气相通，位于所述采样液活塞下方的腔室通过采样液进液管与所述采样液储存腔连通，位于所述采样液活塞下方的腔室还通过一采样液出液管连通外界，所述采样液出液管的一端用于对所述采样机构的下端喷洒采样液，所述采样液进液管和所述采样液出液管上均安装有采样液压力阀门，且两个所述采样液压力阀门开闭的压力方向相反，所述采样液活塞向上移动时能够使所述采样液储存腔内的采样液进入位于所述采样液下方的腔室，所述采样液活塞向下移动时能够使位于所述采样液下方腔室内的采样液喷出。
优选的，所述消毒液喷洒机构包括消毒液储存腔、消毒液自动补液腔和消毒液活塞，所述消毒液储存腔安装于所述样品收集机构上，且所述消毒液储存腔内用于存放消毒液，所述消毒液活塞位于所述消毒液储存腔内，且所述消毒液活塞将所述消毒液储存腔分隔为上下排列且不连通的两个腔室，位于所述消毒液活塞下方的腔室与大气相通，位于所述消毒液活塞上方的腔室通过消毒液进液管与所述消毒液储存腔连通，位于所述消毒液活塞上方的腔室还通过一消毒液出液管连通外界，所述消毒液出液管的一端用于对采样环境喷洒消毒液，所述消毒液进液管和所述消毒液出液管上均安装有消毒液压力阀门，且两个所述消毒液压力阀门开闭的压力方向相反，所述消毒液活塞向下移动时能够使所述消毒液储存腔内的消毒液进入位于所述消毒液上方的腔室，所述消毒液活塞向上移动时能够使位于所述消毒液上方腔室内的消毒液喷出。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明提供的采样装置，升降机构用于带动采样机构下降至接触样品并采样，以及带动采样机构上升至回收于样品收集机构内，进而实现自动采样及样品回收，避免人工接触样品，造成样品污染，或有毒样品危害采样人员健康，旋转机构用于带动采样机构转动，并在采样机构接触样品时低速旋转采样，通过旋转采样能够提高采样效率，在采样机构回收至样品收集机构内时旋转机构能够带动采样机构高速旋转并将样品甩至样品收集机构内，进而通过离心原理将样品甩下，实现样品采集后的回收，采样液喷洒机构用于向采样机构上喷洒采样液，以便于实现采样，消毒液喷洒机构用于对采样环境消毒，样品收集机构的下端还设有行走机构，且行走机构用于带动样品收集机构移动，进而实现对不同位置采样。
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，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的采样装置的结构示意图；
图2是本发明提供的采样装置去掉上罩体时的结构示意图；
图3是本发明中采样液喷洒机构和消毒液喷洒机构的结构示意图；
图4是本发明中收集壳体处的剖视图；
图5是本发明中升降机构和旋转机构处的结构示意图；
图中：100-采样装置，1-上罩体，2-升降平台，3-升降电机，4-采样杆，5-采样头，6-收集壳体，7-安装平台，8-采样液储存腔，9-采样液自动补液腔，10-消毒液储存腔，11-消毒液自动补液腔，12-收集管，13-驱动电机，14-运动轮，15-转向轮，16-通孔，17-采样液活塞，18-采样液进液管，19-采样液压力阀门，20-采样液出液管，21-消毒液活塞，22-消毒液进液管，23-消毒液压力阀门，24-消毒液出液管，25-旋转电机，26-皮带，27-旋转连接件。
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。
本发明的目的是提供一种采样装置，以解决现有的采样装置采样效率低、采样质量差，且容易损害采样人员身体健康的技术问题。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1-图5所示，本实施例提供一种采样装置100，包括样品收集机构和上罩体1，以及安装于样品收集机构上且位于上罩体1内的升降机构、旋转机构、采样机构、采样液喷洒机构和消毒液喷洒机构，升降机构用于带动采样机构下降至接触样品并采样，以及带动采样机构上升至回收于样品收集机构内，进而实现自动采样及样品回收，避免人工接触样品，造成样品污染，或有毒样品危害采样人员健康，旋转机构用于带动采样机构转动，并在采样机构接触样品时低速旋转采样，通过旋转采样能够提高采样效率，在采样机构回收至样品收集机构内时旋转机构能够带动采样机构高速旋转并将样品甩至样品收集机构内，进而通过离心原理将样品甩下，实现样品采集后的回收，采样液喷洒机构用于向采样机构上喷洒采样液，以便于实现采样，消毒液喷洒机构用于对采样环境消毒，样品收集机构的下端还设有行走机构，且行走机构用于带动样品收集机构移动，进而实现对不同位置采样。
