CN213364645U - 自动化检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种自动化检测系统，包括样品管和分析仪，连接部连接样品管和适于封闭样品管上端开口的盖体，盖体具有延伸到样品管外侧的延伸部；多个取样单元；承载件设置在限位部件的下侧，承载层叠的取样单元；移动平台为旋转臂提供二维移动及旋转；托盘包括呈阵列式分布的多个承载单元；托盘在驱动下水平二维移动，适于移动平台上的取样单元处于任一通孔的上侧；第一移动件处于通孔下侧，带动通孔内的样品管上下移动；夹持机构用于夹住和松开上移的样品管；设置在夹持机构的上侧的第二移动件具有适于固定延伸部的固定部；旋转机构驱动第二移动件正向和反向旋转。本实用新型具有自动化、体积小等优点。

Description

自动化检测系统

技术领域

本实用新型涉及毒品检测，特别涉及自动化检测系统。

背景技术

在质谱分析中，脉冲直流离子源(PDESI)是常用的离子源，通过给电极施加直流高压产生静电场的方式使待测液体发生脉冲式电喷雾离子化。

通过调节施加的电压强度，实现脉冲电喷雾频率的控制，PDESI能够有效解决传统电喷雾离子源存在的死体积和样品吸附问题，且大大提高了样品的经济性，极大地降低了电喷雾的喷雾流速，延长了电喷雾的喷雾持续时间，充分保障串联质谱的分析要求。但该离子源仍有存在不足，如：

更换毛细管针困难，毛细管的尖端没有保护，操作不当容易损坏，每次安装PDESI至移动台上固定位置不确定引起检测平行性差，且耗时较长。

为了解决上述技术问题，申请人提出了一种作为耗材使用且具有取样功能的PDESI，请参见CN2019210845290，这种方案仍然具有不足，如：

1.在取样中，需要手持PDESI操作，安全性差；

2.在后续分析中，PDESI的固定存在较大误差，影响了分析精度；

3.检测效率低。

实用新型内容

为解决上述现有技术方案中的不足，本实用新型提供了一种可靠性好、检测效率高、一致性好的自动化检测系统。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种自动化检测系统，所述自动化检测系统包括样品管和分析仪，连接部连接所述样品管和适于封闭样品管上端开口的盖体，所述盖体具有延伸到样品管外侧的延伸部；所述自动化检测系统还包括：

限位部件，多个取样单元呈上下层叠地处于限位部件内，被限制水平移动；

承载件，所述承载件设置在所述限位部件的下侧，承载层叠的取样单元，所述承载件上最底层的取样单元的临着移动平台的一侧悬空；所述限位部件的底端和承载件间具有适于所述最底层的取样单元平移通过的缝隙，所述缝隙的高度不小于所述取样单元的一倍厚度；

移动平台，所述移动平台为旋转臂提供二维移动，以及正向和反向旋转；

旋转臂和固定单元，所述旋转臂适于正向旋转到所述最底层的取样单元的悬空部分的下侧，并利用所述固定单元连接所述最底层的取样单元；连接固定单元的取样单元在移动平台驱动下移动到所述质谱分析仪的入口处；

托盘及其移动机构，所述托盘包括呈阵列式分布的多个承载单元，所述承载单元包括适于容纳样品管的通孔和适于连接部卡入的定位槽；所述托盘在驱动下水平二维移动，适于移动平台上的取样单元处于任一通孔的上侧；

第一移动件及其驱动机构，所述第一移动件处于所述通孔下侧，带动通孔内的样品管上下移动；

夹持机构，所述夹持机构用于夹住和松开上移的样品管；

第二移动件及其驱动机构，设置在所述夹持机构的上侧的第二移动件具有适于固定所述延伸部的固定部；所述第二移动件在驱动下正向移动以固定延伸部和反向移动以松开所述延伸部；

