CN219109536U - 自动采样机构 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种自动采样机构，包括机械臂、采样装置、力控装置、视觉装置和控制装置。力控装置连在机械臂的自由端，采样装置连于力控装置；采样装置与力控装置能自动连接与分离；采样装置夹持采样拭子，能在机械臂的自由端的带动下在采样拭子供料位置、采样位置和处理采样拭子位置之间切换；力控装置用于检测采样拭子和样本的接触力；视觉装置用于采集样本所在空间的图像信息；控制装置与力控装置、视觉装置以及机械臂通信连接，从而能根据力控装置的检测信息和视觉装置的采集信息对机械臂的自由端位置进行控制；控制装置与采样装置通信连接，从而能控制采样装置夹紧或松开采样拭子。该自动采样机构能实现自动采样且能保障采样质量和采样安全。

Description

自动采样机构

技术领域

本申请涉及采样技术领域，特别是一种自动采样机构。

背景技术

很多领域都有采样需求，例如医疗领域，常用的一种采用方式是咽拭子样本采集。

目前，咽拭子样本采集多为人工采集，不仅效率低且对采样人员的健康不利。

因此，如何实现自动采样，是需要本领域技术人员解决的技术问题。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本申请提供一种自动采样机构，所述自动采样机构包括：

机械臂；

采样装置，所述采样装置包括采样拭子和采样拭子夹具，所述采样装置连在所述机械臂的自由端，能在所述机械臂的自由端的带动下在取采样拭子位置、采样位置和放采样拭子位置之间切换；

力控装置和视觉装置，所述力控装置与所述采样装置连接，用于检测所述采样拭子与样本载体的接触力，所述视觉装置用于采集样本载体的图像信息；

控制装置，所述控制装置与所述力控装置、所述视觉装置以及所述机械臂通信连接，使所述控制装置能根据所述力控装置的检测信息和所述视觉装置的采集信息对所述机械臂的自由端位置进行控制；所述控制装置与所述采样拭子夹具通信连接，使所述控制装置能控制所述采样拭子夹具夹紧或松开所述采样拭子。

自动采样机构的一种实施方式，所述自动采样机构包括试管运送装置；所述试管运送装置包括试管夹具，所述控制装置与所述试管夹具通信连接，使所述控制装置能控制所述试管夹具夹紧或松开试管；所述试管运送装置连在所述机械臂的自由端，能在所述机械臂的自由端的带动下在取试管位置、放试管位置以及样本存放位置之间切换。

自动采样机构的一种实施方式，所述试管运送装置和所述采样装置通过同一快换装置与所述机械臂的自由端连接，所述控制装置与所述快换装置通信连接，使所述控制装置能控制所述快换装置松开或锁紧所述试管运送装置及所述采样装置。

自动采样机构的一种实施方式，所述自动采样机构包括样本载体定位装置，所述样本载体定位装置用于将样本载体定位在采样位置。

自动采样机构的一种实施方式，所述自动采样机构包括消毒装置，所述消毒装置用于向所述样本载体定位装置喷射消毒液，所述消毒装置包括供液管路、喷头及连在所述供液管路上的电磁阀，所述控制装置与所述电磁阀通信连接，使所述控制装置能控制所述电磁阀启闭。

自动采样机构的一种实施方式，所述自动采样机构包括补光装置，所述补光装置包括补光光源、位置调整组件和光源支架，所述补光光源通过所述位置调整组件连于所述光源支架，使所述补光光源的位置可调。

自动采样机构的一种实施方式，所述位置调整组件包括与补光光源连接的连杆以及能夹紧和松开所述连杆的夹持部件，所述连杆能相对所述夹持部件轴向移动和绕自身轴线旋转，所述夹持部件连于所述光源支架并能相对所述光源支架沿所述连杆的径向移动。

自动采样机构的一种实施方式，所述自动采样机构包括基座，所述基座包括第一平台和低于所述第一平台的第二平台，所述机械臂的自由端伸到所述第一平台上方，所述机械臂的连接端可旋转地连于所述第二平台。

