CN116788828A - 一种智能核酸检测分析系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能核酸检测分析系统，包括试剂配制子系统、样本上样子系统、核酸提取子系统、留样存储子系统、转板封膜子系统、PCR扩增子系统和医疗废弃物处理子系统，所述试剂配制子系统、样本上样子系统均设有传输至核酸提取子系统的物料传输机构，所述核酸提取子系统设有分别传输至留样存储子系统、转板封膜子系统的物料传输机构，转板封膜子系统设有传输至PCR扩增子系统的物料传输机构，所述留样存储子系统和PCR扩增子系统均设有传输至医疗废弃物处理子系统的物料传输机构。功能多样，自动化程度高，工作高效，减少人力投入。

Description

一种智能核酸检测分析系统

技术领域

本发明涉及核酸检测分析技术领域，具体涉及一种智能核酸检测分析系统。

背景技术

样本采集完成后需要经过多步工序才能进行核酸序列对比分析。传统的处理方式均是采用人工将试剂、样本等材料和耗材放入到对应的仪器、设备中进行处理。并且，每次转移时需要依次消毒、穿戴防护服、器具等。并且为了避免试剂受污染而影响检测分析结果，需要前序工作步骤的工作人员将用对讲机通知后序工作步骤的工作人员，并且转移时将试剂放置在转移平台，在转移平台进行消毒后，才能供后序工作步骤的工作人员拿走。转交后前序工作步骤的工作人员又要经过多次消毒，才能返回到前序工作步骤的工作区域内，过程繁琐复杂，稍有不慎就会产生感染的情况发生。

并且由于我国人口数量过大，从而导致核酸检测所采集的样本数量过多，使其在检测处理压力过大，人工在操作的过程中容易产生混淆或者遗漏，甚至导致漏液，存在感染风险。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种智能核酸检测分析系统，功能多样，自动化程度高，每步工序之间的物料传输均通过传输机构进行传输，工作高效，减少人力投入。

为了实现上述目的，本发明提供了一种智能核酸检测分析系统，包括试剂配制子系统、样本上样子系统、核酸提取子系统、留样存储子系统、转板封膜子系统、PCR扩增子系统和医疗废弃物处理子系统，所述试剂配制子系统出料端、样本上样子系统出料端均通过物料传输机构与核酸提取子系统实现传输，所述核酸提取子系统的留样出料端和封膜出料端均通过物料传输机构分别传输至留样存储子系统、转板封膜子系统，转板封膜子系统出料端通过物料传输机构传输至PCR扩增子系统，所述留样存储子系统处理出料端和PCR扩增子系统处理出料端也均设有传输至医疗废弃物处理子系统的物料传输机构；

所述试剂配制子系统包括配置工作台，所述配置工作台上设有加热设备、配置tip头支架、配置PCR扩增板支架和开盖夹具；所述样本上样子系统包括样本存储架和样本存储协作机器人；

所述转板封膜子系统包括封膜工作台，所述封膜工作台上设有封膜柔性协作机器人，所述封膜工作台上围绕封膜柔性协作机器人还设有封膜移液器、离心仪和自动封膜仪，所述封膜工作台上设有用于安装离心仪的安装孔，所述封膜移液器与封膜柔性协作机器人之间设有深孔板放置架和PCR扩增板放置架。

上述方案中：所述配置tip头支架和配置PCR扩增板支架上均设有压力检测传感器，所述加热设备的顶部设有用于放入冻存管的加热支架，所述配置工作台上方设有配置三轴机械臂，所述配置tip头支架的压力检测传感器信号输出端连接配置三轴机械臂的主控机tip头到位型号输入端，所述配置PCR扩增板支架的压力检测传感器信号输出端连接主控机PCR扩增板到位型号输入端，所述加热设备加热反馈输出端连接主控机加热反馈信号输入端；

所述配置三轴机械臂上固定有输出端朝下设置的旋转电机，所述旋转电机驱动输入端连接主控机旋转驱动输出端，所述旋转电机的输出端上设有用于夹紧冻存管的管盖的管盖夹具，所述开盖夹具用于夹紧冻存管的管身，通过开盖夹具夹紧管身，并通过管盖夹具和旋转电机将管盖旋开，所述配置Z轴滑块上还固定有用于吸取冻存管内混合液并能将混合液排出的配置移液器，所述配置移液器包括用于抓取一次性tip头的抓取组件和用于吸取冻存管内混合液的吸排液控制组件；

所述样本存储架用于存放采样管托架，且每个用于存放采样管托架的部位均设有压力检测传感器，所述样本上样子系统与核酸提取子系统之间的物料传输机构包括互相对接的采样管托架传输模块和提取采样管托架传输模块，所述采样管托架传输模块的始端和末端均设有到位检测开关，始端的到位检测开关用于启动采样管托架传输模块开始传送，末端的到位检测开关用于停止采样管托架传输模块；

所述封膜柔性协作机器人用于移动PCR扩增板，包括竖向设置的封膜升降导轨，所述封膜升降导轨上竖向滑动连接有封膜升降滑块，所述封膜升降滑块上固定有用于夹取PCR扩增板的搬运夹具；

所述自动封膜仪靠底部设有用于放置PCR扩增板的封膜托架，所述封膜托架上设有压力检测传感器，所述自动封膜仪上设有供封膜托架伸出的开口，所述封膜托架配备有用于将其从自动封膜仪中水平推出和收回的推出电机，所述自动封膜仪的顶部设有用于放置密封膜的辊轴；