旋转机构，所述旋转机构驱动所述第二移动件正向和反向旋转。

与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果为：

本专利利用了现有取样单元作为耗材使用的特点，针对性地提出了适于层叠放置取样单元的限位部件，承载件和限位部件间缝隙的高度限定，取样单元部分悬空和旋转式固定单元间的连接，再加上自动松开取样单元，实现了自动化更换取样单元，以及利用移动平台、移动机构、夹持机构和移动件实现了自动化取样，以及利用移动平台和分析仪实现了自动化分析。基于此，达到了：

1.实现了自动化操作，效率高；

利用层叠取样单元的自动下降、正向旋转式固定、水平平移、反向旋转、竖直下移取样、旋转后离子化等，实现了取样单元的自动化更换、自动取样、自动离子化，样品管内研磨后毛发的检测全程无需手工操作，缩短了耗时，相应地提高了检测效率；

2.提高了后续检测精度；

取样单元的自动化更换、取样的自动化、自动移动到分析仪位置，提高了定位精度，提高了检测的一致性，相应地提高了后续检测精度，降低了误差；

3.体积小；

托盘的二维移动、夹持机构和第二移动件的相对固定，二维的移动平台，这些设计均避免了复杂的三维移动机构的使用，缩小了装置的体积；

鉴于托盘上各个样品管对应的盖体的延伸方向一致，第二移动件与盖体间的固定连接仅需平移第二移动件即能实现，无需旋转第二移动件，降低了装置体积；

夹持机构和第二移动件同步移动，同时实现了对样品管的夹持，以及第二连接件和盖体间的连接，工作效率高、结构紧凑，所需体积小；

离子源和取样单元的共用，降低了体积和成本；

3.稳定性好；

在样品管的上下移动中，盖体的一端始终与样品管连接，限位槽保证了样品管的竖直运动，进而确保了第二移动件和盖体间的准确连接，以及样品管回位时，延伸部准确地卡入定位槽内，避免了外凸的不归位的样品管和盖体碰触夹持机构而造成无法夹持其它样品管的不利影响；

4.高通量；

承载单元的阵列式设计，提高了后续的检测通量；

5.安全；

无需手工操作盖体，有效地避免了接触样品管内的待测物，提高了安全性。

附图说明

参照附图，本实用新型的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本实用新型的技术方案，而并非意在对本实用新型的保护范围构成限制。图中：

图1是根据本实用新型实施例的自动化检测系统的结构简图；

图2是根据本实用新型实施例的更换装置的结构简图；

图3是根据本实用新型实施例的更换装置的另一结构简图；

图4是根据本实用新型实施例的更换装置的另一结构简图

图5是根据本实用新型实施例的开盖装置的结构简图；

图6是根据本实用新型实施例的托盘的结构简图；

图7是根据本实用新型实施例的样品管和盖体的结构简图；

图8是根据本实用新型实施例的开盖装置的状态图；

图9是根据本实用新型实施例的开盖装置的另一状态图；

具体实施方式

图1-9和以下说明描述了本实用新型的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本实用新型。为了教导本实用新型技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本实用新型的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本实用新型的多个变型。由此，本实用新型并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。

实施例1：

图1示意性地给出了本实用新型实施例1的自动化检测系统的结构简图，如图1所示，所述自动化检测系统包括：

分析仪10，如质谱分析仪，质谱分析仪等分析仪是本领域的现有技术；

图2-4示意性地给出了本实用新型实施例1的更换装置的结构简图，如图2-4所示，所述更换装置包括：

限位部件801，如筒状结构，所述限位部件801内部适于容纳层叠的取样单元802，取样单元可采用毛细管，或CN2019210845290中的脉冲直流离子源，兼具离子源和取样功能；

承载件803，所述承载件803设置在所述限位部件801的下部，支撑取样单元802；所述承载件803上的最底层的取样单元802的临着移动平台5的一侧悬空，即空间804；所述限位部件801的底端和承载件803间具有适于所述最底层的取样单元802平移通过的缝隙805，如整个限位部件801的底端处于所述承载件803的上侧，与承载件803不接触，所述缝隙805的高度不小于所述取样单元802的一倍厚度；