自动采样机构的一种实施方式，所述基座包括侧挡板，所述侧挡板连在所述第一平台一侧，所述机械臂的自由端和样本载体分别位于所述侧挡板的两侧。

自动采样机构的一种实施方式，所述基座包括连接架，所述连接架伸到所述第一平台上方，所述视觉装置安装于所述连接架。

本申请提供的自动采样机构，能实现自动采样且能保障采样质量和采用安全。

附图说明

图1和图2为本申请提供的自动采样机构一种实施例两种不同状态下的立体图；

图3为图1中采样装置、力控装置和快换装置组装状态下的放大图；

图4为图1中侧挡板的背面侧视图；

图5为图1中补光装置的放大图。

附图标记说明如下：

100机械臂，101法兰；

200采样装置，201采样拭子，202采样拭子夹具，203固定板；

300力控装置；

400视觉装置；

500快换装置；

600样本载体定位装置；

700消毒装置，701喷头，702外罩；

800补光装置，801补光光源，802连杆，803夹持部件，804光源支架，804a腰型孔；

900基座，901第一平台，902第二平台，903侧挡板，904连接架。

具体实施方式

本申请提供一种自动采样机构，为了使本技术领域的技术人员更好地理解本申请的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请的技术方案作进一步的详细说明。

如图1-图3所示，该自动采样机构至少包括机械臂100、采样装置200、力控装置300、视觉装置400和控制装置(未图示)。

机械臂100的一端为能自由活动的自由端。采样装置200连在机械臂100的自由端。采样装置200包括采样拭子201和采样拭子夹具202。力控装置300与采样装置200连接，用于检测采样拭子201与样本载体的接触力。视觉装置400用于采集样本载体所在空间的图像信息。以咽拭子采样为例，样本载体为口腔。

控制装置与力控装置300、视觉装置400以及机械臂100通信连接，使控制装置能根据力控装置300的检测信息和视觉装置400的采集信息对机械臂100的自由端位置进行控制，以控制机械臂100的自由端带动采样装置200在取采样拭子位置、采样位置和放采样拭子位置之间切换。并且，控制装置还与采样拭子夹具202通信连接，使控制装置能控制采样拭子夹具202夹紧或松开采样拭子201。

自动采样机构工作时，控制装置控制机械臂100的自由端带动采样拭子夹具202到达取采样拭子位置，然后控制采样拭子夹具202夹取采样拭子201。

然后控制装置根据视觉装置400的采集信息确定采样位置坐标，并控制机械臂100的自由端带动采样拭子201到达采样位置。

然后控制装置根据力控装置300的检测信息控制机械臂100的自由端带动采样拭子201向靠近或远离样本载体的方向移动。控制装置内预设有接触力区间；若力控装置300检测的接触力小于该接触力区间的下限值，则控制机械臂100的自由端带动采样拭子201向靠近样本载体的方向移动，以保障采样质量；若力控装置300检测的接触力大于该接触力区间的上限值，则控制机械臂100的自由端带动采样拭子201向远离样本载体的方向移动，以避免误伤样本载体。

然后控制装置控制机械臂100的自由端到达放采样拭子位置，然后控制采样拭子夹具202释放采样拭子201。

上述自动采样机构，能实现自动采样，相比人工采样，效率更高且不存在危害采样人员安全的问题。并且，上述自动采样机构，能通过视觉装置400准确确定采样位置，避免采样位置不准确导致采样质量不好，而且能通过力控装置300保障采样拭子201和样本载体的接触力处在既能保障采样质量又不会误伤样本载体的合适范围内，因此，该自动采样机构采样质量好且使用安全性高。

进一步的，自动采样机构可以设置试管运送装置(未图示)。采样后的采样拭子201存放在试管中。试管运送装置包括试管夹具。控制装置与试管夹具通信连接，使控制装置能控制试管夹具夹紧或松开试管。试管运送装置连在机械臂100的自由端。

工作时，控制装置控制机械臂100的自由端带动试管运送装置到达取试管位置，然后控制试管夹具夹取试管，然后控制机械臂100的自由端带动试管到达放试管位置，然后控制试管夹具释放试管，之后还可控制试管夹具夹取存放着采样拭子201的试管，并控制机械臂100的自由端带动存放着采样拭子201的试管到达样本存放位置。