所述配置三轴机械臂包括配置Y轨移动机组，所述配置Y轨移动机组上滑动连接有配置Y轴滑块，所述配置Y轴滑块上设有配置X轨移动机组，所述配置X轨移动机组上滑动连接有轴滑块，所述配置X轴滑块上固定有配置Z轨移动机组，所述配置Z轨移动机组上滑动连接有配置Z轴滑块，所述旋转电机固定在配置Z轴滑块上。

上述方案中：所述管盖夹具包括朝下设置的管盖夹爪，所述管盖夹爪配备有管盖夹紧电机，所述管盖夹紧电机驱动输入端连接主控机管盖夹紧驱动信号输出端；

所述开盖夹具包括固定在配置工作台上的放置台，所述放置台上设有水平间隔设置的两个固定爪，通过两个所述固定爪组合形成固定夹爪，所述固定夹爪配备有用于开合固定夹爪的管身夹取电机。

上述方案中：所述封膜移液器配备有封膜三轴移液机器人，所述封膜移液器主控器通信端连接封膜三轴移液机器人主控器通信端，所述封膜移液器主控器通信端连接封膜柔性协作机器人主控器通信端，所述离心机反馈信号输出端连接封膜柔性协作机器人离心反馈信号输入端，所述自动封膜仪反馈信号输出端连接封膜柔性协作机器人封膜反馈信号输入端；

所述封膜三轴移液机器人包括封膜Y轨移动机组，所述封膜Y轨移动机组上滑动连接有封膜Y轴滑块，所述封膜Y轴滑块上设有封膜X轨移动机组，所述封膜X轨移动机组上滑动连接有封膜X轴滑块，所述封膜X轴滑块上固定有封膜Z轨移动机组，所述封膜Z轨移动机组上滑动连接有封膜Z轴滑块，所述封膜移液器固定在封膜Z轴滑块上，所述封膜移液器上设有移液枪头，所述移液枪头用于将深孔板内的液体转板至PCR扩增板上；

用于连接转板封膜子系统和PCR扩增子系统的物料传输机构包括扩增板传输带，所述扩增板传输带始端延伸至封膜工作台上方，所述扩增板传输带末端延伸至PCR扩增子系统附近，所述扩增板传输带的两端均设有接近开关，始端的接近开关用于启动扩增板传输带进行传送，末端的接近开关用于停止扩增板传输带传送。

上述方案中：所述搬运夹具包括第一转移臂和第二转移臂，所述第一转移臂和第二转移臂的一端通过竖向设置的转动轴转动连接在一起，所述第一转移臂的另一端通过竖向设置的转动轴转动连接在封膜升降滑块上，所述第二转移臂的另一端固定有搬运夹爪。

上述方案中：所述核酸提取子系统包括上料协作机器人和提取机架，所述试剂配制子系统和核酸提取子系统之间的物料传输机构包括提取采样管托架传输模块、提取tip头传输模块和提取深孔板传输模块，所述提取tip头传输模块的始端、提取采样管托架传输模块的始端和提取深孔板传输模块的始端均伸到试剂配制子系统附近，所述试剂配制子系统还包括配制转移机器人，通过所述配制转移机器人将采样管托架、深孔板和一次性tip头转移至对应的传输模块上；

所述提取机架上设有若干个核酸提取仪，所述上料协作机器人用于移动采样管托架、一次性tip头和深孔板，所述上料协作机器人设有核酸提取夹取机构；

所述核酸提取夹取机构包括壳体，所述壳体外设有一对核酸提取夹爪，所述壳体的一侧开设有条形孔，两个所述核酸提取夹爪的一端均伸到壳体内，所述壳体内竖向设有位于两个核酸提取夹爪之间的夹紧齿轮，所述夹紧齿轮配备有能够正反转的夹紧电机，所述夹紧齿轮的上下两侧均啮合有夹紧齿条，所述夹紧齿条分别于两个核酸提取夹爪固定连接，通过所述齿轮带动两个核酸提取夹爪靠近或远离，实现夹取；

所述提取采样管托架传输模块、提取tip头传输模块和提取深孔板传输模块两端均设有到位检测传感器，始端的到位检测传感器均用于启动对应的传输模块或传送带，末端的到位检测传感器用于停止对应的传输模块或传送带以及启动上料协作机器人夹取物料，所述核酸提取仪反馈信号输出端连接上料协作机器人核酸提取反馈信号输入端。

上述方案中：所述上料协作机器人为六轴柔性机器人，且配备有移动底座和一对导向轨道；所述移动底座的底侧设有滑动连接在导向轨道上的滑块，所述移动底座的底侧设有移动水平设置的移动齿轮，任意一个导向轨道上设有与移动齿轮啮合的移动齿条；

所述提取深孔板传输模块包括移动轨道，所述移动轨道上滑动连接有移动滑块，所述移动滑块上设有用于放置深孔板的支架，所述提取采样管托架传输模块和提取tip头传输模块均为传送带。

上述方案中：所述留样存储子系统包括留样存储柜，所述留样存储柜的左右两侧均设有传送方向一致的进料传送带和出料传送带，所述进料传送带为核酸提取子系统与留样存储子系统之间的物料传输机构，出料传送带为核酸提取子系统与医疗废弃物处理子系统之间的物料传输机构；