移动平台5，所述移动平台5为旋转臂601提供二维移动，如包括竖直方向和左右水平方向的平移；二维移动平台是本领域的现有技术，如利用皮带、主动轮和从动轮的组合实现二维移动；

旋转单元6，如电机，所述旋转单元6设置在所述移动平台5上，在移动平台5提供的二维移动基础上叠加旋转运动；

旋转臂601和固定单元602，所述旋转臂601被所述旋转单元6驱动，适于正向旋转到所述最底层的取样单元802的悬空部分的下侧，即空间804，并利用所述固定单元602如电动夹爪连接所述最底层的取样单元802；

开盖装置，如图5所示，所述开盖装置包括：

托盘2，如图6所示，所述托盘包括本体和设置在本体上呈阵列式分布的多个承载单元，所述承载单元包括通孔201和定位槽202；所述封闭空间形成在一端开口一端封闭的样品管内，

如图7所示，所述样品管91的盖体90具有延伸到样品管91外侧的延伸部92和连接部93；如所述样品管和盖体为一体式，所述连接部93为所述样品管91和盖体90间的连接铰链；所述样品管91适于容纳在所述通孔201内，所述连接部93适于卡在所述定位槽202内；

第一移动件410及第一驱动机构409，所述第一移动件410在所述第一驱动机构409驱动下上下移动；

夹持机构，如图8-9所示，所述夹持机构用于夹住和松开被所述第一移动件驱动上移的样品管，如利用二个夹持部403、405挤压而固定样品管91；

二维移动机构1，所述二维移动机构1驱动所述托盘2或第一移动件，所述第一移动件410处于任一通孔201的下侧，从而顶着样品管91向上移动；

第二移动件408及第二驱动机构401，所述第二移动件408设置在所述夹持机构的上侧，具有适于固定所述延伸部92的固定部400，如适于延伸部卡入的凹槽，第二驱动机构401驱动第二移动件408移动，从而使第二移动件408与盖体90间固定，如正向移动时与盖体90固定连接，反向移动时松开盖体90；

旋转机构404、406、407，所述旋转机构驱动所述第二移动件408正向和反向旋转。

为了降低结构复杂度和提高运行可靠性，进一步地，所述二维移动包括竖直方向和相对限位部件左右方向的平移，不包括相对限位部件远近(前后)移动的方向。

为了防止在平移出最底层取样单元时影响次最底层取样单元的位置，进一步地，所述缝隙805的高度小于所述取样单元802的二倍厚度。

为了方便地移出取样单元，进一步地，所述缝隙805的侧部具有适于固定单元和其固定的取样单元正向或反向旋转的空间806，连接固定单元的取样单元水平地越过所述缝隙后进入所述空间806内。

为了不受阻挡地平移出取样单元，进一步地，从所述限位部件的下侧平移到所述空间，所述取样单元和固定单元间连接处的下侧无承载件。

为了收纳使用过的取样单元，进一步地，所述更换装置还包括：

收纳盒，所述收纳盒用于收集从所述固定单元卸下的取样单元。

为了保证第二移动件无需旋转即可与盖体间固定，进一步地，在托盘的第一方向上，多个通孔201依次相邻设置，多个定位槽202依次相邻设置；在托盘的第二方向上，任意二个定位槽202之间为通孔，使得每一样品管91上盖体90的延伸方向一致，如连接部93均处于样品管91的右侧，延伸部92处于样品管91的左侧；在水平面上，所述第一方向和第二方向间的夹角为直角或锐角。