具体地，采样机构包括采样杆4和采样头5，采样头5固定于采样杆4的下端，并用于接触样品表面，以实现采样，采样杆4的上端与升降机构连接，优选为转动连接，进而能够在升降机构的带动下，实现采样杆4带动采样头5升降，最终实现采样或样品回收，采样杆4的外周与旋转机构连接，进而能够在旋转机构的驱动下，通过采样杆4带动采样头5转动，实现低速旋转采样和高速旋转使样品甩出。同时，对于旋转机构和升降机构均能够通过中心控制器控制。
样品收集机构包括收集壳体6和收集管12，收集壳体6的下端中部开设有能够连通收集壳体6内腔与外界的通孔16，以便于采样头5的伸入和伸出，采样杆4的上端活动连接于升降机构上，采样杆4的下端能够穿过收集壳体6，且能够带动采样头5经通孔16伸入或伸出收集壳体6，实现采样和样品回收，收集壳体6的内底面为斜面，且自靠近向远离通孔16的方向上，收集壳体6内底面的高度逐渐降低，即收集壳体6的外缘低，中心高，以使得离心运动时，样品能够向收集壳体6的外缘移动，收集管12的一端安装于收集壳体6内底面外缘并与收集壳体6内部连通，收集管12的另一端向远离收集壳体6的方向延伸，进而使样品在到达收集壳体6外缘后能够经收集管12收集，不需要拆开收集壳体6，避免造成样品污染。优选的，收集管12为可拆卸连接于收集壳体6上，以便于将收集管12拆下。
收集壳体6内底面的外圈倾斜设置，且收集壳体6内底面的外缘由安装有收集管12的一侧向与收集管12相对的一侧向上倾斜，收集管12处低，而收集壳体6内底面上与收集管12相对的一侧高，进而能够使样品汇流于样品收集管12处，并经样品收集管12导出。
升降机构包括升降电机3和升降平台2，升降电机3安装于收集壳体6上端，升降平台2位于样品收集机构上方，升降电机3的输出轴与升降平台2连接，并能够带动升降平台2升降，升降电机3为直线电机，升降平台2中部与采样杆4的上端转动连接，并能够带动采样机构升降，使得升降平台2在实现采样杆4的升降的同时，还不会影响升降杆的转动。
旋转机构包括旋转电机25、皮带26和旋转连接件27，旋转电机25安装于收集壳体6上端，旋转电机25输出轴的外周和旋转连接件27的外周通过皮带26传动连接，即通过皮带26与旋转电机25输出轴之间的摩擦力，以及皮带26与旋转连接件27之间的摩擦力，实现转动力的传递，旋转连接件27套设于采样杆4的外周并能够带动采样杆4转动，旋转电机25能够带动旋转连接件27转动，并使旋转连接件27带动采样杆4转动。
本实施例中的采样装置100还包括水平设置的安装平台7，且安装平台7位于样品收集机构的下方，安装平台7和样品收集机构之间通过下罩体连接，行走机构安装于安装平台7上，且安装平台7的中部开设有伸出孔，采样机构的下端能够经伸出孔伸出安装平台7，进而能够通过采样头5采样。
行走机构包括两个驱动电机13、两个运动轮14和一个转向轮15，运动轮14的下端和转向轮15的下端均能够伸出安装平台7并用于接触采样平面，进而实现行走功能，驱动电机13安装于安装平台7上，且一个驱动电机13对应一个运动轮14，通过驱动电机13驱动运动轮14转动，实现行走，转向轮15用于换向，以改变整体的行走方向。
采样液喷洒机构包括采样液储存腔8、采样液自动补液腔9和采样液活塞17，采样液储存腔8安装于收集壳体6上，且采样液储存腔8内用于存放采样液，采样液活塞17位于采样液储存腔8内，且采样液活塞17能够通过中心控制器控制移动，采样液活塞17将采样液储存腔8分隔为上下排列且不连通的两个腔室，位于采样液活塞17上方的腔室与大气相通，位于采样液活塞17下方的腔室通过采样液进液管18与采样液储存腔8连通，位于采样液活塞17下方的腔室还通过一采样液出液管20连通外界，采样液出液管20的一端用于对采样机构的下端喷洒采样液，采样液进液管18和采样液出液管20上均安装有采样液压力阀门19，