所述留样存储柜的两侧靠底部设有进样口和出样口，所述留样存储柜内水平间隔设置有多组竖向设置的提升模组，相邻的提升模组之间、提升模组与进料传送带之间、提升模组与出料传送带之间均设有衔接传送带；

所述提升模组上设有升降台，所述升降台上水平设有转移传送带，所述转移传送带的转动电机为可正反转电机，所述提升模组的左右两侧均设有一列存放台，所述存放台包括放置传送带，所述放置传送带的转动电机也为可正反转的电机，所述升降台和每个所述存放台上均设有到位检测开关，所述升降台的到位检测开关信号输出端连接主控器升降台到位信号输入端，所述存放台的到位检测开关信号输出端连接主控器托架到位信号输入端，所述主控器托架传送输出端连接放置传送带托架传送输入端，所述主控器升降传送输出端连接转移传送带升降传送输入端，所述主控器配备有存储模块，所述存储模块用于记录每个存放位置的。

上述方案中：所述提升模组包括丝杆螺母机构，所述留样存储柜的柜体上设有一对竖向导轨，一对所述竖向导轨分设于丝杆螺母机构的两侧，所述竖向导轨上均设有提升滑块，所述升降台固定在同对的提升滑块上；所述升降台设有位于转移传送带两侧的限位挡条。

上述方案中：所述PCR扩增子系统包括PCR扩增仪、扩增机架、扩增六轴柔性协作机器人、PCR扩增板和医废传输带，所述医废传输带为PCR扩增子系统和医疗废弃物处理子系统之间的物料传输机构；

所述扩增机架为前后相对设置的两个，两个扩增机架和所述医废传输带围绕扩增六轴柔性协作机器人设置，所述医废传输带的始端伸向核酸提取子系统，所述医废传输带的末端伸向医疗废弃物处理子系统，所述PCR扩增子系统的中部，所述医废传输带的始端、中部和末端均设有到位检测开关。

综上所述，本发明的有益效果是：能够依次准备试剂、样本上样、提取核酸、封膜、离心、PCR扩增和废弃处理等，能够尽可能将每个处理工序均自动进行，自动化程度高，工作高效，减少人力投入，降低感染风险。实现样本自动上样、试剂与耗材装定、跨区域物料传输、样本自动检测、医废自动处理等功能，实现核酸检测“样本进，结果出”全流程一体化、自动化、无人化，保障核酸检测的机动性、时效性、准确性和安全性。

附图说明

图1是本发明的系统图；

图2是本发明的俯视图；

图3是试剂配制子系统的立体图；

图4是试剂配制子系统的立体图；

图5是管盖夹具的立体图；

图6是样本上样子系统的俯视图；

图7是样本存储架的立体图；

图8是核酸提取子系统的俯视图；

图9是机架、采样管托架传输模块、tip头传输模块和深孔板传输模块的立体图；

图10是上料协作机器人的立体图；

图11是本发明隐去一侧柜体的立体图；

图12是柜体内部与外部传送带的立体图；

图13是图11另一视角的立体图；

图14是提升模组背面的立体图；

图15是PCR扩增子系统的立体图。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图，对本发明作进一步说明：

如图1～图15所示，一种智能核酸检测分析系统，包括试剂配制子系统1、样本上样子系统2、核酸提取子系统5、留样存储子系统4、转板封膜子系统3、PCR扩增子系统6和医疗废弃物处理子系统8。试剂配制子系统1、样本上样子系统2均设有传输至核酸提取子系统5的物料传输机构7，核酸提取子系统5设有分别传输至留样存储子系统4、转板封膜子系统3的物料传输机构7。转板封膜子系统3设有传输至PCR扩增子系统6的物料传输机构7，留样存储子系统4和PCR扩增子系统6均设有传输至医疗废弃物处理子系统8的物料传输机构7。

如图3、4所示，试剂配制子系统1包括配置工作台101，配置工作台101上从前向后依次设有加热设备105、配置tip头支架107和配置PCR扩增板支架108，加热设备105的左右两侧分别设有开盖夹具106和配置三轴机械臂，配置三轴机械臂通过底座102a固定在配置工作台101上方。配置tip头支架107和配置PCR扩增板支架108上均设有压力检测传感器，加热设备105的顶部设有用于放入冻存管的加热支架105a。具体的加热支架105a的顶部竖向凹设有多排用于放入冻存管的放置孔洞，既便于固定冻存管，还能尽可能地保障保温效果。加热支架105a靠近配置tip头支架107的一侧向下凹设，形成台阶状，并使得至少有一排的放置孔洞的深度浅于其他放置孔洞，较深的放置孔洞供冻存管加热或保温时放入，较浅的放置孔洞供冻存管加热完毕后放入。较深的放置孔洞能够保障保温时长。其中，加热设备105采用恒温金属浴，加热效率高。

配置tip头支架107为左右紧邻设置的两个，分别用于存放使用过和未使用过的一次性tip头，配置tip头支架107的高度高于一次性tip头的长度，使得一次性tip头底部悬空。摆放整齐，便于回收或添加。

配置tip头支架107的压力检测传感器信号输出端连接配置三轴机械臂的主控机tip头到位型号输入端，配置PCR扩增板支架108的压力检测传感器信号输出端连接主控机配置PCR扩增板到位型号输入端，加热设备105加热反馈输出端连接主控机加热反馈信号输入端。