为了准确、可靠性固定样品管，进一步地，所述夹持机构包括：

第一部分403，所述第一部分403具有与所述样品管91外壁匹配的第一夹持部，如弧形夹持部；

第二部分405，所述第二部分405具有与所述样品管91外壁匹配的第二夹持部，如弧形夹持部；

导轨，所述第一部分和第二部分分别设置在所述导轨上，相向移动的第一夹持部和第二夹持部挤压所述样品管，背向移动的第一夹持部和第二夹持部松开所述样品管；

支架，所述支架承载所述导轨。

为了防止样品管旋转地上移，保证样品管的仅能竖直上下移动，进而确保第二移动件准确地与盖体固定，进一步地，所述更换装置还包括：

限位槽3，上下移动的连接部93适于处于所述限位槽3内，所述限位槽3设置在所述支架上，且设置在所述托盘2的上侧。

为了实现样品管夹持和盖体的固定同时进行，以提高控制效率，进一步地，旋转机构包括：

弧形导轨406，如弧形滑台或弧形腰型孔，所述弧形导轨设置在所述第二部分405上，且处于所述第二夹持部的上侧，所述第二移动件408设置在所述弧形导轨406上，使得第二移动件408与第二部分405同步平移，实现了在第二部分405夹持(松开)样品管91的同时，第二移动件408和盖体90固定(松开)。

为了防止第二移动件和盖体影响样品管内待测对象的取样，进一步地，所述第二移动件408的旋转角度不小于90度。

上述自动化检测系统的工作方式，包括取样单元更换阶段、取样阶段和分析阶段；所述取样单元更换阶段为：

移动平台将旋转臂移动到承载件的一侧，旋转臂正向旋转，固定单元处于最底层取样单元的下侧并连接该取样单元；

移动平台驱动固定单元平移以越过缝隙，

旋转臂反向旋转，取样单元向下；

所述取样阶段为：

移动机构驱动托盘水平移动，待测样品管处于第一移动件的上侧；

第一移动件驱动待测样品管上移；

夹持机构夹住上移的样品管；

第二移动件在驱动下正向移动以固定延伸部，旋转机构驱动所述第二移动件正向旋转，盖体脱离样品管；

处于样品管上侧的取样单元下移，进入样品管内取样；

旋转机构驱动所述第二移动件反向旋转，盖体封闭样品管的上端开口；

第二移动件在驱动下反向移动以松开延伸部；

夹持机构松开上移的样品管；

样品管随着第一移动件下移，也即取过样的样品管需要归位，以便第一移动件、夹持结构和第二移动件处理其它样品管。

所述分析阶段为：

移动平台将旋转臂移动到分析仪进样口的前侧，旋转臂旋转，取样单元处于所述进样口前侧；

取样单元上的样品送分析仪分析。

实施例2：

根据实用新型实施例1的自动化检测系统在毒品检测中的应用例。

在本应用例中，如图1-9所示，更换装置中：

取样单元602采用专利CN2019210845290中的脉冲直流离子源(PDESI)，离子源和取样单元集成在一起；

支架上固定有矩形筒形结构的限位部件801，适于多个取样单元802层叠式放入，限制水平方向的移动，限位部件801的底端和承载件803间的距离(也即缝隙805的高度)大于取样单元802的一倍厚度，且小于二倍厚度；承载件803的临着移动平台5的一端具有缺口，也即，最底层的取样单元802的临着移动平台5的一端悬空，即在空间804内无支撑；限位部件801的侧部具有适于取样单元802和固定单元602(电动夹爪)不受阻挡地反向旋转的空间806，且取样单元802从限位部件801的下侧移动到所述空间806，所述取样单元802和固定单元602间连接处的下侧无承载件；

取样单元602随着所述移动平台5二维移动，所述二维移动包括上下方向及相对支架的左右方向的平移，如利用皮带、主动轮和从动轮的组合，不存在相对限位部件和支架的前后移动；

旋转单元6采用电机，设置在所述移动平台5上；固定单元602采用电动夹爪，在所述旋转单元6及旋转臂601驱动下正向和反向旋转，如移动到最底层取样单元802悬空端的下侧，即空间804内，适于固定单元602与取样单元802连接，在二维移动的基础上叠加旋转，即使这样也不存在纯粹的前后移动；所述固定单元602所在的旋转面垂直于所述移动平台5的竖直的二维移动面；

开盖装置中：

样品管91和盖体90为一体成型式的塑料件，盖体90适于卡入样品管91的开口端，连接部93为所述样品管91和盖体90间的连接铰链；自上而下地，所述样品管91的外径变小，对应地，内径也变小，适于容纳研磨后的毛发；开口端的外径大于通孔201的内径；