且两个采样液压力阀门19开闭的压力方向相反，也可以理解为采样液压力阀门19为单向阀门，只能实现液体的单向流通，当采样液活塞17向上移动时，位于采样液进液管18上的采样液压力阀门19开启，使采样液储存腔8内的采样液经采样液进液管18进入位于采样液下方的腔室，此时位于采样液出液管20上的采样液压力阀门19关闭，当采样液活塞17向下移动时，位于采样液出液管20上的采样液压力阀门19开启，且位于采样液进液管18上的采样液压力阀门19关闭，使位于采样液下方腔室内的采样液喷出，以实现采样液喷洒，优选的，采样液出液管20的一端延伸至靠近采样头5（当采样头5处于采样状态时的位置），进而能够对采样头5上喷洒采样液，同时采样液出液管20的出口端可以通过固定杆固定在安装平台7上，喷洒采样液前，采样液活塞17位于最上方，且采样液充满采样液活塞17下方的腔室内，在采样液出液管20的端部可设置喷雾头，实现均匀喷洒。
消毒液喷洒机构包括消毒液储存腔10、消毒液自动补液腔11和消毒液活塞21，消毒液储存腔10安装于收集壳体6上，且消毒液储存腔10内用于存放消毒液，消毒液活塞21位于消毒液储存腔10内，且消毒液活塞21能够通过中心控制器控制移动，消毒液活塞21将消毒液储存腔10分隔为上下排列且不连通的两个腔室，位于消毒液活塞21下方的腔室与大气相通，位于消毒液活塞21上方的腔室通过消毒液进液管22与消毒液储存腔10连通，位于消毒液活塞21上方的腔室还通过一消毒液出液管24连通外界，消毒液出液管24的一端用于对采样环境喷洒消毒液，消毒液进液管22和消毒液出液管24上均安装有消毒液压力阀门23，且两个消毒液压力阀门23开闭的压力方向相反，也可以理解为消毒液压力阀门23为单向阀门，只能实现液体的单向流通，当消毒液活塞21向下移动时，位于消毒液进液管22上的消毒液压力阀门23开启，使消毒液储存腔10内的消毒液经消毒液进液管22进入位于消毒液上方的腔室，此时位于消毒液出液管24上的消毒液压力阀门23关闭，当消毒液活塞21向上移动时，此时位于消毒液出液管24上的消毒液压力阀门23开启，且位于消毒液进液管22上的消毒液压力阀门23关闭，使位于消毒液上方腔室内的消毒液喷出，以实现消毒液喷洒，优选的，消毒液出液管24的一端背离采样头5设置，进而能够避免将消毒液喷洒至采样头5上，在消毒液出液管24的端部可设置喷雾头，实现均匀喷洒。同时，由于消毒液自动补液腔11和采样液自动补液腔9的差别设计，使得采样液活塞17向下移动并喷洒采样液时，消毒液活塞21向下移动将消毒液导入至消毒液自动补液腔11内，且当采样液活塞17向上移动并补充采样液时，消毒液活塞21向上移动并将消毒液喷洒出，进而通过一套驱动设备控制采样液活塞17和消毒液活塞21同步同向移动，即可实现采样液和消毒液的交替喷洒。
本实施例中的采样装置整体结构简单，可通过远程操控对固体表面微生物进行自动化采样，采样过程无需人工实地操作，简单高效，既可以避免污染，也可以进一步保障操作人员的安全性，同时实现了采样装置的小型化，自动化，降低生产成本。模拟真人采样，以带有采样液的采样头通过物理摩擦对固体表面的微生物样本进行采集，避免人为干扰导致的采样污染，节省人力物力。采样完成后，可对采样环境进行消毒，杀灭相关病原微生物，因此本实施例中的采样装置亦可当作固体表面消毒机器人使用。
本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种采样装置，其特征在于：包括样品收集机构和上罩体，以及安装于所述样品收集机构上且位于所述上罩体内的升降机构、旋转机构、采样机构、采样液喷洒机构和消毒液喷洒机构，所述升降机构用于带动所述采样机构下降至接触样品并采样，以及带动所述采样机构上升至回收于所述样品收集机构内，所述旋转机构用于带动所述采样机构转动，并在所述采样机构接触样品时旋转采样，以及在所述采样机构回收至所述样品收集机构内时旋转将样品甩至所述样品收集机构内，所述采样液喷洒机构用于向所述采样机构上喷洒采样液，所述消毒液喷洒机构用于对采样环境消毒，所述样品收集机构的下端还设有行走机构，且所述行走机构用于带动所述样品收集机构移动；
所述采样机构包括采样杆和采样头，所述采样头固定于所述采样杆的下端，所述采样杆的上端与所述升降机构连接，且所述采样杆的外周与所述旋转机构连接；