配置三轴机械臂包括配置Y轨移动机组102b，配置Y轨移动机组102b上滑动连接有配置Y轴滑块102c。配置Y轴滑块102c上设有配置X轨移动机组102d，配置X轨移动机组102d上滑动连接有配置X轴滑块。配置X轴滑块上固定有配置Z轨移动机组102e，配置Z轨移动机组102e上滑动连接有配置Z轴滑块。配置Z轴滑块上固定有输出端朝下设置的旋转电机102f，旋转电机102f驱动输入端连接主控机旋转驱动输出端。旋转电机102f的输出端上设有用于夹紧冻存管的管盖的管盖夹具103。如图5所示，管盖夹具103包括朝下设置的管盖夹爪103a，管盖夹爪103a配备有管盖夹紧电机103b。管盖夹紧电机103b驱动输入端连接主控机管盖夹紧驱动信号输出端。

开盖夹具106用于夹紧冻存管的管身，开盖夹具106包括固定在配置工作台101上的放置台。放置台上设有水平间隔设置的两个固定爪106a，通过两个固定爪106a组合形成固定夹爪，固定夹爪配备有用于开合固定夹爪的管身夹取电机106b。

配置Z轴滑块上还固定有用于吸取冻存管内混合液并能将混合液排出的配置移液器104，配置移液器104包括用于抓取一次性tip头的抓取组件和用于吸取冻存管内混合液的吸排液控制组件。其中，配置移液器104也可以直接采用与公开号为CN216669406U的专利文献中记载的一致的样本采样装置，此处不赘述。

使用时，先将冻存管放入到较深的放置孔洞中，并启动加热设备105，进行加热。加热完毕后，通过配置三轴机械臂的管盖夹具103将冻存管移动至较浅的放置孔洞中，以进行开盖准备工作，同时也能够将混合液冷却至适宜的温度。而剩下的冻存管则留在较深的放置孔洞中，避免由于过早冷却。

冻存管转移完毕后，通过配置三轴机械臂的管盖夹具103依次将冻存管移动至放置台上，并通过固定爪106a将冻存管管身夹紧并固定。启动旋转电机102f，通过旋转电机102f带动管盖夹具103旋转，从而将冻存管管盖开打。

冻存管打开后，配置三轴机械臂带动通过配置移液器104抓取一次性tip头，通过一次性tip头吸取混合液，并转移至配置PCR扩增板上，以此实现移液。并且在每次吸取混合液前，均对一次性tip头进行更换。

如图6、7所示，样本上样子系统2包括样本存储架202和样本存储协作机器人201，样本存储架202用于存放采样管托架B，且每个用于存放采样管托架B的部位均设有压力检测传感器，样本上样子系统2与核酸提取子系统5之间的物料传输机构7包括互相对接的采样管托架传输模块203和提取采样管托架传输模块505，采样管托架传输模块203的始端和末端均设有到位检测开关，始端的到位检测开关用于启动采样管托架传输模块203开始传送，末端的到位检测开关用于停止采样管托架传输模块203。

如图8～图10所示，核酸提取子系统包括上料协作机器人501和提取机架502，试剂配制子系统1和核酸提取子系统5之间的物料传输机构7包括提取采样管托架传输模块505、提取tip头传输模块506和提取深孔板传输模块504，提取tip头传输模块506的始端、提取采样管托架传输模块505的始端和提取深孔板传输模块504的始端均伸到试剂配制子系统1附近，试剂配制子系统1还包括配制转移机器人109，通过配制转移机器人109将采样管托架、深孔板和一次性tip头转移至对应的传输模块上。

提取机架502、提取采样管托架传输模块505、提取tip头传输模块506和提取深孔板传输模块504均位于上料协作机器人501的前侧，便于上料协作机器人501操作。提取采样管托架传输模块505和提取深孔板传输模块504分别位于提取机架502的两侧，提取机架502上设有供提取tip头传输模块506穿过的通孔502a。提取tip头传输模块506两侧均设有限位挡板506a，防止tip头支架从提取tip头传输模块506上产生偏移。

提取采样管托架传输模块505、提取tip头传输模块506和提取深孔板传输模块504两端均设有到位检测传感器。始端的到位检测传感器均用于启动对应的传输模块或传送带，末端的到位检测传感器用于停止对应的传输模块或传送带以及启动上料协作机器人501夹取物料，核酸提取仪503反馈信号输出端连接上料协作机器人501核酸提取反馈信号输入端。

提取机架502上设有若干个核酸提取仪503，上料协作机器人501用于移动采样管托架、一次性tip头和深孔板，上料协作机器人501设有核酸提取夹取机构。

核酸提取夹取机构包括壳体501f，壳体501f外设有一对核酸提取夹爪501e，壳体501f的一侧开设有条形孔，两个核酸提取夹爪501e的一端均伸到壳体501f内，壳体501f内竖向设有位于两个核酸提取夹爪501e之间的夹紧齿轮501g，夹紧齿轮501g配备有能够正反转的夹紧电机，夹紧齿轮501g的上下两侧均啮合有夹紧齿条501h，夹紧齿条501h分别于两个核酸提取夹爪501e固定连接，通过齿轮带动两个核酸提取夹爪501e靠近或远离，实现夹取；