具体的，试管运送装置和采样装置200可以通过同一快换装置500与机械臂100的自由端连接，也就是说，机械臂100的自由端上连有快换装置500，试管运送装置和采样装置200轮流连于该快换装置500，从而能通过该快换装置500快速切换试管运送装置和采样装置200。具体的，如图3所示，该实施例中，采样拭子夹具202固定在固定板203的一端，固定板203的另一端与快换装置连接，快换装置连于力控装置300的一端，力控装置300的另一端与机械臂100自由端的法兰101连接。

控制装置与快换装置500通信连接，从而能在控制装置的控制下实现试管运送装置和采样装置200的切换。切换试管运送装置和采样装置200的过程是：当需要运送试管时，控制装置控制机械臂100的自由端带动快换装置500到达采样装置200的存放位置，并控制快换装置500松开采样装置200，然后控制装置控制机械臂100的自由端带动快换装置500到达试管运送装置的存放位置，并控制快换装置500锁紧试管运送装置。当需要进行采样时，控制装置控制机械臂100的自由端带动快换装置500到达试管运送装置的存放位置，并控制快换装置500松开试管运送装置，然后控制装置控制机械臂100的自由端带动快换装置500到达采样装置200的存放位置，并控制快换装置500锁紧采样装置200。

让试管运送装置和采样装置200通过同一快换装置500与机械臂100的自由端连接，这样，同一机械臂100既能带动试管运送装置进行试管运送，又能带动采样装置200进行采样，使得机构整体配置成本低。

进一步的，自动采样机构可以设置样本载体定位装置600，样本载体定位装置600用于将样本载体定位在采样位置。咽拭子采样时，样本载体定位装置600可以采用咬合器。

进一步的，如图4所示，自动采样机构可以设置消毒装置700，消毒装置700用于向样本载体定位装置600喷射消毒液，以对样本载体定位装置600进行消毒。

具体的，消毒装置700包括供液管路、喷头701及连在供液管路上的电磁阀，控制装置与电磁阀通信连接，使控制装置能控制电磁阀启闭，具体可以每切换一次样本载体，就控制电磁阀开启一次。电磁阀开启状态下，供液管路导通，消毒液能经喷头701喷射到样本载体定位装置600上。图示实施例中，喷头701的外侧罩设有外罩702，以保护喷头701。

进一步的，自动采样机构可以设置补光装置800，以保障视觉装置400的图像采集质量。

如图5所示，补光装置800包括补光光源801、位置调整组件和光源支架804，补光光源801通过位置调整组件连于光源支架804，使补光光源801的位置可调。

图示实施例中，位置调整组件包括与补光光源801连接的连杆803和能夹紧和松开连杆803的夹持部件。夹持部件松开连杆803的状态下，连杆803能相对夹持部件轴向移动和绕自身轴线旋转。夹持部件通过紧固件连在光源支架804的腰型孔804a中，使夹持部件能相对光源支架804沿连杆803的径向移动。图中，夹持部件采用C形夹，C形夹的开口侧通过紧固螺栓张紧，当然，夹持部件不局限于C形夹，只要能夹紧和松开连杆803的结构即可。图中，光源支架804设有五个腰型孔804a，夹持部件通过紧固件固定在其中两个腰型孔804a中，连杆803的一端穿插在其中一个腰型孔804a中，这样可避免光源支架804干涉连杆803的轴向移动，另两个腰型孔804a用于固定光源支架804，图中，光源支架804通过这两个腰型孔804a固定在基座900的侧挡板903上。

具体的，图示实施例中，自动采样机构设有基座900。基座900包括第一平台901和低于第一平台901的第二平台902，机械臂100的自由端伸到第一平台901上方，机械臂100的连接端可旋转地连在第二平台902上。

图示实施例中，基座900还包括侧挡板903，侧挡板903连在所述第一平台901一侧，采样时，机械臂100的自由端位于侧挡板的903的正面侧，样本载体位于侧挡板903的背面侧，侧挡板903起到避免样本载体污染机械臂100自由端的作用。侧挡板903上设有采样孔，采样拭子201从侧挡板903的正面侧穿过采样孔伸到侧挡板903的背面侧。侧挡板903上还设有供消毒装置700的供液管路穿过的通孔。消毒装置700的喷头701和样本载体定位装置600固定在侧挡板903的背面侧。