托盘2包括本体和设置在本体上呈阵列式分布的多个承载单元，所述承载单元包括通孔201和定位槽202；在第一方向上，多个通孔201依次相邻设置，多个定位槽202依次相邻设置；在第二方向上，任意二个定位槽202之间为通孔201；使得当样品管91处于通孔201内，连接部93卡入定位槽202内时，每一样品管91上盖体90的延伸方向一致，连接部93均处于样品管91的右侧，延伸部92处于样品管91的左侧，连接部93、盖体90卡入开口端的部分和延伸部92依次排列；在水平面上，所述第一方向和第二方向间的夹角为直角；所述样品管91的长度大于所述通孔201的深度，当样品管91处于通孔201内时，样品管91的底端处于通孔201外，本体的下侧；

第一移动件410及第一驱动机构409，所述第一移动件410在所述第一驱动机构409驱动下仅能竖直上下移动；第一驱动机构409采用电机，固定在支架上；

夹持机构，所述夹持机构包括：第一部分403具有与所述样品管91外壁匹配的弧形第一夹持部；第二部分405具有与所述样品管91外壁匹配的弧形第二夹持部；所述第一部分403和第二部分405分别设置在水平导轨上，相向移动的第一夹持部和第二夹持部挤压所述样品管，背向移动的第一夹持部和第二夹持部松开所述样品管；所述水平导轨设置在支架上；第二驱动机构采用电动夹爪402，驱动第一部分403和第二部分405相反方向移动；

二维移动机构1，所述二维移动机构1设置在支架上，采用螺杆方式驱动所述托盘在水平面内二维移动，使得所述第一移动件处于任一通孔的下侧，从而顶着样品管向上移动；二维移动机构是现有技术，具体结构和工作方式在此不再赘述；

第二移动件408及第二驱动机构401，所述第二移动件408设置在第二部分405的上侧，并与第二部分405连接，随着第二部分405同步水平平移；第二移动件408具有适于固定所述延伸部的固定部400，采用适于延伸部卡入的凹槽，第二驱动机构401同时驱动第二部分405和第二移动件408移动，正向水平移动，第二移动件408与盖体90固定连接(延伸部卡入固定部的凹槽内)的同时，第二部分405夹持样品管91；反向水平移动，第二移动件408松开盖体90的同时，第二部分405松开样品管91；

旋转机构，所述旋转机构采用弧形腰型孔406，第二移动件408的一端407穿过腰型孔与动力机构404相连，驱动第二移动件408沿着腰型孔406正向和反向旋转，正向和反向旋转的角度均不小于90度；动力机构404驱动第二移动件408旋转，这种技术是本领域的现有技术，如通过电机带动旋转臂旋转，旋转臂连接第二移动件；

限位槽3，上下移动的连接部93适于处于所述限位槽3内，所述限位槽3设置在所述支架上，且设置在所述托盘2的上侧；

支架上还具有扫码单元402，用于识别盖体一侧的与待测对象一一对应的条形码或二维码；

在上述检测装置中，移动平台和旋转单元调整取样单元的位置，二维驱动机构调整托盘的位置，使得竖直状态的取样单元处于任一通孔的上侧，并在该通孔内样品管的盖体打开后伸入到样品管内取样；在取样单元上的样品分析后，利用移动平台将取样单元移动到收纳盒上侧，调整为竖直向下状态，固定单元松开，使用过的取样单元掉落在收纳盒内。

由上可见，本应用例中，移动平台和二维移动机构都采用二维移动，第一移动件、第一部分和第二部分均采用一维移动，第二移动件采用不同时工作的一维移动和旋转，这些设计降低了系统的结构复杂度，提高了运行可靠性；同时，更换取样单元、取样和分析均实现了自动化，无需人工介入。