上料协作机器人501为六轴柔性机器人，且配备有移动底座501a和一对导向轨道501b；移动底座501a的底侧设有滑动连接在导向轨道501b上的滑块501c，移动底座501a的底侧设有移动水平设置的移动齿轮，任意一个导向轨道501b上设有与移动齿轮啮合的移动齿条501d。

提取深孔板传输模块504包括移动轨道504a，移动轨道504a上滑动连接有移动滑块504b，移动滑块504b上设有用于放置深孔板的支架504c，提取采样管托架传输模块505和提取tip头传输模块506均为传送带。

如图11～图14所示，留样存储子系统4包括留样存储柜401，留样存储柜401的左右两侧均设有传送方向一致的进料传送带402和出料传送带406，进料传送带402为核酸提取子系统5与留样存储子系统4之间的物料传输机构7，出料传送带406为核酸提取子系统5与医疗废弃物处理子系统8之间的物料传输机构7。

留样存储柜401的两侧靠底部设有进样口和出样口。本实施例的留样存储柜401内左右间隔设置有两组竖向设置的提升模组403，相邻的提升模组403之间、提升模组403与进料传送带402、提升模组403与出料传送带406之间均设有衔接传送带404。

提升模组403上设有升降台，升降台上水平设有转移传送带403d，转移传送带403d的转动电机为可正反转电机。具体的，提升模组403包括丝杆螺母机构，采用丝杆螺母机构，结构简单，便于组装，并且能够稳定调节物料的输送高度，便于与两侧的存放台齐平。留样存储柜401的柜体上设有一对竖向导轨403a，一对竖向导轨403a分设于丝杆螺母机构的两侧，竖向导轨403a上均设有提升滑块403b，升降台固定在同对的提升滑块403b上。设置的竖向导轨403a和提升滑块403b能够稳定固定并带动升降台上下移动。升降台设有位于转移传送带403d两侧的限位挡条403c，防止物料从升降台上掉出。

提升模组403的两侧均设有一列位于衔接传送带404上方的存放台405。存放台405包括放置传送带405c，放置传送带405c的转动电机也为可正反转的电机。升降台和每个存放台405上均设有到位检测开关，升降台的到位检测开关信号输出端连接主控器升降台到位信号输入端。存放台405的到位检测开关405d信号输出端连接主控器托架到位信号输入端，主控器托架传送输出端连接放置传送带405c托架传送输入端。主控器升降传送输出端连接转移传送带403d升降传送输入端，主控器配备有存储模块，存储模块用于记录每个存放位置的。

留样存储柜401内设有位于放置传送带405c两侧的封板405a，封板405a的底部通过角码405e固定在留样存储柜401上，放置传送带405c固定在封板405a上，能够通过封板405a限制物料的移动范围，防止离开存放台405的存放范围。存放台405远离对应的提升模组403的一侧设有限位横杠405b，防止物料移动至存放台405外。

其中，衔接传送带404、进料传送带402、放置传送带405c和转移传送带403d均包括前后间隔设置的一对传送带组件。

转板封膜子系统3包括封膜工作台301，封膜工作台301上设有封膜柔性协作机器人303，封膜工作台301上围绕封膜柔性协作机器人303还设有封膜移液器309、离心仪和自动封膜仪304。封膜工作台301上设有用于安装离心仪的安装孔305，封膜移液器309与封膜柔性协作机器人303之间设有深孔板放置架和PCR扩增板放置架308。

封膜移液器309配备有封膜三轴移液机器人，封膜移液器309主控器通信端连接封膜三轴移液机器人主控器通信端，封膜移液器309主控器通信端连接封膜柔性协作机器人303主控器通信端。离心机反馈信号输出端连接封膜柔性协作机器人303离心反馈信号输入端，自动封膜仪304反馈信号输出端连接封膜柔性协作机器人303封膜反馈信号输入端。封膜柔性协作机器人303底部设有垫高支架30360，垫高支架30360的顶部高于深孔板放置后的高度以及PCR扩增板放置后的高度。能够保障封膜柔性协作机器人303至少位于深孔板和PCR扩增板的上方，便于抓取移动。

封膜三轴移液机器人包括封膜Y轨移动机组302a，封膜Y轨移动机组302a上滑动连接有封膜Y轴滑块302b。封膜Y轴滑块302b上设有封膜X轨移动机组302c，封膜X轨移动机组302c上滑动连接有封膜X轴滑块。封膜X轴滑块上固定有封膜Z轨移动机组302d，封膜Z轨移动机组302d上滑动连接有封膜Z轴滑块。封膜移液器309固定在封膜Z轴滑块上，封膜移液器309上设有移液枪头，移液枪头用于将深孔板内的液体转板至PCR扩增板上。封膜移液器309移液枪头的数量与深孔板和PCR扩增板中列数较少的列数匹配，设置合理。

封膜柔性协作机器人303用于移动PCR扩增板，包括竖向设置的封膜升降导轨303a，封膜升降导轨303a上竖向滑动连接有封膜升降滑块303c，封膜升降滑块303c上固定有用于夹取PCR扩增板的搬运夹具。搬运夹具包括第一转移臂303d和第二转移臂303e，第一转移臂303d和第二转移臂303e的一端通过竖向设置的转动轴转动连接在一起，第一转移臂303d的另一端通过竖向设置的转动轴转动连接在封膜升降滑块303c上，第二转移臂303e的另一端固定有搬运夹爪303b。