图示实施例中，基座900包括连接架904，连接架904伸到第一平台901上方，视觉装置400安装于连接架904。

当然，实际实施中，基座900的结构不局限于图示实施例，只要能将机构的各装置集装在一起的结构即可。

以上对应用了具体个例对本申请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申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.自动采样机构，其特征在于，所述自动采样机构包括：

机械臂(100)；

采样装置(200)，所述采样装置(200)包括采样拭子(201)和采样拭子夹具(202)，所述采样装置(200)连在所述机械臂(100)的自由端，能在所述机械臂(100)的自由端的带动下在取采样拭子位置、采样位置和放采样拭子位置之间切换；

力控装置(300)和视觉装置(400)，所述力控装置(300)与所述采样装置(200)连接，用于检测所述采样拭子(201)与样本载体的接触力，所述视觉装置(400)用于采集样本载体所在空间的图像信息；

控制装置，所述控制装置与所述力控装置(300)、所述视觉装置(400)以及所述机械臂(100)通信连接，使所述控制装置能根据所述力控装置(300)的检测信息和所述视觉装置(400)的采集信息对所述机械臂(100)的自由端位置进行控制；所述控制装置与所述采样拭子夹具(202)通信连接，使所述控制装置能控制所述采样拭子夹具(202)夹紧或松开所述采样拭子(201)。

2.根据权利要求1所述的自动采样机构，其特征在于，所述自动采样机构包括试管运送装置；所述试管运送装置包括试管夹具，所述控制装置与所述试管夹具通信连接，使所述控制装置能控制所述试管夹具夹紧或松开试管；所述试管运送装置连在所述机械臂(100)的自由端，能在所述机械臂(100)的自由端的带动下在取试管位置、放试管位置以及样本存放位置之间切换。

3.根据权利要求2所述的自动采样机构，其特征在于，所述试管运送装置和所述采样装置(200)通过同一快换装置(500)与所述机械臂(100)的自由端连接，所述控制装置与所述快换装置(500)通信连接，使所述控制装置能控制所述快换装置(500)松开或锁紧所述试管运送装置及所述采样装置(200)。

4.根据权利要求1所述的自动采样机构，其特征在于，所述自动采样机构包括样本载体定位装置(600)，所述样本载体定位装置(600)用于将样本载体定位在采样位置。

5.根据权利要求4所述的自动采样机构，其特征在于，所述自动采样机构包括消毒装置(700)，所述消毒装置(700)用于向所述样本载体定位装置(600)喷射消毒液，所述消毒装置(700)包括供液管路、喷头(701)及连在所述供液管路上的电磁阀，所述控制装置与所述电磁阀通信连接，使所述控制装置能控制所述电磁阀启闭。

6.根据权利要求1所述的自动采样机构，其特征在于，所述自动采样机构包括补光装置(800)，所述补光装置(800)包括补光光源(801)、位置调整组件和光源支架(804)，所述补光光源(801)通过所述位置调整组件连于所述光源支架(804)，使所述补光光源(801)的位置可调。

7.根据权利要求6所述的自动采样机构，其特征在于，所述位置调整组件包括与补光光源(801)连接的连杆(803)以及能夹紧和松开所述连杆(803)的夹持部件，所述连杆(803)能相对所述夹持部件轴向移动和绕自身轴线旋转，所述夹持部件连于所述光源支架(804)并能相对所述光源支架(804)沿所述连杆(803)的径向移动。

8.根据权利要求1-7任一项所述的自动采样机构，其特征在于，所述自动采样机构包括基座(900)，所述基座(900)包括第一平台(901)和低于所述第一平台(901)的第二平台(902)，所述机械臂(100)的自由端伸到所述第一平台(901)上方，所述机械臂(100)的连接端可旋转地连于所述第二平台(902)。

9.根据权利要求8所述的自动采样机构，其特征在于，所述基座(900)包括侧挡板(903)，所述侧挡板(903)连在所述第一平台(901)一侧，所述机械臂(100)的自由端和样本载体分别位于所述侧挡板(903)的两侧。

10.根据权利要求8所述的自动采样机构，其特征在于，所述基座(900)包括连接架(904)，所述连接架(904)伸到所述第一平台(901)上方，所述视觉装置(400)安装于所述连接架(904)。

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