所述样品收集机构包括收集壳体和收集管，所述收集壳体的下端中部开设有能够连通所述收集壳体内腔与外界的通孔，所述采样杆的上端活动连接于所述升降机构上，所述采样杆的下端能够穿过所述收集壳体，且能够带动所述采样头经所述通孔伸入或伸出所述收集壳体，所述收集壳体的内底面为斜面，且自靠近向远离所述通孔的方向上，所述收集壳体内底面的高度逐渐降低，所述收集管的一端安装于所述收集壳体内底面外缘并与所述收集壳体内部连通，所述收集管的另一端向远离所述收集壳体的方向延伸。
2.根据权利要求1所述的采样装置，其特征在于：所述收集壳体内底面的外圈倾斜设置，且所述收集壳体内底面的外缘由安装有所述收集管的一侧向与所述收集管相对的一侧向上倾斜。
3.根据权利要求1所述的采样装置，其特征在于：所述升降机构包括升降电机和升降平台，所述升降电机安装于所述样品收集机构上端，所述升降平台位于所述样品收集机构上方，所述升降电机的输出轴与所述升降平台连接，并能够带动所述升降平台升降，所述升降平台中部与所述采样机构的上端转动连接，并能够带动所述采样机构升降。
4.根据权利要求1所述的采样装置，其特征在于：所述旋转机构包括旋转电机、皮带和旋转连接件，所述旋转电机安装于所述样品收集机构上端，所述旋转电机的输出轴的外周和所述旋转连接件的外周通过所述皮带传动连接，所述旋转连接件套设于所述采样机构的外周且不接触所述采样机构的下端，所述旋转电机能够带动所述旋转连接件转动，并使所述旋转连接件带动所述采样机构转动。
5.根据权利要求1所述的采样装置，其特征在于：还包括水平设置的安装平台，且所述安装平台位于所述样品收集机构的下方，所述安装平台和所述样品收集机构之间通过下罩体连接，所述行走机构安装于所述安装平台上，且所述安装平台的中部开设有伸出孔，所述采样机构的下端能够经所述伸出孔伸出所述安装平台。
6.根据权利要求5所述的采样装置，其特征在于：所述行走机构包括两个驱动电机、两个运动轮和一个转向轮，所述运动轮的下端和所述转向轮的下端均能够伸出所述安装平台并用于接触采样平面，所述驱动电机安装于所述安装平台上，且一个所述驱动电机对应一个所述运动轮，所述驱动电机用于驱动所述运动轮转动并实现行走，所述转向轮用于换向。
7.根据权利要求1所述的采样装置，其特征在于：所述采样液喷洒机构包括采样液储存腔、采样液自动补液腔和采样液活塞，所述采样液储存腔安装于所述样品收集机构上，且所述采样液储存腔内用于存放采样液，所述采样液活塞位于所述采样液储存腔内，且所述采样液活塞将所述采样液储存腔分隔为上下排列且不连通的两个腔室，位于所述采样液活塞上方的腔室与大气相通，位于所述采样液活塞下方的腔室通过采样液进液管与所述采样液储存腔连通，位于所述采样液活塞下方的腔室还通过一采样液出液管连通外界，所述采样液出液管的一端用于对所述采样机构的下端喷洒采样液，所述采样液进液管和所述采样液出液管上均安装有采样液压力阀门，且两个所述采样液压力阀门开闭的压力方向相反，所述采样液活塞向上移动时能够使所述采样液储存腔内的采样液进入位于所述采样液下方的腔室，所述采样液活塞向下移动时能够使位于所述采样液下方腔室内的采样液喷出。
8.根据权利要求1所述的采样装置，其特征在于：所述消毒液喷洒机构包括消毒液储存腔、消毒液自动补液腔和消毒液活塞，所述消毒液储存腔安装于所述样品收集机构上，且所述消毒液储存腔内用于存放消毒液，所述消毒液活塞位于所述消毒液储存腔内，且所述消毒液活塞将所述消毒液储存腔分隔为上下排列且不连通的两个腔室，位于所述消毒液活塞下方的腔室与大气相通，位于所述消毒液活塞上方的腔室通过消毒液进液管与所述消毒液储存腔连通，位于所述消毒液活塞上方的腔室还通过一消毒液出液管连通外界，所述消毒液出液管的一端用于对采样环境喷洒消毒液，所述消毒液进液管和所述消毒液出液管上均安装有消毒液压力阀门，且两个所述消毒液压力阀门开闭的压力方向相反，所述消毒液活塞向下移动时能够使所述消毒液储存腔内的消毒液进入位于所述消毒液上方的腔室，所述消毒液活塞向上移动时能够使位于所述消毒液上方腔室内的消毒液喷出。
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