自动封膜仪304靠底部设有用于放置PCR扩增板的封膜托架304a，封膜托架304a上设有压力检测传感器。自动封膜仪304上设有供封膜托架304a伸出的开口，封膜托架304a配备有用于将其从自动封膜仪304中水平推出和收回的推出电机。自动封膜仪304的顶部设有用于放置密封膜的辊轴304b。封膜托架304a上凹设有用于放入PCR扩增板的放置槽，封膜托架304a上对应放置槽设有定位围边4d，能够在封膜的过程中放置PCR扩增板移位，提高封膜效率。定位围边4d相对的两侧均设有缺口4c，便于夹爪夹取，同时也便于人工取下。

用于连接转板封膜子系统3和PCR扩增子系统6的物料传输机构7包括扩增板传输带306，扩增板传输带306始端延伸至封膜工作台301上方，扩增板传输带306的两端均设有接近开关，始端的接近开关用于启动扩增板传输带306进行传送，末端的接近开关用于停止扩增板传输带306传送。在离心完毕后，通过扩增板传输带306自动将离心完毕的PCR扩增板移动至下一步工序。

深孔板放置架和PCR扩增板放置架308上也设有压力检测传感器，深孔板放置架的压力检测传感器检测信号输出端连接封膜移液器309主控器深孔板到位检测信号输入端，PCR扩增板放置架308的压力检测传感器检测信号输出端连接封膜移液器309主控器PCR扩增板到位检测信号输入端，能够自动启动封膜移液器309，便捷高效。

如图15所示，PCR扩增子系统6包括PCR扩增仪601、扩增机架602、扩增六轴柔性协作机器人603、PCR扩增板604和医废传输带605，医废传输带605为PCR扩增子系统6和医疗废弃物处理子系统8之间的物料传输机构7；

扩增机架602为前后相对设置的两个，两个扩增机架602和医废传输带605围绕扩增六轴柔性协作机器人603设置，医废传输带605的始端伸向核酸提取子系统5，医废传输带605的末端伸向医疗废弃物处理子系统8，PCR扩增子系统6的中部，医废传输带605的始端、中部和末端均设有到位检测开关。

启动PCR扩增仪601，PCR扩增仪601自动弹出测试架，扩增六轴柔性协作机器人603将PCR扩增板604放置PCR扩增仪601的测试架，PCR扩增仪601开始扩增。扩增结束后PCR扩增仪601自动弹出测试架，扩增六轴柔性协作机器人603将PCR扩增板604放置医废传输带605上，将扩增结束后的PCR扩增板604传输至医疗废弃物处理子系统8。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨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，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种智能核酸检测分析系统，其特征在于：包括试剂配制子系统(1)、样本上样子系统(2)、核酸提取子系统(5)、留样存储子系统(4)、转板封膜子系统(3)、PCR扩增子系统(6)和医疗废弃物处理子系统(8)，所述试剂配制子系统(1)出料端、样本上样子系统(2)出料端均通过物料传输机构(7)与核酸提取子系统(5)实现传输，所述核酸提取子系统(5)的留样出料端和封膜出料端均通过物料传输机构(7)分别传输至留样存储子系统(4)、转板封膜子系统(3)，转板封膜子系统(3)出料端通过物料传输机构(7)传输至PCR扩增子系统(6)，所述留样存储子系统(4)处理出料端和PCR扩增子系统(6)处理出料端也均设有传输至医疗废弃物处理子系统(8)的物料传输机构(7)；

所述试剂配制子系统(1)包括配置工作台(101)，所述配置工作台(101)上设有加热设备(105)、配置tip头支架(107)、配置PCR扩增板支架(108)和开盖夹具(106)；所述样本上样子系统(2)包括样本存储架(202)和样本存储协作机器人(201)；

所述转板封膜子系统(3)包括封膜工作台(301)，所述封膜工作台(301)上设有封膜柔性协作机器人(303)，所述封膜工作台(301)上围绕封膜柔性协作机器人(303)还设有封膜移液器(309)、离心仪和自动封膜仪(304)，所述封膜工作台(301)上设有用于安装离心仪的安装孔(305)，所述封膜移液器(309)与封膜柔性协作机器人(303)之间设有深孔板放置架和PCR扩增板放置架(308)。

2.根据权利要求1所述的一种智能核酸检测分析系统，其特征在于：所述配置tip头支架(107)和配置PCR扩增板支架(108)上均设有压力检测传感器，所述加热设备(105)的顶部设有用于放入冻存管的加热支架(105a)，所述配置工作台(101)上方设有配置三轴机械臂，所述配置tip头支架(107)的压力检测传感器信号输出端连接配置三轴机械臂的主控机tip头到位型号输入端，所述配置PCR扩增板支架(108)的压力检测传感器信号输出端连接主控机PCR扩增板到位型号输入端，所述加热设备(105)加热反馈输出端连接主控机加热反馈信号输入端；

所述配置三轴机械臂上固定有输出端朝下设置的旋转电机(102f)，所述旋转电机(102f)驱动输入端连接主控机旋转驱动输出端，所述旋转电机(102f)的输出端上设有用于夹紧冻存管的管盖的管盖夹具(103)，所述开盖夹具(106)用于夹紧冻存管的管身，通过开盖夹具(106)夹紧管身，并通过管盖夹具(103)和旋转电机(102f)将管盖旋开，所述配置Z轴滑块上还固定有用于吸取冻存管内混合液并能将混合液排出的配置移液器(104)，所述配置移液器(104)包括用于抓取一次性tip头的抓取组件和用于吸取冻存管内混合液的吸排液控制组件；