实施例3：

根据实用新型实施例1的自动化检测系统的应用例，与实施例2不同的是：

1.盖体的一端套在样品管外，且处于开口端下侧，不是一体成型；

2.移动平台上，左右移动具有二重机构，在一重左右移动机构上叠加另一重左右移动机构，使得占用体积小，行程长；

3.第一部分和第二部分的驱动采用螺杆驱动。

上述实施例示例性地给出了第二驱动机构采用电动夹爪、螺杆，当然还可以采用以下机构：第二驱动机构包括设置在支架上的电机、主动轮、从动轮和皮带，第一部分连接主动轮和从动轮上侧的皮带，第二部分连接主动轮和从动轮下侧的皮带，使得第一部分和第二部分运动方向始终相反。

Claims (10)

1.一种自动化检测系统，所述自动化检测系统包括样品管和分析仪，连接部连接所述样品管和适于封闭样品管上端开口的盖体，所述盖体具有延伸到样品管外侧的延伸部；其特征在于：所述自动化检测系统还包括：

限位部件，多个取样单元呈上下层叠地处于限位部件内，被限制水平移动；

承载件，所述承载件设置在所述限位部件的下侧，承载层叠的取样单元，所述承载件上最底层的取样单元的临着移动平台的一侧悬空；所述限位部件的底端和承载件间具有适于所述最底层的取样单元平移通过的缝隙，所述缝隙的高度不小于所述取样单元的一倍厚度；

移动平台，所述移动平台为旋转臂提供二维移动，以及正向和反向旋转；

旋转臂和固定单元，所述旋转臂适于正向旋转到所述最底层的取样单元的悬空部分的下侧，并利用所述固定单元连接所述最底层的取样单元；连接固定单元的取样单元在移动平台驱动下移动到所述分析仪的入口处；

托盘及其移动机构，所述托盘包括呈阵列式分布的多个承载单元，所述承载单元包括适于容纳样品管的通孔和适于连接部卡入的定位槽；所述托盘在驱动下水平二维移动，适于移动平台上的取样单元处于任一通孔的上侧；

第一移动件及其驱动机构，所述第一移动件处于所述通孔下侧，带动通孔内的样品管上下移动；

夹持机构，所述夹持机构用于夹住和松开上移的样品管；

第二移动件及其驱动机构，设置在所述夹持机构的上侧的第二移动件具有适于固定所述延伸部的固定部；所述第二移动件在驱动下正向移动以固定延伸部和反向移动以松开所述延伸部；

旋转机构，所述旋转机构驱动所述第二移动件正向和反向旋转。

2.根据权利要求1所述的自动化检测系统，其特征在于：所述缝隙的侧部具有适于固定单元和其固定的取样单元旋转的空间，连接固定单元的取样单元水平地越过所述缝隙后进入所述空间内。

3.根据权利要求1所述的自动化检测系统，其特征在于：所述缝隙的高度小于所述取样单元的二倍厚度。

4.根据权利要求2所述的自动化检测系统，其特征在于：所述移动平台为所述旋转臂提供包括水平方向和竖直方向的二维移动。

5.根据权利要求4所述的自动化检测系统，其特征在于：从所述限位部件的下侧平移到所述空间，所述取样单元和固定单元间连接处的下侧无承载件。

6.根据权利要求1所述的自动化检测系统，其特征在于：更换装置包括：

收纳盒，所述收纳盒用于收集从所述固定单元卸下的取样单元。

7.根据权利要求1所述的自动化检测系统，其特征在于：在承载件的第一方向上，多个通孔依次相邻设置，多个定位槽依次相邻设置；在承载件的第二方向上，任意二个定位槽之间为通孔；所述第一方向和第二方向间的夹角为直角或锐角。

8.根据权利要求1所述的自动化检测系统，其特征在于：所述取样单元是PDESI。

9.根据权利要求1所述的自动化检测系统，其特征在于：所述第二移动件和夹持机构同步移动。

10.根据权利要求1所述的自动化检测系统，其特征在于：所述自动化检测系统还包括：

限位槽，所述连接部在所述限位槽内上下移动。

Images