所述样本存储架(202)用于存放采样管托架(B)，且每个用于存放采样管托架(B)的部位均设有压力检测传感器，所述样本上样子系统(2)与核酸提取子系统(5)之间的物料传输机构(7)包括互相对接的采样管托架传输模块(203)和提取采样管托架传输模块(505)，所述采样管托架传输模块(203)的始端和末端均设有到位检测开关，始端的到位检测开关用于启动采样管托架传输模块(203)开始传送，末端的到位检测开关用于停止采样管托架传输模块(203)；

所述封膜柔性协作机器人(303)用于移动PCR扩增板，包括竖向设置的封膜升降导轨(303a)，所述封膜升降导轨(303a)上竖向滑动连接有封膜升降滑块(303c)，所述封膜升降滑块(303c)上固定有用于夹取PCR扩增板的搬运夹具；

所述自动封膜仪(304)靠底部设有用于放置PCR扩增板的封膜托架(304a)，所述封膜托架(304a)上设有压力检测传感器，所述自动封膜仪(304)上设有供封膜托架(304a)伸出的开口，所述封膜托架(304a)配备有用于将其从自动封膜仪(304)中水平推出和收回的推出电机，所述自动封膜仪(304)的顶部设有用于放置密封膜的辊轴(304b)；

所述配置三轴机械臂包括配置Y轨移动机组(102b)，所述配置Y轨移动机组(102b)上滑动连接有配置Y轴滑块(102c)，所述配置Y轴滑块(102c)上设有配置X轨移动机组(102d)，所述配置X轨移动机组(102d)上滑动连接有轴滑块，所述配置X轴滑块上固定有配置Z轨移动机组(102e)，所述配置Z轨移动机组(102e)上滑动连接有配置Z轴滑块，所述旋转电机(102f)固定在配置Z轴滑块上。

3.根据权利要求2所述的一种智能核酸检测分析系统，其特征在于：所述管盖夹具(103)包括朝下设置的管盖夹爪(103a)，所述管盖夹爪(103a)配备有管盖夹紧电机(103b)，所述管盖夹紧电机(103b)驱动输入端连接主控机管盖夹紧驱动信号输出端；

所述开盖夹具(106)包括固定在配置工作台(101)上的放置台，所述放置台上设有水平间隔设置的两个固定爪(106a)，通过两个所述固定爪(106a)组合形成固定夹爪，所述固定夹爪配备有用于开合固定夹爪的管身夹取电机(106b)。

4.根据权利要求1所述的一种智能核酸检测分析系统，其特征在于：所述封膜移液器(309)配备有封膜三轴移液机器人，所述封膜移液器(309)主控器通信端连接封膜三轴移液机器人主控器通信端，所述封膜移液器(309)主控器通信端连接封膜柔性协作机器人(303)主控器通信端，所述离心机反馈信号输出端连接封膜柔性协作机器人(303)离心反馈信号输入端，所述自动封膜仪(304)反馈信号输出端连接封膜柔性协作机器人(303)封膜反馈信号输入端；

所述封膜三轴移液机器人包括封膜Y轨移动机组(302a)，所述封膜Y轨移动机组(302a)上滑动连接有封膜Y轴滑块(302b)，所述封膜Y轴滑块(302b)上设有封膜X轨移动机组(302c)，所述封膜X轨移动机组(302c)上滑动连接有封膜X轴滑块，所述封膜X轴滑块上固定有封膜Z轨移动机组(302d)，所述封膜Z轨移动机组(302d)上滑动连接有封膜Z轴滑块，所述封膜移液器(309)固定在封膜Z轴滑块上，所述封膜移液器(309)上设有移液枪头，所述移液枪头用于将深孔板内的液体转板至PCR扩增板上；

用于连接转板封膜子系统(3)和PCR扩增子系统(6)的物料传输机构(7)包括扩增板传输带(306)，所述扩增板传输带(306)始端延伸至封膜工作台(301)上方，所述扩增板传输带(306)末端延伸至PCR扩增子系统(6)附近，所述扩增板传输带(306)的两端均设有接近开关，始端的接近开关用于启动扩增板传输带(306)进行传送，末端的接近开关用于停止扩增板传输带(306)传送。

5.根据权利要求4所述的一种智能核酸检测分析系统，其特征在于：所述搬运夹具包括第一转移臂(303d)和第二转移臂(303e)，所述第一转移臂(303d)和第二转移臂(303e)的一端通过竖向设置的转动轴转动连接在一起，所述第一转移臂(303d)的另一端通过竖向设置的转动轴转动连接在封膜升降滑块(303c)上，所述第二转移臂(303e)的另一端固定有搬运夹爪(303b)。

6.根据权利要求1所述的一种智能核酸检测分析系统，其特征在于：所述核酸提取子系统包括上料协作机器人(501)和提取机架(502)，所述试剂配制子系统(1)和核酸提取子系统(5)之间的物料传输机构(7)包括提取采样管托架传输模块(505)、提取tip头传输模块(506)和提取深孔板传输模块(504)，所述提取tip头传输模块(506)的始端、提取采样管托架传输模块(505)的始端和提取深孔板传输模块(504)的始端均伸到试剂配制子系统(1)附近，所述试剂配制子系统(1)还包括配制转移机器人(109)，通过所述配制转移机器人(109)将采样管托架、深孔板和一次性tip头转移至对应的传输模块上；

所述提取机架(502)上设有若干个核酸提取仪(503)，所述上料协作机器人(501)用于移动采样管托架、一次性tip头和深孔板，所述上料协作机器人(501)设有核酸提取夹取机构；

所述核酸提取夹取机构包括壳体(501f)，所述壳体(501f)外设有一对核酸提取夹爪(501e)，所述壳体(501f)的一侧开设有条形孔，两个所述核酸提取夹爪(501e)的一端均伸到壳体(501f)内，所述壳体(501f)内竖向设有位于两个核酸提取夹爪(501e)之间的夹紧齿轮(501g)，所述夹紧齿轮(501g)配备有能够正反转的夹紧电机，所述夹紧齿轮(501g)的上下两侧均啮合有夹紧齿条(501h)，所述夹紧齿条(501h)分别于两个核酸提取夹爪(501e)固定连接，通过所述齿轮带动两个核酸提取夹爪(501e)靠近或远离，实现夹取；

所述提取采样管托架传输模块(505)、提取tip头传输模块(506)和提取深孔板传输模块(504)两端均设有到位检测传感器，始端的到位检测传感器均用于启动对应的传输模块或传送带，末端的到位检测传感器用于停止对应的传输模块或传送带以及启动上料协作机器人(501)夹取物料，所述核酸提取仪(503)反馈信号输出端连接上料协作机器人(501)核酸提取反馈信号输入端。

7.根据权利要求6所述的一种智能核酸检测分析系统，其特征在于：所述上料协作机器人(501)为六轴柔性机器人，且配备有移动底座(501a)和一对导向轨道(501b)；所述移动底座(501a)的底侧设有滑动连接在导向轨道(501b)上的滑块(501c)，所述移动底座(501a)的底侧设有移动水平设置的移动齿轮，任意一个导向轨道(501b)上设有与移动齿轮啮合的移动齿条(501d)；

所述提取深孔板传输模块(504)包括移动轨道(504a)，所述移动轨道(504a)上滑动连接有移动滑块(504b)，所述移动滑块(504b)上设有用于放置深孔板的支架(504c)，所述提取采样管托架传输模块(505)和提取tip头传输模块(506)均为传送带。

8.根据权利要求1所述的一种智能核酸检测分析系统，其特征在于：所述留样存储子系统(4)包括留样存储柜(401)，所述留样存储柜(401)的左右两侧均设有传送方向一致的进料传送带(402)和出料传送带(406)，所述进料传送带(402)为核酸提取子系统(5)与留样存储子系统(4)之间的物料传输机构(7)，出料传送带(406)为核酸提取子系统(5)与医疗废弃物处理子系统(8)之间的物料传输机构(7)；

所述留样存储柜(401)的两侧靠底部设有进样口和出样口，所述留样存储柜(401)内水平间隔设置有多组竖向设置的提升模组(403)，相邻的提升模组(403)之间、提升模组(403)与进料传送带(402)之间、提升模组(403)与出料传送带(406)之间均设有衔接传送带(404)；

所述提升模组(403)上设有升降台，所述升降台上水平设有转移传送带(403d)，所述转移传送带(403d)的转动电机为可正反转电机，所述提升模组(403)的左右两侧均设有一列存放台(405)，所述存放台(405)包括放置传送带(405c)，所述放置传送带(405c)的转动电机也为可正反转的电机，所述升降台和每个所述存放台(405)上均设有到位检测开关，所述升降台的到位检测开关信号输出端连接主控器升降台到位信号输入端，所述存放台(405)的到位检测开关(405d)信号输出端连接主控器托架到位信号输入端，所述主控器托架传送输出端连接放置传送带(405c)托架传送输入端，所述主控器升降传送输出端连接转移传送带(403d)升降传送输入端，所述主控器配备有存储模块，所述存储模块用于记录每个存放位置的。

9.根据权利要求8所述的一种智能核酸检测分析系统，其特征在于：所述提升模组(403)包括丝杆螺母机构，所述留样存储柜(401)的柜体上设有一对竖向导轨(403a)，一对所述竖向导轨(403a)分设于丝杆螺母机构的两侧，所述竖向导轨(403a)上均设有提升滑块(403b)，所述升降台固定在同对的提升滑块(403b)上；所述升降台设有位于转移传送带(403d)两侧的限位挡条(403c)。

10.根据权利要求1所述的一种智能核酸检测分析系统，其特征在于：所述PCR扩增子系统(6)包括PCR扩增仪(601)、扩增机架(602)、扩增六轴柔性协作机器人(603)、PCR扩增板(604)和医废传输带(605)，所述医废传输带(605)为PCR扩增子系统(6)和医疗废弃物处理子系统(8)之间的物料传输机构(7)；

所述扩增机架(602)为前后相对设置的两个，两个扩增机架(602)和所述医废传输带(605)围绕扩增六轴柔性协作机器人(603)设置，所述医废传输带(605)的始端伸向核酸提取子系统(5)，所述医废传输带(605)的末端伸向医疗废弃物处理子系统(8)，所述PCR扩增子系统(6)的中部，所述医废传输带(605)的始端、中部和末端均设有到位检测开关。